Калькуляторы
Калькулятор режимов резания для ЧПУ - скорость, подача, обороты для токарной обработки
Калькулятор режимов резания для токарной обработки ЧПУ
v3.0
Актуально на июнь 2025 года | Поддержка современных материалов и инструментов | Оптимизация под ЧПУ
Результаты расчета режимов резания
Скорость резания (Vc):
-
Частота вращения (n):
-
Подача (f):
-
Минутная подача (Vf):
-
Прогнозируемая шероховатость Ra:
-
Главная составляющая силы резания (Pz):
-
Требуемая мощность (Nc):
-
Крутящий момент (M):
-
Время обработки на 100 мм длины:
-
Прогнозируемая стойкость инструмента:
-
Справочная информация по токарной обработке
Основные формулы расчета:
- Частота вращения: n = (Vc × 1000) / (π × D)
- Скорость резания: Vc = (π × D × n) / 1000
- Минутная подача: Vf = f × n
- Главная составляющая силы резания: Pz = Cp × t^x × f^y × V^n × Kp
- Мощность резания: Nc = (Pz × Vc) / (60 × 1000)
- Крутящий момент: M = (Nc × 9550) / n
- Шероховатость (для чистовой): Ra ≈ f² / (8 × r)
- Время обработки: T = L / (f × n)
Современные тенденции (2025):
- Высокоскоростная обработка: Скорости резания увеличились на 30-50% благодаря новым покрытиям
- Новые материалы резцов: CBN для закаленных сталей (до 65 HRC), PCD для цветных металлов
- Адаптивное управление: ЧПУ автоматически корректирует режимы при изменении условий
- Экологичность: Минимальная смазка (MQL) и сухая обработка становятся стандартом
Рекомендации по выбору режимов:
- Черновая обработка: Максимальная глубина резания, умеренная подача
- Получистовая: Средние значения всех параметров
- Чистовая: Минимальная глубина, оптимальная подача для требуемой шероховатости
- Для ЧПУ: Используйте постоянную скорость резания (CSS) для равномерного износа
Оптимизация под материалы:
- Алюминий: Высокие скорости (до 1000 м/мин с PCD), большие подачи
- Нержавеющая сталь: Низкие скорости, стабильные подачи, обязательно СОЖ
- Закаленная сталь: CBN резцы, Vc = 80-150 м/мин, малые подачи
- Титан: Низкие скорости (40-80 м/мин), острая геометрия, обильное охлаждение
Что такое токарная обработка
Токарная обработка - это процесс механической обработки резанием, при котором заготовка совершает главное вращательное движение, а режущий инструмент (резец) - поступательное движение подачи. Это один из древнейших и наиболее распространенных методов обработки цилиндрических, конических и фасонных поверхностей вращения.
Наружное точение
Обработка наружных цилиндрических и конических поверхностей проходными и упорными резцами
Растачивание
Обработка внутренних поверхностей (отверстий) расточными резцами
Подрезка торцов
Обработка плоских поверхностей, перпендикулярных оси вращения
Нарезание резьбы
Формирование резьбы резцом с соответствующим профилем
Назначение калькулятора
Калькулятор режимов резания для токарной обработки предназначен для расчета оптимальных параметров точения на станках с ЧПУ. Он позволяет технологам и операторам быстро определить:
- Скорость резания (Vc) - линейную скорость обрабатываемой поверхности относительно резца
- Частоту вращения шпинделя (n) - обороты заготовки в минуту
- Подачу (f) - перемещение резца за один оборот заготовки
- Минутную подачу (Vf) - скорость перемещения резца в мм/мин
- Силу резания и требуемую мощность - для проверки возможностей станка
- Прогнозируемую шероховатость - качество обработанной поверхности
Основные параметры
Диаметр заготовки (D)
Максимальный диаметр обрабатываемой поверхности. Определяет скорость резания при заданных оборотах.
Глубина резания (ap)
Толщина снимаемого слоя за один проход. Влияет на производительность и силу резания.
Подача (f)
Перемещение резца за один оборот заготовки. Определяет шероховатость поверхности.
Требуемая шероховатость Ra
Параметр качества поверхности. Определяет выбор подачи и радиуса при вершине резца.
