Was ist Fräsen? Stirnfräsen, Umfangsfräsen und die Grundlagen
Werkzeug und Schnittbewegung, Stirn- und Umfangsfräsen, Gleich- und Gegenlauf, Nuten- und Gewindefräsen – und die Einteilung der Fräsverfahren nach DIN 8589-3.
Fräsen in einem Satz
Fräsen ist Spanen mit einem rotierenden, meist mehrschneidigen Werkzeug: Das Werkzeug dreht sich – das ist die Schnittbewegung –, und Werkzeug oder Werkstück bewegen sich quer oder schräg zur Drehachse – das ist die Vorschubbewegung.
In der Ordnung der Fertigungsverfahren nach DIN 8580 gehört Fräsen zum Trennen, genauer zum Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden; die Begriffe im Einzelnen regelt DIN 8589-3. Anders als ein Bohrer arbeitet ein Fräser nicht nur an der Spitze, sondern vor allem am Umfang. Deshalb kann er Flächen, Nuten und Konturen erzeugen. Jede Schneide ist nur während eines Teils der Umdrehung im Eingriff und nimmt einen kurzen, kommaförmigen Span ab.
Zwei Formeln beschreiben den Schnitt. Die Schnittgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit der Schneide am Umfang: vc = π · d · n. Ein Fräser mit 10 mm Durchmesser bei 8.000 Umdrehungen je Minute schneidet also mit rund 250 m/min. Die Vorschubgeschwindigkeit ergibt sich aus Vorschub je Zahn, Zahl der Schneiden und Drehzahl: vf = fz · z · n. Welche Werte passen, hängt von Werkstoff und Schneidstoff ab; die Werkzeughersteller nennen sie je Werkzeug.
Stirnfräsen und Umfangsfräsen
DIN 8589-3 unterscheidet danach, welche Schneiden die Fläche erzeugen. Beim Umfangsfräsen erzeugen die Hauptschneiden am Umfang des Werkzeugs die Fläche; die Werkzeugachse liegt parallel zur bearbeiteten Fläche. Am vertikalen Bearbeitungszentrum ist das die Seitenwand einer Kontur, die der Schaftfräser mit seinem Umfang schneidet, während er an der Wand entlangfährt.
Beim Stirnfräsen entsteht die Fläche an der Stirnseite; die Werkzeugachse steht senkrecht auf ihr. Typisch ist das Planfräsen einer großen Fläche mit einem Messerkopf: Die Hauptschneiden am Umfang tragen den Werkstoff ab, die kurzen Nebenschneiden an der Stirn glätten die Fläche.
Arbeiten beide zugleich – ein Schaftfräser fräst einen Absatz mit Boden und Wand –, heißt das Stirn-Umfangsfräsen, in der Werkstatt meist Eckfräsen. Umfangsgefräste Wände zeigen die bogenförmigen Spuren der einzelnen Schneiden im Abstand des Zahnvorschubs; stirngefräste Flächen tragen die feinen Bogenspuren der Nebenschneiden.
Für die Wahl zählt die Geometrie des Teils: Große ebene Flächen fräst man stirnseitig mit einem Messerkopf, Wände und Konturen mit dem Umfang eines Schaftfräsers, Absätze mit beidem.
Gleichlauf und Gegenlauf
Ob Gleich- oder Gegenlauf, entscheidet die Stelle, an der die Schneide in den Werkstoff eintritt – bezogen auf die Bewegung des Werkstücks gegenüber dem Fräser. An der CNC-Maschine fährt meist der Fräser; gegenüber dem Fräser läuft das Werkstück dann in die Gegenrichtung.
Beim Gegenlauf läuft die Schneide dort, wo sie eintritt, dem Werkstück entgegen: Der Span beginnt mit der Dicke null und wird dicker. Bevor die Schneide greift, gleitet sie kurz über die Fläche – das bringt Reibung, Wärme und Verschleiß. Beim Umfangsfräsen einer ebenen Fläche hebt die Schnittkraft das Werkstück eher an.
Beim Gleichlauf laufen Schneide und Werkstück an dieser Stelle in dieselbe Richtung: Der Span beginnt dick und endet dünn, die Schneide greift sofort. Das schont die Schneide und gibt meist die bessere Oberfläche; die Schnittkraft drückt das Werkstück auf den Tisch. Weil der Fräser im Gleichlauf das Werkstück mitzieht, braucht die Maschine einen spielfreien Vorschubantrieb. Mit Kugelgewindetrieben ist das an CNC-Maschinen die Regel, deshalb ist Gleichlauf dort der Normalfall.
Gegenlauf hat seinen Platz bei harter Gusshaut oder Walzhaut: Die Schneide tritt von der schon bearbeiteten Seite in den Werkstoff ein und hebt die harte Schicht beim Austritt ab, statt auf sie aufzuschlagen.
Die Fräsverfahren nach DIN 8589-3
Die Norm teilt das Fräsen nach der Fläche ein, die entsteht – quer dazu nach der Lage der Schneide (Umfang, Stirn) und nach der Richtung (Gleich- oder Gegenlauf). Sechs Verfahren, jedes mit einem Beispiel:
Planfräsen
erzeugt ebene Flächen – mit einem Messerkopf im Stirnfräsen oder mit dem Umfang eines Walzenfräsers.
