Die Druckversion wird nicht mehr unterstützt und kann Darstellungsfehler aufweisen. Bitte aktualisiere deine Browser-Lesezeichen und verwende stattdessen die Standard-Druckfunktion des Browsers.

aiMOOC

Konventionelles Fräsen – Planflächen und Schultern fräsen

QR-Code

Konventionelles Fräsen – Planflächen und Schultern fräsen

Einleitung

In diesem aiMOOC lernst Du, wie beim konventionellen, hand- bzw. mechanisch gesteuerten Fräsen aus einer ersten ebenen Fläche eine verlässliche Bezugsebene entsteht und wie darauf weitere Maße und eine rechtwinklige Schulter aufgebaut werden. Im Mittelpunkt stehen Werkzeugweg, Bezugssystem, Messstrategie und Prozesskontrolle.

Wichtig: „Konventionell“ bezeichnet hier die hand- bzw. mechanisch gesteuerte Fräsmaschine. Das ist nicht dasselbe wie „Gegenlauffräsen“. Gleichlauf und Gegenlauf sind eigene Entscheidungen des Fräsprozesses.

Sicherheitsgrenze: Dieser Kurs ist Lernmaterial und keine Arbeitsfreigabe. Praktische Werkstattarbeiten dürfen nur nach Unterweisung, Gefährdungsbeurteilung, betrieblicher Freigabe und unter zuständiger Aufsicht stattfinden. Betriebsanweisung, Herstellerangaben und Anweisungen der verantwortlichen Fachkraft haben Vorrang.

Lernziele

Nach dem Kurs kannst Du Planfläche, Schulter und Bezugsebene unterscheiden, einen sinnvollen Werkzeugweg begründen, eine Bearbeitungsfolge für maßhaltige Flächen planen, geeignete Messbezüge auswählen und typische Fehler in einer sicheren Fertigungssimulation erkennen.

Ausbildungsfall: Anschlagklotz mit Bezug A und Schulter B

Du erhältst in einer reinen Lernsimulation ein quaderförmiges Rohteil. Gefordert sind eine saubere Planfläche A, eine dazu rechtwinklige Schulterfläche B und ein Fertigmaß, das von A bzw. B aus geprüft wird.

Merkmal	Simulationsvorgabe
Werkstück	Quaderförmiges Übungsbauteil
Bezug A	Erste maßgebende Planfläche
Bezug B	Schulterfläche rechtwinklig zu A
Dickenmaß	18,00 mm ± 0,05 mm
Schultertiefe	5,00 mm ± 0,05 mm
Schulterbreite	12,00 mm ± 0,05 mm
Ziel	Maßhaltigkeit aus eindeutigen Bezugsebenen ableiten

Die Zahlen dienen nur der Lernsimulation. Werkzeug, Schnittwerte, Spannmittel und Maschinenparameter werden für reale Werkstattarbeit ausschließlich nach betrieblicher Vorgabe, Werkzeugherstellerangaben, Maschinenhandbuch und Anweisung der Aufsicht festgelegt.

Lerneinheit 1: Bewegung und Bezugssystem

Beim Fräsen rotiert das Werkzeug; zwischen Werkzeug und Werkstück entsteht eine Vorschubbewegung. An einer konventionellen Fräsmaschine werden die Achsen häufig über Tisch, Schlitten oder Fräskopf verfahren.

Merksatz: Erst eine verlässliche Fläche schaffen, dann Maße von dieser Fläche ableiten. So wird aus „irgendwo am Rohteil messen“ ein nachvollziehbares Bezugssystem.

Mini-Auftrag: Markiere auf einer Skizze des Ausbildungsfalls A als Hauptbezug und B als rechtwinklige zweite Bezugsebene.

Feedback: A zuerst festzulegen ist sinnvoll, weil spätere Dicken-, Tiefen- und Rechtwinkligkeitsprüfungen einen stabilen Ausgangsbezug benötigen.

