Калькулятор режимов резания
Режимы резания считают от скорости резания: обороты n = 1000 · vc / (π · D), минутная подача — подача на оборот или на зуб, умноженная на обороты. Мощность — через удельную силу резания материала.
Пример: точение стального вала Ø50 мм при vc = 200 м/мин, подаче 0,25 мм/об и глубине 2 мм — 1 273 об/мин, подача 318 мм/мин, мощность резания около 3,3 кВт, проход длиной 100 мм — 19 секунд.
kc1 — удельная сила резания при толщине стружки 1 мм, mc — как она растёт на тонкой стружке. Значения — типовые из руководств Sandvik Coromant; для конкретной марки стали или сплава уточните по каталогу инструмента.
Проходной резец — κr 90–95°. Скорость и подачу берите из каталога своего инструмента — значения по умолчанию лишь пример.
Запас мощности 45 %. На низких оборотах мощность шпинделя ниже паспортной — смотрите график мощности станка.
Стоимость фрезеровки детали на ЧПУ с этими режимами — в калькуляторе фрезеровки, поля допусков — в калькуляторе допусков и посадок.
Нужна технологическая карта или расчёт режимов под ваш парк станков и инструмента? Сделаю внутренний инструмент с вашими каталогами и нормированием времени.
Формулы
Обороты n = 1000·vc/(π·D). Минутная подача: точение и сверление vf = fn·n, фрезерование vf = fz·z·n. Машинное время Tc = lm/vf.
Удельная сила резания kc = kc1·hm^(−mc)·(1 − γ/100), средняя толщина стружки hm: точение fn·sin κr, сверление (fn/2)·sin κr, фрезерование fz·sin κr·(1 − cos φ)/φ, где φ — угол контакта фрезы.
Мощность: точение Pc = vc·ap·fn·kc/60 000, фрезерование Pc = ap·ae·vf·kc/(60·10⁶), сверление Pc = fn·vc·D·kc/240 000 кВт. Крутящий момент Mc = Pc·30 000/(π·n). Формулы — Sandvik Coromant.
Калькулятор считает режимы для трёх операций — точения, фрезерования и сверления. По скорости резания и подаче он находит обороты шпинделя и минутную подачу, а по материалу заготовки — удельную силу резания, мощность, крутящий момент и машинное время. В конце проверяет, хватит ли мощности станка.
Что задать
- Скорость резания vc, м/мин, и подачу — на оборот fn для точения и сверления или на зуб fz для фрезы. Их берут из каталога пластины, фрезы или сверла: производитель даёт стартовые значения для каждой группы материалов.
- Глубину ap — сколько срезается за проход, и для фрезы ширину ae.
- Материал — от него зависит удельная сила резания kc1.
- Углы инструмента: угол в плане κr (у проходного резца 90–95°, у сверла с вершиной 140° — 70°) и передний угол γ.
Формулы
- Обороты: n = 1000 · vc / (π · D).
- Минутная подача: vf = fn · n при точении и сверлении, vf = fz · z · n при фрезеровании.
- Удельная сила резания: kc = kc1 · hm−mc · (1 − γ / 100), где hm — средняя толщина стружки. Чем тоньше стружка, тем больше сила на квадратный миллиметр сечения.
- Мощность: точение Pc = vc · ap · fn · kc / 60 000; фрезерование Pc = ap · ae · vf · kc / (60 · 10⁶); сверление Pc = fn · vc · D · kc / 240 000 кВт.
- Крутящий момент Mc = Pc · 30 000 / (π · n), машинное время Tc = длина / vf.
Формулы — Sandvik Coromant, раздел «Machining formulas and definitions».
Удельная сила резания по материалам
| Материал | kc1, Н/мм² | mc |
|---|---|---|
| Сталь углеродистая, C < 0,55 % | 1500 | 0,25 |
| Сталь углеродистая, C > 0,55 % | 1700 | 0,25 |
| Сталь низколегированная, незакалённая | 1700 | 0,25 |
| Сталь высоколегированная, инструментальная | 2900 | 0,25 |
| Нержавеющая сталь | 2800 | 0,21 |
| Серый чугун | 1100 | 0,28 |
| Алюминий, Al > 99 % | 350 | 0,25 |
| Титан, Ti > 99 % | 1300 | 0,23 |
Пример: фреза Ø16 по стали
Концевая фреза Ø16 мм, 4 зуба, vc = 150 м/мин, fz = 0,08 мм, глубина 8 мм, ширина 8 мм — половина диаметра. Обороты — 2 984 об/мин, минутная подача — 955 мм/мин. Угол контакта 90°, средняя толщина стружки 0,051 мм, удельная сила резания около 2 970 Н/мм² — на тонкой стружке она заметно выше табличной kc1, — мощность около 3,0 кВт.
