Kann man mit einem Schaftfräser bohren? Sichere Methoden und Grenzen

Kann man mit einem Schaftfräser bohren?

Ja – wenn der Schaftfräser mittenschneidend ist (oder speziell zum Eintauchen ausgelegt ist) und Sie den richtigen Werkzeugweg und die richtigen Schnittparameter verwenden. Ein Standard-Schaftfräser mit nicht mittig schneidendem Schnitt sollte nicht wie ein Bohrer direkt nach unten eingetaucht werden, da er die Späne in der Mitte nicht entfernen kann und die Gefahr besteht, dass er reibt, überhitzt und bricht.

In der Praxis vermeiden die meisten Betriebe das „echte Bohren“ mit einem Schaftfräser, es sei denn, der Fräser und die CAM-Strategie werden so gewählt, dass sie die Spanabfuhr steuern (Rampen, spiralförmiger Eintritt oder kontrolliertes Eintauchen). Je tiefer das Loch und je härter das Material, desto wichtiger wird die Strategie.

Beim Eintauchen ist ein Schaftfräser angebracht

Sie benötigen die richtige Fräsergeometrie

• Verwenden Sie a Mittenschnitt Schaftfräser (mit Schneidkanten, die bis zur Mitte reichen) oder einen speziell angefertigten Schaftfräser Eintauchen/Schlitz Schaftfräser.
• Bevorzugen Sie Werkzeuge mit guter Spanabfuhr: weniger Spannuten (z. B. 2–3 bei Aluminium; 3–4 bei Stahl) und polierte Spannuten für gummiartige Materialien.
• Vermeiden Sie das Eintauchen mit Werkzeugen mit großer Reichweite, es sei denn, dies ist erforderlich. Ein zunehmender Stickout erhöht die Durchbiegung und das Bruchrisiko.

Die Lochtiefe und das Material spielen eine Rolle

Flache Einstiegssprünge (z. B. das Starten einer Tasche) sind oft in Ordnung. Bei tiefen, bohrähnlichen Löchern haben Schaftfräser Probleme: Späne verstopfen die Spannuten, die Hitze steigt und das Werkzeug kann brechen. Generell gilt: Je näher man einem „Loch“ kommt, das mehr als ein paar Werkzeugdurchmesser tief ist, desto mehr sollte man die Spiralinterpolation oder einen echten Bohrer bevorzugen.

Beste Werkzeugwege zum „Bohren“ mit einem Schaftfräser

Spiralinterpolation (am zuverlässigsten)

Bei der spiralförmigen Interpolation wird beim Vorschub eine kreisförmige Bewegung verwendet, sodass der Schaftfräser eher wie ein Seitenfräsvorgang schneidet. Dies verbessert die Spanabfuhr erheblich und reduziert die Reibung, die beim geraden Eintauchen auftritt.

• Verwenden Sie a helix diameter larger than the tool (common starting point: 1.05×–1.20× tool diameter) to create chip room.
• Begrenzen Sie die axiale Absenkung pro Umdrehung, um die Last zu kontrollieren und die Späne in Bewegung zu halten.

Rampeneinstieg (gut für Taschen)

Durch Rampen wird der Fräser in einem Winkel (z. B. 1–3 Grad) in das Material eingeführt, sodass das Werkzeug allmählich eingreift, anstatt bei vollem axialen Eingriff einzutauchen. Dies wird üblicherweise zum Einbringen von Taschen ohne Vorbohren verwendet.

Gerader Einstich (nur mit eintauchfähigen Werkzeugen und konservativen Einstellungen)

Ein gerader Eintauchvorgang ist die Methodee mit dem höchsten Risiko, da die Fluchtwege der Späne begrenzt sind. Wenn Sie dies tun müssen, verwenden Sie einen Fräser, der zum Eintauchen konzipiert ist, und erwägen Sie eine Pick-Strategie (kurze Abwärtsbewegungen mit Rückzug), um Späne zu entfernen.

Praktische Parameterrichtlinien, die Brüche verhindern

Beginnen Sie mit konservativem Eintauchen und Untertauchen

• Tauchvorschub: häufig 10 %–30 % Ihres normalen Seitenfräsvorschubs als sicheren Startbereich (variiert je nach Werkzeug und Material).
• Picktiefe (wenn gepickt): oft 0,25×–1,0× Werkzeugdurchmesser pro Pick, mit Rückzügen, die tatsächlich Späne entfernen.
• Kühlmittel/Luft: Die Spanabfuhr ist das Hauptziel; Luftstrahl oder Kühlmittel durch die Spindel sind besonders hilfreich für tiefe Merkmale.

Arbeitsbeispiel: Umstellung der Spanlast auf einen sichereren Eintauchvorschub

Gehen Sie von einem 6 mm (0,236 Zoll) 3-schneidigen Hartmetall-Schaftfräser aus, der mit 10.000 U/min und einer seitlichen Spanlast von 0,03 mm/Zahn läuft.

