Vorschub und Drehzahl beim CNC‑Fräsen – Grundlagen, Praxiswerte und typische Fehler

Die beiden wichtigsten Stellschrauben für sauberes Fräsbild, Standzeit und Prozesssicherheit sind Drehzahl und Vorschub.

Wer diese beiden Größen versteht und sinnvoll einstellt, bekommt:

• bessere Oberflächen

• weniger Werkzeugbruch

• längere Standzeiten

• weniger Ausrisse

• reproduzierbare Ergebnisse

In diesem Artikel schauen wir uns die Grundlagen, einfache Rechenwege und praxisnahe Richtwerte für Holz und Aluminium an.

1. Wichtige Begriffe: Was bedeuten Drehzahl, Vorschub, Zahnvorschub?

Bevor man Werte einstellt, muss klar sein, wovon man spricht.

Drehzahl n  

• Umdrehungen der Spindel pro Minute

n  [min−1]

Vorschub vf  

• Wie schnell sich das Werkzeug relativ zum Werkstück bewegt

vf  [mm/min]

Zahnvorschub fz  

• Wie viel Material ein einzelner Zahn pro Umdrehung „abnimmt“

fz  [mm/Zahn]

Zahnzahl z  

• Anzahl der Schneiden am Fräser (z. B. 1‑Zahn, 2‑Zahn, 3‑Zahn)

Diese Größen hängen direkt zusammen.

2. Zusammenhang zwischen Drehzahl, Vorschub und Zahnvorschub

Die zentrale Formel lautet:

vf=n⋅z⋅fz

• vf = Vorschubgeschwindigkeit in mm/min

• n = Drehzahl in min−1

• z = Anzahl der Schneiden

• fz = Zahnvorschub in mm/Zahn

Du kannst also:

• aus Drehzahl und Zahnvorschub den Vorschub berechnen

• oder aus Vorschub und Drehzahl den Zahnvorschub bestimmen

Beispiel:

• Drehzahl n=18.000 min−1

• 2‑Zahn‑Fräser z=2

• gewünschter Zahnvorschub fz=0,04 mm/Zahn

vf=18.000⋅2⋅0,04=1.440 mm/min

Das heißt:

Du solltest etwa 1.400–1.500 mm/min Vorschub fahren.

3. Drehzahl – wie schnell soll die Spindel laufen?

Die Drehzahl hängt ab von:

• Material (Holz, Aluminium, Kunststoff, Verbundstoffe)

• Werkzeugdurchmesser

• Werkzeugqualität

• Maschinensystem (Steifigkeit, Spindel, Lagerung)

3.1. Grundtendenzen

• Kleine Durchmesser → eher hohe Drehzahl

• Große Durchmesser → eher niedrigere Drehzahl

• Harte Materialien → eher moderat, nicht extrem hoch

• Weiche Materialien → eher höher, aber mit Blick auf Wärme

3.2. Richtwerte für Holz

Für typische Schaftfräser (z. B. 3–6 mm):

Weichholz (Fichte, Kiefer, etc.):  

• 18.000–24.000 min−1

Hartholz (Buche, Eiche, etc.):  

• 16.000–22.000 min−1

Wichtiger als der exakte Wert ist:

Fräser darf nicht „verbrennen“ und nicht „rupfen“.

3.3. Richtwerte für Aluminium

Aluminium reagiert stark auf Wärme und Späneabfuhr.

Für 1‑Zahn‑ oder 2‑Zahn‑Fräser (3–6 mm):

Drehzahl:  

• ca. 12.000–18.000 min−1

Zu hohe Drehzahl + zu wenig Vorschub → Reibung statt Schnitt → Aufbauschneiden, Schmieren, Werkzeugbruch.

4. Vorschub – wie schnell darf ich fahren?

Der Vorschub muss zum Werkzeug und Material passen.

Zu langsam ist genauso schlecht wie zu schnell.

