Режимы резания при фрезеровании: скорость, подача, глубина — полное руководство
Зачем считать режимы резания
Фреза стоимостью 15 000 ₽ может пройти 300 деталей или сгореть на третьей — разница в правильно подобранных режимах. Скорость резания (Vc), подача на зуб (fz) и глубина (ap/ae) — три параметра, которые определяют стойкость инструмента, качество поверхности и время обработки.
В этой статье — практическое руководство без «воды»: формулы, таблицы, примеры расчёта для разных материалов.
Скорость резания (Vc): что это и от чего зависит
Скорость резания — это линейная скорость точки на периферии фрезы относительно заготовки, измеряется в м/мин. Именно Vc определяет нагрев в зоне резания и износ инструмента.
Формула пересчёта в обороты шпинделя:
n = (Vc × 1000) / (π × D)
Где: - n — обороты шпинделя, об/мин - Vc — скорость резания, м/мин - D — диаметр фрезы, мм - π ≈ 3,14
Пример расчёта
Фреза D=10 мм, обрабатываем сталь 45 (Vc=120 м/мин):
n = (120 × 1000) / (3,14 × 10) = 3822 об/мин
Ближайшее значение на станке — 3800 об/мин.
Рекомендуемые Vc по материалам
| Материал | Твердосплав (м/мин) | Р6М5/Р6М5К5 (м/мин) |
|---|---|---|
| Алюминий, силумин | 300–800 | 150–300 |
| Латунь, бронза | 150–300 | 80–150 |
| Сталь конструкционная (ст. 45, 40Х) | 100–180 | 25–40 |
| Сталь легированная (30ХГСА, 12Х18Н10Т) | 60–120 | 15–25 |
| Нержавейка | 50–100 | 12–20 |
| Чугун серый | 80–150 | 20–35 |
| Титан | 30–60 | 8–15 |
| Закалённая сталь (HRC 50+) | 30–80 | — |
Правило: твёрдый сплав работает на скоростях в 3–5 раз выше, чем быстрорез. Если переходите с Р6М5 на твёрдосплавную фрезу — увеличивайте обороты, а не подачу.
Подача: на зуб (fz) и минутная (Vf)
Подача на зуб (fz) — это толщина стружки, которую снимает один зуб фрезы за оборот. Измеряется в мм/зуб.
Минутная подача (Vf) — скорость перемещения стола, мм/мин:
Vf = fz × z × n
Где: - Vf — минутная подача, мм/мин - fz — подача на зуб, мм/зуб - z — число зубьев фрезы - n — обороты шпинделя, об/мин
Пример расчёта
Фреза 4-зубая, fz=0,05 мм/зуб, n=3800 об/мин:
Vf = 0,05 × 4 × 3800 = 760 мм/мин
Рекомендуемые fz по диаметру фрезы
| Диаметр фрезы, мм | fz для стали (мм/зуб) | fz для алюминия (мм/зуб) |
|---|---|---|
| 1–3 | 0,01–0,03 | 0,02–0,05 |
| 4–6 | 0,02–0,05 | 0,04–0,08 |
| 8–12 | 0,03–0,08 | 0,06–0,15 |
| 14–20 | 0,05–0,12 | 0,10–0,25 |
| 25–40 | 0,08–0,18 | 0,15–0,35 |
Важно: для пазового фрезерования (полная ширина) снижайте fz на 30–50%. При фрезеровании уступа можно работать на полных значениях.
Глубина резания: осевая (ap) и радиальная (ae)
Осевая глубина (ap) — по оси Z
Для концевых фрез: - Черновая: ap = 0,5–1,0 × D (до 1,5D для алюминия) - Чистовая: ap = 0,1–0,3 × D
Радиальная глубина (ae) — ширина контакта
- Полный паз (ae=D): максимальная нагрузка, снижайте fz на 30–50%
- Уступ (ae=0,25–0,5D): стандартный режим, работайте на полных fz
- Трохоидальное (ae=0,05–0,15D): высокая скорость, малая радиальная глубина — для глубоких пазов и твёрдых материалов
Стратегии фрезерования: когда что применять
Традиционное (силовое) фрезерование
Подходит для станков с ЧПУ начального уровня и универсальных станков. Характеристики: - ae = 30–50% от D - ap = 100–150% от D - Работает на умеренных подачах
Хорошо для: единичного производства, ремонта, нежёстких станков.
Высокоскоростное фрезерование (HSM)
Для современных ЧПУ с высокими оборотами шпинделя:
- ae = 5–10% от D
- ap = 100–200% от D
- Высокие подачи (Vf до 5000+ мм/мин)
Преимущества: меньше нагрев, равномерный износ, выше производительность. Подробнее о выборе направления — в статье «Попутное vs встречное фрезерование».
