Schnittdaten-Rechner
Drehzahl, Vorschubgeschwindigkeit und Zeitspanvolumen für Drehen und Fräsen. Mit Richtwerten für acht Werkstoffgruppen, theoretischer Rauheit und dem kompletten Rechenweg.
Richtwert vc 180 bis 350 m/min · f 0,1 bis 0,4 mm/U · HM beschichtet
Formeln auf einen Blick
Die Formeln, mit denen der Rechner arbeitet, jeweils mit einem durchgerechneten Beispiel.
Drehzahl berechnen
n in 1/min, vc in m/min, D in mm. Beispiel: vc 200 m/min an einem Ø40 ergibt 200 · 1000 / (π · 40) = 1.592 1/min. Der Faktor 1000 rechnet Meter in Millimeter um.
Schnittgeschwindigkeit berechnen
Die Umkehrung, wenn die Drehzahl feststeht. Beispiel: Ø40 bei 1.592 1/min ergibt π · 40 · 1.592 / 1000 = 200 m/min.
Vorschubgeschwindigkeit beim Drehen
f in mm pro Umdrehung, vf in mm/min. Beispiel: f 0,2 mm bei 1.592 1/min ergibt 318 mm/min.
Vorschub beim Fräsen berechnen
fz ist der Vorschub pro Zahn, z die Zahl der Schneiden. Beispiel: Ein Vierschneider Ø10 mit vc 150 m/min läuft mit 4.775 1/min, bei fz 0,05 mm ergibt das 0,05 · 4 · 4.775 = 955 mm/min.
Zeitspanvolumen berechnen
Q in cm³/min, links für Drehen, rechts für Fräsen. Beispiel Drehen: vc 200 m/min, ap 2 mm und f 0,2 mm ergeben 80 cm³/min. Am Zeitspanvolumen sieht man, ob eine Schruppstrategie die Maschinenleistung ausnutzt.
Rauheit aus Vorschub und Eckenradius
Theoretische Werte für Standardplatten, f und r in mm, Ergebnis mal 1000 in µm. Beispiel: f 0,2 mm und r 0,8 mm ergeben Rt 6,25 µm und Ra 1,6 µm. Gemessen liegt der Wert meist etwas darüber.
Richtwerte nach Werkstoffgruppe
Bereiche für Hartmetall unter Kühlschmierstoff, abgeglichen mit den Katalogen von Sandvik Coromant, Garant, Kennametal und Gühring. Stahl, Edelstahl, Guss und Titan mit beschichteten Sorten, Aluminium, Messing und Kunststoff mit scharfem, unbeschichtetem Hartmetall. Die Fräs-Vorschübe gelten für VHM-Schaftfräser Ø8 bis Ø16 mm, kleinere Fräser brauchen kleinere Werte. Die Angabe des Werkzeugherstellers hat immer Vorrang. Die ISO-Gruppe ist der Buchstabe, unter dem die Werte in den Werkzeugkatalogen stehen.
| Werkstoff | ISO | Drehen vc (m/min) | f (mm/U) | Fräsen vc (m/min) | fz (mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| Baustahl S235, C45, 11SMnPb30 HM beschichtet | P | 180 bis 350 | 0,1 bis 0,4 | 150 bis 250 | 0,04 bis 0,1 |
| Vergütungsstahl 42CrMo4, 34CrNiMo6 HM beschichtet | P | 120 bis 250 | 0,1 bis 0,35 | 120 bis 180 | 0,03 bis 0,08 |
| Edelstahl 1.4301, 1.4404, 1.4571 HM beschichtet | M | 120 bis 250 | 0,1 bis 0,3 | 70 bis 120 | 0,03 bis 0,07 |
| Guss EN-GJL-250, EN-GJS-400 HM beschichtet | K | 150 bis 400 | 0,1 bis 0,4 | 140 bis 220 | 0,05 bis 0,1 |
| Aluminium EN AW-6082, EN AW-7075 HM unbeschichtet | N | 400 bis 1.000 | 0,1 bis 0,4 | 300 bis 800 | 0,05 bis 0,12 |
| Messing CuZn39Pb3, CW614N HM unbeschichtet | N | 200 bis 500 | 0,1 bis 0,3 | 120 bis 250 | 0,04 bis 0,1 |
| Titan Ti6Al4V (3.7165) HM beschichtet | S | 45 bis 90 | 0,1 bis 0,25 | 30 bis 60 | 0,03 bis 0,06 |
| Kunststoff POM, PA6, PEEK HM unbeschichtet | N | 150 bis 500 | 0,1 bis 0,3 | 130 bis 300 | 0,05 bis 0,15 |
Warum die Drehzahl am Durchmesser hängt
Die Schnittgeschwindigkeit vc ist die Geschwindigkeit, mit der die Schneide durch den Werkstoff läuft. Sie hängt vom Werkstoff und vom Schneidstoff ab, nicht von der Maschine. Die Drehzahl ist nur das Mittel, sie zu erreichen: Ein Punkt am Umfang legt pro Umdrehung π mal D zurück. Ein Ø10 braucht deshalb die vierfache Drehzahl eines Ø40, um dieselbe Schnittgeschwindigkeit zu erreichen.
