Was ist Nutenfräsen? Techniken, Werkzeuge und Tipps

„Beim Nutenfräsen werden schmale Rillen und Kanäle für unterschiedliche Anwendungen hergestellt. Für optimale Ergebnisse und Werkzeuglebensdauer ist jedoch ein Gleichgewicht zwischen Vorschubgeschwindigkeit und Spindeldrehzahl erforderlich.“  

Eine Drehmaschine oder ein Bearbeitungszentrum führt verschiedene Fräsoperationen mit dem Einsatz geeigneter Maschineneinstellungen und Werkzeuge aus. Schlitzfräsen ist einer davon. Ein „Schlitz“ ist eine schmale Öffnung oder Nut beliebiger Form und Größe. Er ist wichtig für die Ausrichtung der Baugruppe, Befestigung, Flexibilität, Wärme- und Spannungsverteilung, Gewichtsreduzierung und viele andere Zwecke. 

CNC Fräsen wird häufig zum Erstellen von Schlitzen in Werkstücken aus verschiedenen Materialien wie Metall, Kunststoff, Verbundwerkstoffen usw. verwendet. Dieser Artikel führt Sie durch die Grundlagen, Werkzeuge und verschiedenen Schlitzfrästechniken. 

Was ist Schlitzfräsen?

Beim Nutenfräsen handelt es sich um ein Bearbeitungsverfahren, bei dem ein rotierender zylindrischer Fräser mit mehreren Schneidkanten verwendet wird, um mithilfe einer CNC-Drehmaschine oder eines Bearbeitungszentrums schmale, längliche Schnitte oder Kanäle (Nuten) in einem Werkstück zu erzeugen. Basierend auf der CNC Frästechniken Wird zum Schlitzen verwendet, die Fräser können ebenfalls unterschiedlich sein.  

Nutenfräsen in Stahlwerkstück

Das Nutenfräswerkzeug oder der Fräser rotiert und entfernt das Material Schicht für Schicht. Dabei können Schnitttiefe und -breite durch Anpassen der Vorschubgeschwindigkeit und Position des Fräsers gesteuert werden. Dieses Nutenbearbeitungsverfahren ist in Branchen wie der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie und dem Formenbau beliebt, um präzise Rillen, Keilnuten und Kanäle in verschiedenen Komponenten zu erzeugen.

Aufgrund der Komplexität der Schlitzform und des Profils kann der Werkzeugpfad komplex werden. Sie können jedoch in CAM-Software simuliert werden, um den Werkzeugpfad bei CNC-Fräsvorgängen zu optimieren. Der Werkzeugpfad bestimmt die Genauigkeit und das Finish der Schlitzoberfläche.

• Konventioneller Werkzeugweg: Einfache Pfade, bei denen Schlitze entlang der Achse geschnitten werden. Der Pfad kann relativ höhere Vibrationen und Radialkräfte verursachen.  
• Trochoidaler Werkzeugweg: Dieser Bahntyp ist zwar aufwändiger, bietet jedoch mehr Stabilität beim Nutenfräsen und kann auch schwer zerspanbare Werkstoffe bearbeiten.
• Eintauchender Werkzeugweg: Darunter versteht man axiale Bearbeitungsschnitte wie beim Bohren mit Nutenfräsern. 

Techniken und Werkzeuge zum Nutenfräsen

Sie können verschiedene Schlitzfrästechniken verwenden, die sich in ihrer Eignung für unterschiedliche Schlitzgrößen und -profile, Werkzeuge und Geometrien unterscheiden. 

Hier ist eine kurze Erläuterung der wichtigsten Techniken;

1. Schaftfräsen

Bei dieser Technik werden Schlitze verschiedener Tiefen und Größen durch Drehen des Schaftfräsers oder des Walzenfräsers auf der Oberfläche des Werkstücks erzeugt. Das Werkzeug ist an der Spindel befestigt und kann über die Fräsachse abhängig von der Maschinenleistung (3,4,5, XNUMX, XNUMX usw.). Die Zähne des Werkstücks rotieren und führen das Material zu. Dabei gibt die Spindel die Richtung vor. 

• Geschlossene Sots
• Nichtlineare Slots
• Tiefe Slots

2. Seitenfräsen 

Es ähnelt dem Umfangsfräsen und erzeugt Nuten und Rillen. Normalerweise wird das Seitenfräsen mit einer Horizontalfräsmaschine durchgeführt. Der Schlitzfräszahn am Umfang des Werkzeugs dreht sich und entfernt das Material, um präzise Schlitze zu erzeugen. Die Dornhalterung des Werkzeugs hält möglichen Ablenkungen und übermäßigen Vibrationen stand. 

• Offene Slots
• Horizontale Schlitze
• Abschneiden

3. Bandenfräsen 

Dieser Art der Fräsbearbeitung Das Fräsen mehrerer paralleler Nuten gleichzeitig ist möglich. Ein einzelner Dorn kann mehrere Nutfräser aufnehmen und das Werkstück in einem Arbeitsgang bearbeiten. Zudem reduziert es Werkzeugwechsel und Rüstzeiten. Das Mehrfachfräsen eignet sich besonders für die Fertigung großer Teile oder Komponenten mit mehreren Nuten oder komplexen geometrischen Merkmalen.

• Mehrere parallele Steckplätze
• Tiefe und breite Schlitze
• Stufen- und Schwalbenschwanznuten etc. 