Трохоидальное фрезерование
Особая стратегия для глубоких пазов (L > 3D): - ae = 0,05–0,1D - ap = полная глубина паза - Винтовая траектория, фреза постоянно в зацеплении
Позволяет прорезать паз глубиной 30 мм фрезой D=10 мм за один проход. Требует ЧПУ с функцией трохоиды.
Практические примеры расчёта
Пример 1: Концевая фреза D=12 мм, 4 зуба, сталь 45
- Скорость резания: твёрдый сплав → Vc=140 м/мин
n = (140 × 1000) / (3,14 × 12) = 3715 → 3700 об/мин - Подача: fz=0,05 мм/зуб (диаметр 12 мм)
Vf = 0,05 × 4 × 3700 = 740 мм/мин - Глубина: ap=12 мм, ae=3 мм (уступ 25% D)
- Мощность: ~1,2 кВт — подходит для большинства станков
Пример 2: Фреза D=20 мм, 3 зуба, алюминий Д16Т
- Скорость резания: Vc=400 м/мин
n = (400 × 1000) / (3,14 × 20) = 6369 → 6400 об/мин - Подача: fz=0,12 мм/зуб
Vf = 0,12 × 3 × 6400 = 2304 мм/мин - Глубина: ap=15 мм, ae=10 мм (уступ)
- Обязательно СОЖ (эмульсия 5–7%) для отвода стружки
Пример 3: Твёрдосплавная фреза D=6 мм, нержавейка 12Х18Н10Т
- Скорость резания: Vc=70 м/мин (нижняя граница — нержавейка)
n = (70 × 1000) / (3,14 × 6) = 3715 → 3700 об/мин - Подача: fz=0,025 мм/зуб (снижена — жёсткий материал)
Vf = 0,025 × 4 × 3700 = 370 мм/мин - Глубина: ap=6 мм, ae=1,5 мм (уступ 25% D)
- СОЖ обязательна. Контролируйте износ по звуку — нержавейка «не прощает» затупления.
Типичные ошибки при назначении режимов
Ошибка 1: «Тише едешь — дальше будешь»
Заниженная подача → трение вместо резания → нагрев, наклёп, износ. Фреза должна резать, а не тереть. Минимальная толщина стружки — не менее 0,01–0,02 мм (радиус при вершине режущей кромки).
Ошибка 2: Работа на износ
Завышенная скорость (Vc) → перегрев → ускоренный износ или скол режущей кромки. Если стружка коричневая или синяя — срочно снижайте обороты.
Ошибка 3: Полный паз на полной подаче
Фрезерование паза шириной, равной диаметру фрезы — самый тяжёлый режим. Снижайте fz на 30–50% относительно табличных значений.
Ошибка 4: Игнорирование вылета инструмента
Чем больше вылет, тем сильнее вибрация. При L > 4D снижайте ap и fz на 30%. При L > 6D — на 50%.
Как подобрать фрезу под ваши задачи
Выбор правильной фрезы так же важен, как и расчёт режимов. Ознакомьтесь с нашим руководством: «Как выбрать твёрдосплавную фрезу: 5 ключевых параметров».
А если сравниваете материал инструмента — почитайте «Сравнение Р6М5 и Р6М5К5: когда переплачивать за кобальт».
FAQ
Вопрос: Можно ли работать без СОЖ? Ответ: Для алюминия — да (обдув воздухом). Для стали и особенно нержавейки — СОЖ обязательна, иначе перегрев и налипание. Твёрдосплавные фрезы по чугуну часто работают без СОЖ — термоудар хуже, чем сухое резание.
Вопрос: Как понять, что режимы подобраны правильно? Ответ: Три признака: стружка светлая (не синяя), звук ровный (без визга), поверхность чистая. Если хотя бы одно не так — корректируйте.
Вопрос: Что важнее — скорость или подача? Ответ: Подача. Увеличение скорости на 20% сокращает стойкость вдвое. Увеличение подачи на 20% сокращает стойкость на ~30%. Поэтому начинайте подбор с Vc по нижней границе, а fz — по средней.
Вопрос: Чем отличаются режимы для Р6М5 и твёрдого сплава? Ответ: Твёрдый сплав работает на скоростях в 3–5 раз выше, но подачи сопоставимы. При переходе с Р6М5 на твердосплав в первую очередь поднимайте обороты, а подачу — умеренно.
📞 Нужна консультация по подбору фрезы и режимов? Звоните: +7 (905) 350-43-77
📦 Смотрите наш каталог фрез: - Фрезы концевые, дисковые, шпоночные - Фрезы твердосплавные