calcal.ru

Калькулятор механической обработки

Комплексный инструмент для технологов-машиностроителей. Расчёт режимов резания для токарной, фрезерной и сверлильной обработки по справочникам. Стойкость инструмента по уравнению Тейлора, силы и мощность резания, штучно-калькуляционное время и себестоимость детали. Все расчёты по ГОСТ и методикам российских справочников.

Загрузка калькулятора...
~200 тыс.
Станков в промышленности РФ
ГОСТ 25762
Обработка резанием: термины
6 видов
Расчётов в калькуляторе
Тейлор
Уравнение стойкости инструмента

Механическая обработка металлов в России

Россия располагает развитой отраслью машиностроения с тысячами металлообрабатывающих предприятий. Ежегодно российская промышленность потребляет более 200 тыс. единиц металлорежущего оборудования. Крупнейшие станкостроительные заводы: «СТАН» (Коломна, Рязань, Стерлитамак), «Саста» (Рязанская обл.), «Ивановский завод тяжёлого станкостроения», «Южный завод тяжёлого станкостроения» (Краматорск). Нормативная база режимов резания основана на справочниках В.М. Баранчикова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова и системе ГОСТ (ГОСТ 25762 — обработка резанием, термины; ГОСТ 25751 — инструменты режущие, термины). Наш калькулятор выполняет базовые расчёты режимов резания для подготовки технологической документации.

Основные виды механической обработки:

  • Токарная обработка: Обработка тел вращения (валы, втулки, диски) на токарных и токарно-карусельных станках. Основные параметры: скорость резания Vc, подача f, глубина резания ap. Оборудование: 16К20, 1К62, Nakamura, Mazak.
  • Фрезерование: Обработка плоскостей, пазов, контуров и 3D-поверхностей. Концевое, торцевое, контурное фрезерование. Параметры: подача на зуб fz, число зубьев z, осевая ap и радиальная ae глубины. Станки: 6Р13, DMG MORI, Haas.
  • Сверление: Получение отверстий спиральными, перовыми и корончатыми свёрлами. Параметры: диаметр D, угол при вершине 2phi, осевая сила и крутящий момент. Станки: 2Н135, 2А554.
  • Обработка на станках с ЧПУ: Автоматизированная обработка по G-коду. Многоосевые обрабатывающие центры (3-5 осей). Высокоскоростная обработка (HSM/HSC) с Vc до 1000 м/мин.

💡Совет технологу

При назначении режимов резания придерживайтесь последовательности: сначала выберите максимально допустимую глубину резания ap (снижает число проходов), затем максимальную подачу f (по шероховатости и прочности пластины), и в последнюю очередь рассчитайте скорость резания Vc (по стойкости инструмента). Такой порядок обеспечивает максимальную производительность при заданных ограничениях.

🔧
Токарная обработка

Скорость резания, обороты, подача, MRR и шероховатость.

⚙️
Фрезерование

Обороты шпинделя, подача на зуб, толщина стружки и MRR.

🔩
Сверление

Осевая сила, крутящий момент, мощность и время сверления.

📊
Мощность и время

Силы резания, мощность двигателя, штучное время, себестоимость.

Стандарты и справочники режимов резания

Ключевые нормативные документы и справочная литература для назначения режимов механической обработки в российском машиностроении.

01. ГОСТ 25762-83

Обработка резанием: термины

Основной терминологический стандарт. Определяет термины: скорость резания, подача, глубина резания, стойкость инструмента, шероховатость обработанной поверхности. Обязателен для технологической документации (маршрутные и операционные карты).

02. ГОСТ 25751-83

Инструменты режущие: термины

Стандарт на терминологию режущих инструментов. Определяет: передняя поверхность, задняя поверхность, главная режущая кромка, угол в плане, задний угол, передний угол, радиус при вершине. Применяется при описании геометрии инструмента.

03. Справочник технолога

Косилова А.Г., Мещеряков Р.К.