Lerneinheit 2: Werkstück sicher und wiederholbar beziehen

Ein Werkstück muss so gespannt werden, dass die Bearbeitungskräfte sicher aufgenommen werden und der Bezug zur Maschine reproduzierbar bleibt. Auflageflächen, Anschläge und Spannflächen müssen sauber und für die vorgesehene Aufgabe geeignet sein.

Simulation: Entscheide ohne Maschine, welche Fläche nach dem ersten Planfräsen künftig als A dienen soll. Begründe, warum ein Span oder Grat zwischen Auflage und Werkstück die Maßhaltigkeit verfälschen kann.

Feedback: Ein Span verändert die Lage des Werkstücks. Dadurch können Parallelität, Rechtwinkligkeit und Maße trotz korrekt abgelesener Skalenwerte falsch werden.

Lerneinheit 3: Planfläche erzeugen

Planfräsen dient zur Herstellung ebener Flächen. Beim Stirnfräsen liegt die Werkzeugachse im Grundprinzip senkrecht zur erzeugten Ebene. Der Werkzeugweg muss die geforderte Fläche vollständig und ohne unnötige Leerwege erfassen.

Beobachtungsauftrag zum Video: Achte nur auf Werkzeuglage, Eingriff und überdeckten Flächenbereich. Übernimm keine gezeigten Schnittwerte auf eine andere Maschine.

Werkzeugweg-Simulation P1: Zeichne auf Millimeterpapier eine rechteckige Planfläche. Trage einen gedachten Fräserdurchmesser als Kreis ein und skizziere einen Weg, der die gesamte Zieloberfläche überdeckt.

Feedback: Ein sinnvoller Weg deckt die Zielfläche vollständig ab und vermeidet unnötige Richtungswechsel. Die konkrete Zustellung und Überdeckung sind jedoch werkzeug-, maschinen- und prozessabhängig.

Lerneinheit 4: Schulter fräsen

Eine Schulter entsteht dort, wo eine horizontale Fläche auf eine seitliche Fläche trifft. Beim rechtwinkligen Schulterfräsen soll die Geometrie der beiden Flächen zueinander kontrolliert entstehen.

Beobachtungsauftrag: Erkenne im folgenden Video, dass ein Schulterfräser gleichzeitig an Stirn- und Umfangsbereich arbeiten kann. Das Video zeigt industrielle Zerspanung und ersetzt keine betriebliche Unterweisung.

Werkzeugweg-Simulation S1: Zeichne A als waagerechte Bezugsebene und B als senkrechte Schulter. Markiere, von welcher fertigen Bezugsebene Du die Schultertiefe und von welcher Du die Schulterbreite prüfen würdest.

Feedback: Maße werden sicherer nachvollziehbar, wenn Zeichnung, Bearbeitungsfolge und Messung auf denselben festgelegten Bezügen aufbauen.

Lerneinheit 5: Gleichlauf, Gegenlauf und Maschinenspiel

Gleichlauf und Gegenlauf beschreiben die Beziehung zwischen Vorschubrichtung und Drehrichtung des Fräsers. Auf handgesteuerten Maschinen kann vorhandenes Umkehrspiel die Wahl beeinflussen. Deshalb gilt nicht pauschal „immer Gleichlauf“ oder „immer Gegenlauf“: Maschinenhersteller, Betriebsanweisung und Unterweisung entscheiden.

Gegenlauf	Gleichlauf

Basisfrage: Warum ist „konventionelle Fräsmaschine“ keine Aussage darüber, ob im Gleich- oder Gegenlauf gearbeitet wird?

Feedback: Die Maschinenart beschreibt die Steuerungs- bzw. Bedienart. Gleichlauf und Gegenlauf beschreiben dagegen die Bewegungsbeziehung beim Schnitt.

Lerneinheit 6: Messen und Bezug halten

Messen ist Teil der Bearbeitungsstrategie. Messflächen müssen geeignet, sauber und gratfrei sein. Gemessen wird nur im sicheren Zustand entsprechend Betriebsanweisung und Unterweisung, niemals in die laufende Maschine hinein.

