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

Расчёт режимов сверления: калькулятор подачи, оборотов и силы резания для ЧПУ

Калькулятор режимов сверления ЧПУ
Материал
Группа ISO?P — стали. M — нержавеющие (наклёп!). K — чугуны. N — алюминий, медь. S — титан, жаропрочные. H — закалённые.
Подгруппа
Сверло
Диаметр D, мм?1-3 мм — микро. 3-12 мм — стандарт. >12 мм — пилотное отверстие рекомендуется.
Материал сверла?HSS (M2) — универсал. HSS-Co (M35) — нержавейка, +30% Vc. ТС покрытое — максимум на ЧПУ.
Угол при вершине?118° — стандарт. 135° — нерж./титан (меньше Ff). 140° — алюминий.
Параметры обработки
Глубина L, мм?L/D < 3 — без пецикла. 3-5 — G83. > 5 — обязательно G83 + снижение f.
Тип отверстия
Охлаждение?Через шпиндель — лучшее. Эмульсия — стандарт. MQL — Al/чугун. Сухая — только чугун.
Vc вручную, м/мин
f вручную, мм/об
Мощность, кВт
Макс. об/мин
КПД, %
Заполните параметры
--
n, об/мин
--
f, мм/об
--
Vf, мм/мин
Pc = -- кВт
--
Начните с 60-70% от расчётных режимов
Рекомендация: пецикл G83
Параметры резания
Скорость Vc--
Диапазон Vc--
hm (толщина стружки)--
L/D--
Силовые параметры
Осевая сила Ff--
Мощность Pc--
Момент Mc--
Производительность
MRR (Q)--
Время на отверстие--
Сравнение
Сохраните варианты

Калькулятор режимов сверления рассчитывает обороты шпинделя, подачу на оборот, минутную подачу, мощность и осевую силу для сверлильных операций на станках с ЧПУ. Расчёт основан на модели удельной силы резания Kienzle-Victor с использованием данных Sandvik Coromant, Machining Doctor и Viking Drill. База данных включает 39 подгрупп материалов по ISO 513 с адаптированными значениями скоростей и подач для трёх типов свёрл: HSS, HSS-Co (M35) и твердосплавных с покрытием.

Входные параметры

Сверло и заготовка

ПараметрДиапазонОписание
Группа ISOP, M, K, N, S, HP — стали, M — нержавеющие (наклёп!), K — чугуны, N — алюминий и цветные, S — титан и жаропрочные, H — закалённые >45 HRC
Подгруппа39 подгруппС марками: Ст45, 40Х, 12Х18Н10Т, Д16Т, ВТ6, ШХ15 и др.
Диаметр D0,5–80 ммМикро: 0,5-3 мм. Стандарт: 3-12 мм. Крупное: >12 мм (пилотное отверстие)
Материал сверлаHSS / HSS-Co / ТС покр.HSS (M2) — базовый. Co (M35) — нержавейка, +30% Vc. ТС покр. — максимум для ЧПУ
Угол при вершине118° / 135° / 140°118° — стандарт. 135° — нержавейка, титан. 140° — алюминий

Параметры обработки

ПараметрДиапазонОписание
Глубина L1–1000 ммПри L/D > 3 рекомендуется пецикл G83
Тип отверстияСквозное / глухоеСквозное: снизить подачу на выходе на 50%
Охлаждение4 типаЧерез шпиндель (+10% Vc), эмульсия, MQL, сухая (только чугун)

Формулы расчёта режимов сверления

1. Обороты шпинделя

Частота вращения n = (Vc × 1000) / (π × D)

Скорость резания Vc подбирается автоматически из базы 39 подгрупп ISO в зависимости от материала заготовки и типа сверла. Vc при сверлении значительно ниже чем при точении или фрезеровании: на периферии сверла скорость максимальна, но на перемычке она равна нулю.

2. Подача на оборот и минутная подача

Подача f = fбаза × √(D / 10)
Vf = f × n

Базовая подача f зависит от материала: мягкая сталь 0,18 мм/об, нержавеющая 0,08 мм/об, алюминий 0,25 мм/об (при D=10 мм). Масштабирование по √(D/10) соответствует правилу Viking Drill: подача пропорциональна корню из диаметра. При глубоком сверлении (L/D > 3) подача автоматически снижается на 25%, при L/D > 5 — на 40%.

3. Толщина стружки и удельная сила резания

Модель Kienzle-Victor hm = (f / 2) × sin(κ), где κ = угол_при_вершине / 2
kc = kc1 × hm-mc × (1 − γ / 100)

Делитель 2 учитывает две режущие кромки сверла: каждая снимает половину подачи. Угол κ определяет геометрию стружки: при 118° стандартном угле κ=59°, sin(59°)=0,857.

4. Мощность, момент и осевая сила

Силовые параметры Pc = (D/2 × f × Vc × kc) / 60 000
Mc = Pc × 9549 / n
Ff = 0,5 × kc × D × f × 1,2

Осевая сила Ff критична для сверления: перемычка (chisel edge) создаёт до 48% осевого усилия. Коэффициент 1,2 учитывает вклад перемычки. Подточенная перемычка снижает Ff на 30-50%.

5. Время сверления

Основное время Tc = (L + la) / Vf, где la = D / (2 × tan(κ))

Длина подхода la — это расстояние от момента касания до полного врезания конуса сверла. Для стандартного угла 118° и D=10 мм: la = 10 / (2 × tan(59°)) = 3,0 мм.

