CNC Vorschubgeschwindigkeitsrechner - Free Online Tool

Berechnen Sie Vorschubgeschwindigkeit, RPM, Eintauchgeschwindigkeit, Überlappung und Materialabtragsrate für CNC Fräs-, Bohr- und Drehoperationen

CNC (Computer Numerical Control) Bearbeitung erfordert eine präzise Koordination von Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit, um genaue Teile zu produzieren, die Werkzeuglebensdauer zu verlängern und kostspielige Werkzeugbrüche zu vermeiden. Der CNC Vorschubgeschwindigkeitsrechner nimmt das Rätselraten über Geschwindigkeiten und Vorschübe, indem er die optimale Vorschubgeschwindigkeit, Spindeldrehzahl, Oberflächen Geschwindigkeit, Eintauchgeschwindigkeit, Überlappung, Schnittiefe und Materialabtragsrate basierend auf Ihrer spezifischen Werkzeuggeometrie, Material und Maschinenfähigkeiten berechnet.

Verständnis von CNC Vorschüben und Geschwindigkeiten

Was sind CNC Vorschübe und Geschwindigkeiten?

In der CNC-Bearbeitung beziehen sich „Vorschübe und Geschwindigkeiten“ auf zwei miteinander verbundene Parameter: Spindeldrehzahl (gemessen in RPM) und Vorschubgeschwindigkeit (gemessen in IPM oder mm/min). Die Spindeldrehzahl bestimmt, wie schnell sich das Schneidwerkzeug dreht, während die Vorschubgeschwindigkeit bestimmt, wie schnell sich das Werkzeug durch das Material bewegt. Zusammen steuern sie die Spanabnahme — die Dicke des Materials, das von jeder Schneide pro Umdrehung entfernt wird — was die grundlegende Variable ist, die die Werkzeuglebensdauer, Oberflächenfinish, Schnittkräfte und Wärmeentwicklung bestimmt. Die richtigen Vorschübe und Geschwindigkeiten zu wählen, ist der Unterschied zwischen einem sauberen Schnitt und einem gebrochenen Werkzeug.

Wie werden Vorschubgeschwindigkeit und RPM berechnet?

Die Spindeldrehzahl (RPM) wird aus der empfohlenen Oberflächen Geschwindigkeit (SFM in imperialen, m/min in metrischen Einheiten) für die Material- und Werkzeugkombination abgeleitet: RPM = (SFM × 3,82) / Werkzeugdurchmesser (Zoll). Die Vorschubgeschwindigkeit ist dann: Vorschubgeschwindigkeit = RPM × Anzahl der Schneiden × Spanabnahme pro Zahn. Die Eintauchgeschwindigkeit beträgt typischerweise 25–50% der Vorschubgeschwindigkeit, abhängig vom Werkzeugtyp. Die Überlappung beträgt standardmäßig 45% des Durchmessers für Grobearbeiten und 10–15% für Feinbearbeitungen. Die Schnittiefe beträgt standardmäßig 75% des Durchmessers für Holz, 40% für Aluminium und 35% für härtere Materialien. Diese Standardwerte können für Ihre spezifische Anwendung überschrieben werden.

Warum sind Vorschübe und Geschwindigkeiten wichtig?

Falsche Vorschübe und Geschwindigkeiten sind die häufigste Ursache für vorzeitigen Werkzeugversagen in der CNC-Bearbeitung. Zu langsames Arbeiten erzeugt Wärme durch Reibung statt durch Schneiden, verfestigt Materialien wie Edelstahl und hinterlässt ein schlechtes Oberflächenfinish. Zu schnelles Arbeiten verursacht übermäßige Schnittkräfte, die Fräser brechen (insbesondere bei kleinen Durchmessern), die Oberfläche des Werkstücks zerreißen und die Spindellager Ihrer Maschine beschädigen können. Korrekte Parameter maximieren die Materialabtragsrate, während sie die Schnittkräfte und Temperaturen innerhalb des Designrahmens des Werkzeugs halten — die Werkzeuglebensdauer verlängern, die Zykluszeit reduzieren und bessere Teile produzieren.

Einschränkungen und Sicherheitshinweise

Dieser Rechner bietet konservative Startparameter basierend auf branchenspezifischen Referenzdaten und standardmäßigen Bearbeitungspraktiken. Beginnen Sie immer mit 70–80% der berechneten Werte, wenn Sie mit einem neuen Material, einer neuen Werkzeugmarke oder einer neuen Maschine arbeiten. Die tatsächlichen optimalen Parameter hängen von der Maschinensteifigkeit, dem Zustand der Spindel, der Sicherheit der Werkstückspannung, der Werkzeugverlagerung und der Kühlmittelzufuhr ab. Die Materialdatenbank repräsentiert typische Grade — spezifische Legierungen (z.B. 7075 vs 6061 Aluminium, 316 vs 304 Edelstahl) können Anpassungen erfordern. Werkzeuge mit kleinem Durchmesser (1/8" und darunter) sind empfindlich und sollten vorsichtig betrieben werden. Verbundmaterialien wie Kohlefaser und G10 erzeugen abrasive Staubpartikel — verwenden Sie diamantbeschichtete Werkzeuge und geeignete Staubabsaugung. Dieses Werkzeug ist ein Ausgangspunkt, keine Garantie.

