Gegenlauf

Gegenlauf – Fräsverfahren mit entgegengesetzter Schnitt- und Vorschubbewegung

Was ist Gegenlauf?

Als Gegenlauf beziehungsweise Gegenlauffräsen wird ein Fräsverfahren bezeichnet, bei dem die Bewegungsrichtung der Werkzeugschneide im Eingriffsbereich der Vorschubbewegung entgegengerichtet ist.

Das Fräswerkzeug dreht sich an der Eingriffsstelle somit gegen die Richtung, in die sich das Werkzeug relativ zum Werkstück bewegt.

Die englischen Fachbegriffe lauten:

• conventional milling
• up milling

Beim Gegenlauffräsen beginnt die Spanbildung mit einer Spanungsdicke nahe null. Während die Schneide durch den Werkstoff läuft, nimmt die Spanungsdicke kontinuierlich zu und erreicht am Austritt ihren größten Wert.

Gegenlauf wird besonders auf konventionellen oder spielbehafteten Fräsmaschinen eingesetzt. Auch auf modernen CNC-Maschinen kann das Verfahren bei bestimmten Werkstoffen und Bearbeitungssituationen sinnvoll sein.

Bewegungsrichtungen beim Gegenlauf

Beim Fräsen wirken zwei grundlegende Bewegungen zusammen:

• rotatorische Bewegung des Fräswerkzeugs
• Vorschubbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück

Beim Gegenlauf zeigen die Schnittbewegung der Schneide und die Vorschubbewegung an der Eingriffsstelle in entgegengesetzte Richtungen.

Vereinfacht dargestellt:

Bewegung der Schneide:  ←
Vorschubbewegung:       →

Die Schneide setzt zunächst mit einer theoretischen Spanungsdicke von annähernd null auf der Werkstückoberfläche auf. Erst im weiteren Verlauf entsteht ein zunehmend dickerer Span.

Spanbildung beim Gegenlauffräsen

Die Spanungsdicke verändert sich während des Schneideneingriffs.

Beim Gegenlauf gilt:

1. Die Schneide trifft mit einer Spanungsdicke nahe null auf das Werkstück.
2. Die Schneide gleitet und reibt zunächst auf der Oberfläche.
3. Nach Überwindung einer Mindestspanungsdicke beginnt die eigentliche Spanbildung.
4. Die Spanungsdicke nimmt während des Eingriffs zu.
5. Die Schneide verlässt den Werkstoff mit der größten Spanungsdicke.

Die anfängliche Reibbewegung kann Wärme erzeugen und die Werkstückoberfläche verfestigen. Dieser Effekt ist besonders bei Werkstoffen problematisch, die zur Kaltverfestigung neigen.

Mindestspanungsdicke

Eine Werkzeugschneide beginnt nicht bereits bei jeder beliebig kleinen Zustellung mit einer sauberen Spanbildung. Zunächst muss eine bestimmte Mindestspanungsdicke erreicht werden.

Liegt die tatsächliche Spanungsdicke darunter, wird der Werkstoff überwiegend:

• elastisch verformt
• plastisch verdrängt
• gerieben
• geglättet

Beim Gegenlauf beginnt jede Schneide mit einer Spanungsdicke nahe null. Dadurch entsteht zu Beginn des Eingriffs zwangsläufig eine Reibphase.

Mögliche Folgen sind:

• zusätzliche Wärme
• erhöhter Freiflächenverschleiß
• Kaltverfestigung
• Aufbauschneiden
• schlechtere Oberflächen
• höherer Leistungsbedarf

Schnittkräfte beim Gegenlauf

Beim Gegenlauffräsen wirkt die resultierende Schnittkraft häufig so, dass das Werkstück beziehungsweise der Maschinentisch von seiner Auflage abgehoben wird.

Die genaue Kraftrichtung hängt jedoch von folgenden Faktoren ab:

• Werkzeuggeometrie
• Fräserdurchmesser
• Eingriffswinkel
• radiale Zustellung
• axiale Zustellung
• Drehrichtung
• Werkzeugposition
• Konturrichtung
• Maschinenkinematik

Die Vorschubkraft wirkt beim Gegenlauf der Vorschubbewegung entgegen. Dadurch wird das vorhandene Spiel im Vorschubantrieb auf eine Seite gedrückt.

