Производство по чертежам Подбор аналогов Цены производителя Оригинальная продукция в короткие сроки
INNERпроизводство и поставка промышленных комплектующих и оборудования
Отзыв ★★★★★ Будем благодарны за отзыв в Яндексе — это помогает нам развиваться Оставить отзыв →
Правовая информация Условия использования технических материалов и калькуляторов Правовая информация →
INNER
Контакты

Калькулятор режимов резания для ЧПУ - скорость, подача, обороты для токарной обработки

Калькулятор режимов резания при точении
Калькулятор режимов резания при точении
Расчет по методике ISO / Sandvik / ISCAR -- для станков с ЧПУ
Заготовка обязательно
Группа материала (ISO)?P -- Стали
M -- Нержавеющие
K -- Чугуны
N -- Цветные
S -- Жаропрочные, титан
H -- Закаленные
Подгруппа материала
Диаметр D, мм
Длина обработки L, мм?Длина участка, который обрабатывается за один проход. Не путать с общей длиной заготовки.
Операция обязательно
Тип операции
Глубина ap, мм?Черновая: 2-5 мм
Получистовая: 0,5-2 мм
Чистовая: 0,1-0,5 мм
Шероховатость Ra, мкм
Шаг резьбы P, мм?При нарезании резьбы подача равна шагу. М6=1, М8=1,25, М10=1,5, М12=1,75, М16=2, М20=2,5, М24=3
Ширина реза, мм
Припуск на сторону, мм?Общий припуск, снимаемый за несколько проходов с глубиной ap. Калькулятор рассчитает количество проходов и общее время. Если не нужно — оставьте 0.
0 = один проход с заданной ap
Авто: будет рассчитано
Авто: из шероховатости
Инструмент обязательно
Материал режущей части
Радиус при вершине r, мм?Радиус скругления пластины.
0,4 -- чистовая обработка
0,8 -- универсальный
1,2-1,6 -- черновая
2,4 -- тяжелая черновая
KAPR, °?Главный угол в плане (Kr).
95 -- стандартный CNMG/WNMG
90 -- SNMG, прямой угол
75 -- CNMG с упором
60/45 -- для тяжелой черновой
Дополнительно опционально
Мощность, кВт
Макс. об/мин
КПД, %
Охлаждение
Жесткость
Передний угол, °
+6 для ТС, 0 для керамики/CBN
Введите параметры
--
Скорость Vc, м/мин
G96 S...
--
Подача f, мм/об
G99 F...
--
Обороты n, об/мин
G97 S...
G-коды: Fanuc / Haas / совместимые. Siemens: G96→LIMS, G50→G92
Pc = -- кВт
--
Начните с 60-70% от расчётных режимов и увеличивайте постепенно
Дополнительные параметры
Диапазон Vc--
Минутная подача Vf--
Ограничение G50--
Силовые параметры
Сила Fc--
Мощность Pc--
Момент Mc--
Производительность
Съем Q--
Время 1 прохода--
Проходов (припуск)--
Общее время--
Стойкостьориентир.--
Качество
Прогноз Ra--
Макс. f для Ra--
Сравнение вариантов
Сохраните варианты для сравнения
×
Сравнение вариантов

Калькулятор режимов резания при точении рассчитывает оптимальные параметры токарной обработки на станках с ЧПУ. Расчёт выполняется по методике удельной силы резания (модель Kienzle-Victor) с использованием данных каталогов Sandvik Coromant, ISCAR и Mitsubishi Materials. Калькулятор автоматически подбирает скорость резания и подачу по материалу заготовки и инструменту, рассчитывает силы, мощность и прогнозирует шероховатость поверхности.

Входные параметры калькулятора

Заготовка

ПараметрДиапазонОписание
Группа материала ISOP, M, K, N, S, HКлассификация по ISO 513 / DIN: P — стали, M — нержавеющие, K — чугуны, N — цветные, S — жаропрочные и титан, H — закалённые
Подгруппа41 подгруппаДетализация с указанием отечественных марок: Ст45, 40Х, 12Х18Н10Т, Д16Т, ВТ6, ШХ15 и др.
Диаметр D1–1000 ммНаружный диаметр обрабатываемой поверхности
Длина обработки L0,1–5000 ммДлина участка, обрабатываемого за один проход

