CNC-Zerspanungsrechner

Kostenlose Zerspanungsrechner für Geschwindigkeiten, Vorschübe, Toleranzen und mehr

Einführung

MachiningCalc ist ein kostenloser Rechner-Hub für Zerspaner, der die Werkstattmathematik für CNC-Fräsen, Drehen, Bohren und den Formenbau an einem Ort bündelt, damit zwischen zwei Rüstvorgängen nicht im Tabellenbuch geblättert werden muss. Die Rechner decken die vier Bereiche ab, die tatsächlich Rüstzeit kosten: Schnittwerte (Schnittgeschwindigkeit, Vorschub, Drehzahlen an der Drehmaschine, Bohrdaten, Bearbeitungszeit), Bohrungs- und Gewindearbeit (Kernlochdurchmesser, Gewindebohr-Vorschub, Gewindemaße, Lochkreiskoordinaten, Position), Werkstoff- und Verbindungsdaten (Metallgewicht, Härteumwertung, Schraubenanzugsmoment, Spannungsquerschnitt, Gewindeausreißen, ISO-286-Passungen) sowie Spritzgussparameter (Schließkraft, Kühlzeit, Schwindung, Schussgewicht, Nachdruckzeit, Angusskanal, Zykluszeit). Alles läuft im Browser, nimmt Zoll- oder Millimeterwerte entgegen und zeigt die verwendete Formel, sodass sich jedes Ergebnis gegen die eigene Erfahrung prüfen lässt, bevor es ins Programm wandert.

Funktionsweise

Die meisten Berechnungen auf dieser Seite lassen sich auf wenige Gleichungen zurückführen, und wer sie kennt, weiß sofort, welchen Rechner er öffnen muss. Schnittgeschwindigkeit und Drehzahl hängen über RPM = (SFM × 12) / (π × D) zusammen, wobei D der Werkzeug- oder Werkstückdurchmesser in Zoll ist: Ein 0,5-Zoll-Vollhartmetallfräser läuft in Aluminium bei 800 SFM mit rund 6.100 min⁻¹, in Baustahl bei 200 SFM dagegen nur mit etwa 1.530 min⁻¹. Der Schnittgeschwindigkeitsrechner enthält die in der Praxis gefahrenen Bereiche — Aluminium 600–1000 SFM, Baustahl 150–250, Edelstahl 100–180, Titan 40–80 — und rechnet mit m/min = SFM × 0,3048 um. Steht die Drehzahl fest, folgt der Vorschub aus IPM = Drehzahl × Zahnvorschub × Zähnezahl: Ein dreischneidiger Fräser bei 6.100 min⁻¹ und 0,004 Zoll pro Zahn will also etwa 73 IPM, und die Bearbeitungszeit ist Schnittlänge ÷ Vorschub × Schnitte + Rüstzeit. Bohrungen rechnen anders: Das Kernloch ist der Gewindeaußendurchmesser minus Steigung (M8 × 1,25 → 6,75 mm, aufgerundet auf den lagermäßigen 6,8-mm-Bohrer), Lochkreisbohrungen liegen in Schritten von 360 ÷ N Grad auf dem Teilkreisradius, und die Position nach GD&T ist der Durchmesserwert 2 × √(ΔX² + ΔY²), der gegen die Toleranzzone geprüft wird. Werkstoff- und Schraubenwerte stammen aus Dichten und Normen: 7,85 g/cm³ für Stahl, 2,70 für Aluminium, 7,93 für 304-Edelstahl und 4,51 für Titan; das Anzugsmoment aus T = K × D × F mit K ≈ 0,20 trocken und 0,15 geschmiert; die Lagerlebensdauer aus L10 = (C/P)^p × 10⁶ / (60n) mit p = 3 für Kugel- und 10/3 für Rollenlager; Spiel oder Übermaß nach ISO 286 aus den IT-Graden 5–11 für Paarungen wie H7/h6.