Dies ist ein wichtiger Grund dafür, dass Gegenlauf auf älteren konventionellen Fräsmaschinen häufig sicherer eingesetzt werden kann.

Gegenlauf bei konventionellen Fräsmaschinen

Konventionelle Fräsmaschinen besitzen häufig Vorschubantriebe mit Trapezgewindespindeln. Zwischen Spindel und Mutter kann ein mechanisches Spiel vorhanden sein.

Dieses Spiel wird als:

• Umkehrspiel
• Spindelspiel
• Achsspiel
• Backlash

bezeichnet.

Beim Gegenlauffräsen drückt die Schnittkraft den Maschinentisch entgegen der Vorschubrichtung gegen die belastete Flanke der Vorschubspindel. Dadurch wird das vorhandene Spiel nicht schlagartig durchlaufen.

Dies ermöglicht häufig eine kontrolliertere Bearbeitung als beim Gleichlauf.

Beim Gleichlauf kann die Schnittkraft den Maschinentisch dagegen in Vorschubrichtung in das vorhandene Spiel ziehen.

Gegenlauf auf CNC-Maschinen

Moderne CNC-Maschinen besitzen normalerweise vorgespannte Kugelgewindetriebe, direkte Wegmesssysteme oder Linearantriebe. Mechanisches Umkehrspiel ist dadurch gering oder wird durch die Achsregelung ausgeglichen.

Auf solchen Maschinen ist Gleichlauf für viele Bearbeitungen die bevorzugte Fräsrichtung. Gegenlauf kann dennoch sinnvoll sein, beispielsweise bei:

• harter Gusshaut
• Zunder
• ungleichmäßigen Rohteilflächen
• bestimmten instabilen Aufspannungen
• gewünschter Verlagerung der Schnittkräfte
• gezielter Beeinflussung der Gratbildung
• besonderen Werkzeugempfehlungen
• wechselnden Materialbedingungen

Die Wahl der Fräsrichtung sollte daher nicht ausschließlich vom Maschinentyp abhängig gemacht werden.

Unterschiede zwischen Gegenlauf und Gleichlauf

Merkmal	Gegenlauf	Gleichlauf
Schneidenbewegung und Vorschub	entgegengerichtet	gleichgerichtet
Spanungsdicke beim Eintritt	annähernd null	maximal
Spanungsdicke beim Austritt	maximal	annähernd null
Reibung beim Schneideneintritt	vergleichsweise hoch	vergleichsweise gering
Kaltverfestigung	eher möglich	meist geringer
Werkstückkraft	häufig von der Auflage weg	häufig zur Auflage hin
Wirkung auf Achsspiel	drückt gegen das Spiel	kann in das Spiel ziehen
Oberflächenqualität	häufig geringer	häufig besser
Werkzeugverschleiß	häufig höher	häufig geringer
Ältere Fräsmaschinen	häufig geeigneter	nur bei beherrschtem Spiel
Moderne CNC-Maschinen	für Sonderfälle	häufig bevorzugt

Die tatsächlichen Ergebnisse hängen von Maschine, Werkzeug, Werkstoff und Eingriffsbedingungen ab.

Spanbildung beim Gleichlauf

Beim Gleichlauffräsen beginnt die Schneide mit der größten Spanungsdicke. Zum Austritt hin wird der Span zunehmend dünner.

Dadurch beginnt die Schneide unmittelbar mit der Spanbildung und reibt weniger auf der Werkstückoberfläche.

Gleichlauf bietet deshalb häufig:

• bessere Oberflächen
• geringere Wärmeentwicklung
• günstigere Werkzeugstandzeit
• weniger Kaltverfestigung
• bessere Spanabfuhr

Gleichlauf verlangt jedoch einen möglichst spielfreien Vorschubantrieb und eine sichere Werkstückspannung.

Vorteile des Gegenlauffräsens

Sicherer bei vorhandenem Umkehrspiel

Die Schnittkraft wirkt der Vorschubbewegung entgegen und hält den Vorschubantrieb auf einer belasteten Flanke.