Операция и инструмент

ПараметрЗначенияОписание
Тип операцииНаружное, подрезка, растачивание, отрезка, резьбаВлияет на коэффициенты скорости и подачи
Глубина ap0,05–25 ммЧерновая: 2–5 мм, получистовая: 0,5–2 мм, чистовая: 0,1–0,5 мм
Шероховатость Ra0,4–25 мкмТребуемая шероховатость — по ней автоматически подбирается подача
Материал режущей частиHSS, ТС, ТС покр., Al2O3, Si3N4, CBN, PCDОпределяет диапазон допустимых скоростей и совместимость с материалом
Радиус при вершине r0,2–2,4 ммВлияет на расчёт шероховатости и максимальной подачи
Главный угол в плане KAPR45–95°Влияет на толщину среза hm и распределение сил
Припуск на сторону0–50 ммКалькулятор автоматически рассчитывает количество проходов

Методика расчёта и формулы

В основе расчёта лежит модель Kienzle-Victor (1957), принятая как международный стандарт в каталогах Sandvik, ISCAR, Mitsubishi, Kennametal и других ведущих производителей инструмента.

1. Скорость резания

Скорость резания подбирается автоматически из базы данных 41 подгруппы ISO с учётом коэффициентов:

Скорость резания Vc = Vc(база) × Kинстр × Kопер × KСОЖ × Kжёстк

Где Vc(база) — табличное значение для данной подгруппы материала при обработке твердосплавным инструментом с покрытием. При черновой обработке (ap > 2 мм) берётся нижний диапазон скоростей, при чистовой — верхний.

2. Подача из требуемой шероховатости

Подача из шероховатости f = √(Ra × 32 × r / (1000 × 1,3))

Формула выведена из теоретической зависимости Ra = f² × 1000 / (32 × r) с поправочным коэффициентом 1,3 на реальные условия (наросты, вибрации, износ). Коэффициент 1,3 соответствует диапазону 1,2–1,5, рекомендуемому в технической литературе.

3. Частота вращения шпинделя

Обороты n = (Vc × 1000) / (π × D)

На станках с ЧПУ обычно используют режим постоянной скорости резания G96 S..., при котором станок автоматически изменяет обороты при изменении диаметра. Для сверления и нарезания резьбы используют постоянные обороты G97 S....

4. Удельная сила резания (модель Kienzle)

Удельная сила резания kc = kc1 × hm-mc × (1 − γ/100)
где hm = f × sin(KAPR) — толщина среза

Коэффициенты kc1 и mc — табличные значения, зависящие от обрабатываемого материала. Они определяют силу, необходимую для снятия стружки площадью 1 мм² при толщине 1 мм.

Таблица kc1 и mc по группам ISO

ГруппаПодгруппаМатериалkc1, Н/мм²mcVc черн., м/минVc чист., м/мин
PP1Ст3, Ст10, Ст2013500,21200–280280–380
PP3Ст45, 40Х16750,24150–220220–300
PP10Х12МФ, Р6М524500,2380–140140–200
MM312Х18Н10Т21500,21120–180180–250
KK3СЧ 1510200,28160–250250–400
NN1АМц, АД16000,23400–800600–1200
SS4ВТ6 (Ti-6Al-4V)14000,2340–6555–85
HH1ШХ15 (45–55 HRC)27500,2380–120100–150

Скорости указаны для твердосплавного инструмента с покрытием (множитель 1,0). Для HSS — умножить на 0,25, для PCD — на 2,5.

5. Сила и мощность резания

Сила резания, мощность, момент Fc = kc × ap × f
Pc = (Fc × Vc) / 60 000
Mc = (Pc × 9549) / n

Формула мощности подтверждена контрольным примером Mitsubishi Materials: при ap=3, f=0,2, Vc=120, Kc=3100, η=0,80 получаем Pc = 4,65 кВт — совпадение с каталогом.