CNC Feed Rate Formulas

Vorschubrate

Feed Rate = RPM x Flutes x Chip Load

The fundamental feed rate equation. Multiplies spindle speed (RPM) by the number of cutting flutes and the chip load per tooth (inches or mm per tooth) to get linear feed rate in IPM or mm/min.

Spindle RPM from Surface Speed

RPM = (SFM x 3.82) / D

Calculates spindle RPM from the recommended surface speed (SFM) and tool diameter in inches. The constant 3.82 is the simplified form of 12/pi. Metric form: RPM = (Vc x 1000) / (pi x D).

Eintauchrate

Plunge Rate = Feed Rate x 0.25 to 0.50

The plunge (Z-axis entry) rate is typically 25-50% of the XY feed rate, depending on tool type. End mills use 25-40%; drills designed for plunging can use up to 50%.

Material Removal Rate (MRR)

MRR = Feed Rate x Axial DoC x Radial DoC

Volumetric cutting efficiency in cubic inches per minute (or mm3/min). Higher MRR means faster machining but requires more spindle power. Used to compare roughing strategies.

Feed Rate Reference Data

Recommended Chip Load by Material and Tool Diameter

Conservative starting chip loads (inches per tooth) for carbide end mills in common materials. Reduce by 30-40% for HSS tooling. Increase for roughing, decrease for finishing.

Materiell	1/8" (3mm)	1/4" (6mm)	3/8" (10mm)	1/2" (12mm)	3/4" (19mm)
Aluminium 6061	0.002	0.004	0.005	0.006	0.008
Baustahl (1018)	0.001	0.002	0.003	0.004	0.005
Edelstahl 304	0.0008	0.0015	0.002	0.003	0.004
Messing / Bronze	0.002	0.004	0.005	0.006	0.008
Hardwood (Oak)	0.004	0.008	0.012	0.015	0.020
Softwood (Pine)	0.005	0.010	0.015	0.018	0.025
Acryl / Kunststoffe	0.003	0.005	0.007	0.009	0.012
Kohlefaser (CFRP)	0.001	0.002	0.003	0.004	0.005

Feed Rate Adjustments for Depth of Cut and Cut Mode

Multipliers applied to the base feed rate depending on axial depth of cut relative to tool diameter and whether roughing or finishing.

Parameter	Grobbearbeitung	Feinbearbeitung	Notizen
Axial Depth of Cut	50-100% of D (wood), 35-50% of D (metal)	25-50% of roughing depth	Deeper cuts increase tool deflection and cutting forces
Überlappung (Radiale DoC)	40-50% of D	10-15% of D	Narrower stepover improves surface finish
Feed Rate Modifier	1.0x (baseline)	0.85x	Finishing uses reduced feed for surface quality
Eintauchrate	25-40% of feed	25-30% of feed	Conservative plunge protects tool tip
Chip Thinning (< 50% stepover)	Increase feed 20-50%	Increase feed 10-30%	Maintains proper chip thickness at low radial engagement

Worked Examples

Feed Rate for 4-Flute 0.5" End Mill at 8,000 RPM in Aluminum

Material: Aluminum 6061, Tool: 0.5" 4-flute carbide end mill, RPM: 8,000 (from spindle speed calculator), Chip load: 0.006 in/tooth, Roughing mode with 45% stepover

Apply the feed rate formula: Feed Rate = RPM x Flutes x Chip Load

Feed Rate = 8000 x 4 x 0.006

Feed Rate = 192 IPM

Plunge Rate = 192 x 0.40 = 76.8 IPM

Stepover = 0.5 x 0.45 = 0.225 in

Pass Depth (roughing, aluminum) = 0.5 x 0.40 = 0.200 in

MRR = 192 x 0.200 x 0.225 = 8.64 in3/min

Feed at 192 IPM with a plunge rate of 76.8 IPM. Material removal rate of 8.64 in3/min is a productive roughing rate for aluminum on a mid-size CNC mill.

