Kennisbank / Ontwerp

Een onderdeel ontwerpen voor 5-assig: ondersnijdingen, gereedschapsbereik en opspanning

1 oktober 2026

Een 5-assige machine bereikt meer van het onderdeel dan een 3-assige frees, maar niet alles. Het gereedschap heeft nog steeds een rechte weg naar binnen nodig, de houder moet vrij blijven van het onderdeel en de machine moet het onderdeel ergens vasthouden. Ontwerpen met die drie grenzen in gedachten is de snelste weg naar een prototype dat snel wordt geoffreerd en in één keer goed wordt gefreesd.

Denk in zichtlijnen

Elk oppervlak dat de machine freest, moet vanuit een bepaalde richting langs de gereedschapsas zichtbaar zijn. Met 5-assig kan de machine kantelen om die richting te vinden. Stel uzelf voor elk kenmerk deze vragen:

• Is er een hoek waaronder een recht gereedschap dit oppervlak kan zien?
• Raakt de gereedschapshouder onder die hoek een wand, een nok of de tafel?
• Is het bereik kort genoeg voor een stijf gereedschap?

Is het antwoord op de eerste vraag nee, dan helpt geen enkel aantal assen. Dat kenmerk heeft een speciale frees, vonkerosie (EDM) of een ontwerpwijziging nodig.

Een snelle CAD-gewoonte: zet het aanzicht loodrecht op het oppervlak dat u belangrijk vindt en stel u een cilinder voor van ongeveer twee keer de gereedschapsdiameter breed, die recht uit het onderdeel loopt. Raakt die cilinder een ander kenmerk voordat hij vrij is van het onderdeel, dan doet de houder dat waarschijnlijk ook.

Ondersnijdingen

Een ondersnijding is materiaal dat verborgen ligt onder een overhang, gezien vanuit de belangrijkste bewerkingsrichtingen. 5-assig helpt bij twee soorten:

1. Schuine ondersnijdingen. Een kamer die onder 30 graden onder een flens doorloopt, is zichtbaar als het gereedschap 30 graden kantelt. Dit is routinewerk.
2. Ondiepe zijdelingse ondersnijdingen. Een kleine vrijloop onder een rand is bereikbaar door een kogelfrees schuin naar binnen te zetten.

Het helpt niet bij volledig ingesloten ondersnijdingen, zoals een inwendige groef in een blinde boring. Die vragen nog steeds een groeffrees of lollipopfrees, en de groefvorm moet passen bij het profiel van een standaardfrees.

Ontwerptip: zit een ondersnijding er alleen om gewicht te besparen, laat haar dan weg voor het prototype.

Een ondersnijding ontwerpen die een standaardfrees kan bereiken

Moet een ondersnijding blijven, vorm haar dan rond gereedschappen die al bestaan:

• Volg standaardprofielen. Geef inwendige groeven een breedte en bodemradius die passen bij een standaard T-groeffrees of lollipopfrees. Een volle radius in de groefbodem past bij een lollipopfrees.
• Laat ruimte voor de hals. De freeskop gaat door de opening naar binnen en de hals moet er met speling door kunnen. De radiale diepte die een groeffrees bereikt, wordt beperkt door het verschil tussen de diameter van kop en hals, dus voor een diepe groef achter een smalle opening bestaat misschien geen standaardgereedschap.
• Gebruik standaard zwaluwstaarthoeken. Zwaluwstaartfrezen zijn gangbaar in 45 of 60 graden. Een schuine ondersnijding onder een van die hoeken kan met één gereedschapsbaan worden gefreesd in plaats van met een gecontourde baan.

Gereedschapsbereik en lengte

Een frees buigt meer door naarmate hij verder uitsteekt. Als vuistregel neemt de stijfheid sterk af zodra het gereedschap meer dan ongeveer drie tot vier keer zijn diameter uitsteekt. Diepe, smalle kamers dwingen tot kleine, lange gereedschappen, en die verspanen langzaam en gaan klapperen.

5-assig helpt door het gereedschap van een hoge wand weg te kantelen, zodat een korter gereedschap de bodem bereikt. Dat werkt alleen als de geometrie ruimte laat om te kantelen.

Ontwerptips:

• Houd de kamerdiepte waar mogelijk onder ongeveer vier keer de diameter van het hoekgereedschap.
• Open een kamer aan één zijde als de functie dat toelaat. Het gereedschap kan dan van opzij binnenkomen.
• Vermijd hoge, dunne ribben naast diepe bodems in dezelfde kamer.

Typisch bereik per gereedschapsdiameter

De onderstaande waarden zijn typisch voor hardmetalen vingerfrezen in aluminium. Staal, RVS en titanium brengen ze omlaag.