Messplan für den Ausbildungsfall:

Merkmal	Bezug	Geeignete Prüfidee
Dicke	Planfläche A	Längenmessung mit geeignetem Messmittel
Schultertiefe	Planfläche A	Tiefen- oder Höhenbezug
Schulterbreite	Schulterfläche B	Längenmessung vom festgelegten Bezug
Rechtwinkligkeit A zu B	A und B	Winkelprüfung mit geeignetem Prüfmittel

Feedback: Ein Messwert ist nur dann aussagekräftig, wenn klar ist, von welchem Bezug aus er entsteht.

Lerneinheit 7: Bewegungsbeobachtung

Das folgende freie Commons-Video zeigt eine Fräsbewegung an Aluminium. Es dient ausschließlich dazu, Rotation, Vorschub und Spanbildung zu beobachten.

Beobachtungsauftrag: Benenne drei Dinge, die sich bewegen oder verändern. Übertrage anschließend nur das Bewegungsprinzip auf den Ausbildungsfall, nicht die konkrete Aufspannung oder Bearbeitung.

Lerneinheit 8: Sichere Fertigungssimulation

Die Simulation findet ohne laufende Maschine statt. Du arbeitest mit Zeichnung, Papiermodell, CAD-Ansicht oder einem vom Ausbildungsbetrieb freigegebenen Simulationssystem.

Phase	Arbeitsauftrag	Entscheidungskriterium
1	Bezug A festlegen	Welche Fläche soll spätere Maße tragen?
2	Planfräs-Werkzeugweg skizzieren	Ist die Zielfläche vollständig abgedeckt?
3	Bezug B festlegen	Ist B eindeutig zu A orientiert?
4	Schulterweg skizzieren	Welche Fläche entsteht durch Stirn- und welche durch Umfangsschneiden?
5	Messpunkte markieren	Wird jedes Maß vom vorgesehenen Bezug geprüft?
6	Fehlerfall prüfen	Welche Folgen hätten Grat, Span oder falscher Bezug?

Gestufte Hilfen zum Ausbildungsfall

Stufe	Hilfe
Hilfe 1	Suche zuerst die Fläche, von der die meisten wichtigen Maße sinnvoll abgeleitet werden können.
Hilfe 2	Lege A vor B fest. B soll anschließend eindeutig zu A orientiert sein.
Hilfe 3	Prüfe Deine Reihenfolge mit der Frage: „Kann ich jedes Fertigmaß von einer bereits hergestellten Bezugsebene aus erklären und messen?“

Basisaufgabe

Auftrag: Ordne Planfläche A, Schulterfläche B, Dickenmaß und Schultertiefe dem Ausbildungsfall zu.

Begründetes Feedback: Wenn A und B eindeutig benannt sind, lassen sich Bearbeitung und Messung auf dieselbe Geometrie beziehen. Unklare Bezüge führen leicht zu Maßkettenfehlern.

Anwendungsaufgabe

Auftrag: Du stellst fest, dass die Schultertiefe zwar 5,00 mm beträgt, aber von einer unbearbeiteten Rohfläche aus gemessen wurde. Beurteile das Ergebnis.

Begründetes Feedback: Der Zahlenwert allein genügt nicht. Wird vom falschen Bezug gemessen, ist die Funktionsgeometrie nicht sicher nachgewiesen. Entscheidend ist das Maß vom vorgesehenen Bezug.

Transferaufgabe

Auftrag: Nach dem Umspannen ist die Schulter nicht mehr rechtwinklig zu A. Nenne drei mögliche Ursachen, die Du zunächst ohne weiteres Fräsen prüfen würdest.

Begründetes Feedback: Sinnvolle Prüfansätze sind verschmutzte Auflageflächen, Grat, fehlerhafte Anlage am Anschlag, veränderte Bezugslage oder ungeeignete Messung. Erst die Ursache klären, dann über weitere Bearbeitung entscheiden.