Dadurch wird der Maschinentisch nicht so leicht unkontrolliert in das Werkzeug gezogen.

Geeignet für ältere Maschinen

Gegenlauf kann auf konventionellen Maschinen mit Trapezgewindespindeln besser beherrschbar sein.

Schonender Eintritt bei harten Oberflächen

Die Schneide trifft nicht sofort mit maximaler Spanungsdicke auf die Oberfläche. Dies kann bei Gusshaut, Zunder und ungleichmäßigen Rohteilen vorteilhaft sein.

Geringeres Einzugsrisiko

Das Werkzeug zieht sich nicht so stark selbstständig in Vorschubrichtung in das Werkstück hinein.

Bestimmte instabile Aufspannungen

Abhängig von der Werkstückform kann die Kraftrichtung des Gegenlaufs günstiger für die vorhandene Spannung sein.

Gezielte Gratverlagerung

Durch die Wahl der Fräsrichtung kann beeinflusst werden, an welcher Werkstückkante ein Grat entsteht.

Nachteile des Gegenlauffräsens

Reibung zu Beginn des Eingriffs

Die Schneide beginnt mit einer Spanungsdicke nahe null. Dadurch gleitet sie zunächst über die Werkstückoberfläche.

Höhere Wärmeentwicklung

Durch Reibung und Verformung entsteht zusätzliche Wärme an Schneide und Werkstück.

Erhöhter Werkzeugverschleiß

Die Reibphase kann den Freiflächenverschleiß erhöhen und die Werkzeugstandzeit verkürzen.

Gefahr der Kaltverfestigung

Bei zähen Werkstoffen kann die Oberfläche während der Reibphase verfestigt werden. Die folgende Schneide muss dann in einer härteren Schicht arbeiten.

Häufig schlechtere Oberflächenqualität

Reibung, elastische Verformung und Späne im Bearbeitungsbereich können sichtbare Spuren verursachen.

Werkstück kann angehoben werden

Die Schnittkraft wirkt häufig von der Werkstückauflage weg. Dadurch steigen die Anforderungen an die Spannung.

Späne vor dem Werkzeug

Späne können in Vorschubrichtung in den noch zu bearbeitenden Bereich gelangen und erneut geschnitten werden.

Gegenlauf beim Umfangsfräsen

Beim Umfangsfräsen erfolgt die Zerspanung hauptsächlich durch die Umfangsschneiden des Fräsers.

Typische Anwendungen sind:

• Außenkonturen
• Innenkonturen
• Schultern
• Seitenflächen
• Taschenwände
• Nutenflanken

Ob Gegenlauf vorliegt, hängt davon ab, auf welcher Werkzeugseite sich das Material befindet und in welche Richtung das Werkzeug fährt.

Bei einem üblichen rechtsdrehenden Werkzeug gilt typischerweise:

• Außenkontur gegen den Uhrzeigersinn: Gegenlauf
• Innenkontur im Uhrzeigersinn: Gegenlauf

Diese Regel setzt eine bestimmte Werkzeug- und Spindeldrehrichtung voraus und muss anhand der tatsächlichen Bearbeitungssituation kontrolliert werden.

Gegenlauf bei Außenkonturen

Bei einer Außenkontur befindet sich das Material auf der Innenseite der Werkzeugbahn.

Wird eine geschlossene Außenkontur mit einem üblichen rechtsdrehenden Fräser gegen den Uhrzeigersinn abgefahren, entsteht typischerweise Gegenlauf.

Mögliche Außenkonturen sind:

• rechteckige Platten
• Zapfen
• Flansche
• Gehäuse
• Außenprofile

Die tatsächliche Fräsart muss aus der Bewegungsrichtung der Schneide an der jeweiligen Eingriffsstelle bestimmt werden.

Gegenlauf bei Innenkonturen

Bei einer Innenkontur befindet sich das Material außerhalb der Werkzeugmittelpunktbahn.

Wird eine Tasche oder Bohrung mit einem üblichen rechtsdrehenden Fräser im Uhrzeigersinn bearbeitet, entsteht typischerweise Gegenlauf.

