Der Elektronikbastler und die Fräse
          
         
        Eine Fräse stand schon sehr lange auf meinem
          Wunschzettel. Da für
          mich als Bastler mit Schwerpunkt Elektronik  und Programmieren
          immer andere Dinge vorrangig waren (Lötstation, Multimeter,
          Speicheroszi,
          Grundausstattung Bauteile und und und) und nicht
          zuletzt wegen den recht hohen Kosten, rutschte die Fräse ziemlich an
          das Ende der Wunschliste. Auch ist es mit einer Fräse alleine noch
          nicht getan. Es ist noch einiges an Zubehör wie z.B. ein Fräsersatz,
          Spannpratzen, Kantentaster usw. von Nöten, ohne die es beim fräsen
          nicht
          geht. Nun habe ich nach langen Recherchen im www endlich eine Fräse
          zugelegt.
          Ich
          habe mich für das Bohr- und Fräszentrum von Proxxon entschieden,
          das entweder als Komplettset oder aber auch einzeln (Fräsmotor,
          Bohrständer und Kreuztisch) bestellt werden kann. Die Preise für das
          Proxxon Set bewegen sich zwischen 400 und 500 Euro. Hinzu kommen noch
          ca. 100 bis 200 Euro für Zubehör wie Fräser, Schraubstock,
          Spannpratzen
          usw. Ein teurer Spass also für den Hobbyraum. Wer weiterliest wird
          außerdem feststellen, dass zumindest bei der Bearbeitung von Gehäusen
          keine Zeitersparnis durch eine Fräse zu erwarten ist, wohl aber ein
          qualitativer Unterschied zur Bohrständer und Feilen Methode. Auch die
          Bohrungen sind genau da wo sie sein sollen. Allerdings ist so eine
          Fräse (wie ich erfahren musste  ) nicht Plug & Play, mit solch
          einem vielseitigen Werkzeug muss man sich befassen und auch die nötige
          Zeit mitbringen.
) nicht Plug & Play, mit solch
          einem vielseitigen Werkzeug muss man sich befassen und auch die nötige
          Zeit mitbringen.
        
Hier soll es also um das Fräsen und Bohren mit einem Kreuztisch gehen. Da ich als Bastler überwiegend Einzelstücke fertige, lohnt sich da keine CNC-Fräse daher wird mit der Hand gekurbelt.
Lohnt sich das ?
Oft findet man im Internet interessante Schaltungen. Die Zeit die
          dafür investiert wurde (Bauteile recherchieren, Schaltplan zeichnen,
          Probeaufbau, programmieren, Debuggen, Platine routen usw.) steht oft
          nicht im Verhältnis zu dem Gehäuse, das für die Schaltung verwendet
          wird. Ist die Platine dann geätzt, sauber Bestückt und der Code zum
          x-ten optimiert worden, hat die Schaltung ein ordentliches Gehäuse
          verdient (meine Meinung). 
          Leider sieht man dann häufig Platinen im Schrumpfschlauch, Heißkleber,
          Silikonmasse kombiniert mit einer Gefrierdose oder Zigarrenkiste oder
          andere abenteuerliche Konstruktionen  (Schade
          eigentlich ).
 (Schade
          eigentlich ). 
          Wer sich also nur mit der Funktion der Schaltung begnügt und keinen
          Wert auf das äußere legt, für den lohnt sich eine Fräse wohl nicht.
          Der folgende
          Text richtet sich an den anspruchsvolleren (Hobby)Elektroniker der
          seine
          Gehäuse mit Bohrständer und Feile (so gut es eben geht) bearbeitet und
          der sich weiterentwickeln möchte. Für diesen wird eine Fräse
          interessant.
          Mir macht es jedenfalls sehr viel Spass mit der Fräse zu arbeiten und
          bereue den
          Kauf keine Minute  . 
          Weitere Vorteile sehe ich in der Möglichkeit auch
          FR4 Platinen schneiden und zu bohren zu können. Die gefrästen Kanten
          der Platinen sind ausgezeichnet und müssen nicht nachgeschliffen
          werden
          (Vorteil, keine Staubbelastung). Auch beim fräsen selbst, entsteht
          kein
          (oder kaum) Staub. Die Späne liegen nach dem fräsen als Haufen auf der
          Platine und können einfach abgesaugt werden. Ich spare mir also eine
          Minikreissäge und eine Platinenbohrmaschine.
        