Пример расчета
Задача: Обточить стальной вал
Исходные данные:
- Заготовка: D = 50 мм, сталь 45 (улучшенная)
- Резец: твердосплавная пластина с покрытием, угол 45°, радиус 0.8 мм
- Режим: получистовая обработка
- Глубина резания: ap = 2 мм
- Требуемая шероховатость: Ra 3.2 мкм
Пошаговый расчет:
1
Скорость резания: Для стали 45 твердосплавным резцом с покрытием Vc = 160 м/мин (из базы данных)
2
Частота вращения: n = (160 × 1000) / (3.14 × 50) = 1019 об/мин
3
Подача для Ra 3.2: f = 0.12 мм/об (из таблицы для данной шероховатости)
4
Минутная подача: Vf = 0.12 × 1019 = 122 мм/мин
5
Прогноз шероховатости: Ra = (0.12² × 1000) / (8 × 0.8) = 2.25 мкм
6
Сила резания: Pz = 2100 × 2^1.0 × 0.12^0.75 × 160^(-0.15) = 730 Н
7
Мощность резания: Nc = (730 × 160) / (60 × 1000) = 1.95 кВт
Результат: Получены оптимальные режимы для качественной обработки стального вала. Прогнозируемая шероховатость (Ra 2.25) лучше требуемой (Ra 3.2), что обеспечивает запас по качеству.
Основные формулы
Частота вращения:
n = (Vc × 1000) / (π × D)
где: n - об/мин, Vc - м/мин, D - мм
n = (Vc × 1000) / (π × D)
где: n - об/мин, Vc - м/мин, D - мм
Скорость резания:
Vc = (π × D × n) / 1000
где: Vc - м/мин, D - мм, n - об/мин
Vc = (π × D × n) / 1000
где: Vc - м/мин, D - мм, n - об/мин
Минутная подача:
Vf = f × n
где: Vf - мм/мин, f - мм/об, n - об/мин
Vf = f × n
где: Vf - мм/мин, f - мм/об, n - об/мин
Главная составляющая силы резания:
Pz = Cp × ap^x × f^y × Vc^n × Kp
где: Cp, x, y, n - константы материала, Kp - поправочный коэффициент
Pz = Cp × ap^x × f^y × Vc^n × Kp
где: Cp, x, y, n - константы материала, Kp - поправочный коэффициент
Прогнозируемая шероховатость (чистовая обработка):
Ra ≈ (f² × 1000) / (8 × r)
где: Ra - мкм, f - мм/об, r - радиус при вершине резца, мм
Ra ≈ (f² × 1000) / (8 × r)
где: Ra - мкм, f - мм/об, r - радиус при вершине резца, мм
Уравнение стойкости инструмента (Тейлора):
V × T^n = C
где: V - скорость резания, T - стойкость инструмента, n и C - константы
V × T^n = C
где: V - скорость резания, T - стойкость инструмента, n и C - константы
Рекомендуемые режимы по материалам
| Материал | Vc (м/мин) | Подача (мм/об) | Особенности |
|---|---|---|---|
| Алюминий | 300-1000 | 0.05-0.50 | Высокие скорости, PCD резцы для max производительности |
| Сталь конструкционная | 150-200 | 0.10-0.40 | Универсальные режимы, обильная СОЖ |
| Сталь закаленная 45-55 HRC | 80-180 | 0.05-0.20 | CBN резцы, малые подачи, жесткая система |
| Нержавеющая сталь | 100-140 | 0.08-0.30 | Стабильная подача, острая геометрия |
| Чугун серый | 120-180 | 0.15-0.50 | Без СОЖ или минимальная, керамика для высоких скоростей |
| Титан | 50-70 | 0.08-0.20 | Обязательная СОЖ высокого давления, малые скорости |
Система предупреждений
Предупреждения (желтые):
- Частота вращения ограничена возможностями станка
- Требуемая мощность превышает 80% от номинальной
- Прогнозируемая шероховатость может превысить требуемую
- Стойкость инструмента менее 30 минут
- Для титана требуется обильная подача СОЖ
Критические предупреждения (красные):
- Требуемая мощность превышает возможности станка
- Выбранный материал инструмента не подходит для обработки
- Превышение безопасных режимов для тонкостенных деталей
- Риск вибраций при низкой жесткости системы
Практические рекомендации
Порядок применения расчетных режимов:
- Анализ - оцените жесткость системы СПИД (Станок-Приспособление-Инструмент-Деталь)
- Расчет - получите теоретические режимы в калькуляторе
- Корректировка - начните с 60-70% от расчетных значений
- Пробный проход - выполните обработку на небольшой длине
- Оптимизация - постепенно увеличивайте режимы до оптимальных
- Контроль - следите за вибрациями, качеством стружки и износом
Черновая обработка
Максимальная глубина резания (до 5 мм), умеренные подачи (0.3-0.5 мм/об)
Получистовая
Средняя глубина (0.5-2 мм), подачи 0.1-0.3 мм/об для Ra 3.2-6.3
Чистовая обработка
Малая глубина (0.1-0.5 мм), малые подачи (0.05-0.15 мм/об) для Ra 0.8-1.6
Тонкое точение
Минимальная глубина (0.01-0.1 мм), минимальные подачи для Ra 0.2-0.4
Особенности для станков с ЧПУ:
- Используйте функцию CSS (постоянная скорость резания) для торцевой обработки
- Применяйте G96 для поддержания постоянной скорости при изменении диаметра
- Учитывайте ограничение G50 для максимальных оборотов шпинделя
- Для современных станков доступно адаптивное управление режимами
ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ
Данный калькулятор предоставляет приблизительные расчетные значения режимов резания на основе теоретических формул, справочных данных и рекомендаций производителей инструмента. Автор не несет ответственности за любые последствия использования калькулятора, включая но не ограничиваясь:
Данный калькулятор предоставляет приблизительные расчетные значения режимов резания на основе теоретических формул, справочных данных и рекомендаций производителей инструмента. Автор не несет ответственности за любые последствия использования калькулятора, включая но не ограничиваясь:
- Поломкой режущего инструмента или оснастки
- Повреждением токарного станка
- Браком обработанных деталей
- Материальным ущербом любого характера
- Производственными потерями и простоями
- Травмами персонала при работе на станке
- Фактическое состояние токарного станка и его точность
- Жесткость технологической системы СПИД
- Качество и состояние режущего инструмента
- Реальные свойства конкретной партии материала
- Способ закрепления заготовки (патрон, центры, люнет)
- Вылет резца и жесткость резцедержателя
- Тип и состояние СОЖ, давление подачи
- Температурные деформации при обработке
- Критически оценивать расчетные режимы перед применением
- Начинать обработку с существенно сниженных режимов (50-70%)
- Строго соблюдать правила техники безопасности при работе на токарном станке
- Консультироваться с опытными технологами и операторами
- Учитывать особенности конкретного производства и оборудования
- Проводить пробную обработку перед запуском серийного производства
ИСТОЧНИКИ И ЛИТЕРАТУРА:
Фундаментальные учебники и справочники:
Фундаментальные учебники и справочники:
- Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985 (переиздание 2018)
- Режимы резания металлов: Справочник / Под ред. А.Д. Корчемкина. - М.: НИИТавтопром, 1995 (актуализированное издание 2020)
- Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник / А.Д. Локтев и др. - М.: Машиностроение, 1991 (дополненное издание 2019)
- Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. - М.: Машиностроение, 1975 (классический труд, переиздание 2017)
- Резание металлов и режущий инструмент / Под ред. А.М. Розенберга. - М.: Машиностроение, 1964 (фундаментальный труд)
- Ящерицын П.И., Еременко М.Л., Фельдштейн Е.Э. Теория резания. - Минск: Новое знание, 2020
- Козлов В.А. Токарная обработка: Учебное пособие. - СПб.: Лань, 2021
- Схиртладзе А.Г., Новиков В.Ю. Технологическое оборудование машиностроительных производств. - М.: Высшая школа, 2022
- Маталин А.А. Технология машиностроения. - СПб.: Лань, 2020 (4-е издание)
- Sandvik Coromant - Руководство по токарной обработке 2024
- Iscar - Токарный инструмент и режимы резания 2024
- Kennametal - Справочник по точению 2024
- Mitsubishi Materials - Токарные пластины и режимы 2024
- Tungaloy - Каталог токарного инструмента 2024
- Kyocera - Режущие пластины для точения 2024
- Walter - Токарная обработка: инструмент и технологии 2024
- Sumitomo - Руководство по токарной обработке 2024
- ГОСТ 25762-83 "Обработка резанием. Термины, определения и обозначения"
- ГОСТ 18878-73 "Резцы токарные проходные прямые с пластинами из твердого сплава"
- ГОСТ 18879-73 "Резцы токарные проходные отогнутые с пластинами из твердого сплава"
- ГОСТ 24359-80 "Пластины сменные многогранные твердосплавные"
- ISO 3685:1993 "Tool-life testing with single-point turning tools"
- ISO 1832:2017 "Indexable inserts for cutting tools - Designation"
- ISO 5608:2020 "Turning tool holders - Designation system"
- DIN 4000-89:2018 "Sachmerkmal-Listen für Drehwerkzeuge"
- Петрушин С.И. Основы формообразования резанием лезвийными инструментами. - Томск: ТПУ, 2019
- Григорьев С.Н. Методы повышения стойкости режущего инструмента. - М.: Машиностроение, 2018
- Верещака А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями. - М.: Машиностроение, 2020
- Кабалдин Ю.Г. Управление динамическими процессами в технологических системах механообработки. - Н.Новгород: НГТУ, 2019
- DMG MORI - Рекомендации по режимам резания для токарных центров
- Mazak - Руководство по токарной обработке на станках INTEGREX
- Okuma - Оптимизация режимов резания для токарных станков
- Haas - Справочник оператора токарного станка с ЧПУ
- Machining Cloud - облачная база данных режимов резания
- CoroPlus ToolGuide - онлайн-калькулятор Sandvik Coromant
- GARANT ToolScout - база данных инструмента и режимов Hoffmann Group