Beispiele sind:

• Kreistaschen
• rechteckige Taschen
• Innenprofile
• Bohrungen
• Aussparungen

Innen- und Außenkonturen benötigen bei gleicher Spindeldrehrichtung entgegengesetzte Umlaufrichtungen, wenn dieselbe Fräsart erreicht werden soll.

Gegenlauf beim Planfräsen

Beim Planfräsen greifen häufig mehrere Schneiden gleichzeitig in das Werkstück ein. Abhängig von der Position des Fräsers können Bereiche mit Gegenlauf und Gleichlauf gleichzeitig entstehen.

Die Lage der Fräserachse relativ zum Werkstück beeinflusst:

• Eintrittswinkel
• Austrittswinkel
• Spanungsdicke
• Schnittkräfte
• Oberflächenstruktur
• Gratbildung
• Werkzeugverschleiß

Wird ein Planfräser mittig über eine schmale Werkstückfläche geführt, arbeitet ein Teil des Fräsers im Gegenlauf und der andere Teil im Gleichlauf.

Durch eine versetzte Werkzeugbahn kann der Eingriff gezielt beeinflusst werden.

Vollnutfräsen

Beim Vollnutfräsen befindet sich das Werkzeug mit seiner gesamten Breite im Werkstoff.

Auf einer Seite des Fräsers entsteht Gleichlauf, auf der anderen Gegenlauf.

Eine vollbreite Nut kann daher nicht ausschließlich im Gegenlauf oder ausschließlich im Gleichlauf gefräst werden.

Zusätzlich entstehen:

• hoher Spanraumbedarf
• große Werkzeugbelastung
• schwierige Spanabfuhr
• hohe radiale Kräfte
• möglicher Werkzeugverzug

Mögliche Alternativen sind trochoidale oder adaptive Werkzeugwege.

Gegenlauf beim Schruppen

Beim Schruppen ungleichmäßiger Rohteilflächen kann Gegenlauf vorteilhaft sein, wenn:

• eine harte Randzone vorhanden ist
• die Gusshaut zunächst vorsichtig unterfahren werden soll
• starke Maßschwankungen auftreten
• eine spielbehaftete Maschine eingesetzt wird
• die Schnittkraft bewusst entgegen dem Vorschub wirken soll

Bei einer stabilen CNC-Maschine und gleichmäßigem Material wird für Schruppbearbeitungen jedoch häufig Gleichlauf verwendet.

Gegenlauf beim Schlichten

Gegenlauf kann beim Schlichten eingesetzt werden, wenn die Schnittkraftrichtung oder Gratlage dies erfordert.

Nachteilig können sein:

• Reibspuren
• Aufbauschneiden
• Kaltverfestigung
• erneutes Zerschneiden von Spänen
• höhere Wärmeentwicklung

Für hochwertige Schlichtoberflächen wird auf modernen CNC-Maschinen deshalb häufig Gleichlauf bevorzugt.

Gegenlauf bei Aluminium

Aluminium neigt abhängig von Legierung und Werkzeuggeometrie zur Bildung von Aufbauschneiden.

Die Reibphase beim Gegenlauf kann diese Bildung fördern.

Mögliche Folgen sind:

• Materialanhaftungen
• schlechte Oberfläche
• veränderte Schneidengeometrie
• erhöhter Schnittdruck

Für Aluminium wird deshalb häufig Gleichlauf mit scharfen, polierten Schneiden eingesetzt. Gegenlauf kann dennoch durch Maschinenspiel oder besondere Bearbeitungsbedingungen erforderlich sein.

Gegenlauf bei Stahl

Stahl lässt sich grundsätzlich im Gegenlauf bearbeiten. Gegenüber dem Gleichlauf können Reibung und Wärmeentwicklung erhöht sein.

Geeignete Schneidstoffe, Beschichtungen und Schnittdaten sind wichtig, um Werkzeugverschleiß zu begrenzen.

Gegenlauf bei Edelstahl

Nichtrostende Stähle neigen häufig zur Kaltverfestigung. Da die Schneide beim Gegenlauf zunächst auf der Oberfläche reibt, kann sich eine verfestigte Randzone bilden.