Videoclip
          Jahrelang habe ich Bohrschablonen ausgedruckt und mit Bohrständer
          und Feile meine Gehäuse bearbeitet und auch mit dieser klassischen
          Methode kann man recht gute Ergebnisse erzielen (siehe
            hier).
          Auch kann die Proxxon Bohr und Fräskombi, (von den Profis auch
          Käsefräse genannt  )
          natürlich nicht mit einer 500+ Kg schweren Fräse aus
          Stahl und Drehstromanschlusses mithalten. Dafür lässt sie sich, wenn
          sie
          nicht gebraucht wird, einfach wegräumen und wartet dann im Schrank auf
          ihren nächsten Einsatz. Der Proxxon Fräsmotor BFW 40/E ist
          flüsterleise
          und hat trotzdem bei allen Drehzahlen genügend Power.
          Wenn man nicht gerade Alu fräst, lässt sich die Lautstärke eher mit
          einer Nähmaschine vergleichen als mit einer Fräse. Wer
          sein Bastelzimmer wie ich innerhalb der Wohnung hat, weiß das
          besonders zu schätzen. Der BFW 40/e  dreht von 900 bis 6000 UPM
          und
          liegt somit im mittleren Drehzahlbereich. Will man mit der Drehzahl
          weiter runter, etwa zum absenken
          oder entgraten von Bohrungen, lässt sich auch eine Handelsübliche
          Bohrmaschine in die genormte Maschinenaufname des Bohrständers
          montieren. Auch die kleinen 12V Maschinen kann man mit einem
          Adapterring
          passend machen.
)
          natürlich nicht mit einer 500+ Kg schweren Fräse aus
          Stahl und Drehstromanschlusses mithalten. Dafür lässt sie sich, wenn
          sie
          nicht gebraucht wird, einfach wegräumen und wartet dann im Schrank auf
          ihren nächsten Einsatz. Der Proxxon Fräsmotor BFW 40/E ist
          flüsterleise
          und hat trotzdem bei allen Drehzahlen genügend Power.
          Wenn man nicht gerade Alu fräst, lässt sich die Lautstärke eher mit
          einer Nähmaschine vergleichen als mit einer Fräse. Wer
          sein Bastelzimmer wie ich innerhalb der Wohnung hat, weiß das
          besonders zu schätzen. Der BFW 40/e  dreht von 900 bis 6000 UPM
          und
          liegt somit im mittleren Drehzahlbereich. Will man mit der Drehzahl
          weiter runter, etwa zum absenken
          oder entgraten von Bohrungen, lässt sich auch eine Handelsübliche
          Bohrmaschine in die genormte Maschinenaufname des Bohrständers
          montieren. Auch die kleinen 12V Maschinen kann man mit einem
          Adapterring
          passend machen. 
Training ist angesagt.
Das Prinzip ist einfach. Das Werkstück wird auf den Kreuztisch
          gespannt, der Fräser wird positioniert und eingetaucht. Nun wird an
          den
          Handrädern gedreht und der Kreuztisch bewegt in die gewünschte
          Richtung. Jedoch gibt es dabei jede Menge zu beachten, was ich im
          Folgenden Text versuche (aus meiner Sicht) zu erläutern.
        
