Der Grundunterschied: Was dreht sich?
Auf einer CNC-Drehmaschine wird das Werkstück im Futter gespannt und dreht sich mit hoher Drehzahl; das Werkzeug dreht sich nicht, sondern wird an das rotierende Werkstück zugestellt und an ihm entlanggeführt, um Material abzutragen. Typische Drehteile sind deshalb Teile, die um eine Achse symmetrisch sind: Wellen, Buchsen, Stifte, Flansche und Ringe.
Beim CNC-Fräsen ist es umgekehrt. Das Teil wird auf dem Tisch oder in einer Vorrichtung gespannt, und das Werkzeug rotiert. Werkzeug oder Tisch bewegen sich in mehreren Achsen und erzeugen ebene Flächen, Taschen, Nuten, Bohrungen und Freiformkonturen. Typische Frästeile sind prismatisch: Platten, Gehäuse, Halter und Deckel.
Teile, die sich zum Drehen eignen
Sieht Ihr Teil aus, als käme es aus einer Stange, und sind seine Querschnitte rund, ist es sehr wahrscheinlich ein Drehteil. Typische Drehoperationen sind:
- Außen- und Innendrehen, abgesetzte Durchmesser
- Plandrehen und Anfasen
- Außen- und Innengewinde
- Einstiche, Sicherungsring- und O-Ring-Nuten
- Kegel und Radienübergänge
- Zentrieren, Bohren und Ausdrehen
Weil sich das Teil ständig dreht, entstehen runde Merkmale in einer Aufspannung und bleiben zueinander konzentrisch. Bei Wellen und Buchsen, bei denen die Konzentrizität zählt, ist das ein großer Vorteil.
Teile, die sich zum Fräsen eignen
Besteht Ihr Teil aus ebenen Flächen, schrägen Wänden, Taschen und vielen Bohrungen, ist Fräsen die richtige Wahl. Typische Operationen auf einem vertikalen Bearbeitungszentrum sind:
- Planfräsen und Fräsen auf Dicke
- Taschen-, Nuten- und Inselfräsen
- Kontur- und Profilfräsen
- Bohren, Reiben und Gewindebohren
- Fasen und Radien
- Bohrbilder und Anschraubflächen
Fräsmaschinen werden nach ihrer Achsenzahl benannt. Auf einer Dreiachsmaschine bewegt sich das Werkzeug in X, Y und Z; um andere Seiten zu erreichen, wird das Teil umgespannt. Vier- und Fünfachsmaschinen drehen zusätzlich das Teil oder das Werkzeug und erreichen komplexere Geometrien mit weniger Aufspannungen. Jede Aufspannung kostet Rüstzeit, deshalb wirkt sich die Zahl der Bearbeitungsrichtungen direkt auf die Kosten aus.
Vergleich auf einen Blick
| Thema | CNC-Drehen | CNC-Fräsen |
|---|---|---|
| Was dreht sich | Das Werkstück | Das Werkzeug |
| Typische Geometrie | Rotationssymmetrisch (zylindrisch, kegelig) | Prismatisch (ebene Flächen, Taschen, Nuten) |
| Typische Teile | Welle, Buchse, Stift, Flansch, Ring | Platte, Gehäuse, Halter, Deckel, Werkzeugteil |
| Stärke | Konzentrische Durchmesser, Gewinde, Einstiche | Taschen, Bohrbilder, komplexe Konturen |
| Rohmaterial | Meist Rundstange oder Rohr | Meist Platte, Block oder Profil |
Wenn ein Teil beides braucht
In der Praxis liegen viele Teile zwischen beiden Welten. Ein Flansch etwa wird auf der Drehmaschine an Durchmessern und Planflächen bearbeitet und anschließend auf der Fräsmaschine mit Schraubenbohrungen und einer Passfedernut fertiggestellt. Auch eine Abflachung oder Querbohrung an einer Welle bedeutet eine zweite Operation.
Dann wechselt das Teil zwischen zwei Maschinen und wird auf jeder neu gespannt. Entscheidend ist, dass die Bezugsflächen zwischen den Aufspannungen erhalten bleiben. Klar definierte Bezugselemente in der Zeichnung sorgen dafür, dass beide Operationen zueinander passen. Manche modernen Maschinen, etwa Drehmaschinen mit angetriebenen Werkzeugen oder Fräsmaschinen mit Rundtisch, vereinen beides auf einer Maschine; jeder Maschinenpark ist jedoch anders, daher ist es am besten, das Teil zu zeigen.