4.1. Zu langsamer Vorschub

• Werkzeug „reibt“ mehr, als es schneidet

• Hitze steigt

• Holz verbrennt, Aluminium schmiert

• Standzeit sinkt

• Oberfläche wird schlecht

4.2. Zu schneller Vorschub

• Maschine kommt mechanisch an Grenzen

• Schrittverluste bei Schrittmotoren

• Rattern, Vibrationen

• Maßhaltigkeit leidet

• Werkzeugbruch möglich

5. Zahnvorschub – der Schlüsselwert für sauberes Fräsen

Der Zahnvorschub fz ist der Wert, an dem man sich gut orientieren kann.

Er sagt: Wie viel Material „packt“ ein Zahn pro Umdrehung?

5.1. Richtwerte Holz (3–6 mm Fräser)

Feine Oberflächen, kleine Fräser:  

• fz≈0,02–0,05 mm/Zahn

Mehr Abtrag, robustere Bearbeitung:  

• fz≈0,05–0,10 mm/Zahn

5.2. Richtwerte Aluminium (3–6 mm Fräser)

1‑Zahn‑Fräser:  

• fz≈0,02–0,06 mm/Zahn

2‑Zahn‑Fräser:  

• eher im unteren Bereich bleiben, z. B. 0,02–0,04 mm/Zahn

Wichtig:

Lieber mit einem konservativen Wert starten und dann schrittweise erhöhen.

6. Praxisbeispiele – Holz

6.1. Beispiel 1: 6 mm 2‑Zahn‑Fräser in Weichholz

• Material: Fichte

• Fräser: 6 mm, 2‑Zahn

• Drehzahl: n=20.000 min−1

• Zahnvorschub: fz=0,05 mm/Zahn

vf=20.000⋅2⋅0,05=2.000 mm/min

Startwert: ca. 2.000 mm/min

Dann nach Gefühl und Maschinesteifigkeit leicht erhöhen oder reduzieren.

6.2. Beispiel 2: 3 mm 2‑Zahn‑Fräser in Hartholz

• Material: Buche

• Fräser: 3 mm, 2‑Zahn

• Drehzahl: n=22.000 min−1

• Zahnvorschub: fz=0,03 mm/Zahn

vf=22.000⋅2⋅0,03=1.320 mm/min

Startwert: ca. 1.300 mm/min

7. Praxisbeispiele – Aluminium

7.1. Beispiel 3: 4 mm 1‑Zahn‑Fräser in Aluminium

• Material: Alu (z. B. EN AW‑6082)

• Fräser: 4 mm, 1‑Zahn

• Drehzahl: n=16.000 min−1

• Zahnvorschub: fz=0,03 mm/Zahn

vf=16.000⋅1⋅0,03=480 mm/min

Startwert: ca. 450–500 mm/min

Dann prüfen:

• Späne: kurz, klar, nicht geschmolzen

• Geräusch: gleichmäßig, kein Kreischen

• Oberfläche: sauber, ohne starke Riefen

7.2. Beispiel 4: 6 mm 2‑Zahn‑Fräser in Aluminium

Hier ist Vorsicht angesagt, weil 2‑Zahn in Alu schnell zu viel Spanvolumen erzeugt.

• Drehzahl: n=14.000 min−1

• Zahnvorschub: fz=0,02 mm/Zahn

vf=14.000⋅2⋅0,02=560 mm/min

Startwert: ca. 500–600 mm/min

Bei Problemen lieber auf 1‑Zahn‑Fräser wechseln.

8. Zustelltiefe und seitlicher Eingriff

Vorschub und Drehzahl sind nur ein Teil des Ganzen.