Ich bearbeite hauptsächlich Kunststoff, FR4
          (Standardtplatinen
          aus Epoxy 1,6mm) und seltener Alu und Holz mit der Fräse und das
          (inzwischen
          und nach einigen Fehlschlägen  ) besser als mit jeder Feile und
          noch
          soviel Sorgfalt.
) besser als mit jeder Feile und
          noch
          soviel Sorgfalt.
Die Fräse ist (wie bei jedem Werkzeug) nur so gut wie der Handwerker
          der es benutzt, deshalb sollte man schon einige Erfahrungen mit der
          Maschine sammeln um die Schwachstellen der Fräse kennenzulernen, ehe
          man sich an ein neues Gehäuse wagt und dieses ruiniert. Damit die
          Fräsarbeit gelingt, muss das Werkstück fest und sicher auf dem
          Kreuztisch befestigt werden (dazu später mehr). Auch der Kreuztisch
          selbst muss optimal eingestellt sein. Die Justierung der
          Schwalbenschwanzführungen ist beim Proxxon KT 150 ein Kompromiss
          zwischen Leichtgängigkeit der Handräder und Spiel. Hier muss etwas
          experimentiert werden um das Optimum herauszuholen. Auch das
          Umkehrspiel  Dreht
              man die Spindel 10mm vor und danach wieder 10mm zurück so landet
              man
              ohne Umkehrspiel genau wieder am Ausgangspunkt. Die Differenz vom
              Ausgangspunkt zur
              tatsächlichen Koordinate ist das Umkehrspiel. Ist dieses bekannt,
              kann
              man vor dem zurückkurbeln zuerst das Umkehrspiel zustellen (beim
              KT 150
              fühlt man das sogar) und dann das Handrad Nullen. muss
          während des fräsen beachtet und ausgeglichen werden.
          Bei meinem KT 150 beträgt dieses in X (Horizontal) 0,2mm und in Y
          0,1mm. Eine Anfrage bei Proxxon ergab, das dieses Umkehrspiel beim
          KT150 "üblich" ist und man dieses durch zurück und wieder vordrehen
          der
          Handräder mit anschließendem nullen der Handräder ausgleichen kann.
          Dies macht eine CNC automatisch, wir müssen das erst üben. Abhilfe
          würde auch das anbringen von digitalen Messschieber schaffen.
          Mittlerweile, kann ich aber damit umgehen, außerdem möchte ich die
          Fräse vorerst noch, im originalen Zustand belassen.
Dreht
              man die Spindel 10mm vor und danach wieder 10mm zurück so landet
              man
              ohne Umkehrspiel genau wieder am Ausgangspunkt. Die Differenz vom
              Ausgangspunkt zur
              tatsächlichen Koordinate ist das Umkehrspiel. Ist dieses bekannt,
              kann
              man vor dem zurückkurbeln zuerst das Umkehrspiel zustellen (beim
              KT 150
              fühlt man das sogar) und dann das Handrad Nullen. muss
          während des fräsen beachtet und ausgeglichen werden.
          Bei meinem KT 150 beträgt dieses in X (Horizontal) 0,2mm und in Y
          0,1mm. Eine Anfrage bei Proxxon ergab, das dieses Umkehrspiel beim
          KT150 "üblich" ist und man dieses durch zurück und wieder vordrehen
          der
          Handräder mit anschließendem nullen der Handräder ausgleichen kann.
          Dies macht eine CNC automatisch, wir müssen das erst üben. Abhilfe
          würde auch das anbringen von digitalen Messschieber schaffen.
          Mittlerweile, kann ich aber damit umgehen, außerdem möchte ich die
          Fräse vorerst noch, im originalen Zustand belassen.
          Das Werkstück muss so genau wie möglich im rechten Winkel zum
          Kreuztisch
          montiert werden. Der Fräser muss scharf sein und die Drehzahl und die
          Vorschubgeschwindigkeit muss stimmen. Ist die Drehzahl zu hoch
          eingestellt kann das Kunststoff zu heiß werden. Als Folge bildet sich
          um den Fräser ein Klumpen von heißem Kunststoff. Wir fräsen dann nicht
          mehr, sondern schmelzen uns durch das Material  .
          Man sollte also ein paar Probefräsungen machen. Zum üben, hat wohl
          jeder Hobbyelektroniker ein paar alte Gehäusehalbschalen mit falsch
          gebohrten Löchern in der Bastelkiste
.
          Man sollte also ein paar Probefräsungen machen. Zum üben, hat wohl
          jeder Hobbyelektroniker ein paar alte Gehäusehalbschalen mit falsch
          gebohrten Löchern in der Bastelkiste  .
.
          Pauschal kann man sagen, je
            kleiner der Fräser, desto höher kann die Drehzahl eingestellt werden.
          Ausschlaggebend ist auch die Anzahl der Schneiden, die der Fräser hat.
          Je mehr Schneiden, desto
            geringer
            die Drehzahl. Man sollte rechteckige Ausbrüche im Gegenlauf
          fräsen (siehe Wikipedia),
das
          bedeutet der Fräser bewegt sich im Werkstück gegen den
          Uhrzeigersinn. Auch sollte man üben in welche Richtung sich der
          Kreuztisch bewegt, wenn man die Kurbel rechts oder links herum dreht.
          Mit der Zeit geht das aber in Fleisch und Blut über. 
Merke: Dreht man das Handrad im Uhrzeigersinn, bewegt
          sich der Kreuztisch vom Handrad weg  .
.
Tipp
        
        Dreht man die Handräder am Kreuztisch gegen den Uhrzeigersinn, ist
          zu beachten, das auch der Skalenring rückwärts dreht. Hier kann sich
          leicht ein Fehler einschleichen. Beispiel: Man möchte ein Quadrat von
          17,25 mm Kantenlänge als Durchbruch ausfräsen.
          Man taucht den Fräser oben links ein, stellt den Skalenring auf 0 und
          macht mit dem Handrad zunächst 8 volle Umdrehungen (eine Umdrehung =
          2mm) und hat somit 16mm gefräst. Danach wird das Rad noch um 1,25 mm
          weitergedreht
          und hat somit die erste Seite mit 17,25 mm gefräst. Soweit, so gut.
          Bei
          der nächsten Seite des Quadrats muss gegen den Uhrzeigersinn am
          Handrad
          gedreht werden. Verfährt man genauso wie oben, fräst man keine 17,25mm
          sondern nur 16,75mm. Grund: Die ersten 16 mm stimmen. Dreht man nun
          weiter bist die Skala auf 1,25mm ist, hat man durch die
          Rückwärtsdrehung der Skala erst 0,75 mm gefräst. Sicher kann man das
          leicht im Kopf berechnen. Man müsste fräsen bis (2,00-1,25=) 0,75 mm
          auf dem Skalenrad erscheint, um
          auf 1,25mm zu kommen. Besser ist folgende Methode: Anstatt die Skala
          zu
          nullen wird zuerst die Teilumdrehung (1,25
          mm) am Skalenring eingestellt. Es werden dann zuerst die 1.25mm
          gefräst
          und dann die 8 volle Umdrehungen gezählt um auf 17,25 mm zu kommen.
        
Dreht man ein Handrad gegen den Uhrzeigersinn, wird
          der Skalenring nicht auf Null, sondern auf den Rest der vollen
          Umdrehungen gestellt. 
        
Mein erstes Testobjekt
Den Displayaussschnitt im Bild habe ich mit einem 2mm Fräser (aus dem Proxxon Satz, 2 Schneiden) bei geringster Drehzahl (900UPM) gefräst. Eine (grobe) Tabelle mit Fräsdurchmesser und Drehzahl ist sowohl auf dem Fräsmotor wie auch auf dem Trafo angebracht, nach der man sich ungefähr orientieren kann.