Anwendungsszenarien

  • Ein neues Teil programmieren: die SFM- und Zahnvorschubempfehlung aus dem Werkzeugkatalog in die Drehzahl und den Vorschub umrechnen, die die Steuerung wirklich braucht, und vor dem Postprozessor die Zykluszeit abschätzen.
  • Werkstoffwechsel mitten im Auftrag: Derselbe 1/2-Zoll-Fräser, der in 6061 mit 6.100 min⁻¹ lief, muss in 1018-Stahl auf rund 1.530 min⁻¹ heruntergehen und in Edelstahl oder Titan noch weiter.
  • Gewindebohrung einrichten: das Kernloch für UNC-, UNF- oder metrische Gewinde nachschlagen und anschließend den Vorschub für das Gewindebohren prüfen, damit der G84-Zyklus zur Steigung passt.
  • Kalkulation: Das Metallgewicht nach Form und Legierung liefert Materialkosten und Versandgewicht, die Bearbeitungszeit den Lohnanteil derselben Kalkulation.
  • Erstmusterprüfung: die X/Y-Abweichungen der Messmaschine in einen Positionswert nach GD&T umrechnen und sofort sehen, ob das Lochbild in der Toleranzzone liegt.
  • Montage und Vorrichtungsbau: ein Anzugsmoment für SAE Grade 5/8 oder metrisch 8.8/10.9/12.9 festlegen, die Einschraubtiefe in einem Aluminiumgewinde gegen das Ausreißen prüfen und eine Press- oder Spielpassung nach ISO 286 auswählen.
  • Spritzgusswerkzeug einfahren: Schließkraft aus projizierter Fläche × Einspritzdruck, Kühlzeit aus der Wandstärke, dazu Schussgewicht, Nachdruckzeit und Angussquerschnitt für den fertigen Zyklus.

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein Zerspanungsrechner?

Ein Zerspanungsrechner ist eine Sammlung von Werkstattwerkzeugen, die Katalog- und Zeichnungsdaten in Maschineneinstellungen übersetzt: Schnittgeschwindigkeit in Drehzahl, Zahnvorschub in Vorschubgeschwindigkeit, Gewindegröße in Kernlochdurchmesser, gemessene X/Y-Abweichung in einen Positionswert. MachiningCalc bündelt sie auf einer Seite, sodass Fräsen, Drehen, Bohren, Verschraubung und Formenbau nicht jeweils eine eigene App oder Tabelle brauchen.

Wie rechne ich SFM für einen Werkzeugdurchmesser in Drehzahl um?

Mit RPM = (SFM × 12) / (π × D), wobei D in Zoll steht; die 12 rechnet Fuß in Zoll um. Metrisch lautet dieselbe Beziehung n = (Vc × 1000) / (π × D) mit Vc in m/min und D in Millimetern. Weil der Durchmesser im Nenner steht, verdoppelt ein halbierter Werkzeugdurchmesser die nötige Drehzahl für dieselbe Schnittgeschwindigkeit — deshalb laufen kleine Fräser so schnell und große Planfräser so langsam.

Wie wird der Kernlochdurchmesser bestimmt?

Bei metrischen Gewinden ist das Kernloch der Außendurchmesser minus Steigung, die klassische Regel für rund 75 % Gewindetragbild: M8 × 1,25 ergibt 8 − 1,25 = 6,75 mm, und die Tabelle rundet auf den lagermäßigen 6,8-mm-Bohrer. Unified-Gewinde nutzen dieselbe Idee über die Gangzahl je Zoll, sodass 1/4-20 auf einen #7-Bohrer (0,201 Zoll) führt. Ein größeres Kernloch senkt das Gewindebohrmoment, kostet aber Gewindefestigkeit.

Warum ist die Position doppelt so groß wie die gemessene Abweichung?

GD&T gibt die Positionstoleranz als Durchmesserzone an, nicht als Radius, daher meldet der Rechner 2 × √(ΔX² + ΔY²). Eine Bohrung, die in X um 0,003 Zoll und in Y um 0,004 Zoll abweicht, liegt nach Pythagoras 0,005 Zoll vom Sollwert entfernt — eine Position von 0,010 Zoll: bestanden gegen eine Zone von ⌀0,014, durchgefallen gegen ⌀0,008. Den radialen Fehler direkt mit der Zeichnungsangabe zu vergleichen, ist der häufigste Lesefehler.

Funktionieren die Rechner in Zoll und metrisch?

Ja. Die Seiten für Schnittwerte nehmen Werkzeugdurchmesser in Zoll oder Millimeter und geben SFM neben m/min sowie IPM neben mm/min aus, die Kernlochtabelle enthält UNC, UNF, metrisches Regel- und Feingewinde, das Anzugsmoment deckt SAE Grade 2/5/8 und metrisch 8.8/10.9/12.9 ab, und das Metallgewicht kommt in Kilogramm und Pfund.

Wie genau sind die Ergebnisse?

Die Formeln sind die üblichen und die Werkstofftabellen nutzen veröffentlichte Bereiche, doch jeder Wert ist ein Ausgangspunkt und keine Zusage. Maschinensteifigkeit, Rundlauf der Aufnahme, Werkzeugzustand, Kühlschmierstoff, Schnitttiefe und verfügbare Spindelleistung verschieben das Arbeitsfenster, und genau deshalb sind die veröffentlichten SFM-Bänder so breit. Nehmen Sie den berechneten Wert als ersten Ansatz, bestätigen Sie ihn im Probeschnitt und vertrauen Sie darauf, was Maschine und Span Ihnen sagen.