• Seitenfräsvorschub = U/min × Spannuten × Spanlast = 10.000 × 3 × 0,03 = 900 mm/min .
• Konservativer Tauchvorschub bei 20 % = 900 × 0,20 = 180 mm/min .

Dies garantiert keine Sicherheit (Geometrie und Spanabfuhr dominieren), bietet aber einen rationalen Ausgangspunkt anstelle von Vermutungen.

Häufige Fehlerarten und wie man sie vermeidet

Chip-Packung (die häufigste Ursache)

Wenn die Späne nicht abtransportiert werden können, schneiden sie nach, erzeugen Hitze und verkeilen das Werkzeug. Aus diesem Grund ist ein „bohrartiger“ Einbruch riskant: Chips können nirgendwo hin. Spiralförmiger Eintritt, Luftstoß und kürzere Schnitte reduzieren die Spanansammlung.

Reiben in der Mitte

Sogar ein mittig schneidender Schaftfräser hat genau in der Mitte eine Schnittgeschwindigkeit von nahezu Null. Gerades Eintauchen erhöht die Zeit, die beim Schneiden (oder Reiben) bei niedriger Oberflächengeschwindigkeit aufgewendet wird, wodurch Wärme entsteht. Durch die seitliche Bewegung des Werkzeugs (Helix/Rampe) wird dieser Effekt minimiert.

Durchbiegung und Verjüngung

Schaftfräser sind bei axialer Belastung weniger steif als Bohrer. Tiefes Eintauchen kann zu einem konischen oder übergroßen Loch führen und die Bruchgefahr erhöhen. Wenn es auf die Lochgenauigkeit ankommt, ist die spiralförmige Interpolation mit einem Schlichtdurchgang in der Regel vorhersehbarer.

Bessere Alternativen, wenn Sie ein echtes Loch benötigen

Verwenden Sie einen Bohrer, wenn das Merkmal „Loch zuerst“ ist.

Wenn das Ziel ein rundes Loch mit Tiefe, Geschwindigkeit und gutem Finish ist, ist ein Bohrer normalerweise das richtige Werkzeug. Bohrer sind für axiale Belastungen und Spanabfuhr in tiefen Löchern ausgelegt.

Verwenden Sie Spiralinterpolation, wenn Sie Flexibilität benötigen

Die spiralförmige Interpolation ist ideal, wenn Sie mehrere Lochdurchmesser mit einem Werkzeug erstellen möchten, wenn Sie Werkzeugwechsel vermeiden müssen oder wenn Sie ein Loch in dünnem Material ohne Greifen benötigen.

Eintritt in den Schaftfräser mit Pilotloch

Eine kleine Führungsbohrung kann Spanraum schaffen und die axiale Belastung reduzieren, wenn Sie mit einem Schaftfräser eindringen müssen. Dies ist ein praktischer Kompromiss, wenn CAM- oder Maschinenbeschränkungen den spiralförmigen Eintritt erschweren.

Kurze Checkliste für sicheres Tauchen

• Bestätigen Sie den Mittenschnitt (oder Eintauchfräser) – gehen Sie nicht davon aus.
• Bevorzugen Spiral- oder Rampeneintritt über gerades Eintauchen.
• Beginnen Sie mit dem Eintauchen 10 %–30 % Ihres Seitenfräsvorschubs und stimmen Sie ihn dann basierend auf den Spänen und der Spindellast ab.
• Wenn ein gerades Eintauchen unvermeidbar ist, verwenden Sie picken und stellen Sie sicher, dass die Späne tatsächlich zurückgezogen werden.
• Verwenden Sie air blast/coolant to prioritize Spanabfuhr , insbesondere in Aluminium und tiefen Ausführungen.
• Minimieren Sie den Werkzeugüberstand und überprüfen Sie die Steifigkeit (Halter, Spannzange, Rundlauf), bevor Sie tiefe Eintauchversuche unternehmen.

1. Führen Sie die Eingabebewegung oberhalb des Teils probeweise durch, um den Werkzeugweg zu bestätigen (insbesondere bei Helix/Rampe).
2. Schneiden Sie ein Testelement in einen ähnlichen Schrott und prüfen Sie die Spanform und die Verfärbung durch Hitze.
3. Passen Sie Vorschub, Untersetzung und Kühlmittel/Luft an, bis die Späne sauber abfließen und die Spindellast stabil ist.

Fazit

Sie können mit einem Schaftfräser bohren, sollten dies jedoch als Spezialoperation betrachten. Verwenden Sie ein mittig schneidendes oder eintauchfähiges Werkzeug, bevorzugen Sie einen spiralförmigen oder rampenförmigen Eintritt, halten Sie den Eintauchvorschub konservativ und priorisieren Sie die Spanabfuhr. Wenn es sich bei dem Merkmal um ein tiefes, präzises Loch handelt, ist ein spezieller Bohrer (oder eine Bohrer-plus-Finishing-Strategie) normalerweise die sicherere und schnellere Wahl.