Fräsen ist ein Bearbeitungsverfahren in der spanabhebenden Bearbeitung, mit geometrisch bestimmter Schneide, von Metallen, Holz, Erde oder Kunststoffen. Gefräst wird auf einer Fräsmaschine. Im Gegensatz zum Drehen bewegt sich hier das Werkzeug, der Fräser. Das Halbzeug oder das Werkstück ist fest eingespannt. Je nach Fräsmaschine wird das Werkstück mit einer Vorschubbewegung am rotierenden Fräser entlang geführt oder der gesamte Spindelkopf bewegt sich in einer oder mehreren Achsen um das Werkstück.
Auf der Suche nach Möglichkeiten der Komplettbearbeitung in möglichst wenig Spannungen wurden jedoch auch Drehmaschinen entwickelt, welche über angetriebene Werkzeuge verfügen und einfache Bohr- und Fräsarbeiten auf der Drehmaschine ermöglichen.
In der Einteilung der Fertigungsverfahren nach DIN 8580 zählt das Fräsen als Trennverfahren.
Beim klassischen Fräsen werden hauptsächlich quaderförmige Teile bearbeitet.
Die CNC-Technik ermöglicht jedoch auch das 3D-Fräsen, mit dem kompliziertere 3D-Konturen erzeugt werden können. Häufig wird das Werkstück in vielen kleinen nebeneinanerliegenen Zeilen abgefahren.
Beim 5-Achsen-Fräsen kann die Maschine den Fräser unter jedem Winkel am Werkstück positionieren und verfahren, wodurch die Fertigung von extrem komplexen 3D-Konturen ermöglicht wird.
Kenndaten einer Fräsmaschine sind die Arbeitsraum-Koordinaten, das heißt welche Verfahrwege in den Koordinaten X, Y und Z möglich sind, welche Antriebsleistung und welche Drehzahlbereiche verfügbar sind.
Außerdem gibt es innerhalb der Holz- und Kunststoffbearbeitungen die im Handwerk üblichen Handfräsmaschinen (z.B. Oberfräse, Nutfräse...) und die stationären Fräsmaschinen (mit der Tischfräse, Kettenfräse...).
Unterscheidung nach der Laufrichtung
Man unterscheidet beim Fräsen grundsätzlich zwischen:
- Gegenlauffräsen
Beim Gegenlauffräsen bewegt sich die Schneide des rotierenden Werkzeugs entgegen der Vorschubsrichtung. - Gleichlauffräsen
Beim Gleichlauffräsen bewegt sich die Schneide des rotierenden Werkzeugs in Richtung des Vektors der Vorschubsrichtung. Das Gleichlauffräsen verlangt von der Vorschubeinrichtung des Schlittens der Werkzeugmaschine absolute Spielfreiheit bzw. hohe Steifigkeit der Vorschubeinheit. Die erreichbaren Oberflächengüten sind beim Gleichlauffräsen besser, der Freiflächenverschleiß im allgemeinen geringer.
Unterscheidung nach der Bearbeitungsart
Des Weiteren kann unterschieden werden zwischen:
- Umfangs-Planfräsen mit einem Walzenfräser.
- Umfangs-Stirn-Planfräsen mit einem Schaftfräser oder Stirnfräser.
- Stirn-Umfangs-Planfräsen mit einem Walzenstirnfräser oder Scheibenfräser.
- Stirn-Planfräsen mit einem Stirnfräser.
Unterscheidung nach der Maschinenausrüstung
Beim Fräsen wird haupttsächlich zwischen konventionellem Fräsen und CNC-Fräsen unterschieden.
Beim konventionellen Fräsen, hauptsächlich auf älteren Maschinen werden die Vorschübe wahlweise mit Kurbeln oder einfachen mechanischen Vorschubeinrichtungen geregelt. Die verfahrenen Maße werden an Skalen, die an den Kurbeln angebracht sind, abgelesen. Bei neueren Modellen wurden teilweise Digitalanzeigen nachgerüstet. Der Werkzeugwechsel erfolgt per Hand.
Beim CNC-Fräsen können bis zu 5-achsige Maschinen über eine Maschinensteuerung programmiert. Die Achsen werden einzeln oder gleichzeitig mit Vorschüben geregelt. Die Verfahrwege werden durch Lichtmaßstäbe gemessen. Man unterscheidet inkrementale und absolute Wegmessysteme. CNC-Fräsmaschinen laufen mit teilweise extremen Vorschüben von 2000 m/min und Drehzahlen von 60.000 U/min. Die Werkzeuge werden in einem Werkzeug-Wechselmagazin gelagert, automatisch im Bedarfsfall aufgerufen und durch einen Werkzeugwechsler eingewechselt.