Dies kann verursachen:

• höheren Schnittdruck
• Kerbverschleiß
• Schneidenausbruch
• schlechte Oberfläche
• reduzierte Werkzeugstandzeit

Bei Edelstahl wird deshalb häufig Gleichlauf mit ausreichendem Vorschub pro Zahn bevorzugt.

Gegenlauf bei Gusseisen

Gegenlauf kann beim Bearbeiten einer harten Gusshaut vorteilhaft sein, weil die Schneide nicht unmittelbar mit maximaler Spanungsdicke auf die Randzone trifft.

Die Eignung hängt ab von:

• Härte der Gusshaut
• Poren und Einschlüsse
• Werkzeuggeometrie
• Schneidstoff
• Werkstückstabilität
• Bearbeitungsstrategie

Gusseisenspäne sind abrasiv und müssen zuverlässig aus dem Bearbeitungsbereich entfernt werden.

Gegenlauf bei Zunderflächen

Warmgewalzte oder geschmiedete Werkstücke können eine harte Zunderschicht besitzen.

Beim Gleichlauf trifft die Schneide mit maximaler Spanungsdicke auf diese harte Oberfläche. Beim Gegenlauf kann der Eingriff zunächst flacher erfolgen.

Noch günstiger kann es sein, die Bearbeitung so zu planen, dass die Schneide unterhalb der Zunderschicht in das Material eintritt.

Gegenlauf bei Kunststoffen

Bei Kunststoffen kann Gegenlauf das Risiko reduzieren, dass das Werkzeug in ein weiches oder elastisches Werkstück hineingezogen wird.

Die erhöhte Reibung kann jedoch Wärme erzeugen und zu folgenden Problemen führen:

• Schmelzen
• Schmieren
• Gratbildung
• Maßabweichungen
• schlechte Oberflächen

Werkzeuggeometrie, Spanabfuhr und Schnittdaten müssen deshalb sorgfältig angepasst werden.

Gegenlauf bei Holz

Bei handgeführten Holzbearbeitungsmaschinen wird meist gegen die Drehrichtung des Werkzeugs vorgeschoben. Dies entspricht dem Gegenlauf und reduziert das Risiko, dass die Maschine unkontrolliert in Vorschubrichtung gezogen wird.

Beim maschinell geführten CNC-Fräsen kann abhängig von Werkstoff, Faserrichtung und Spannung auch Gleichlauf eingesetzt werden.

Die Vorgaben des Maschinen- und Werkzeugherstellers sind zu beachten.

Vorschub pro Zahn

Der Vorschub pro Zahn beeinflusst die theoretische Spanungsdicke und Werkzeugbelastung.

Die Vorschubgeschwindigkeit wird berechnet mit:

[
v_f = n \times z \times f_z
]

Dabei gilt:

• (v_f): Vorschubgeschwindigkeit in mm/min
• (n): Spindeldrehzahl in min⁻¹
• (z): Anzahl der wirksamen Schneiden
• (f_z): Vorschub pro Zahn in mm

Ein zu geringer Vorschub verstärkt beim Gegenlauf die Reibphase. Die Schneide kann dann überwiegend über die Oberfläche gleiten, statt einen definierten Span zu bilden.

Radiale Zustellung und Spanverdünnung

Bei kleinen radialen Zustellungen verändert sich die tatsächliche mittlere Spanungsdicke.

Ist der Eingriffswinkel klein, kann die Spanungsdicke deutlich unter dem programmierten Vorschub pro Zahn liegen.

Diese Spanverdünnung muss bei der Wahl des Vorschubs berücksichtigt werden. Andernfalls steigt der Reibanteil zusätzlich.

Die Berechnung hängt ab von:

• Werkzeugdurchmesser
• radialer Zustellung
• Eingriffswinkel
• Vorschub pro Zahn
• gewünschter Spanungsdicke

Oberflächenqualität

Gegenlauf erzeugt häufig eine schlechtere Oberfläche als Gleichlauf.

