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Was ist Lohnfräsen und wie unterscheidet es sich vom Lohndrehen?

Deutscher Zerspanungsmechaniker bedient lächelnd eine Fräsmaschine in heller Industriehalle mit Metallspänen im Vordergrund.
  • Posted by: Florian Belschner

Lohnfräsen bezeichnet die Vergabe von Fräsarbeiten an einen spezialisierten Dienstleister, der die spanende Bearbeitung von Werkstücken mit CNC-Fräsmaschinen übernimmt. Der wesentliche Unterschied zum Lohndrehen liegt in der Bewegungsgeometrie: Beim Fräsen rotiert das Werkzeug, beim Drehen das Werkstück. Welche Werkstoffe sich eignen, wann welches Verfahren sinnvoller ist und was Sie bei einem Auftrag erwartet, erläutern die folgenden Abschnitte.

Welche Werkstoffe und Geometrien eignen sich für Lohnfräsen?

Für das Lohnfräsen eignen sich nahezu alle metallischen Werkstoffe sowie viele technische Kunststoffe. Typische Materialien sind Baustahl, Werkzeugstahl, Edelstahl, Aluminium und Aluminiumlegierungen, Kupfer sowie Buntmetalle. Auch anspruchsvollere Werkstoffe wie Titan oder Hochleistungslegierungen lassen sich fräsen, erfordern jedoch angepasste Prozessparameter.

Geometrisch ist das Fräsen besonders stark bei Werkstücken, die keine rotationssymmetrische Form besitzen. Typische Anwendungsfälle sind:

  • Prismatische Bauteile mit planen Flächen, Taschen und Nuten
  • Konturen und Freiformflächen, etwa im Formenbau
  • Bohrungsbilder und Gewindebearbeitungen an kubischen Teilen
  • Komplexe Gehäuse, Halter und Trägerstrukturen

Ein wichtiger Faktor ist die Werkstoffhärte. Bis zu einer Härte von etwa 46 HRC lassen sich metallische Werkstoffe wirtschaftlich sinnvoll spanend bearbeiten. Darüber hinaus steigt der Werkzeugverschleiß erheblich, und der Prozess wird unwirtschaftlich. Weiche Werkstoffe wie bestimmte Aluminiumlegierungen bringen eigene Herausforderungen mit sich, etwa Aufbauschneiden an der Schneidkante, die die Oberflächengüte beeinträchtigen können. Geringe Veränderungen in der Legierungszusammensetzung oder der Wärmebehandlung können das Spanverhalten und damit die Prozessstabilität spürbar beeinflussen.

Worin unterscheiden sich Lohnfräsen und Lohndrehen technisch?

Der grundlegende technische Unterschied zwischen Lohnfräsen und Lohndrehen liegt in der Kinematik: Beim Fräsen führt das rotierende Werkzeug die Schnittbewegung aus, während das Werkstück fest eingespannt oder auf einem Schwenktisch positioniert wird. Beim Drehen dreht sich das Werkstück, und das feststehende Werkzeug trägt Material ab.

Fräsen: Werkzeug rotiert, Werkstück ist eingespannt

Das CNC-Fräsen eignet sich für die Bearbeitung in mehreren Achsen gleichzeitig. Moderne 5-Achs-Fräszentren ermöglichen komplexe Konturen in einem einzigen Aufspannvorgang. Die Schnittbewegung ist unterbrochen, da jede Schneide des Fräsers nur periodisch im Eingriff ist. Das führt zu wechselnden thermischen und mechanischen Belastungen am Werkzeug.

Drehen: Werkstück rotiert, Werkzeug ist geführt

Das Lohndrehen ist auf rotationssymmetrische Bauteile ausgelegt, also Wellen, Buchsen, Flansche und ähnliche Teile. Die kontinuierliche Schnittbewegung ermöglicht sehr hohe Oberflächengüten und enge Toleranzen an zylindrischen Flächen. Die Bearbeitung ist in der Regel schneller und wirtschaftlicher, sofern die Bauteilgeometrie es erlaubt.

Beide Verfahren gehören zu den grundlegenden Zerspanungsverfahren in der modernen Metallbearbeitung und werden häufig kombiniert eingesetzt, um komplexe Bauteile vollständig zu fertigen.

Wann sollte man Lohnfräsen statt Lohndrehen wählen?

Lohnfräsen ist die richtige Wahl, wenn das Bauteil keine rotationssymmetrische Geometrie aufweist oder wenn komplexe Konturen, Taschen, Freiformflächen oder Mehrseitenbearbeitungen gefragt sind. Lohndrehen ist effizienter, sobald die Geometrie eine Drehachse erlaubt.

Konkrete Entscheidungskriterien für das Fräsen:

  1. Bauteilgeometrie: Prismatische, kubische oder asymmetrische Werkstücke lassen sich nicht sinnvoll drehen.
  2. Oberflächenanforderungen an ebene Flächen: Plane Flächen, Nuten und Taschen entstehen durch Fräsen, nicht durch Drehen.
  3. Komplexe Konturen: Freiformflächen im Werkzeug- oder Formenbau erfordern mehrachsiges Fräsen.
  4. Mehrere Bearbeitungsseiten: Wenn ein Bauteil von verschiedenen Seiten bearbeitet werden muss, bietet das Fräsen durch Schwenk- und Drehtische mehr Flexibilität.