Gereedschapsdiameter	Comfortabel bereik (ongeveer 3x D)	Praktische grens met lange hals (ongeveer 6x tot 8x D, langzaam)
1 mm	3 mm	6 tot 8 mm
2 mm	6 mm	12 tot 16 mm
3 mm	9 mm	18 tot 24 mm
6 mm	18 mm	36 tot 48 mm
10 mm	30 mm	60 tot 80 mm

Dwingt een hoekradius tot een gereedschap van 2 mm en is de kamer 25 mm diep, dan valt het onderdeel buiten het comfortabele bereik. Dan wordt de radius groter, gaat de kamer open, of bevat de offerte langzame banen met lange hals.

De houder is de andere helft van het bereik. Hij is veel breder dan het gereedschap, dus een diep kenmerk vlak naast een hoge nok kan de kanteling blokkeren waarmee een kort gereedschap het anders zou bereiken. Laat ruimte rond diepe kenmerken, niet alleen erin.

Inwendige hoeken en afrondingen

Een roterend gereedschap kan geen scherpe inwendige hoek frezen. Het laat een radius achter die gelijk is aan de gereedschapsradius. Vraagt de tekening een kleinere radius dan een praktisch gereedschap kan geven, dan moet de verspaner een piepklein gereedschap of een nabewerking gebruiken.

Ontwerp inwendige radii iets groter dan de radius van een standaardfrees. Bij een kamer van 10 mm diep laat een hoekradius van 3 mm de verspaner een vingerfrees van 5 mm gebruiken die de hoek soepel doorloopt. Een radius van 0.5 mm in dezelfde kamer vraagt een gereedschap van 1 mm en veel machinetijd.

Op vloeiende en gecontourde oppervlakken laten consistente afrondingsmaten de programmeur grote gebieden met één kogelfrees bewerken in plaats van steeds van gereedschap te wisselen.

Bodemradii

De radius waar een bodem een wand raakt, is een aparte keuze. Een scherpe bodemhoek komt van een vlakke vingerfrees. Een bodemradius die past bij een standaard torusfrees (bijvoorbeeld 0.5 of 1 mm) komt van één gereedschap in één baan. Een afwijkende bodemradius zoals 1.7 mm dwingt tot nafrezen met een kogelfrees in kleine stappen.

Wanden en bodems

Dunne wanden trillen en bewegen terwijl er materiaal af gaat. Bij aluminium prototypes vragen wanden onder ongeveer 1 mm extra aandacht. Voor titanium en RVS ligt het praktische minimum hoger. Heeft u een dunne wand nodig, geef dan aan waar die een iets dikkere voet of een ondersteuning mag hebben die aan het eind wordt verwijderd.

Bodems die onder een scherpe hoek op wanden aansluiten, zijn prima voor 3+2-frezen. Bodems die met een veranderende radius in wanden overlopen, hebben simultaan 5-assig nodig voor een schone bewerking.

Typische ontwerpwaarden in één oogopslag

Dit zijn typische uitgangspunten, geen harde grenzen. De gekoppelde verspaner bevestigt wat zijn gereedschappen en machines op uw onderdeel kunnen halen.

Kenmerk	Typische ontwerpwaarde	Waarom
Inwendige hoekradius	Minstens een derde van de kamerdiepte en groter dan de gereedschapsradius	Laat een stijf gereedschap de hoek doorlopen
Kamerdiepte	Tot ongeveer 4x de diameter van het hoekgereedschap	Daarboven gereedschappen met lange hals en lage aanzetten
Wanddikte, aluminium	1 mm of meer	Dunnere wanden klapperen en bewegen
Wanddikte, staal of titanium	1.5 mm of meer	Hogere snijkrachten
Diepte van geboorde gaten	Tot ongeveer 6x de diameter	Dieper vraagt pikkend boren of speciale boren
Diepte van getapte schroefdraad	Ongeveer 1.5x de draaddiameter	Meer diepte voegt weinig sterkte toe
Kleinste geboorde gat	Ongeveer 1 mm	Kleiner vraagt microgereedschap
Gegraveerde tekst	Tekenhoogte 3 mm of meer, op een vlak vlak	Kleine tekst op krommingen vraagt simultane banen

Voor typische toleranties per materiaal die bij deze regels horen, zie de materiaaltabel op de homepage.

Het onderdeel vasthouden

Elk onderdeel moet ergens worden geklemd. Voor een productieonderdeel bouwt de verspaner een opspanmiddel. Voor een prototype gebruikt hij meestal een van deze opties:

• Bankschroef op een verhoogde basis. Het onderdeel zit hoog, zodat de spindel eromheen kan kantelen. Vraagt een vlak, evenwijdig gebied aan de onderkant.
• Lip of extra materiaal. Het onderdeel wordt uit een groter blok gefreesd en blijft vastzitten aan een lip, die aan het eind wordt afgezaagd en nabewerkt.
• Zwaluwstaart. Er wordt een kleine zwaluwstaart aan het ruwe materiaal gefreesd, die in een passend opspanmiddel wordt geklemd. Gebruikelijk bij 5-assig omdat de spindel onder steile hoeken vrij blijft.

Ontwerptip: vertel de verspaner waar een restmarkering acceptabel is. Die ene notitie kan een hele opspanning schrappen.