Примеры расчёта

Пример 1: Наружное точение вала из стали 45
Исходные данные: D = 80 мм, L = 200 мм, ap = 2 мм, Ra = 3,2 мкм, инструмент — ТС с покрытием, r = 0,8 мм, KAPR = 95°.
1. Vc = 260 м/мин (середина диапазона 220–300 для P3, чистовая)
2. f = √(3,2 × 32 × 0,8 / 1300) = 0,251 мм/об
3. n = 260 × 1000 / (3,14 × 80) = 1035 об/мин
4. hm = 0,251 × sin(95°) = 0,250 мм
5. kc = 1675 × 0,250-0,24 × (1 − 6/100) = 2196 Н/мм²
6. Fc = 2196 × 2 × 0,251 = 1102 Н
7. Pc = 1102 × 260 / 60 000 = 4,78 кВт
Результат: G96 S260 G99 F0.251 G97 S1035 — Pc = 4,78 кВт, время прохода 23 сек
Пример 2: Чистовая обработка нержавеющей стали 12Х18Н10Т
Исходные данные: D = 50 мм, L = 100 мм, ap = 1 мм, Ra = 1,6 мкм, инструмент — ТС с покрытием, r = 0,8 мм, KAPR = 95°.
1. Vc = 215 м/мин (середина 180–250 для M3)
2. f = √(1,6 × 32 × 0,8 / 1300) = 0,178 мм/об
3. n = 215 × 1000 / (3,14 × 50) = 1369 об/мин
4. kc = 2150 × 0,177-0,21 × 0,94 = 2908 Н/мм²
5. Fc = 2908 × 1 × 0,178 = 516 Н, Pc = 1,85 кВт
Результат: G96 S215 G99 F0.178 G97 S1369 — Pc = 1,85 кВт, время 25 сек

Рекомендации по выбору режимов

Начинайте с 60–70% от расчётных режимов
Расчётные значения соответствуют оптимальным условиям. На практике жёсткость системы, состояние станка и инструмента могут отличаться. Начните с пониженных режимов и увеличивайте постепенно, ориентируясь на стружку, звук и качество поверхности.
Порядок выбора: глубина → подача → скорость
Сначала выберите максимально возможную глубину резания (ограничена жёсткостью и мощностью), затем подачу (ограничена шероховатостью), затем скорость (определяет стойкость инструмента). Такой порядок обеспечивает максимальную производительность.
Режим G96 (CSS) на токарных ЧПУ
Используйте постоянную скорость резания (G96) для наружного и торцевого точения. Обязательно задайте ограничение оборотов G50 (Fanuc/Haas) или LIMS (Siemens) для безопасности. Для сверления, нарезания резьбы и работы по центру используйте G97 (постоянные обороты).
Совместимость инструмента и материала
PCD не применим для чёрных металлов (стали, чугуны) — разрушается из-за диффузии углерода при температуре выше 700°C. HSS не подходит для закалённых сталей (>45 HRC). CBN экономически целесообразен только для закалённых сталей и чугунов. Керамика Al2O3 склонна к выкрашиванию на нержавеющих сталях из-за вязкости материала.
Минимальная толщина среза
При толщине среза hm < 0,03 мм инструмент не режет, а трёт — это вызывает нагрев, ускоренный износ и плохое качество поверхности. Если подача мала, увеличьте её или уменьшите главный угол в плане (KAPR).
Прерывистое резание
При обработке заготовок с пазами, шпонками, литейной коркой снижайте подачу на 25% и используйте пластины с упрочнённой кромкой (Т-фаска). Удары при входе и выходе из зоны резания — основная причина выкрашивания пластин.
Важно
Калькулятор предназначен для предварительного расчёта режимов резания. Результаты являются ориентировочными и требуют проверки квалифицированным технологом с учётом конкретных условий обработки: фактического состояния оборудования, реальных свойств материала, конкретного типа режущей пластины и условий закрепления заготовки. Начинайте обработку с пониженных режимов.
Источники и литература
  1. Kienzle O., Victor H. Spezifische Schnittkräfte bei der Metallbearbeitung. Werkstattstechnik und Maschinenbau, 1957.
  2. Sandvik Coromant. General Turning — Technical Guide, 2024.
  3. ISCAR. Turning Tools — Catalogue and Technical Guide, 2024. DIN/ISO 513, VDI 3323.
  4. Mitsubishi Materials. Formulae for Cutting Power — Technical Information, 2024.
  5. Machining Doctor. Specific Cutting Force (KC & KC1) — Coefficient Charts, 2024.
  6. Справочник технолога-машиностроителя, т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. — М.: Машиностроение, 2003.
  7. Ящерицын П.И., Ерёменко М.Л., Фельдштейн Е.Э. Теория резания. — Минск: Новое знание, 2020.
  8. ISO 513:2012. Classification and application of hard cutting materials for metal removal with defined cutting edges.
  9. ГОСТ 25762-83. Обработка резанием. Термины, определения и обозначения общих понятий.
  10. ISO 6983-1:2009. Numerical control of machines — Program format and definitions of address words (G-codes).

Заказать товар

ООО «Иннер Инжиниринг»