Genauso wichtig sind:

• axiale Zustellung (in Z‑Richtung, Tiefe pro Schnitt)

• radiale Zustellung (seitlicher Eingriff, wie viel Breite der Fräser schneidet)

8.1. Holz

• Bei 6 mm Fräser:

  • seitlich z. B. 50–100 % Durchmesser

  • in Z z. B. 2–6 mm pro Zustellung (je nach Maschine)

8.2. Aluminium

Seitlicher Eingriff eher kleiner:

• z. B. 10–40 % des Durchmessers

Zustelltiefe in Z moderat:

• z. B. 0,5–2 mm pro Schnitt (je nach Maschine und Fräser)

9. Typische Fehler und wie man sie erkennt

9.1. Fräser verbrennt im Holz

Symptome:

• dunkle Kanten

• Brandspuren

• Harzablagerungen am Fräser

Ursachen:

• zu hohe Drehzahl

• zu wenig Vorschub

• stumpfer Fräser

Lösungen:

• Drehzahl reduzieren

• Vorschub erhöhen

• Fräser reinigen oder wechseln

9.2. Aluminium schmiert, Späne kleben am Fräser

Symptome:

• Späne kleben an der Schneide

• Oberfläche wird matt und ungleichmäßig

• Werkzeug „quietscht“ oder „singt“

Ursachen:

• zu hohe Drehzahl

• zu geringer Vorschub

• schlechte Späneabfuhr

• falscher Fräser (zu viele Zähne)

Lösungen:

• Drehzahl reduzieren

• Vorschub leicht erhöhen

• 1‑Zahn‑Fräser verwenden

• ggf. Minimalmengenschmierung oder Luft

9.3. Rattern und Vibrationen

Symptome:

• sichtbare Wellen in der Oberfläche

• hörbares „Rattern“

• Maschine vibriert

Ursachen:

• zu hoher Vorschub für die Maschinensteifigkeit

• zu große Zustelltiefe

• zu langer Werkzeugüberstand

• zu hohe Drehzahl bei schwacher Maschine

Lösungen:

• Vorschub reduzieren

• Zustelltiefe verringern

• Werkzeug kürzer einspannen

• Drehzahl anpassen

10. Vorgehensweise in der Praxis – Schritt für Schritt

Material und Fräser wählen  

– Holz oder Aluminium?

– Durchmesser?

1. – 1‑, 2‑ oder 3‑Zahn?

Drehzahl grob festlegen  

– Holz: eher höher

2. – Aluminium: eher moderat

Zahnvorschub wählen  

3. – konservativer Startwert (z. B. 0,02–0,05 mm/Zahn)

Vorschub berechnen  

4. – mit vf=n⋅z⋅fz

Testfräsung machen  

– kurze Strecke

– Oberfläche prüfen

– Späne anschauen

5. – Geräusch beurteilen

Feinjustierung  

– wenn verbrannt → Vorschub rauf oder Drehzahl runter

– wenn rattert → Vorschub runter oder Zustellung reduzieren

6. – wenn Späne schmieren → Drehzahl runter, Vorschub leicht rauf

11. Fazit

Vorschub und Drehzahl sind keine „Geheimwissenschaft“, sondern logisch verknüpfte Größen.

Mit ein paar Grundformeln, realistischen Startwerten und etwas Erfahrung lässt sich:

• die Qualität deutlich verbessern

• die Standzeit der Werkzeuge erhöhen

• die Maschine effizienter nutzen

• das Risiko von Werkzeugbruch reduzieren

Wer systematisch vorgeht, dokumentiert und nicht nur „nach Gefühl dreht“, bekommt schnell reproduzierbare, saubere Ergebnisse – in Holz wie in Aluminium.

⭐ 3. Ultra‑einfache „Wenn‑dann“-Regeln (für absolute Anfänger)

• Wenn Holz verbrennt → Vorschub rauf oder Drehzahl runter

• Wenn Aluminium schmiert → Drehzahl runter, Vorschub leicht rauf

• Wenn es rattert → Vorschub runter oder Zustellung reduzieren

• Wenn Späne zu fein sind → Vorschub erhöhen

• Wenn Späne zu dick sind → Vorschub reduzieren