Ursachen können sein:

• Reibung beim Schneideneintritt
• elastische Verformung
• Aufbauschneiden
• Kaltverfestigung
• Spantransport vor das Werkzeug
• erneutes Zerschneiden von Spänen
• ansteigende Schnittkräfte

Eine gute Oberfläche ist dennoch möglich, wenn:

• Werkzeug und Maschine steif sind
• die Schneiden scharf sind
• geeignete Schnittdaten verwendet werden
• Späne zuverlässig entfernt werden
• die Aufspannung stabil ist
• der Werkzeugrundlauf gering ist

Werkzeugverschleiß

Beim Gegenlauf gleitet die Schneide zunächst über die Werkstückoberfläche. Dadurch kann der Freiflächenverschleiß steigen.

Weitere Verschleißformen können sein:

• Kerbverschleiß
• Aufbauschneiden
• Schneidenausbruch
• plastische Verformung
• Beschichtungsverschleiß
• Abrasion

Besonders kritisch ist Gegenlauf bei Werkstoffen, die zur Kaltverfestigung oder zum Ankleben neigen.

Gratbildung

Die Fräsrichtung beeinflusst Entstehung und Position des Grats.

Beim Gegenlauf wird der Span zum Austritt hin dicker. Dadurch kann an der Austrittskante eine stärkere plastische Verformung entstehen.

Durch eine gezielte Wahl der Bearbeitungsrichtung kann der Grat auf eine Seite verlagert werden, die:

• leicht zugänglich ist
• später weiterbearbeitet wird
• funktional unkritisch ist
• einfach entgratet werden kann

Gegenlauf im CAM-System

CAM-Systeme bieten häufig folgende Optionen:

• Gleichlauf
• Gegenlauf
• beide Richtungen
• Zickzackbearbeitung
• Einwegbearbeitung

Bei einer Einwegstrategie im Gegenlauf fährt das Werkzeug jeden Bearbeitungsweg in derselben Richtung. Danach erfolgt eine Rückzugs- oder Leerbewegung zum nächsten Startpunkt.

Dies erzeugt gleichmäßige Bearbeitungsbedingungen, verlängert jedoch die Bearbeitungszeit.

Bei einer Zickzackstrategie wird abwechselnd im Gleich- und Gegenlauf gearbeitet. Dadurch werden Leerwege reduziert, das Oberflächenbild kann sich jedoch zwischen den Bahnen unterscheiden.

Gegenlauf und Werkzeugradiuskorrektur

Bei der manuellen DIN/ISO-Programmierung wird die Fräsrichtung zusammen mit der Werkzeugradiuskorrektur festgelegt.

Typische Befehle sind:

• G41: Werkzeug links von der programmierten Kontur
• G42: Werkzeug rechts von der programmierten Kontur
• G40: Werkzeugradiuskorrektur aufheben

Ob G41 oder G42 für Gegenlauf erforderlich ist, hängt ab von:

• Konturrichtung
• Innen- oder Außenkontur
• Spindeldrehrichtung
• Werkzeugtyp
• Blickrichtung
• Steuerungskonvention

Die Korrekturseite muss für jeden konkreten Werkzeugweg eindeutig bestimmt werden.

Maschinenvoraussetzungen

Auch beim Gegenlauf muss die Werkzeugmaschine in einem guten technischen Zustand sein.

Wichtige Voraussetzungen sind:

• ausreichend steife Maschinenkonstruktion
• sichere Achsführung
• kontrollierter Vorschubantrieb
• stabile Werkzeugaufnahme
• sichere Werkstückspannung
• geeignete Spindellagerung
• korrekte Werkzeugdaten
• zuverlässige Spanabfuhr

Gegenlauf kann vorhandenes Umkehrspiel besser beherrschbar machen, beseitigt jedoch keine verschlissene oder unsichere Maschinenmechanik.

Häufige Fehler beim Gegenlauffräsen

Fräsrichtung falsch erkannt

Die Schneidenbewegung wird aus der falschen Blickrichtung beurteilt oder Innen- und Außenkontur werden verwechselt.

Zu geringer Vorschub

Die Schneide reibt lange auf der Oberfläche, bevor ein Span entsteht.

Werkstück unzureichend niedergehalten

Die Schnittkraft kann das Werkstück von der Auflage anheben.

Späne werden erneut geschnitten

Späne gelangen in Vorschubrichtung vor das Werkzeug und werden erneut erfasst.