Sicherheitscheck vor jeder Praxisphase

Eine praktische Phase beginnt nur, wenn die zuständige Fachkraft sie freigibt. Nach BGHM-Grundsätzen gehören dazu insbesondere Gefährdungsbeurteilung und Unterweisung, Prüfung der Maschine, sicheres Einspannen von Werkzeug und Werkstück, wirksame Schutzeinrichtungen, geeignete Bearbeitungsparameter sowie das Verbot, in die laufende Maschine zu greifen. Schmuck und lose Kleidung sind zu vermeiden, lange Haare sind zu sichern; an laufenden rotierenden Maschinen werden keine Handschuhe getragen. Späne werden erst bei stillstehender Maschine mit geeignetem Hilfsmittel entfernt, nicht durch Aufwirbeln mit Druckluft.

Stop-Regel: Bei Unsicherheit, ungewöhnlichem Geräusch, Vibration, loser Spannung, beschädigtem Werkzeug oder unklarer Freigabe wird nicht weitergearbeitet. Zuständige Fachkraft informieren.

Fachquellen

Medien und Rechte

Die folgenden Commons-Dateien wurden über ihre jeweiligen Dateiseiten auf Herkunft und Lizenz geprüft. Bei Weiternutzung gelten die dort angegebenen Lizenzbedingungen und Namensnennungen.

Medium	Urheberangabe	Lizenz laut Commons-Dateiseite
	Tosaka	CC BY 3.0
	Cdang	Public Domain
	Cdang	Public Domain
	Commons-Dateiseite ohne eindeutige Autorennennung	Public Domain
	Progress and Poverty	CC BY 4.0
	Rocketmagnet	Public Domain
	David English	CC BY-SA 4.0
	Commons-Upload unter PD-Selbstfreigabe	Public Domain
	Commons-Upload unter PD-Selbstfreigabe	Public Domain
	Anasofiapaixao	CC BY-SA 4.0
	Glenn McKechnie	CC BY-SA 2.0
	Motorhead	CC BY-SA 3.0 / GFDL
	Amada44	CC BY 3.0 / GFDL

Die eingebetteten YouTube-Videos stammen von Sandvik Coromant bzw. Seco Tools. Sie werden über den YouTube-Player eingebettet; die jeweiligen Rechte verbleiben bei den dort genannten Rechteinhabern. Die Videos sind keine Freigabe für praktische Maschinenarbeit.

Vertiefung: Schulterfräsen als Prozessentscheidung

Für Fortgeschrittene zeigt das folgende aktuelle Fachvideo typische Fragestellungen rund um Stabilität, Oberflächenqualität und Werkzeugwahl beim Schulterfräsen. Nutze es als Analysemedium, nicht als direkte Arbeitsanweisung.

Transferfrage: Welche Entscheidungen müssen bereits vor dem ersten Span geklärt sein, damit Maßhaltigkeit und Prozesssicherheit nicht erst nach einem Fehler betrachtet werden?

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Wozu dient eine Bezugsebene in diesem Kurs? (Sie bildet einen eindeutigen Ausgang für Bearbeitung und Messung) (!Sie ersetzt die Werkstückspannung) (!Sie legt automatisch die Schnittgeschwindigkeit fest) (!Sie macht eine Gefährdungsbeurteilung überflüssig)

Was beschreibt Planfräsen hauptsächlich? (Das Erzeugen einer ebenen Fläche) (!Das Herstellen eines Innengewindes) (!Das Drehen eines zylindrischen Werkstücks) (!Das Sägen eines Rohteils)

Was kennzeichnet eine rechtwinklige Schulter? (Eine ebene Fläche trifft auf eine dazu senkrechte Fläche) (!Zwei parallele Bohrungen treffen aufeinander) (!Eine Rundung ersetzt jede Bezugsebene) (!Das Werkstück wird nur von Hand entgratet)

