So nutzen Sie den Zeitspanvolumen-Rechner
Der intuitive Zeitspanvolumen-Rechner unterstützt die drei wichtigsten spanenden Fertigungsverfahren: Fräsen, Drehen und Bohren. Mit nur wenigen Eingaben ermitteln Sie die exakte Zerspanungsleistung Ihrer Werkzeugmaschinen:
- Verfahren auswählen — Wählen Sie im Zeitspanvolumen-Rechner zwischen Fräsen, Drehen oder Bohren.
- Einheit festlegen — Entscheiden Sie sich für metrische Maße (mm) oder zöllige Angaben (inch).
- Schnittparameter eingeben — Tragen Sie die jeweiligen Schnittwerte ein:
- Fräsen: Schnitttiefe ($a_p$), Schnittbreite ($a_e$) und Vorschubgeschwindigkeit ($v_f$).
- Drehen: Werkstückdurchmesser ($D$), Vorschub pro Umdrehung ($f_n$), Schnitttiefe ($a_p$) und Drehzahl ($n$).
- Bohren: Bohrerdurchmesser ($D$), Vorschub pro Umdrehung ($f_n$) und Drehzahl ($n$).
- Ergebnis ablesen — Der Zeitspanvolumen-Rechner gibt das Zeitspanvolumen sofort in $\text{mm}^3/\text{min}$, $\text{cm}^3/\text{min}$ und $\text{in}^3/\text{min}$ aus.
Formeln & mathematische Grundlagen
Der Zeitspanvolumen-Rechner basiert auf den kinematischen Grundgleichungen der Zerspanungstechnik nach DIN-Normen:
Fräsen: Q = (ap × ae × vf) / 1000 [cm³/min]
Drehen: Q = (π × D × fn × ap × n) / 1000 [cm³/min]
Bohren: Q = (π × D² / 4 × fn × n) / 1000 [cm³/min]| Formelzeichen | Bezeichnung | Einheit |
|---|---|---|
| Q | Zeitspanvolumen (Material Removal Rate, MRR) | $\text{cm}^3/\text{min}$ |
| ap | Schnitttiefe (axiale Zustellung) | $\text{mm}$ |
| ae | Schnittbreite bzw. Eingriffsbreite (radiale Zustellung) | $\text{mm}$ |
| vf | Vorschubgeschwindigkeit ($v_f = f_z \cdot z \cdot n$) | $\text{mm}/\text{min}$ |
| D | Werkstück- oder Werkzeugdurchmesser | $\text{mm}$ |
| fn | Vorschub pro Umdrehung | $\text{mm}/\text{U}$ |
| n | Spindeldrehzahl | $\text{U}/\text{min}$ |
Praxisbeispiel: Zeitspanvolumen beim Fräsen berechnen
Angenommen, Sie bearbeiten ein Werkstück aus Vergütungsstahl mit einem Schruppfräser:
- Schnitttiefe $a_p = 4{,}0\text{ mm}$
- Schnittbreite $a_e = 12{,}0\text{ mm}$
- Vorschubgeschwindigkeit $v_f = 650\text{ mm}/\text{min}$
Schrittweise Berechnung:
- Volumenstrom in $\text{mm}^3/\text{min}$:
$$4{,}0\text{ mm} \times 12{,}0\text{ mm} \times 650\text{ mm}/\text{min} = 31.200\text{ mm}^3/\text{min}$$ - Umrechnung in $\text{cm}^3/\text{min}$:
$$\frac{31.200\text{ mm}^3/\text{min}}{1000} = 31{,}2\text{ cm}^3/\text{min}$$
Mit dem Zeitspanvolumen-Rechner erhalten Sie dieses Ergebnis ohne manuelle Umrechnungsfehler direkt auf Knopfdruck.
Spindelleistung und Zerspanungskraft
Das vom Zeitspanvolumen-Rechner ermittelte Volumen lässt sich mit der spezifischen Schnittkraft ($k_c$) zur Abschätzung der erforderlichen Spindelleistung ($P_c$) heranziehen:
Pc = (Q × kc) / (60 × 10³ × η)- Pc: Schnittleistung an der Frässpindel in Kilowatt (kW)
- kc: Spezifische Schnittkraft des Werkstoffs in $\text{N}/\text{mm}^2$ (z. B. Baustahl ca. $1800\text{ N}/\text{mm}^2$, Aluminium ca. $700\text{ N}/\text{mm}^2$)
- η: Mechanischer Wirkungsgrad der Spindel (typisch $0{,}80$ bis $0{,}90$)
So prüfen Sie vorab, ob die Antriebsleistung Ihrer CNC-Maschine für das gewählte Spanvolumen ausreicht.
Anwendungsbereiche für den Zeitspanvolumen-Rechner
Der Zeitspanvolumen-Rechner ist ein unverzichtbares Werkzeug für Arbeitsvorbereitung, Fertigung und Ausbildung:
- Hauptzeit- und Zykluszeitberechnung — Kalkulatoren nutzen den Zeitspanvolumen-Rechner, um Zerspanungszeiten präzise in Bauteilangebote einzupreisen.
- Werkzeug- und Strategievergleich — Vergleichen Sie High-Feed-Milling (hoher Vorschub, kleine Tiefe) mit konventionellem Schruppen.
- Maschinenauslastung optimieren — Finden Sie die optimale Balance zwischen maximaler Zeitspanung und Maschinenstandzeit.
- CAM-Programmierung validieren — Überprüfen Sie berechnete Abtragsraten aus Ihrem CAM-System unabhängig mit dem Zeitspanvolumen-Rechner.