Wie werden gekrümmte Oberflächen gefräst?

Gekrümmte Oberflächen können auf verschiedene Arten gefräst werden. Die Wahl des Verfahrens hängt von der Form und Größe des Werkstücks, der Produktionsmenge, den Genauigkeitsanforderungen und den verfügbaren Maschinen ab. Bei einem kleinen, dünnen Werkstück in Einzelfertigung kann das Profil manuell angelegt und gefräst werden. Für hochpräzise Werkstücke oder die Serienfertigung können CNC- oder Kopierfräsmaschinen zum Einsatz kommen.

Schablonengesteuertes Fräsen auf gekrümmten Oberflächen

Beim schablonengeführten Fräsen wird der Fräser entlang der Kontur einer Schablone geführt, die mit der Form des Werkstücks identisch oder dieser ähnlich ist. Das Maßverhältnis zwischen Schablone und Werkstück kann 1:1 oder größer als 1:1 sein. Eine Schablone, die größer als das Werkstück ist, führt in der Regel zu einer höheren Konturgenauigkeit; ein kleineres Maßverhältnis führt zu einer geringeren Genauigkeit.

1. Manuelles Fräsen von Schablonen. Die Schablone und das Werkstück werden miteinander verspannt, und der Fräserschaft bleibt während des konventionellen Fräsvorgangs an der Schablone anliegen. Zur Feinjustierung der Werkstückabmessungen und zum Ausgleich des nach dem Nachschleifen verringerten Fräserdurchmessers sind sowohl der Fräserschaft als auch die Schablone um 20°–30° konisch geformt. Oberflächenrauheit Ra kann bis zu 6,3 μm betragen. Das Verfahren eignet sich für die Kleinserienfertigung.
   
2. Fräsen mit Drehschablone. Mit einem Drehschablonenaufsatz lässt sich auf einer Vertikalfräsmaschine eine gekrümmte Nut fräsen. Während sich der Drehtisch dreht, bewegt ein Gegengewicht den Schlitten nach rechts und hält die Hülse gegen die Schablone. Durch die Kombination aus Tischdrehung und seitlicher Schlittenbewegung wird der Fräser entlang des Werkstückprofils geführt. Der Mechanismus ist einfach und kompakt, doch der Fräser hat einen langen Überhang und kann sich verbiegen, was die Genauigkeit beeinträchtigt. Er eignet sich für die Serienfertigung. Die Fräswelle trägt die Kraft des Gegengewichts nicht.
   

Kopierfräsen gekrümmter Oberflächen

Beim Kopierfräsen formt eine Kopierfräsmaschine die Werkstückoberfläche automatisch entsprechend einer Vorlage. Dabei kommen vorwiegend Kugelfräser zum Einsatz. Das Verfahren eignet sich für Formen mit komplexen dreidimensionalen Oberflächen oder für Werkstücke mit geringerer Genauigkeitsanforderung, die mit anderen Verfahren nicht hergestellt werden können. Kopierfräsmaschinen können ein-, zwei- oder dreidimensional arbeiten.