Warum soll ein Maß vom vorgesehenen Bezug geprüft werden? (Damit der Messwert zur geforderten Funktionsgeometrie gehört) (!Damit jede Messung denselben Zahlenwert zeigt) (!Damit das Werkzeug schneller rotiert) (!Damit kein Spannmittel mehr nötig ist)

Was kann ein Span unter dem Werkstück verursachen? (Eine fehlerhafte Lage des Werkstücks) (!Eine automatische Werkzeugkorrektur) (!Eine sichere Rechtwinkligkeit) (!Eine größere Messgenauigkeit)

Was ist bei Gleichlauf und Gegenlauf entscheidend? (Die Beziehung von Vorschubrichtung und Werkzeugdrehrichtung) (!Die Farbe des Werkstücks) (!Die Länge des Messschiebers) (!Die Anzahl der Maschinenleuchten)

Welche Aussage zu einer konventionellen Fräsmaschine ist richtig? (Sie kann hand- oder mechanisch gesteuerte Achsbewegungen besitzen) (!Sie arbeitet grundsätzlich nur im Gleichlauf) (!Sie benötigt keine Bezugsebenen) (!Sie darf ohne Unterweisung bedient werden)

Wann dürfen Späne im Arbeitsbereich entfernt werden? (Bei stillstehender Maschine nach betrieblicher Vorgabe) (!Während der Fräser läuft) (!Mit der Hand nahe am laufenden Werkzeug) (!Immer mit Druckluft)

Warum wird Bezug A im Ausbildungsfall zuerst festgelegt? (Weil spätere Maße auf einem definierten Ausgang aufbauen sollen) (!Weil dadurch jedes Werkzeug automatisch passt) (!Weil die Maschine dann keine Schutzvorrichtung braucht) (!Weil Messen danach unnötig wird)

Welche Aussage beschreibt den Kurs korrekt? (Er vermittelt Lernwissen und erteilt keine Arbeitsfreigabe) (!Er ersetzt die betriebliche Unterweisung) (!Er ersetzt die Gefährdungsbeurteilung) (!Er erlaubt selbstständige Maschinenarbeit ohne Aufsicht)

Memory

Planfläche	Ebene Werkstückoberfläche
Schulter	Übergang aus Grundfläche und Seitenfläche
Bezugsebene	Ausgang für Maße und Lagebezüge
Schaftfräser	Werkzeug für Seiten- und Schulterbearbeitung
Planfräser	Werkzeug für größere ebene Flächen
Messschraube	Präzises Längenmessmittel
Haarwinkel	Prüfmittel für Rechtwinkligkeit

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Bezug A	Erste maßgebende Planfläche
Bezug B	Rechtwinklige Schulterfläche
Planfräsen	Ebene Ausgangsfläche herstellen
Schulterfräsen	Grundfläche und Seitenwand erzeugen
Messplan	Maße den richtigen Bezügen zuordnen

Kreuzworträtsel

Planfräsen	Welches Verfahren erzeugt im Kurs die maßgebende ebene Ausgangsfläche?
Schulter	Wie heißt der Übergang aus Grundfläche und senkrechter Seitenfläche?
Bezugsebene	Wie heißt eine festgelegte Fläche als Ausgang für Maße?
Schaftfräser	Welches Werkzeug kann zur Schulterbearbeitung eingesetzt werden?
Messschieber	Welches verbreitete Längenmessmittel wird in der Ausbildung häufig verwendet?
Spannmittel	Wie heißt die allgemeine Gruppe von Hilfsmitteln zum sicheren Fixieren eines Werkstücks?

LearningApps

Lückentext

Offene Aufgaben

Leicht

Planfläche: Zeichne einen Quader und markiere eine sinnvolle erste Bezugsebene A.
Schulter: Fotografiere oder skizziere außerhalb laufender Maschinen drei Alltagsgegenstände mit einer erkennbaren rechtwinkligen Schulter.
Werkzeugweg: Zeichne auf Papier einen möglichen Überdeckungsweg für eine rechteckige Planfläche und begründe ihn in drei Sätzen.
Arbeitssicherheit: Formuliere fünf Stop-Signale, bei denen Du in einer Werkstatt nicht weiterarbeiten würdest.