Fragen für die Entscheidung
- Ist die Grundform des Teils um eine Achse symmetrisch? Dann beginnen Sie mit dem Drehen.
- Besteht das Teil überwiegend aus ebenen Flächen, Taschen und Bohrungen? Dann passt Fräsen.
- Hat ein runder Körper Abflachungen, Querbohrungen oder Passfedernuten? Dann brauchen Sie Drehen und Fräsen.
- In welcher Form ist das Rohmaterial verfügbar: Stange oder Platte? Das beeinflusst Verfahren und Verschnitt.
- Aus wie vielen Richtungen muss das Teil bearbeitet werden? Mehr Richtungen bedeuten mehr Aufspannungen und Rüstzeit.
Wie der Werkstoff das Verfahren beeinflusst
Dieselbe Geometrie verhält sich in unterschiedlichen Werkstoffen unterschiedlich. Aluminiumlegierungen lassen sich meist leicht zerspanen und erlauben hohe Schnittgeschwindigkeiten, sodass Fräsen und Drehen schnell vorangehen. Unlegierte Stähle verlangen eine steifere Spannung und niedrigere Schnittgeschwindigkeiten. Nichtrostende Stähle neigen bei der Bearbeitung zur Kaltverfestigung und Erwärmung, deshalb werden Werkzeuge und Schnittwerte sorgfältiger gewählt.
Technische Kunststoffe können unter Wärme weich werden und unter der Spannkraft nachgeben; bei dünnwandigen Kunststoffteilen ist die Spannmethode so wichtig wie das Werkzeug. Auf der Drehmaschine wird eine lange, schlanke Welle oft mit dem Reitstock abgestützt, weil sie sich unter Eigengewicht und Schnittkraft durchbiegen würde. Solche Details sind der Grund, warum dieselbe Zeichnung in verschiedenen Werkstoffen zu unterschiedlichen Preisen und Arbeitsplänen führt.
Geben Sie in Ihrer Anfrage den Werkstoff deshalb mit Güte und nicht nur mit Namen an, und vermerken Sie, ob ein gleichwertiger Werkstoff in Frage kommt. Haben Sie bereits Rohmaterial vorrätig, schreiben Sie auch das in Ihre Notiz.
Konstruktionsdetails, die die Kosten treiben
Unabhängig vom Verfahren beeinflussen einige Konstruktionsentscheidungen die Bearbeitungszeit und damit den Preis deutlich:
- Innenecken: Ein Fräser ist rund, deshalb können Taschenecken nicht scharfkantig sein. Sehen Sie in Innenecken einen zum Werkzeug passenden Radius vor.
- Tiefe, schmale Taschen: Sie erfordern lange, schlanke Werkzeuge und werden langsamer bearbeitet. Begrenzen Sie die Tiefe, wo es geht.
- Dünne Wände: Sie schwingen und federn bei der Bearbeitung. Machen Sie Wände so dick, wie es die Funktion erlaubt.
- Normmaße: Genormte Bohrungs- und Gewindegrößen werden mit Standardwerkzeugen gefertigt.
- Unnötig enge Toleranzen: Fordern Sie enge Toleranzen nur an Maßen, die die Funktion braucht.
- Spannbarkeit: Ebene, parallele Spannflächen erleichtern die Bearbeitung.
Fräsen und Drehen bei Innotech
Unser Maschinenpark umfasst zwei vertikale CNC-Bearbeitungszentren (VMC 1160 und MILLSTAR LMV-1100, Verfahrweg X/Y/Z 1100 × 600 × 600 mm) und eine CNC-Drehmaschine (Keepway KT20). Fräs- und Drehteile fertigen wir im selben Werk und kombinieren sie bei Bedarf mit Schweißbaugruppen.
Sie sind nicht sicher, welches Verfahren zu Ihrem Teil passt? Senden Sie Modell und Zeichnung über das Angebotsformular, und wir bewerten das Verfahren gemeinsam anhand der Zeichnung.