Mit den Möglichkeiten wachsen die Ansprüche
        
        Hier sieht man auch gleich die neuen Gestaltungsmöglichkeiten die eine Fräse bietet. Mit Bohrständer und Feile, währe der Displayausschnitt in den Ecken scharfkantig ausgearbeitet worden. Hier habe ich mich entschieden, die Eckradien des 2mm Fräser zu belassen.
Bei rechteckigen Innenausfräsungen bleibt der halbe
          Fräsdurchmesser (Radius) in den Ecken des Rechtecks erhalten.
        
Die
          rote Filterscheibe aus 3mm Plexiglas habe ich etwas grösser gelassen
          und die Umrisse des Ausschnitts, nicht durchgefräst, sondern nur die
          1,8 mm (Materialstärke des Gehäuse) weggefräst. Die Ecken der
          Filterscheibe  habe ich mit einer Feile abgerundet (ganz ohne
          Feile, gehts eben doch nicht  ). Das ging wie man sieht, recht
          ordentlich. Die Filterscheibe und die Gehäuseoberseite bilden eine
          ebene Fläche.
). Das ging wie man sieht, recht
          ordentlich. Die Filterscheibe und die Gehäuseoberseite bilden eine
          ebene Fläche.


 
        Auch den Durchbruch für den Schiebeschalter wurde mit einem 2mm Fräser ausgearbeitet. Die Löcher der M2 Schrauben habe ich danach mit einem Senker nachgearbeitet. Das Rechteck für den Schalter ist an jeder Innenkante um 0,5mm grösser gefräst, so muss ich auch hier bei den Eckradien nicht nachfeilen. Nun ist auch sichergestellt das der Schalter nicht klemmt. In meinem Übungsgehäuse, befindet sich übrigens ein Portview-Modul mit der Thermometer Software für einen DS18B20 Sensor.
Das Material spannen
Während man beim bohren das Werkstück (z.B. Gehäuse) einfach mit der
          Hand unter dem Bohrständer festhält, muss beim fräsen das Objekt fest
          und rechtwinklig auf den Kreuztisch gespannt werden. Zum Spannen von
          Metall, gibt es da eine Vielzahl von Zubehör zu kaufen. Ich
          habe mir den Spannpratzensatz und einen Schraubstock von Proxxon für
          meine Fräse gleich  mitbestellt. Leider musste ich feststellen,
          dass die
          Teile nur bedingt für meine Zwecke tauglich sind. Die Spannpratzen
          können zwar ein Gehäuse sicher festspannen, hinterlassen aber
          Druckstellen im Kunststoff wenn man auch nur eine halbe Umdrehung an
          der Schraube zuviel macht, selbst wenn man die Stellen vorher mit
          Kreppband abklebt. Außerdem sind die Spannpratzen beim fräsen (fast)
          immer im Weg  .
.
Spannwerkzeuge aus Holz Selbermachen
Die Grundplatte
 Da ich bei meinen ersten
          Versuchen auch Holzzulagen
          beim spannen benutzte und merkte das Holz (in Gegensatz zu
          Stahl) 
          wesentlich behutsamer mit
          meinen Gehäusen umging, kam ich auf die Idee mir eine Klemmvorrichtung
          aus Holz zu bauen.
Da ich bei meinen ersten
          Versuchen auch Holzzulagen
          beim spannen benutzte und merkte das Holz (in Gegensatz zu
          Stahl) 
          wesentlich behutsamer mit
          meinen Gehäusen umging, kam ich auf die Idee mir eine Klemmvorrichtung
          aus Holz zu bauen.
          Dieser
          DIY Schraubstock deckt den kompletten KT150 Kreuztisch ab
          und misst 20 x 20 cm. Das Material ist verleimtes Buchenholz (es
          sollte
          schon ein Hartholz verwendet werden) 18mm stark und wird im Baumarkt
          als Regalbrett (80 x 20 cm / ca. 3 EUR) gehandelt. Der freudliche Herr
          beim