Rundfräsen
erzeugt kreiszylindrische Flächen außen oder innen. Am Bearbeitungszentrum fährt der Fräser dafür eine Kreisbahn, etwa beim Ausfräsen einer großen Bohrung.
Schraubfräsen
erzeugt Schraubflächen. Das wichtigste Beispiel ist das Gewindefräsen.
Wälzfräsen
erzeugt Verzahnungen im Abwälzverfahren, etwa an Zahnrädern. Dafür gibt es eigene Maschinen; am 3-Achs-Bearbeitungszentrum spielt es keine Rolle.
Profilfräsen
überträgt das Profil des Werkzeugs auf das Werkstück: Radius- und Fasenfräser, T-Nuten- und Schwalbenschwanzfräser.
Formfräsen
erzeugt die Form über die gesteuerte Vorschubbewegung. An CNC-Maschinen ist das der häufigste Fall: Konturen, Taschen und gekrümmte Flächen aus dem Programm.
Nutenfräsen und Gewindefräsen in Metall
Zwei Arbeitsgänge, die an fast jedem Frästeil vorkommen – und an denen sich zeigt, wie Werkzeug und Zugänglichkeit zusammenhängen.
Nuten fräsen: Passfeder-, Keil- und T-Nut
Eine offene Nut oder ein Langloch fräst ein Schaftfräser im Stirn-Umfangsfräsen, in voller Breite oder in zwei Bahnen für saubere Flanken. Muss er ins volle Material eintauchen, braucht er eine Schneide, die über die Mitte schneidet, oder er taucht schräg ein. Die Passfedernut nach DIN 6885 entsteht so; umgangssprachlich heißt sie oft Keilnut, genau genommen gehört in eine Keilnut aber ein Keil mit Anzug. Eine T-Nut braucht zwei Schritte: erst die schmale Nut, dann den breiten Fuß mit dem T-Nutenfräser nach DIN 851, der vom offenen Ende her einfährt. Einstiche in einer Bohrung fräst ein Scheibenfräser mit schlankem Hals auf einer Kreisbahn. Ob eine Nut in einer Seitenfläche eine eigene Aufspannung braucht, zeigt der 3-Achs-Check.
Gewindefräsen oder Gewindebohren
Ein Gewindebohrer schneidet das Gewinde in einem Zug und ist bei vielen gleichen, kleinen Gewinden schnell. Ein Gewindefräser taucht in die vorgebohrte Kernlochbohrung und fährt eine Schraubenlinie: Ein mehrzahniger Gewindefräser umrundet die Bohrung einmal und steigt dabei genau eine Steigung in Z; ein einzahniger fährt die Schraubenlinie über die ganze Gewindelänge. Ein Fräser fertigt Gewinde verschiedener Durchmesser mit gleicher Steigung, erreicht in Sacklöchern den Grund fast vollständig, und ein gebrochener Gewindefräser lässt sich meist leichter entfernen als ein abgebrochener Gewindebohrer. Auf der CNC braucht das Verfahren eine Steuerung, die Kreisbahn und Z-Bewegung gemeinsam fährt.
Was CNC beim Fräsen bedeutet
CNC steht für Computerized Numerical Control. Die Maschine arbeitet ein Programm ab, das Weg, Drehzahl, Vorschub und Werkzeugwechsel für jeden Schritt festlegt – aufgebaut nach DIN 66025 bzw. ISO 6983, dem Grundformat vieler Steuerungen, oder in einer Dialogsprache des Steuerungsherstellers. Messsysteme an jeder Achse melden die Position zurück, die Steuerung regelt nach.
Vor dem Fräsen werden Werkstücknullpunkt und Werkzeuglängen erfasst und in der Steuerung abgelegt; die Radiuskorrektur versetzt die Bahn um den Fräserradius.
Im Magazin eines Bearbeitungszentrums warten die Werkzeuge für ein Teil: Schaftfräser aus Vollhartmetall mit zwei bis sechs Schneiden für Taschen und Konturen, Torus- und Kugelfräser für Radien und gekrümmte Flächen, Messerköpfe mit Wendeschneidplatten für große Planflächen, dazu Fasenfräser, Bohrer und Gewindewerkzeuge.
Daraus folgt, was CNC-Frästechnik ausmacht:
- Wiederholbarkeit von Teil zu Teil, weil jedes Teil dasselbe Programm durchläuft;
- Konturen und Bahnen, die von Hand an einer konventionellen Fräsmaschine kaum fahrbar wären;
- mehrere Arbeitsgänge in einer Aufspannung, weil der Werkzeugwechsler Fräser, Bohrer und Gewindewerkzeug nacheinander einsetzt.
Wer von NC-Fräsen spricht, meint dasselbe Prinzip; das C kam mit dem Rechner in der Steuerung dazu.
Vom Verfahren zum eigenen Teil
Welche dieser Verfahren Ihr Teil braucht und aus wie vielen Richtungen, zeigt der 3-Achs-Check: Merkmale anlegen, Seiten antippen, Aufspannungen ablesen. Das Ergebnis übernehmen Sie auf Wunsch direkt in Ihre Anfrage. Wovon Maßhaltigkeit und Oberfläche abhängen, beschreibt die Seite Genauigkeit und Oberfläche.
Stand: 26.09.2026
Vom Verfahren zum Angebot
Sie wissen, welche Flächen, Nuten und Gewinde Ihr Teil braucht? Schicken Sie uns Zeichnung und Modell – wir legen Verfahren und Aufspannungen fest.