Fräser sind teures Verbrauchsmaterial: Einmal stumpf können die gängigen mehrschneidigen Typen nur mit Fachwissen und Übung wieder geschärft werden...

Fräswerkzeuge sind teures Verbrauchsmaterial einmal stumpf können die gängigen mehrschneidigen Typen nur mit viel Fachwissen und Übung wieder geschärft werden, was sich nur bei sehr hochwertigen Werkzeugen lohnt. Aber es existieren auch viel einfachere Varianten, die der Maker selbst schärfen und sogar herstellen kann.

Wenn man sich für sein Hobby eine Fräsmaschine oder gar eine CNC- Fräsmaschine angeschafft hat, besitzt man wohl auch eine Mindestauswahl an Fräswerkzeugen. Diese unterliegen bei Gebrauch einer unvermeidbaren Abnutzung. Wenn Sie stumpf geworden sind, schneiden sie nicht sauber oder überhaupt nicht mehr. Das Ergebnis ist unschön bis unbrauchbar. Im schlimmsten Fall kommt es zu Werkzeugbruch und Zerstörung des Werkstücks.

Wir müssen unsere Fräswerkzeuge also regelmäßig schärfen. Das Nachschleifen eines mehrschneidigen Fräsers ist aber, anders als bei einem Bohrer, nur mit einer speziellen Schleifeinrichtung oder über einen Werkzeugservice machbar. Beides ist mit hohen Kosten verbunden, sodass oft nur eine Neuanschaffung übrig bleibt.

Um Werkzeugkosten zu sparen, kann man einfache Fräswerkzeuge aber auch selbst anfertigen oder andere Werkzeuge zu solchen umgestalten. Das wohl einfachste Fräswerkzeug ist der Schlagzahn, oder auch Einzahn genannt. Je nach Ausführung können mit ihm sowohl ebene Oberflächen als auch nutförmige Vertiefungen gefertigt werden. Sonderfälle sind Gravuren und passgenaue Ausdrehungen.

Solche Einschneider können einfach von Hand geschliffen, somit immer wieder geschärft und durch geeignete Schliff-Winkel dem zu schneidenden Werkstoff angepasst werden.

Den kompletten Artikel lesen Sie in der Make 5/22 auf Seite 114.

Mehr zum Thema Metall gibt es im Sonderheft 2021 der Make.

Mehr zum Thema gibt es in Ausgabe 5/22 der Make.

Die Grafik veranschaulicht das Verhalten verschiedener Schneidstoffe in Bezug auf Härte und Warmfestgkeit gegenüber Zähigkeit und Biegefestigkeit.

(Bild: By David W. - Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1217131)

Werkzeugstähle sind unlegierte, legierte oder hochlegierte Edelstähle (nicht notwendigerweise rostfrei), die vorwiegend zum Be- und Verarbeiten von Werkstücken verwendet werden. Sie sollen dem Einsatzzweck entsprechend besondere Eigenschaften aufweisen, die eigendlich gegensätzlich sind. Zum Beispiel hohe Härte bei gleichzeitig hoher Zähigkeit. Erreicht wird dies bedingt durch besondere Legierungen und eine geeignete Warmbehandlung. Durch Nitrieren der Oberflächen kann die Verschleißbeständigkeit erhöht werden. Werkzeugstähle werden als Kalt- (bis 200°C) oder Warmarbeitsstähle (über 200°C) klassifiziert. Eine Sonderklasse sind die sogenannten Schnellarbeitsstähle, (SS) und Hochleistungs-Schnellarbeitsstähle (HSS).

Hochleistungs-Schnellarbeitsstähle, oft zusätzlich mit 5% bzw. 8% Cobalt legiert (HSS-E) oder mit 10% (HSS-Co 10), sind hochlegierte Warmarbeitsstähle und werden hauptsächlich für schneidende Werkzeuge genutzt. Gegenüber normalen Werkzeugstählen besitzt Schnellarbeitsstahl eine höhere Warmfestigkeit bis 600°C. Damit sind höhere Schnittgeschwindigkeiten und längere Standzeiten möglich. Legierungselemente sind neben Kohlenstoff hauptsächlich Wolfram, Molybdän, Vanadium, Chrom und Cobalt mit einem Gesamtanteil von bis zu über 30%. Durch eine präzise geführte Warmbehandlung werden vor allem die Warmhärte und Warmfestigkeit erhöht. Darüberhinaus können spezielle Oberflächenbeschichtungen (TiN, TiC) zur Anwendung kommen.

Werkzeuge wie zum Beispiel Bohrer können an der Schneide mit Hartmetall bestückt sein, oder ganz aus Hartmetall bestehen. Dann spricht man von Vollhartmetall Werkzeugen (VHM).

Hartmetalle sind durch Sintern hergestellte Verbundwerkstoffe aus Partikeln (<0,2 bis >6 μm) von Hartstoffen, die in einer Matrix aus Metall gebunden sind.

Standartsorten sind Wolframcarbid als Hartstoff und Cobalt als Matrix (WC-Co) wobei deren Zusammensetzung je nach Verwendungszweck unterschiedlich ist. Für die Stahlbearbeitung werden noch andere Carbide/Mischcarbide beigefügt. Hartmetalle werden grob in Sorten eingeteilt, wobei der Buchstabe für die zu bearbeitende Materialgruppe und die Kennzahl für Verschleißverhalten und Zähigkeit steht. Für die Auswahl geeigneter Sorten sollten entsprechende Tabellen genutzt werden.

Cermet (Ceramic & Metal) Hartmetalle aus z.B. Titancarbid und Nickel, CBN Kubisches Bornitrid, PKD Polykristalliner Diamant und Ähnliches kommen für den Heimwerker kaum in Frage und sollen hier nicht weiter behandelt werden.

Im Artikel werden viele Winkel benannt, die folgende Grafik erläutert diese genauer.

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