          Holzzuschnitt schnitt mir gleich meine gewünschten 20 cm ab. Die
          Klemmleisten sind auch aus Buchenholz (20 x 13 mm) und gibt es als
          Meterware. Ich habe die Platte an 3 Stellen mit dem KT150 verschraubt.
          Der Kreuztisch hat schon mehrere M5 Gewinde auf der Oberseite für
          Zubehör, so dass dieser im Originalzustand bleiben kann. Die hinteren
          beiden Schrauben (M5 Imbus) lagen dem KT150 sogar schon bei. Natürlich
          müssen die Bohrungen abgesenkt werden, damit die Schrauben nicht über
          die Arbeitsfläche ragen. Die hintere Klemmleiste ist mit der
          Grundplatte verleimt und zusätzlich mit 3 abgesenkten
          Spanplattenschrauben (Torx) gesichert. Da das Buchenholz doch recht
          hart ist, empfielt es sich vorzubohren. Die bewegliche Klemmleiste die
          in der Mitte das Gewinde der Klemmschraube aufnimmt, wude zu diesem
          Zweck mit einem 6mm Bohrer ca. 10mm tief gebohrt. In diese Bohrung
          habe
          ich noch eine
          kleine Holzschraube gedreht, damit sich die M6 Gewindeschraube
          (Klemmschraube) nicht mit der Zeit in das Holz frisst. 
           Das
          Gewinde in
          der die Klemmschraube läuft ist eine sogenannte Einschlagmutter M6.
          Diese war im Baumarkt bei den Möbelbeschlägen zu finden und wurde in
          Beutelchen zu je 8 Stück für 2,30 EUR gehandelt. Da die Leiste die die
          Mutter hält nur 13 mm stark ist, habe ich an 2 Seiten der Mutter
          soviel
          weggefeilt bis das Maß zur Leiste passte. Danach blieben nur noch 2
          Einschlagspitzen übrig die aber durchaus genügen um die Mutter zu
          halten.
          Für die Bohrungen der M6-Einschlagmuttern
          muss ein 8mm Bohrer benutzt werden. Übrigens: Auch wenn die Mutter
          Einschlagmutter heisst, muss man diese nicht unbedingt mit dem Hammer
          bearbeiten. Ich habe die Muttern mit einer Schraubzwinge Vorsichtig
          ins
          Holz gepresst. Die Hilfslinien der Grundplatte habe ich erst nach der
          endgültigen Montage mit
          einem 1mm Fräser gefräst. Um den Kontrast der Linien zu
          verstärken, habe ich nach dem fräsen die Linien mit einem Buntstift
          ausgemalt  und den Überschuss mit feinem Schleifpapier entfernt.
Das
          Gewinde in
          der die Klemmschraube läuft ist eine sogenannte Einschlagmutter M6.
          Diese war im Baumarkt bei den Möbelbeschlägen zu finden und wurde in
          Beutelchen zu je 8 Stück für 2,30 EUR gehandelt. Da die Leiste die die
          Mutter hält nur 13 mm stark ist, habe ich an 2 Seiten der Mutter
          soviel
          weggefeilt bis das Maß zur Leiste passte. Danach blieben nur noch 2
          Einschlagspitzen übrig die aber durchaus genügen um die Mutter zu
          halten.
          Für die Bohrungen der M6-Einschlagmuttern
          muss ein 8mm Bohrer benutzt werden. Übrigens: Auch wenn die Mutter
          Einschlagmutter heisst, muss man diese nicht unbedingt mit dem Hammer
          bearbeiten. Ich habe die Muttern mit einer Schraubzwinge Vorsichtig
          ins
          Holz gepresst. Die Hilfslinien der Grundplatte habe ich erst nach der
          endgültigen Montage mit
          einem 1mm Fräser gefräst. Um den Kontrast der Linien zu
          verstärken, habe ich nach dem fräsen die Linien mit einem Buntstift
          ausgemalt  und den Überschuss mit feinem Schleifpapier entfernt.
        