Двухтомный «Справочник технолога-машиностроителя» -- основной источник режимов резания для российских предприятий. Содержит табличные данные скоростей, подач и глубин резания для всех видов обработки и марок материалов. Формулы силы и мощности резания.

04. ГОСТ 3.1121-84

Формы технологических документов

Стандарт на оформление операционных карт механической обработки. Определяет порядок записи режимов резания (n, S, V, t), обозначения инструмента и оснастки. Обязателен для ЕСТД (Единой системы технологической документации).

05. ISO 3685:1993

Стойкость однолезвийного инструмента

Международный стандарт испытаний стойкости токарных резцов. Определяет критерий износа VB = 0.3 мм (равномерный) и VB_max = 0.6 мм (неравномерный). Методика построения зависимости «стойкость -- скорость резания» (уравнение Тейлора).

06. ГОСТ 26645-85

Отливки: допуски и припуски

Стандарт определяет припуски на механическую обработку отливок в зависимости от класса точности и габаритов. Используется для расчёта глубины резания при черновой обработке литых заготовок. Классы точности 1-16.

Ключевые формулы механической обработки

Основные расчётные соотношения для назначения режимов резания по российским справочникам и международным стандартам.

ПоказательФормула
Обороты шпинделяn = 1000 * Vc / (pi * D)
Минутная подачаSm = f * n (точение); Vf = fz * z * n (фрезерование)
Стойкость (Тейлор)V * T^n = C
Сила резания PzPz = kc * ap * f
Мощность резанияPc = Pz * Vc / (60 * 1000)
Основное времяTo = L / (f * n) * i