4. T-Nutenschneiden

Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei T-Nuten um „T-förmige“ Schlitze oder Nuten am Werkstück. Nach der Vorbereitung der Schaftoberfläche kann ein T-Nutenfräser schnell die Form geschlossener Schlitze schneiden. Für offene Schlitze wird die Schaftoberfläche hingegen nicht benötigt. Die T-Nutenbearbeitung wird bei Maschinenrahmen und -sockeln, Gehäusen, Arbeitstischen usw. verwendet.

• Offene und geschlossene T-förmige Schlitze

5. Fräsen von Keilnuten auf der Scheibe 

Es bezieht sich auf die „Schlitz- und Feder“-Mechanismen für Verriegelungszwecke. Die Woodruff-Schlitzfräser erzeugen die Schlitze, in die die entsprechenden Federabschnitte perfekt passen. Bei der Montage und sogar bei der Spannungsverteilung enthält ein Teil den Federabschnitt und ein anderer Teil den Schlitzabschnitt, wodurch zusammen eine starke Verriegelungsverbindung entsteht.

• Halbrunde Schlüsselschlitze
• Gebogene Schlüsselschlitze
• Gebogene Schlitze an der Unterseite

Übersichtstabelle: Nutfrästechniken und Crossponding-Werkzeuge

Tipps zum erfolgreichen Nutenfräsen

Im Folgenden finden Sie einige Tipps, mit denen Sie Fehler und Inkonsistenzen vermeiden können.

• Vorsichtiges Einführen des Nutenfräsers 

Die hohe Schnittgeschwindigkeit beim ersten Kontakt der Kanten mit den Werkstücken kann zu übermäßigen Vibrationen und Fehlausrichtungen führen. Achten Sie daher am Eintrittspunkt auf gleichmäßige Reduzierungsgeschwindigkeiten. 

• Spanabfuhr

Das Fräsen von Nuten in zwei Durchgängen bietet genügend Platz für die Spanabfuhr, was zu einer besseren Oberflächengüte und minimalem Werkzeugverschleiß führt. Darüber hinaus kann die Spanansammlung übermäßige Hitze erzeugen, insbesondere beim Fräsen enger Nuten. 

• Schnittkraft und Vorschubgeschwindigkeit 

Halten Sie eine geeignete Schnittkraft aufrecht, die ausreicht, um das Material zu bearbeiten, das Werkstück jedoch nicht überlastet. Darüber hinaus ist die Optimierung der Vorschubgeschwindigkeit ebenso wichtig. Wenn die Vorschubgeschwindigkeit niedrig ist, verlangsamt sich die Geschwindigkeit der Schlitzbearbeitung. Wenn die Geschwindigkeit hingegen zu hoch ist, kann sich das Werkzeug erhitzen. 

• Gleichlauffräsen verwenden 

Sofern es nicht unbedingt erforderlich ist, verwenden Sie das Gleichlauffräsverfahren. Es ermöglicht eine bessere Spanabfuhr und Bearbeitungsstabilität. 

Welche Einsatzmöglichkeiten hat das Nutenfräsen?

Schlitzgefräste Sonderteile 

Schlitze in mechanischen Bauteilen erfüllen mehrere wichtige Funktionen, z. B. erleichtern sie die Montageführung, übertragen Drehmomente über Passfedernuten, bieten Kühl- und Entwässerungspunkte usw. Außerdem individuelles Fräsen erfordert auch Schlitze, Rillen und andere ähnliche geometrische Merkmale. 

Nachfolgend sind einige Anwendungsbeispiele für das Schlitzfräsen aufgeführt. 

• Passfedernuten in Kfz-Getriebewellen
• Nuten in Spritzgussformen und Sandgusskokillen
• Belüftung und Kabelmanagementschlitze in Elektrogehäusen
• T-Nuten am Maschinenfuß und an der Werkbank
• Nuten für Verzahnung und Zahnfußspiel
• Baugruppenmontage und Verriegelungsmechanismen
• Kanäle für den Flüssigkeitsfluss in Hydrauliksystemen

Lesen Sie mehr: CNC Fräsen von Metall

Fazit

Für Nutenfräsvorgänge stehen unterschiedliche Techniken und Werkzeuge zur Verfügung, jede mit ihren eigenen Werkzeugen und einzigartigen Fähigkeiten. Die Wahl hängt von der Form, Größe oder dem Profil der für Ihre Anwendung gewünschten Nut ab. Darüber hinaus sind Nutfunktionen branchenübergreifend bei der Herstellung komplexer Teile und der Erstellung von Montagefunktionen nützlich. Gleichzeitig erfüllen die Nuten auch bestimmte Funktionen wie Kühlung, Belüftung, Kabelmanagement usw. 

Boda ist ein führender CNC-Hersteller mit Sitz in China. Wir verfügen über eine moderne CNC-Fräsfabrik mit mehrachsigen Drehmaschinen, Bearbeitungszentren und kundenspezifischen Werkzeuganordnungen. Diese Einrichtungen ermöglichen es uns, komplexe Teile mit Schlitzen, Rillen, Kanälen und anderen Merkmalen herzustellen. Wenn Sie entsprechende bearbeitete Teile benötigen, laden Sie Ihr Design hoch und fordern Sie ein Angebot für unsere CNC-Fräsdienst