 Nach der endgültigen Montage auf den Kreuztisch, habe
          ich noch ca. 1/2 mm von der hinteren Klemmleiste weggefräst um
          sicherzugehen, dass meine Teile genau im 90° Winkel gespannt werden.
        
Zubehör
        
        
         Um
          weitere Klemmleisten und Spannpratzen verwenden zu können, habe
          ich 6 weitere dieser Muttern im hinteren Bereich auf der Unterseite
          der
          Grundplatte vorgesehen. 
          Auf die beiden inneren Gewinde, passt mein Proxxon Schraubstock. Die 4
          äusseren sind 25 mm vom Rand der Grundplatte entfernt. Vertikal
          beträgt
          der Abstand von der oberen Klemmleiste und untereinander immer 35mm.
          Die Einschlagmuttern sollten mit einem Forstnerbohrer (Durchmesser
          25mm) um mindestens 2mm abgesenkt werden, damit die Grundplatte später
          satt auf dem KT150 montiert werden kann. Rechts in den Bildern (diese
          können vergrössert werden), sieht man die
          verschiedene Möglichkeiten zum Spannen mit weiterem selbstgebautem
          Zubehör. In Bild 1 ist eine für mich typische Gehäusehalbschale
          eingespannt. Die meisten Gehäuse lassen sich so fräsen und man hat
          immer freie sicht. Je nach Kunststoff und Materialstärke kann es
          vorkommen, dass sich das Gehäuse verformt, bevor es fest wird. Oft
          hilft hier das zusammenschrauben der beiden Gehäusehälften um das
          Gehäuse zu stabilisieren. In manchen Fällen ist es auch notwendig
          zusätzlich Spannpratzen (Bild 2) zu verwenden. Um auch flaches
          Material
          wie Platinen oder Alubleche fräsen zu können, habe ich mir mehrere
          Klemmleisten angefertigt. Diese können mit der Grundplatte mit
          passendenn M6 Schrauben und Muttern verschraubt werden. In Bild 3 ist
          eine Platine eingespannt. Die untere Zulage ist ein Stück Sperrholz so
          das man die hintere Klemmleiste noch als Anschlag für den 90° Winkel
          nutzen kann. So kann man Platinen sowohl trennen als auch
          Konturfräsen.
          Benutzt man 2 Klemmleisten, können auch Übergrössen gefräst werden
          (Bild4). In Bild 5 halten 2 einfache Spannpratzen ein Stückchen Holz,
          diese habe ich aus Reststücken der 20 x 13 mm Buchenleiste geferigt.
          Die Höhe der Spannpratzen können je nach Lage des hinten unterlegten
          Klötzchens in 3 höhen eingestellt werden. Nicht
          mehr missen, möchte ich die Spannpratzen aus Bild 2. Diese sind 80 mm
          lang und aus einer 30 x 15 mm Buchenleiste hergestellt. Die Höhe lässt
          sich bei diesem Exemplar mit der hinteren Schraube variabel
          einstellen.
          Dank des 35mm Langloch lassen sie sich großzügig und
          passend für fast alle Werkstücke einsetzten. Die Pratzen sind übrigens
          weitgehend mit der Fräse hergestellt worden.  In Bild 6 ist
          mein jetziges Eqip zu sehen. Ich bin mir fast sicher, dass in naher
          Zukunft noch einiges Folgen wird. Unten die beiden Spannpratzensätze
          nochmal im Detail.
Um
          weitere Klemmleisten und Spannpratzen verwenden zu können, habe
          ich 6 weitere dieser Muttern im hinteren Bereich auf der Unterseite
          der
          Grundplatte vorgesehen. 
          Auf die beiden inneren Gewinde, passt mein Proxxon Schraubstock. Die 4
          äusseren sind 25 mm vom Rand der Grundplatte entfernt. Vertikal
          beträgt
          der Abstand von der oberen Klemmleiste und untereinander immer 35mm.
          Die Einschlagmuttern sollten mit einem Forstnerbohrer (Durchmesser
          25mm) um mindestens 2mm abgesenkt werden, damit die Grundplatte später
          satt auf dem KT150 montiert werden kann. Rechts in den Bildern (diese
          können vergrössert werden), sieht man die
          verschiedene Möglichkeiten zum Spannen mit weiterem selbstgebautem
          Zubehör. In Bild 1 ist eine für mich typische Gehäusehalbschale
          eingespannt. Die meisten Gehäuse lassen sich so fräsen und man hat
          immer freie sicht. Je nach Kunststoff und Materialstärke kann es
          vorkommen, dass sich das Gehäuse verformt, bevor es fest wird. Oft
          hilft hier das zusammenschrauben der beiden Gehäusehälften um das
          Gehäuse zu stabilisieren. In manchen Fällen ist es auch notwendig
          zusätzlich Spannpratzen (Bild 2) zu verwenden. Um auch flaches
          Material
          wie Platinen oder Alubleche fräsen zu können, habe ich mir mehrere
          Klemmleisten angefertigt. Diese können mit der Grundplatte mit
          passendenn M6 Schrauben und Muttern verschraubt werden. In Bild 3 ist
          eine Platine eingespannt. Die untere Zulage ist ein Stück Sperrholz so
          das man die hintere Klemmleiste noch als Anschlag für den 90° Winkel
          nutzen kann. So kann man Platinen sowohl trennen als auch
          Konturfräsen.
          Benutzt man 2 Klemmleisten, können auch Übergrössen gefräst werden
          (Bild4). In Bild 5 halten 2 einfache Spannpratzen ein Stückchen Holz,
          diese habe ich aus Reststücken der 20 x 13 mm Buchenleiste geferigt.
          Die Höhe der Spannpratzen können je nach Lage des hinten unterlegten
          Klötzchens in 3 höhen eingestellt werden. Nicht
          mehr missen, möchte ich die Spannpratzen aus Bild 2. Diese sind 80 mm
          lang und aus einer 30 x 15 mm Buchenleiste hergestellt. Die Höhe lässt
          sich bei diesem Exemplar mit der hinteren Schraube variabel
          einstellen.
          Dank des 35mm Langloch lassen sie sich großzügig und
          passend für fast alle Werkstücke einsetzten. Die Pratzen sind übrigens
          weitgehend mit der Fräse hergestellt worden.  In Bild 6 ist
          mein jetziges Eqip zu sehen. Ich bin mir fast sicher, dass in naher
          Zukunft noch einiges Folgen wird. Unten die beiden Spannpratzensätze
          nochmal im Detail. 
        

Ohne Planung geht es nicht
          
        Zumindest nicht bei mir  . Während einem gelernten Metaller
          der tagtäglich an einer Fräse steht, warscheinlich eine Papierskizze
          mit den Maßen genügt um ein Teil aufzuspannen und mit dem Fräßen
          loszulegen, haben sich bei mir andere Vorgehensweisen bewährt.
. Während einem gelernten Metaller
          der tagtäglich an einer Fräse steht, warscheinlich eine Papierskizze
          mit den Maßen genügt um ein Teil aufzuspannen und mit dem Fräßen
          loszulegen, haben sich bei mir andere Vorgehensweisen bewährt.
        