Таблица kc1 и mc по группам ISO

ГруппаМатериалkc1, Н/мм²mcVc (ТС покр.)fбаза
P1Ст3, Ст10, Ст2013500,211000,18
P3Ст45, 40Х16750,24800,14
M312Х18Н10Т21500,21450,08
K3СЧ 1510200,281000,18
N1АМц, АД16000,232500,25
S4ВТ6 (Ti-6Al-4V)14000,23400,06
H1ШХ15 (45-55 HRC)27500,23250,04

Глубокое сверление и пецикл G83

Когда нужен пецикл G83

При отношении глубины к диаметру L/D > 3 стружка не может свободно выходить из отверстия. Необходим цикл прерывистого сверления с периодическим выводом сверла для удаления стружки.

L/DРежимГлубина пецикла QКоррекция подачи
< 3Непрерывное100%
3 – 5G83 рекомендуется2 × D75%
5 – 8G83 обязателен1 × D60%
> 8Спец. оснастка (BTA)0,5 × D60%

Калькулятор автоматически рекомендует G83 и вычисляет оптимальную глубину Q.

Примеры расчёта

Пример 1: Сверление стали 45, D=10 мм, L=30 мм
Исходные: Ст45 (P3), D=10 мм, L=30 мм (L/D=3,0), ТС с покрытием, 118°, эмульсия.
1. Vc = 80 м/мин (из базы P3) → n = 80×1000 / (3,14×10) = 2546 об/мин
2. f = 0,14 × √(10/10) = 0,140 мм/об
3. Vf = 0,140 × 2546 = 356 мм/мин
4. hm = (0,14/2) × sin(59°) = 0,060 мм
5. kc = 1675 × 0,060-0,24 × 0,94 = 3093 Н/мм²
6. Pc = (10/2 × 0,14 × 80 × 3093) / 60 000 = 2,89 кВт
7. Ff = 0,5 × 3093 × 10 × 0,14 × 1,2 = 2598 Н
Результат: n = 2546 об/мин, f = 0,14 мм/об, Vf = 356 мм/мин, Pc = 2,89 кВт, Ff = 2598 Н. Время: 6 сек.
Пример 2: Нержавеющая 12Х18Н10Т, D=8 мм, L=40 мм (глубокое)
Исходные: 12Х18Н10Т (M3), D=8 мм, L=40 мм (L/D=5,0), HSS-Co (M35), 135°, эмульсия.
1. Vc = 15 м/мин (Co для M3) → n = 597 об/мин
2. f = 0,054 мм/об (снижена на 25% из-за L/D=5)
3. Vf = 32 мм/мин → G83 Z-40.0 R2.0 Q16.0 F32
4. Pc = 0,23 кВт, Ff = 1108 Н
Результат: n = 597 об/мин, f = 0,054, Vf = 32 мм/мин, пецикл G83 с Q=16 мм (2×D). Время: 78 сек. Низкие обороты и подача — обязательно для предотвращения наклёпа.

Рекомендации

Начинайте с 60-70% от расчётных режимов
Калькулятор даёт оптимальные параметры. На практике жёсткость станка, биение, состояние сверла могут отличаться. Прислушивайтесь к звуку: равномерный низкий гул — норма, визг или стук — снижайте режимы.
Выбор типа сверла
HSS (M2) — для разовых работ и ручных станков. HSS-Co (M35) — для нержавеющих сталей, на 30-50% выше стойкость. Твердосплавное с покрытием — для серийного ЧПУ-производства, максимальные режимы и стойкость.
Пилотное отверстие при D > 12 мм
Для свёрл диаметром свыше 12 мм рекомендуется предварительное сверление диаметром 0,25×D. Это снижает осевую силу, улучшает позиционирование и продлевает стойкость основного сверла на 30-50%.
Нержавеющая сталь — главная ошибка
Аустенитные нержавеющие стали (12Х18Н10Т, AISI 304, 316) склонны к наклёпу. Если сверло остановится без подачи — поверхность мгновенно упрочнится, и следующий проход будет резать материал твёрже самого сверла. Правило: сверло должно всегда продвигаться вперёд при вращении. Используйте HSS-Co или ТС, угол 135°, обильная СОЖ.
Осевая сила и тонкостенные детали
Осевая сила Ff при сверлении может достигать нескольких тысяч ньютон. Для тонкостенных деталей, листового металла и композитов необходимо использовать подложку или специальные свёрла с малым углом при вершине (135-140°) для снижения Ff.
Важно
Калькулятор предназначен для предварительного расчёта режимов сверления. Результаты являются ориентировочными и требуют проверки квалифицированным технологом. Начинайте обработку с пониженных режимов и корректируйте по результатам пробного сверления.
Источники и литература
  1. Kienzle O., Victor H. Spezifische Schnittkräfte bei der Metallbearbeitung. Werkstattstechnik und Maschinenbau, 1957.
  2. Sandvik Coromant. Drilling Formulas and Definitions — Technical Guide, 2024.
  3. Machining Doctor. Specific Cutting Force (KC & KC1) — Charts for 41 Material Groups, 2024.
  4. Viking Drill and Tool. Feeds and Speeds for Drills, 2024.
  5. Slugger Tools. Drill Speed Chart — Cutting Speed, RPM & Feed Rate for All Materials, 2025.
  6. BSSA. Speeds and Feeds for Drilling and Reaming Stainless Steels, 2024.
  7. Norseman Drill & Tool. Feeds and Speeds for Drills, 2024.
  8. Kennametal. Drilling Torque, Thrust and Power Calculator, 2024.
  9. Справочник технолога-машиностроителя, т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой. — М.: Машиностроение, 2003.
  10. ISO 513:2012. Classification and application of hard cutting materials for metal removal.

Заказать товар

ООО «Иннер Инжиниринг»