Standard

Bezugssystem: Entwickle für den Ausbildungsfall eine Bearbeitungs- und Messreihenfolge von A über B bis zur Endkontrolle.
Messstrategie: Ordne Dickenmaß, Schultertiefe und Rechtwinkligkeit geeigneten Bezügen und Prüfideen zu.
Fehleranalyse: Erstelle ein Ursache-Wirkungs-Diagramm für Maßfehler durch Grat, Span, falsche Anlage oder falschen Messbezug.
Fertigungssimulation: Baue aus Karton ein Modell des Werkstücks und kennzeichne A, B, Werkzeugweg und Messrichtungen.

Schwer

Prozessplanung: Vergleiche zwei unterschiedliche Bearbeitungsfolgen und begründe, welche die Bezugslage besser erhält.
Gleichlauffräsen: Recherchiere mit freigegebenen Fachquellen, wie Maschinenspiel die Wahl zwischen Gleichlauf und Gegenlauf beeinflussen kann.
Qualitätssicherung: Entwirf ein Prüfprotokoll für den Ausbildungsfall mit Sollmaß, Bezug, Messmittel, Messwert und Entscheidung.
Transfer: Erstelle ein kurzes Erklärvideo oder eine Animation, die zeigt, warum eine falsche Bezugsebene trotz scheinbar richtigem Zahlenwert zu einem unbrauchbaren Bauteil führen kann.

Lernkontrolle

Bearbeitungsfolge: Begründe, warum es für Maßhaltigkeit günstiger sein kann, zuerst eine verlässliche Planfläche als Bezug zu erzeugen, bevor weitere Maße bearbeitet werden.
Fehlerdiagnose: Ein Werkstück erfüllt das Dickenmaß, aber die Schulter ist nicht rechtwinklig. Entwickle eine Prüfstrategie, bevor weitere Bearbeitung erfolgt.
Messbezug: Zwei Lernende messen dieselbe Schultertiefe von unterschiedlichen Flächen und erhalten verschiedene Ergebnisse. Erkläre, wie der Zeichnungsbezug den Konflikt löst.
Werkzeugweg: Vergleiche einen Werkzeugweg mit vielen Richtungswechseln mit einem gleichmäßigen Überdeckungsweg. Beurteile beide hinsichtlich Nachvollziehbarkeit und Prozessruhe.
Spannfehler: Erkläre, warum eine saubere Auflagefläche gleichzeitig ein Thema von Arbeitssicherheit und Maßhaltigkeit ist.
Transfer auf Serienfertigung: Übertrage das Prinzip „Bezug zuerst“ auf ein Bauteil mit mehreren Schultern und beschreibe, wie Du die Reihenfolge begründen würdest.

Lernnachweis

Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen können, dass Du Planfläche, Schulter und Bezugsebene fachlich unterscheidest, einen Werkzeugweg zeichnerisch planst, eine Bearbeitungsreihenfolge aus Bezügen ableitest, Messgrößen den richtigen Bezügen zuordnest, Gleichlauf und Gegenlauf begrifflich unterscheidest, typische Lage- und Messfehler analysierst und die Sicherheitsgrenze zwischen Lernplanung und praktischer Arbeitsfreigabe korrekt benennst.

OERs zum Thema

Weitere freie Medien findest Du über die in diesem Kurs eingebundenen Wikimedia-Commons-Dateiseiten. Für Fach- und Sicherheitsfragen sind die verlinkten Informationen von BGHM und DGUV maßgebend; betriebliche Dokumente und Herstellerangaben haben für die konkrete Maschine Vorrang.

Verknüpfte Lernbereiche

Konventionelles Fräsen – Planflächen und Schultern fräsen

aiMOOC-Projekte

Frag mich zum aktuellen Lerninhalt oder wähle eine kurze Hilfe.

Textmodus bereit

Sprache