Roughing vs Finishing Feed for Mild Steel

Material: Mild Steel 1018, Tool: 3/8" 3-flute carbide end mill, SFM: 300, Chip load: 0.003 in/tooth

Calculate RPM: RPM = (300 x 3.82) / 0.375 = 3,056 RPM

Roughing feed: 3056 x 3 x 0.003 = 27.5 IPM

Roughing stepover: 0.375 x 0.45 = 0.169 in, pass depth: 0.375 x 0.40 = 0.150 in

Roughing MRR: 27.5 x 0.150 x 0.169 = 0.70 in3/min

Finishing feed: 27.5 x 0.85 = 23.4 IPM

Finishing stepover: 0.375 x 0.12 = 0.045 in, pass depth: 0.150 x 0.50 = 0.075 in

Finishing MRR: 23.4 x 0.075 x 0.045 = 0.079 in3/min

Roughing at 27.5 IPM achieves 0.70 in3/min MRR. Finishing at 23.4 IPM with shallow passes gives superior surface finish at 0.079 in3/min — about 9x slower material removal but much better part quality.

So verwenden Sie den CNC-Vorschubberechner

Material und Operation auswählen

Wählen Sie Ihr Werkstückmaterial aus dem Dropdown-Menü — dies füllt die empfohlenen Werte für Schnittgeschwindigkeit und Spanabnahme vor. Wählen Sie den Operationstyp (Fräsen, Bohren, Aufbohren oder Reiben), um den richtigen Prozessmodifikator auf die Vorschubgeschwindigkeit anzuwenden.

Geben Sie die Werkzeuggeometrie ein

Geben Sie Ihren Werkzeugdurchmesser (in Zoll oder mm, je nach Einheitenauswahl) ein, wählen Sie die Anzahl der Schneiden und den Werkzeugtyp aus. Wählen Sie dann die Beschichtung und die Kühlmittelart aus — diese wenden branchenübliche Multiplikatoren auf die Schnittgeschwindigkeit an, um Ihnen die beste zulässige Schnittgeschwindigkeit für Ihr Setup zu geben.

RPM oder Schnittgeschwindigkeit einstellen

Wechseln Sie zwischen dem Modus 'Von Schnittgeschwindigkeit' (RPM wird aus SFM/m/min berechnet) oder dem Modus 'Von direkter RPM' (Vorschubgeschwindigkeit wird direkt aus der Spindeldrehzahl Ihrer Maschine berechnet). Die Felder für Schnittgeschwindigkeit und Spanabnahme sind vorausgefüllt, aber bearbeitbar — passen Sie sie an die Empfehlungen Ihres Werkzeugherstellers oder bekannte gute Werte an.

Ergebnisse überprüfen und Sicherheit prüfen

Lesen Sie die primären Ergebnisse (Vorschubgeschwindigkeit, RPM, Eintauchgeschwindigkeit) und überprüfen Sie die Sicherheitsanzeige für Parameter. Ein grüner Indikator bedeutet, dass Ihre Parameter innerhalb sicherer Betriebsbereiche liegen. Gelb bedeutet Vorsicht — überprüfen Sie die Eintauchtiefe und den Überstand. Rot bedeutet, dass die Einstellungen aggressiv sind und das Risiko eines Werkzeugbruchs besteht. Verwenden Sie den Vergleich von Grob- und Feinbearbeitung, um Ihre gesamte Bearbeitungsstrategie zu planen, und exportieren oder drucken Sie die Ergebnisse für Ihren Maschinenbediener.

Häufig gestellte Fragen

Was ist die grundlegende Formel für die CNC-Vorschubgeschwindigkeit?

Die grundlegende Formel für die Vorschubgeschwindigkeit lautet: Vorschubgeschwindigkeit = RPM × Anzahl der Schneiden × Spanabnahme pro Zahn. Berechnen Sie zunächst die Spindeldrehzahl aus der Schnittgeschwindigkeit: RPM = (SFM × 3,82) / Werkzeugdurchmesser für imperiale Einheiten oder RPM = (Vc × 1000) / (π × D) für metrische Einheiten. Die Spanabnahme ist das Material, das pro Zahn und Umdrehung entfernt wird — sie ist die primäre Variable, die die Schneidkräfte und die Wärmeentwicklung steuert. Die korrekte Spanabnahme hängt von der Materialhärte, dem Werkzeugdurchmesser und der Art des Vorgangs ab und ist typischerweise in den Schneiddatenblättern oder Referenzdatenbanken des Werkzeugherstellers zu finden, wie sie von diesem Rechner verwendet werden.

Was ist Spanabnahme und warum ist sie wichtig?

Spanabnahme (auch Vorschub pro Zahn oder IPT — Zoll pro Zahn genannt) ist die Dicke des Spans, der von jeder Schneide pro Umdrehung erzeugt wird. Es ist der kritischste Parameter für Vorschub und Geschwindigkeit. Eine zu niedrige Spanabnahme verursacht Reibung anstelle von Schneiden — die Kante gleitet über die Materialoberfläche, ohne tatsächlich einen Span abzutrennen, was Reibungswärme erzeugt, die das Werkzeug schnell abstumpft und Materialien wie Edelstahl verfestigen kann. Eine zu hohe Spanabnahme erzeugt übermäßige Schneidkräfte, die Fräswerkzeuge brechen, Vibrationen (schlechte Oberflächenqualität) verursachen und das Werkzeug von dem programmierten Pfad ablenken können. Die korrekte Spanabnahme wird durch Werkzeugdurchmesser, Material und Anzahl der Schneiden bestimmt.