Gegenlauf grundsätzlich als schonender angesehen

Der flache Eintritt kann bei harten Oberflächen günstig sein. Gleichzeitig entstehen mehr Reibung und Wärme.

Verschlissene Maschine nicht berücksichtigt

Gegenlauf kann Achsspiel stabilisieren, aber verschlissene Führungen, Lager oder Spindeln nicht kompensieren.

Falsche Bearbeitungsrichtung im CAM-System

Eine falsch gewählte Konturrichtung führt unbemerkt zu Gleichlauf statt Gegenlauf.

Kaltverfestigung ignoriert

Bei Edelstahl oder zähen Werkstoffen wird eine bereits verfestigte Oberfläche erneut bearbeitet.

Sicherheitsaspekte

Vor der Gegenlaufbearbeitung müssen folgende Punkte geprüft werden:

• Werkstückspannung
• Niederhaltekraft
• Werkzeugspannung
• Spindeldrehrichtung
• Konturrichtung
• Umkehrspiel
• Werkzeugzustand
• Schnittdaten
• Spanabfuhr
• Kollisionsfreiheit
• Sicherheitsabstände

Neue Programme sollten simuliert und anschließend mit reduziertem Eilgang im Einzelsatzbetrieb eingefahren werden.

Wann ist Gegenlauf sinnvoll?

Gegenlauf kann sinnvoll sein bei:

• konventionellen Maschinen mit Umkehrspiel
• harter Gusshaut
• Zunderflächen
• stark schwankendem Rohteilaufmaß
• bestimmten Werkstückspannungen
• gewünschter Schnittkraftrichtung
• gezielter Gratverlagerung
• speziellen Werkzeugempfehlungen
• handgeführten Fräsmaschinen

Gegenlauf sollte nicht automatisch gewählt werden, nur weil eine Maschine älter ist. Zustand, Vorschubantrieb und Bearbeitungsaufgabe müssen gemeinsam beurteilt werden.

Wann ist Gleichlauf günstiger?

Gleichlauf ist auf modernen CNC-Maschinen häufig günstiger bei:

• Schlichtbearbeitungen
• Aluminium
• Edelstahl
• zur Kaltverfestigung neigenden Werkstoffen
• adaptiven Werkzeugwegen
• Hochgeschwindigkeitsbearbeitung
• guter Maschinensteifigkeit
• spielfreien Vorschubantrieben
• hohen Anforderungen an die Oberfläche

Die optimale Fräsrichtung kann innerhalb eines Bauteils je nach Bearbeitungsbereich wechseln.

Bedeutung des Gegenlaufs in der CNC-Fertigung

Obwohl Gleichlauf auf modernen CNC-Maschinen häufig bevorzugt wird, bleibt Gegenlauf ein wichtiges Fräsverfahren.

Es ermöglicht:

• Bearbeitung auf spielbehafteten Maschinen
• kontrollierte Vorschubkräfte
• angepasste Bearbeitung harter Randzonen
• gezielte Beeinflussung der Kraftrichtung
• Verlagerung der Gratbildung
• Bearbeitung besonderer Werkstoffe und Rohteiloberflächen

Ein CNC-Programmierer sollte beide Verfahren verstehen und ihre Auswirkungen auf Spanbildung, Werkzeugbelastung und Werkstückspannung beurteilen können.

Fazit

Beim Gegenlauffräsen bewegen sich Werkzeugschneide und Vorschub an der Eingriffsstelle in entgegengesetzte Richtungen. Die Spanungsdicke beginnt annähernd bei null und steigt bis zum Schneidenaustritt auf ihren größten Wert an.

Der Gegenlauf ist auf konventionellen Maschinen mit Umkehrspiel häufig besser beherrschbar, da die Schnittkraft entgegen der Vorschubrichtung wirkt. Die anfängliche Reibung kann jedoch zu höherer Wärmeentwicklung, Kaltverfestigung, Werkzeugverschleiß und schlechterer Oberflächenqualität führen.

Auf modernen CNC-Maschinen wird meist Gleichlauf bevorzugt. Gegenlauf bleibt dennoch bei Gusshaut, Zunder, bestimmten Aufspannungen und besonderen Anforderungen an Schnittkraft oder Gratlage ein sinnvoll einsetzbares Verfahren.