In der Praxis werden Fräsen und Drehen häufig kombiniert. Ein Bauteil kann zunächst gedreht werden, um zylindrische Grundformen herzustellen, und anschließend gefräst werden, um Nuten, Bohrungsbilder oder Konturen einzubringen. Wer beide Verfahren aus einer Hand bezieht, spart Rüstzeiten und reduziert das Risiko von Passungsabweichungen zwischen den Aufspannungen.

Wie läuft ein typischer Lohnfräsauftrag ab?

Ein typischer Lohnfräsauftrag beginnt mit der Übermittlung von Zeichnungen oder CAD-Daten, gefolgt von der Klärung der Toleranzanforderungen, Werkstoffauswahl und Stückzahl. Danach erstellt der Dienstleister ein Angebot, plant die Fertigung und bearbeitet die Werkstücke auf den entsprechenden CNC-Fräszentren.

Im Einzelnen durchläuft ein Auftrag in der Regel diese Phasen:

  1. Anfrage und technische Klärung: Sie übermitteln Zeichnungen, CAD-Modelle oder Muster. Offene Fragen zu Toleranzen, Oberflächengüten und Werkstoff werden gemeinsam geklärt.
  2. Angebotserstellung: Der Dienstleister kalkuliert auf Basis von Geometrie, Stückzahl und Bearbeitungsaufwand.
  3. Fertigungsplanung: Die NC-Programme werden erstellt oder angepasst, Werkzeuge und Spannmittel werden vorbereitet.
  4. Bearbeitung: Die Werkstücke werden auf CNC-Fräszentren bearbeitet, bei Bedarf in mehreren Aufspannungen oder mit Zwischenmessungen.
  5. Qualitätsprüfung: Maße, Toleranzen und Oberflächengüten werden geprüft und dokumentiert.
  6. Lieferung: Die fertig bearbeiteten Teile werden termingerecht ausgeliefert oder für die Weiterverarbeitung bereitgestellt.

Gerade bei kleinen Serien oder Einzelteilen ist eine enge Abstimmung zwischen Auftraggeber und Fertigungsdienstleister entscheidend, um Nacharbeit zu vermeiden und Liefertermine einzuhalten. Über unsere Kontaktseite können Sie Ihren Bedarf direkt anfragen.

Welche Toleranzen und Oberflächengüten sind beim Lohnfräsen erreichbar?

Beim Lohnfräsen sind Maßtoleranzen im Bereich IT7 bis IT8 prozesssicher erreichbar. Unter optimalen Bedingungen, mit stabilen Werkzeugen, geeignetem Werkstoff und sorgfältiger Prozessführung, sind engere Toleranzen möglich. Die erreichbare Oberflächengüte liegt typischerweise im Bereich Ra 0,8 bis Ra 3,2 Mikrometer, je nach Frässtrategie und Werkzeugwahl.

Mehrere Faktoren beeinflussen, welche Toleranzen und Oberflächengüten tatsächlich erreichbar sind:

  • Werkstoff: Weiche Werkstoffe wie bestimmte Aluminiumlegierungen neigen zu Aufbauschneiden, die die Oberfläche verschlechtern. Härtere Werkstoffe ermöglichen stabilere Prozesse, erhöhen aber den Werkzeugverschleiß.
  • Bauteilgeometrie: Tiefe Taschen, lange auskragende Konturen oder dünnwandige Strukturen erhöhen die Schwingungsneigung und können die erreichbare Genauigkeit reduzieren.
  • Werkzeugauswahl und Schnittparameter: Feinbearbeitungsfräser mit kleinem Vorschub pro Zahn liefern bessere Oberflächen als Schruppwerkzeuge.
  • Maschinenstabilität: Hochwertige CNC-Fräszentren mit thermisch stabiler Konstruktion sind Voraussetzung für enge Toleranzen über längere Fertigungsläufe.

Für Bauteile, die neben Fräsbearbeitungen auch Tiefbohrungen erfordern, spielt die Kombination beider Verfahren eine wichtige Rolle. Die Leistungen in der Komplettbearbeitung umfassen dann sowohl Fräsen als auch das präzise Einbringen von Tiefbohrungen, was Passungsabweichungen durch mehrfaches Umspannen minimiert.

Wie Gutekunst Ihren Fräs- und Zerspanungsauftrag unterstützt

Als erfahrener Spezialist für Metallbearbeitung bieten wir Ihnen Fräsen und Drehen als Teil einer durchgängigen Komplettbearbeitung aus einer Hand. Statt mehrere Dienstleister zu koordinieren, erhalten Sie bei uns alle zerspanenden Verfahren in einem Fertigungsprozess.

Das bedeutet für Sie konkret:

  • Fräsen, Drehen und Tieflochbohren werden aufeinander abgestimmt geplant und ausgeführt
  • Enge Toleranzen werden durch konsequente Qualitätsprüfung entlang des gesamten Fertigungsprozesses gesichert
  • Sowohl Einzelteile als auch Serien werden zuverlässig und termingerecht bearbeitet
  • Technische Rückfragen werden direkt von erfahrenen Mitarbeitern beantwortet, ohne Umwege über Vertriebsebenen
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