Ontwerpen voor een opspanlip

• Plaats de lip op een vlak zonder nauwe tolerantie en zonder cosmetische eis.
• Geef aan hoe de restmarkering mag blijven: zoals gefreesd, vlak gevijld of binnen een opgegeven maat weggewerkt.
• Reken op extra materiaal onder het onderdeel voor een zwaluwstaart of verhoogde opspanning, doorgaans enkele millimeters tot ongeveer 10 mm. Dat telt mee in de materiaalkosten bij titanium of Inconel.
• Heeft het onderdeel helemaal geen vlak gebied, voeg dan een kleine vlakke nok toe in het model en vermeld of die blijft of aan het eind wordt verwijderd.

Leg referenties waar de machine ze kan bereiken

Een belangrijk voordeel van 5-assig is dat de referentievlakken en de kritische kenmerken in één opspanning worden gefreesd. Komen het positioneervlak en een getolereerde boring uit dezelfde opspanning, dan hangt hun onderlinge relatie af van de machinenauwkeurigheid en niet van opnieuw opspannen.

Help daarbij. Leg referenties op echte, gefreesde vlakken dicht bij de kritische kenmerken, niet op de as van een vrij vormvlak. Controleer of een tastkop van de 3D-meetmachine (CMM) zowel de referenties als de kenmerken die ze bepalen kan bereiken, anders wordt de inspectie traag en indirect.

Gaten en schroefdraad

Gaten loodrecht op een vlak vlak zijn op een 5-assige machine onder elke hoek eenvoudig. Gaten die uitkomen op een gebogen of hellend vlak zijn lastiger: de boor verloopt. Een kleine vlakverlaging bij de ingang of uitgang houdt de boor recht.

Gebruik standaard boor- en tapmaten. Een schroefdraad gespecificeerd als M6 is in seconden geoffreerd. Een afwijkende schroefdraad vraagt een draadfrees en meer programmeerwerk.

Gebruik 3+2 waar het kan

Veel schuine onderdelen hebben alleen 3+2 nodig: de machine kantelt, zet vast en freest alsof het een 3-assige frees is. Door schuine gaten en vlakken op een paar vlakken te groeperen, blijft het onderdeel in 3+2 en wordt de lijst van verspaners die kunnen offreren langer. Bewaar simultane beweging voor oppervlakken die echt getordeerd zijn of vloeiend overlopen. De zelfcheck op de homepage helpt u beslissen, en de vergelijking simultaan vs. 3+2 legt de afweging in detail uit.

Kenmerken die ongemerkt de prijs opdrijven

Kenmerk	Waarom het kost	Goedkoper alternatief
Zeer kleine inwendige radii in diepe kamers	Piepkleine gereedschappen, lage aanzetten	Grotere radius of de kamer openen
Cosmetische afschuiningen op elke rand	Elke keer een extra gereedschapsbaan	Alleen scherpe kanten breken
Overal nauwe tolerantie	Langzaam nafrezen en meer inspectie	Algemene tolerantie plus een paar kritische maten
Gegraveerde tekst op gebogen vlakken	Simultane gereedschapsbaan voor een label	Vlak gebied voor tekst of een lasermarkering
Spiegelglans op een contour	Veel fijne banen en polijsten	Ra alleen opgeven waar het afdicht of glijdt

Tekeningnotities die een vragenronde besparen

• Een algemene tolerantie, bijvoorbeeld ISO 2768-m, voor alles wat niet apart is aangegeven.
• Een notitie voor kantbreuk, bijvoorbeeld “scherpe kanten breken 0.2 tot 0.5 mm”.
• Schroefdraadaanduidingen met type, maat en diepte, geen gemodelleerde schroefdraad.
• Oppervlakken die met simultaan 5-assig moeten worden nagefreesd, gemarkeerd in een aanzicht.
• Zones waar een restmarkering of lipresten acceptabel zijn.
• Ra-waarden alleen op afdicht-, glij- of cosmetische vlakken.

Voordat u het model verstuurt

1. Controleer elk kenmerk op een zichtlijn vanuit een of andere gereedschapshoek.
2. Stem inwendige radii af op echte frezen.
3. Markeer waar de verspaner het onderdeel mag vasthouden of een restmarkering mag achterlaten.
4. Tolereer alleen wat ertoe doet en gebruik voor de rest een algemene tolerantie.
5. Vermeld of een oppervlak voor de afwerking met simultaan 5-assig moet worden gefreesd.
6. Toets diepe kenmerken aan de bereiktabel hierboven.
7. Leg referenties op vlakken die in dezelfde opspanning als de kritische kenmerken kunnen worden gefreesd.

Hoe deze keuzes in geld doorwerken, leest u in wat een 5-assig prototype kost. Is het model klaar, stuur het dan in voor bemiddeling en een verspaner die vergelijkbare geometrie freest, vertelt u wat hij zou veranderen.

Veelgestelde vragen

Verder lezen

• Toleranties en inspectie bij 5-assige prototypes: wat u specificeert en waar u om vraagt
• 5-assig frezen in kleine series: van prototype tot overbruggingsserie van 200 stuks