UAMade Solutions

Металообробка

Калькулятор режимів різання онлайн

Розрахуйте n, Vc та подачу за діаметром інструмента, матеріалом заготовки та кількістю зубів/різців. Базова перевірка режимів перед виведенням G-коду.

Режими різання

Розрахунок оборотів шпинделя, подач, продуктивності зняття металу та орієнтовної потужності для фрезерування, точіння і свердління.

Стартовий режим

Стартовий режим для універсального фрезерування сталі твердосплавною фрезою.

Vc=120 м/хв · fz=0.06 мм/зуб · ap=1 мм · ae=5 мм

Обороти шпинделя n

3820 об/хв

Хвилинна подача Vf

916.732 мм/хв

MRR / продуктивність

4583.66 мм³/хв

Орієнтовна потужність

0.138 кВт

Час обробки

0.05 хв

Подача на один оберт fn

0.240 мм/об

Потужність оцінюється за питомою силою різання матеріалу і служить як швидка інженерна прикидка, а не паспортне значення для верстата.

📊 Як працює калькулятор?

В основі роботи калькулятора лежать класичні інженерні формули машинобудування. Правильний підбір параметрів збільшує стійкість інструменту та забезпечує потрібну шорсткість поверхні.

🧮 Ключові формули розрахунку:

  1. Швидкість різання (Vc, м/хв): Визначає, яку відстань проходить різальна кромка за хвилину. Залежить від типу матеріалу (сталь, чавун, алюміній) та матеріалу інструменту.
  2. Обороти шпинделя (n, об/хв): Розраховуються на основі діаметра обробки (D) за формулою:
    n = (Vc × 1000) / (π × D)
  3. Хвилинна подача (F, мм/хв): Для фрезерування залежить від подачі на зуб (fz) та кількості зубів фрези (z):
    F = fz × z × n

📐 Розширена теоретична основа: Розрахунок режимів різання

Правильний підбір режимів різання — це основа ефективної обробки на верстатах з ЧПК. Він дозволяє знайти баланс між максимальною продуктивністю (коефіцієнтом знімання металу) та економічною доцільністю (стійкістю різального інструменту).

1. Швидкість різання (V_c) та її вплив

Швидкість різання (Vc) — це лінійна швидкість, з якою різальна кромка інструменту переміщується відносно поверхні заготовки. Вона вимірюється в м/хв (метрах за хвилину).

Швидкість різання є первинним параметром, який обирається за каталогами виробників інструменту залежно від:

  • групи матеріалу за ISO (P — сталь, M — нержавіюча сталь, K — чавун, N — кольорові метали тощо);
  • твердості матеріалу (HB або HRC);
  • матеріалу самого інструменту (твердий сплав, швидкорізальна сталь HSS, кераміка) та його покриття (TiAlN, AlTiN тощо).

На основі рекомендованої швидкості різання розраховуються оберти шпинделя (n, об/хв) за формулою:

n = (Vc × 1000) / (π × D)

Де:

  • D — робочий діаметр інструменту (фрези) або діаметр обробки (для токарної операції), мм;
  • π — математична константа (≈ 3.14159).

⚠️ Наслідки помилок: Якщо швидкість різання занизька, інструмент працюватиме неефективно, що може спричинити налипання матеріалу. Якщо швидкість зависока — температура в зоні різання критично зросте, що призведе до швидкого пластичного деформування або мікросколів твердосплавної пластини.

2. Подача: хвилинна (F), на оберт (f) та на зуб (f_z)

Подача визначає, на яку відстань зміщується інструмент за одиницю часу або за один оберт.

Подача на зуб (fz, мм/зуб): Товщина стружки, яку зрізає один зуб фрези за один прохід. Це базовий параметр для фрезерування, який гарантує, що зуби фрези будуть саме різати метал, а не тертися об нього.

Подача на оберт (f, мм/об): Використовується безпосередньо в токарній обробці або під час свердління. У фрезеруванні вона дорівнює:

f = fz × z

Де z — кількість різальних кромок (зубів) фрези.

Хвилинна подача (F або Vf, мм/хв): Швидкість подачі, яку ми безпосередньо прописуємо в G-коді (адреса F). Вона розраховується як для фрезерування, так і для точіння:

F = fz × z × n

3. Глибина різання (a_p) та ширина фрезерування (a_e)

Для повноцінного аналізу режимів різання, окрім швидкості та подачі, необхідно враховувати геометричні параметри зняття шару металу:

Аксіальна глибина різання (ap, мм): Глибина, на яку інструмент занурюється в матеріал уздовж своєї осі за один прохід.

Радіальна ширина різання / перекриття (ae, мм): Ширина фрезерування або крок зміщення (Stepover) між сусідніми проходами.

При зменшенні радіального перекриття (ae < 0.5 × D) виникає ефект потоншення стружки (Chip Thinning). У цьому випадку реальна товщина стружки стає меншою за задану подачу на зуб fz. Щоб компенсувати цей ефект і захистити інструмент від тертя та зміцнення матеріалу, хвилинну подачу необхідно пропорційно збільшувати.

4. Практичні рекомендації для налаштування верстата

Жорсткість системи ВІДС: Стан верстата, жорсткість пристосування (лещат, патрона), виліт інструменту та геометрія деталі безпосередньо впливають на вібрацію. При низькій жорсткості розраховані режими потрібно коригувати в бік зменшення (ap або fz).

Охолодження (ЗОР): Застосування мастильно-охолоджувальної рідини або подачі повітря під тиском є критичним для евакуації стружки із зони різання. Повторне перерізання стружки (особливо в глибоких кишенях або пазах) є головною причиною раптової поломки фрез.

Часті запитання

Як розрахувати оберти шпинделя n?

n = (Vc × 1000) / (π × D), де Vc — швидкість різання (м/хв), D — діаметр інструмента (мм). Калькулятор підставляє значення за матеріалом і інструментом.

Що таке подача на зуб fz?

fz — подача на один зуб фрези (мм/зуб). Подача на хід F = fz × Z × n, де Z — кількість зубів, n — оберти шпинделя.