Was ist Schnittgeschwindigkeit (SFM) und wie wähle ich den richtigen Wert aus?

Schnittfuß pro Minute (SFM) — oder Meter pro Minute (m/min) im metrischen System — ist die Geschwindigkeit der Schneide relativ zur Werkstückoberfläche. Sie bestimmt die bei dem Schnitt erzeugte Wärme: Höhere SFM bedeutet mehr Wärme. Jedes Material hat einen empfohlenen SFM-Bereich, der auf seiner Härte, Wärmeleitfähigkeit und chemischen Reaktivität mit Werkzeugmaterialien basiert. Weiche Materialien wie Holz können mit Hartmetall 800–1000 SFM verarbeiten. Aluminium läuft bei 300–500 SFM trocken oder 500–700 SFM mit Kühlmittel. Edelstahl ist aufgrund des Risikos der Verfestigung auf 100–250 SFM begrenzt. Titan erfordert 80–150 SFM, um thermische Schäden zu vermeiden. Dieser Rechner füllt materialgerechte SFM-Werte automatisch aus.

Was ist Spanverdünnung und wann sollte ich sie aktivieren?

Spanverdünnung tritt auf, wenn Ihr radialer Eingriff (Überstand) weniger als 50% des Werkzeugdurchmessers beträgt. In dieser Geometrie wird der Eingriffsbogen reduziert, was bedeutet, dass die tatsächlich erzeugte Spanstärke geringer ist als die programmierte Spanabnahme. Das Ergebnis ist, dass Sie keine ordentlichen Späne erzeugen — Sie reiben mehr als schneiden. Die Korrektur besteht darin, die programmierte Vorschubgeschwindigkeit mit der Formel zu erhöhen: Angepasste Spanabnahme = Gewünschte Spanabnahme × sqrt(Durchmesser / (2 × Radialbreite)). Das Aktivieren der Spanverdünnung in diesem Rechner berechnet automatisch die korrigierte Vorschubgeschwindigkeit, sodass Sie eine ordnungsgemäße Spanbildung in Werkzeugwegen mit niedrigem radialen Eingriff oder Hochleistungsfräsen (HEM) erreichen können.

Wie beeinflussen Werkzeugbeschichtungen Geschwindigkeiten und Vorschübe?

Werkzeugbeschichtungen verbessern Härte, Schmierfähigkeit und thermische Beständigkeit, sodass höhere Schnittgeschwindigkeiten ohne vorzeitigen Verschleiß möglich sind. TiN (Titannitrid) ist die klassische goldene Beschichtung, die ~10% Geschwindigkeitskapazität hinzufügt. TiAlN (Titan-Aluminium-Nitrid) ist hitzebeständiger und fügt ~25% hinzu, was es ausgezeichnet für Stähle und Hochtemperaturlegierungen macht. AlTiN (Aluminium-Titan-Nitrid) fügt ~40% hinzu und funktioniert am besten bei hohen Temperaturen, die in harten Stählen üblich sind. Diamantbeschichtungen fügen ~50% hinzu und sind unerlässlich für abrasive Materialien wie Kohlefaser, Glasfaser und Graphit. Unbeschichtetes Hartmetall ist die Basislinie — immer noch hervorragend für viele Materialien, einschließlich Aluminium, wo Diamant- oder TiAlN-Beschichtungen zu einem Aufbaurand führen können.

Was ist die Materialabtragsrate (MRR) und wie verwende ich sie?

Die Materialabtragsrate (MRR) misst die Schneideffizienz als Volumen des pro Zeiteinheit entfernten Materials — in³/min oder mm³/min. Sie wird berechnet als: MRR = Vorschubgeschwindigkeit × axiale Schnitttiefe × radiale Überstand. Eine höhere MRR bedeutet schnellere Bearbeitung und niedrigere Kosten pro Teil, erfordert jedoch mehr Spindelleistung und belastet das Werkzeug und die Maschine stärker. MRR ist nützlich, um Grobstrategien (große Tiefe, breiter Überstand, niedriger Vorschub) mit trochoidalen oder hoch effizienten Fräswerkzeugwegen (geringe Tiefe, kleiner Überstand, sehr hoher Vorschub mit Spanverdünnungskorrektur) zu vergleichen. Wenn die Maschinenleistung begrenzt ist, hilft MRR Ihnen, das optimale Gleichgewicht zwischen Schnitttiefe und Vorschubgeschwindigkeit zu finden.