Часто задаваемые вопросы

Обороты шпинделя рассчитываются по формуле: n = 1000 * Vc / (pi * D), где Vc -- скорость резания (м/мин), D -- диаметр заготовки (мм). Скорость резания выбирается из справочника в зависимости от материала заготовки и инструмента. Например, для стали 45 резцом Т15К6: Vc = 150-200 м/мин. При D = 80 мм и Vc = 180 м/мин получим n = 1000 * 180 / (3.14 * 80) = 716 об/мин. Полученное значение округляют до ближайших оборотов станка. На станках с ЧПУ обороты устанавливаются бесступенчато.
Уравнение Тейлора (Taylor, 1907) описывает зависимость стойкости инструмента от скорости резания: V * T^n = C, где V -- скорость резания (м/мин), T -- стойкость (мин), n -- показатель относительной стойкости, C -- постоянная. Для быстрорежущей стали (Р6М5) n = 0.1-0.125, для твёрдого сплава n = 0.2-0.3, для керамики n = 0.3-0.4. Зная C и n для конкретной пары «инструмент -- материал», можно рассчитать оптимальную скорость резания для заданной стойкости. Норма стойкости в России: T = 15-60 мин (по ГОСТ). В расширенной форме: V * T^n * f^m * ap^p = C_расш.
При фрезеровании выбор подачи начинается с подачи на зуб fz (мм/зуб), которая определяется материалом заготовки, типом фрезы и условиями обработки. Типичные значения fz: для стали 45 концевой фрезой из твёрдого сплава fz = 0.05-0.15 мм/зуб (чистовая) и fz = 0.10-0.25 мм/зуб (черновая). Для алюминия fz = 0.10-0.30 мм/зуб. Минутная подача рассчитывается: Vf = fz * z * n (мм/мин). Важно учитывать: средняя толщина стружки hex = fz * sqrt(ae/Dc), которая не должна быть слишком малой (менее 0.02 мм -- повышенный износ из-за резания в зоне упрочнения).
Главная составляющая силы резания Pz рассчитывается по формуле Кинцле (Kienzle): Pz = kc1 * h^(-mc) * ap * f, где kc1 -- удельная сила резания при единичном сечении среза (Н/мм2), mc -- показатель (0.2-0.3), h -- толщина среза (мм), ap -- глубина резания, f -- подача. Для стали 45: kc1 = 2100 Н/мм2, mc = 0.26. Мощность резания: Pc = Pz * Vc / (60 * 1000) кВт. Потребная мощность двигателя: Pd = Pc / eta, где eta -- КПД привода (0.75-0.85). Также действуют радиальная (Py ~ 0.4*Pz) и осевая (Px ~ 0.25*Pz) составляющие, важные для расчёта жёсткости и прогиба.
Штучно-калькуляционное время Тш-к определяет трудоёмкость операции и используется для расчёта себестоимости. Тш-к = Тшт + Тп-з/n, где Тшт -- штучное время, Тп-з -- подготовительно-заключительное время (наладка станка), n -- размер партии. Штучное время: Тшт = То + Тв + Тобс + Тотд, где То -- основное (машинное) время = L/(f*n)*i, Тв -- вспомогательное (установка детали, смена инструмента, измерения), Тобс -- обслуживание рабочего места (3-6% от Топер), Тотд -- отдых (4-8%). Для серийного производства Тп-з = 15-45 мин (токарный станок с ЧПУ). Стоимость обработки: С = Тш-к * Сстанко-часа / 60.
Основные группы: 1) Быстрорежущие стали (Р6М5, Р18, Р6М5К5) -- для свёрл, метчиков, протяжек. Vc до 50 м/мин по стали. 2) Твёрдые сплавы: группа Р (Т5К10, Т15К6, Т30К4) -- для сталей, группа К (ВК8, ВК6, ВК3М) -- для чугуна. Vc до 300 м/мин. 3) С покрытиями (TiN, TiAlN, TiCN) -- повышают стойкость в 2-5 раз. 4) Режущая керамика (ВОК-60, ВОК-71) -- для чистовой обработки чугуна и закалённой стали. Vc до 600 м/мин. 5) КНБ (композит 01, 10) -- для обработки закалённых сталей (60 HRC). 6) ПКА (поликристаллический алмаз) -- для цветных сплавов и композитов. Vc до 1500 м/мин.
Токарные с ЧПУ: отечественные -- 16А20Ф3 (Ивановский), СТАН-Рязань; импортные -- Mazak QT, DMG MORI CLX, Haas ST. Фрезерные обрабатывающие центры: отечественные -- СТП-Стерлитамак, ИС-800; импортные -- DMG MORI CMX, Haas VF, Mazak VCN. Многоцелевые 5-осевые: DMG MORI DMU, Hermle, Okuma MU. Тяжёлые: Коломенский ЗТС (токарно-карусельные до 20 м), «Рязанский станкозавод» (тяжёлые токарные). Управление: Fanuc, Siemens Sinumerik, Heidenhain, Балт-Систем (российская ЧПУ). Для каждого станка режимы резания ограничены мощностью шпинделя (обычно 7-30 кВт) и диапазоном оборотов (0-6000 об/мин для токарных, 0-12000 для фрезерных).
Теоретическая шероховатость при точении определяется формулой: Rz = f^2 / (8 * r), где f -- подача (мм/об), r -- радиус при вершине резца (мм). Для перевода: Ra ~ Rz / 4. Пример: при f = 0.2 мм/об и r = 0.8 мм: Rz = 0.04 / 6.4 = 0.00625 мм = 6.25 мкм, Ra ~ 1.6 мкм. Для достижения Ra 0.8 мкм нужна подача f = 0.08-0.10 мм/об (чистовое точение). Фактическая шероховатость выше теоретической из-за: наростообразования, вибраций, износа инструмента. По ГОСТ 2789-73 для различных посадок: Ra 3.2 мкм (под прессовую), Ra 1.6 мкм (скользящую), Ra 0.8 мкм (ходовую). Шлифование обеспечивает Ra 0.2-0.4 мкм.
Лиана Арифметова
Создатель

Лиана Арифметова

Миссия: Демократизировать сложные расчеты. Превратить страх перед числами в ясность и контроль. Девиз: «Любая повторяющаяся задача заслуживает своего калькулятора».