1.Möglichkeit: Ich schreibe mir einen Script
 Das
ist
          eine Tabelle, die alle anzufahrenden Koordinaten enthält.
          Ähnlich wie ein CNC-Programm, fange ich dann oben an und arbeite jeden
          anzufahrenden Punkt Schritt für Schritt ab. Ein Beispiel wie eine
          solche Tabelle aussehen kann, ist im Bild rechts zu sehen. Es handelt
          sich um den Schiebeschalter
            T217, der bei Reichelt erhältlich ist. Die Maße des Schalters
          habe ich dem Datenblatt
          entnommen und etwas erweitert. So ist sichergestellt das der Schalter
          nicht klemmt.
Das
ist
          eine Tabelle, die alle anzufahrenden Koordinaten enthält.
          Ähnlich wie ein CNC-Programm, fange ich dann oben an und arbeite jeden
          anzufahrenden Punkt Schritt für Schritt ab. Ein Beispiel wie eine
          solche Tabelle aussehen kann, ist im Bild rechts zu sehen. Es handelt
          sich um den Schiebeschalter
            T217, der bei Reichelt erhältlich ist. Die Maße des Schalters
          habe ich dem Datenblatt
          entnommen und etwas erweitert. So ist sichergestellt das der Schalter
          nicht klemmt.
          Leider bin ich nicht ganz
          so gut wie eine CNC Steuerung, da ich immer nur an einem Handrad
          gleichzeitig drehen kann. Es sind also weiterhin keine Kreise, die
          grösser als der Fräsdurchmesser sind  möglich  .
          Für eine CNC ist das ein Klacks.
.
          Für eine CNC ist das ein Klacks. 
          Da das erstellen der Tabelle doch einiges an Zeit braucht, bin ich
          dann dazu
          übergegangen die Maße direkt in die Zeichnung einzutragen.
2. Möglichkeit: Ich fertige einen Fräsplan als Zeichnung an
 
        In dieser Zeichnung wird der Weg, den der Fräser zurücklegt ähnlich einem Labyrinth gezeichnet. Eine grüne Linie bedeutet, Fräser oben. Eine Linie in cyan bedeutet, Fräser eingetaucht, wobei ich mich hier bei der Linienstärke, gleich am Durchmesser des Fräsers orientiere. Die einzelnen Linien, werden dann noch mit den Maßen und der Fräsrichtung beschriftet.
Zeichnen mit Eagle
        
        Sicher kann man auch eine Zeichnung grob skizzieren und die Maße
          berechnen.
          Einfacher geht das in einem CAD-Programm. Da meine Platine schon im Eagle Format vorliegt,
          mache ich in Eagle einfach weiter und zeichne mein Gehäuse einfach um
          das Platinenlayout herum. Das ist nichts neues für mich, so habe
          vorher schon meine Bohrschablonen mit Eagle
            gezeichnet. Grosszügigerweise erlaubt die Freewareversion von
          Eagle, das
          zeichnen auch ausserhalb der  begrentzten 100 x 80  mm. Die
          Freewarebegrenzung gilt nur für Bauteile, Linien und Bohrungen
          dürfen auch ausserhalb der "Verbotenen Zone" gezeichnet werden. Sind
          die Umrisse für das Gehäuse festgelegt, zeichne ich Hilfslinien vom
          Gehäuserand zum Bauteil (z.B. einer LED). 
          Mit dem Infobutton erfahre
          ich dann den genauen Abstand (das Raster Natürlich auf mm stellen) den
          ich dann als Maß in meine Zeichnung einfüge (oder eben in meine
          Tabelle
          eintrage).
          Am Anfang der Planung, sollte man den Durchmesser des (der) Fräser
          bestimmen und auch einen evtl. Werkzeugwechsel mit in die
          Zeichnung/Tabelle
          aufnemen. Als Anfänger war es für mich auch von Vorteil vor jeden
          Tabelleneintrag die Drehrichtung des Handrads einzutragen ein U für
          Uhrzeigersinn und ein G für den Gegenuhrzeigersinn. Ein Ausrufezeichen
          zeichne ich, wenn das Umkehrspiel zu beachten ist.
        
Tipp: Bei Kunststoffgehäusen, den Maßen im Datenblatt
          nicht blind vertrauen, sondern mit einem Messschieber nachmessen. 
        
Analog verfährt man mit den Bohrungen für die Platinenbefestigung in
          der unteren Gehäusehalbschale.
          Zuerst Hilfslinien zu den Bohrmittelpunkten ziehen. Diese dann mit
          Hilfe des
          Infobuttons ausmessen und mit den Maßen beschriften. Unten wird nicht
          gefräst sondern nur gebohrt. 
        