Beim Drehen zählt der Durchmesser, der gerade bearbeitet wird. Beim Plandrehen zur Mitte hin fällt er auf null, und die Drehzahl müsste unbegrenzt steigen. Deshalb arbeitet man dort mit konstanter Schnittgeschwindigkeit (G96) und einer Drehzahlbegrenzung, bei Fanuc mit G50, bei Siemens mit LIMS. Das Feld „Max. Drehzahl“ im Rechner bildet genau das nach.
Beim Fräsen ist D der Fräserdurchmesser. Die Vorschubgeschwindigkeit ergibt sich aus dem Vorschub pro Zahn fz, der Zahl der Schneiden und der Drehzahl. fz ist die eigentliche Stellgröße. Ist er zu klein, reibt die Schneide statt zu schneiden und verschleißt schnell. Ist er zu groß, bricht sie aus.
Aus der Praxis: Bei kleinen Fräsern erreicht die Spindel die rechnerische Drehzahl oft nicht. Dann den Vorschub pro Zahn halten und mit der kleineren Schnittgeschwindigkeit leben, statt fz zu erhöhen, um die Vorschubgeschwindigkeit zu retten. Ein Fräser, der zu dicke Späne nehmen muss, bricht schneller als einer, der etwas zu langsam läuft.
Häufige Fragen
Wie berechnet man die Drehzahl?
Drehzahl gleich Schnittgeschwindigkeit mal 1000 geteilt durch Pi mal Durchmesser. Für vc 200 m/min und einen Ø40 sind das 200 mal 1000 geteilt durch 125,7, also rund 1.592 Umdrehungen pro Minute. Der Faktor 1000 rechnet Meter in Millimeter um.
Welche Schnittgeschwindigkeit für Edelstahl?
Für austenitischen Edelstahl wie 1.4301 oder 1.4404 mit beschichtetem Hartmetall beim Drehen 120 bis 250 m/min, beim Fräsen 70 bis 120 m/min. Edelstahl verfestigt sich bei der Bearbeitung. Deshalb lieber mit ausreichendem Vorschub fahren, statt die Schneide reiben zu lassen.
Wie berechnet man den Vorschub beim Fräsen?
Vorschubgeschwindigkeit gleich Vorschub pro Zahn mal Zahl der Schneiden mal Drehzahl. Ein Vierschneider mit fz 0,05 mm bei 4.775 Umdrehungen läuft mit 0,05 mal 4 mal 4.775, also rund 955 mm/min.
Welcher Durchmesser zählt beim Drehen?
Der Durchmesser, an dem die Schneide gerade arbeitet. Beim Längsdrehen bleibt er gleich, beim Plandrehen ändert er sich laufend. Moderne Steuerungen halten die Schnittgeschwindigkeit deshalb konstant (G96) und regeln die Drehzahl nach, bis zu einer eingestellten Höchstdrehzahl.
Wie hängen Vorschub und Oberfläche zusammen?
Die theoretische Rautiefe ist Vorschub zum Quadrat geteilt durch acht mal Eckenradius. Mit f 0,2 mm und r 0,8 mm sind das 6,25 µm, der Mittenrauwert Ra liegt bei etwa 1,6 µm. Doppelter Vorschub ergibt vierfache Rauheit, doppelter Eckenradius halbiert sie. Das gilt für Standardplatten. Wiper-Platten erreichen beim selben Vorschub etwa die halbe Rauheit.
Warum weichen die Herstellerangaben von der Tabelle ab?
Die Tabelle fasst die Angaben mehrerer Hersteller zu Bereichen zusammen, und die streuen stark: Für Aluminium nennt Sandvik bis 2000 m/min, Garant 400 bis 700. Schneidengeometrie, Beschichtung, Stabilität der Aufspannung, Auskraglänge und die gewünschte Standzeit verschieben den richtigen Wert. Gestartet wird in der Mitte des Bereichs, danach entscheiden Spanform und Verschleißbild.
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