⚖️

Отказ от ответственности

Только для информационных целей. Все расчёты, результаты и данные, предоставляемые данным инструментом, носят исключительно ознакомительный и справочный характер. Они не являются профессиональной консультацией — медицинской, юридической, финансовой, инженерной или иной.

Точность результатов. Калькулятор основан на общепринятых формулах и методиках, однако фактические результаты могут отличаться в зависимости от индивидуальных условий, исходных данных и применяемых стандартов. Мы не гарантируем полноту, точность или актуальность приведённых расчётов.

Медицинские, финансовые и профессиональные решения должны приниматься исключительно на основании консультации с квалифицированными специалистами — врачом, финансовым советником, инженером или другим профессионалом в соответствующей области. Не используйте результаты данного инструмента как единственное основание для принятия важных решений.

Ограничение ответственности. Авторы и разработчики сервиса не несут никакой ответственности за прямой или косвенный ущерб, возникший в результате использования данных расчётов. Пользователь принимает на себя всю ответственность за интерпретацию и применение полученных результатов.

Похожие инструменты

🧮

Калькулятор страхового запаса (Safety Stock)

Расчёт Safety Stock, точки перезаказа (ROP) и EOQ. Учёт вариабельности спроса и сроков поставки.

💰

Калькулятор риска портфеля (Sharpe, VaR, Beta)

Рассчитайте риск инвестиционного портфеля: коэффициент Шарпа, VaR, бета, стандартное отклонение. Оценка диверсификации.

🏥

Калькулятор нейронауки

Уравнения Нернста и Голдмана, потенциал действия, синаптическая передача, ритмы ЭЭГ, нейромедиаторы и рецепторы.

⚙️

Калькулятор ЧПУ (станков с ЧПУ)

Расчёты ЧПУ: G-код, режимы резания, точность, цикл обработки, оснастка, станко-час

🏥

Калькулятор общественного здравоохранения: DALY, QALY, NNT и вакцинация

Расчёты общественного здравоохранения: DALY, QALY, эффективность вакцинации (VE, NNV), NNT/NNH, демография, ICER.

🏥

Калькулятор площади ожогов (%TBSA)

Оценка площади ожоговой поверхности по правилу девяток Уоллеса и таблице Лунда-Браудера. Расчёт инфузии по формуле Паркланда.

💰

Калькулятор форекс (позиция, маржа, пипсы)

Рассчитайте размер позиции, стоимость пункта, маржу и P&L для валютных пар. Управление рисками на Форекс.

Калькулятор оптики (линзы, преломление, DoF)

Расчет фокусного расстояния, закон Снеллиуса и глубина резкости (DoF). Калькулятор для физики и фотографии.

💻

Генератор Cron выражений (Crontab)

Создать и расшифровать Cron выражения онлайн. Удобный генератор расписания для скриптов и серверов. Перевод на понятный язык.

🧮

Калькулятор CPM (стоимость показов)

CPM, CPC, CTR и рекламные метрики. Бюджет кампании, охват и эффективность. Для маркетологов.

📐

Калькулятор производных и интегралов

Символьные и численные методы, пошаговые решения. Поддержка сложных функций и прикладных задач.

⚙️

Калькулятор строительной механики: балки, колонны, армирование и ветровая нагрузка

Расчёты строительной механики: изгиб балки, момент инерции, устойчивость колонны (Эйлер), армирование по СП 63, ветровая нагрузка по СП 20.

💰

Калькулятор аннуитетов (PV, FV, рента)

Рассчитайте приведенную и будущую стоимость аннуитета, размер платежа, растущую ренту и бессрочную ренту. Пренумерандо и постнумерандо.

🏥

Калькулятор критериев Рэнсона (панкреатит)

Оценка тяжести острого панкреатита по критериям Рэнсона. При поступлении и через 48 часов. Прогноз летальности.

🏠

Калькулятор фрахтового класса (Freight Class)

Рассчитайте класс NMFC для вашего груза на основе плотности. Необходим для определения стоимости перевозки сборных грузов (LTL).