Den Nullpunkt finden
Der Koordinatenursprung (0,0), den ich in der Zeichnung, oben links
          gewählt habe, ist auf der Fräse ohne Hilfsmittel kaum (genau) zu
          finden. Den Tipp mit dem Papierstreifen, den man zwischen Werkstück
          und
          annähernden Fräser schiebt, habe ich zwar ausprobiert, funktionierte
          bei mir aber nur Zufälig. Deshalb habe ich mir den Kantentaster
          von
          Proxxon zugelegt. Dieser ist zwar für die grösseren Brüder meiner
          Fraskombi  ausgeschrieben, funktioniert aber auch mit meinem BFW
          40/e. Da in der Anleitung des Kantentaster 500
          UPM als Arbeitsgeschwindigkeit angegeben ist und die BFW 40/e
          mit 
          minimal 900 UPM dreht,
          machte ich mir zu erst Sorgen, das der Kantentaster zu schnell dreht.
          Wie sich herausstellte, waren meine Sorgen
          Unbegründet, der Taster funktioniert tadellos. Die Kantentaser wurden
          als Set mit 2 Stück in verschiedenen längen in einer Holzschachtel
          geliefert. Auf den Bildern ist der kürzere der beiden zu sehen.  Der
          Kantentaster hat einen Durchmesser von  6mm. Er wird mit der
          passenden Spannzange  in den Fräsmotor gespannt. Den Trafo auf
          minimum stellen und einschalten, der Kantentaster wabbelt exzentrisch
          .
          Die Bohrsäule soweit nach unten fahren bist die Tastspitze des
          Kantentasters etwas tiefer als die Werkstückkante ist (Bild1). Nun das
          Handrad am Kreutztisch drehen und so die Werkstückkante dem
          Kantentaster annähern. Sobald der Taster das Werkstück berührt, höhrt
          man ein leises Geräusch und die Exzenterbewegung wird geringer. Keine
          Angst, das Kunststoffgehäuse nimmt keinen Schaden. Langsam
          weiterdrehen. Irgendwann ist dann das Oberteil des Kantentasters 
          mit dem Unterteil Deckungsgleich und keine Exzenterbewegung mehr
          sichtbar (Bild2). Dreht man jetzt nur noch 0,05 mm weiter bricht das
          Unterteil aus. Es wandert an der Werkstückkante nach oben (Bild3).
          Genau diesen Punkt suchen wir. Da der Kantenteaster einen Durchmesser
          von 6mm hat, sind wir nun genau 3mm (Radius des Tasters) von der Kante
          entfernt.
          Also heben wir den Fräsmotor an und stellen mit dem Handrad noch 3mm
          zu. Wollte man den Displayausschnitt vom Beispiel oben fräsen, könnte
          man gleich die 12,2mm zustellen, bevor man die Y-Richtung (vertikal)
          antastet.
Der
          Kantentaster hat einen Durchmesser von  6mm. Er wird mit der
          passenden Spannzange  in den Fräsmotor gespannt. Den Trafo auf
          minimum stellen und einschalten, der Kantentaster wabbelt exzentrisch
          .
          Die Bohrsäule soweit nach unten fahren bist die Tastspitze des
          Kantentasters etwas tiefer als die Werkstückkante ist (Bild1). Nun das
          Handrad am Kreutztisch drehen und so die Werkstückkante dem
          Kantentaster annähern. Sobald der Taster das Werkstück berührt, höhrt
          man ein leises Geräusch und die Exzenterbewegung wird geringer. Keine
          Angst, das Kunststoffgehäuse nimmt keinen Schaden. Langsam
          weiterdrehen. Irgendwann ist dann das Oberteil des Kantentasters 
          mit dem Unterteil Deckungsgleich und keine Exzenterbewegung mehr
          sichtbar (Bild2). Dreht man jetzt nur noch 0,05 mm weiter bricht das
          Unterteil aus. Es wandert an der Werkstückkante nach oben (Bild3).
          Genau diesen Punkt suchen wir. Da der Kantenteaster einen Durchmesser
          von 6mm hat, sind wir nun genau 3mm (Radius des Tasters) von der Kante
          entfernt.
          Also heben wir den Fräsmotor an und stellen mit dem Handrad noch 3mm
          zu. Wollte man den Displayausschnitt vom Beispiel oben fräsen, könnte
          man gleich die 12,2mm zustellen, bevor man die Y-Richtung (vertikal)
          antastet.
Auf 90° testen
        
        Tipp: Mit dem Kantentaster kann man auch durch
          Messungen an mehreren Punkten der selben Kante prüfen, ob das
          Werkstück
          genau Rechtwinklig eingespannt ist.
        
So habe ich auch schon meinen DIY-Schraubstock nach der demontage
          wieder eingemessen. Da die hintere Klemmleiste exakt im 90°Winkel zum
          Kreuztisch stehen sollte, kann der Kantentaster an mehreren Punkten an
          die Leiste gefahren werden um zu überprüfen, ob die Grundplatte
          korrekt
          montiert ist. So habe ich auch festgestellt, dass die hintere
          Klemmleiste in der Mitte (wohl  durch häufiges spannen von
          Werkstücken)  um 0,05 mm  gestaucht ist.  Wenn ich
          jedoch ein Werkstück einspanne und antaste, stimmt der Winkel (ich
          spanne ja immer in der Mitte). Ich werde das weiter beobachten und
          ggf.
          die Hintere Leiste nachfräsen.
        
Wie ihr seht, stehe ich immer noch am Anfang meiner Fräskarriere. Ich freue mich schon auf meine nächsten Projekte ,in denen die Fräse um Einsatz kommt. Über neue Erkenntnisse werde ich dann hier berichten.
Viel Erfolg beim fräsen,
          Jürgen
        
 Fräsen
Fräsen 
 