Хватит ли станка
Мощность резания делят на КПД привода (обычно 0,75–0,85) и сравнивают с мощностью шпинделя. На низких оборотах шпиндель отдаёт меньше паспортной мощности, поэтому при черновом точении крупных диаметров смотрите график мощности станка. Если мощности не хватает, первой уменьшают глубину резания — так меньше страдает стойкость инструмента.
Стоимость обработки детали на ЧПУ считает калькулятор фрезеровки, точность сопряжений — калькулятор допусков и посадок, заготовки из прутка и трубы — калькулятор раскроя.
Частые вопросы
Как рассчитать обороты шпинделя?
n = 1000 · vc / (π · D), где vc — скорость резания в м/мин, D — диаметр в мм. Для Ø50 мм при 200 м/мин — 1 273 об/мин.
Как посчитать минутную подачу фрезы?
Подача на зуб × число зубьев × обороты: vf = fz · z · n. Фреза Ø16 мм, 4 зуба, fz = 0,08 мм, 2 984 об/мин — 955 мм/мин.
Где взять скорость резания?
В каталоге производителя пластины, фрезы или сверла: для каждой группы материалов указаны стартовые vc и подача. Калькулятор пересчитывает их в обороты, подачу и мощность.
Как рассчитать мощность резания?
Через удельную силу резания kc: при точении Pc = vc · ap · fn · kc / 60 000 кВт. Для стали kc около 2 000 Н/мм² при подаче 0,25 мм/об.
Что такое kc1?
Удельная сила резания при толщине стружки 1 мм и нулевом переднем угле. У углеродистой стали — 1 500–1 700 Н/мм², у нержавеющей — 2 800, у серого чугуна — 1 100.
Как рассчитать машинное время?
Длину обработки делят на минутную подачу: Tc = L / vf. Проход 100 мм при подаче 318 мм/мин — 0,31 минуты.
Похожие калькуляторы
Калькулятор допусков и посадок
Поля допусков отверстия и вала по ГОСТ 25346-2013 для любого размера до 500 мм: отклонения, предельные размеры, характер посадки, зазоры и натяги, схема полей.
Калькулятор раскроя
Линейный раскрой трубы, профиля, уголка и бруса из хлыстов: карты раскроя с повторами, отход, резы, деловые остатки. Плюс раскрой листа металла, фанеры и стекла.
Калькулятор веса металла
Онлайн калькулятор веса металлопроката - расчёт массы листа, прутка, уголка, швеллера, квадрата, шестигранника из стали, алюминия, меди.
Калькулятор фрезеровки ЧПУ
Онлайн-расчёт фрезерной обработки на ЧПУ: режимы резания, проходы по глубине, машинное время и цена детали.
Калькулятор ремённой передачи
Клиноремённая передача по ГОСТ 1284.3-96: длина ремня и стандартная по ГОСТ 1284.1-89, межосевое расстояние, угол обхвата, скорость, число ремней, натяжение, сила на вал и контроль прогиба.
Калькулятор момента затяжки болта
Онлайн-расчёт резьбового соединения: момент затяжки, усилие затяжки и допустимая нагрузка для метрической резьбы с крупным и мелким шагом и дюймовой UNC/UNF, размеры резьбы.
Калькулятор пружины сжатия
Расчёт пружины сжатия по ГОСТ 13765-86: жёсткость, наибольшая сила по классу ГОСТ 13764, деформации и длины, шаг, индекс, напряжение, критическая скорость, развёрнутая длина и масса.
Калькулятор шестерни и зубчатой передачи
Геометрия цилиндрической зубчатой передачи по ГОСТ 16532-70: диаметры по модулю и числу зубьев, межосевое расстояние со смещением, коэффициент перекрытия, длина общей нормали, подрезание, обороты и момент.
Считаете это каждый день? Сделаю калькулятор под ваши процессы
Внутренний калькулятор под ваши нормы, прайс и бланки: сотрудники вводят параметры — получают расчёт, спецификацию и документ в PDF или Excel. Без ошибок в формулах и без таблиц, которые знает один человек.
