CNC加工刀具转速与进给计算教学文档

适用人群：CNC新手、编程初学者、车间操作人员教学目标：掌握转速（S）、进给速度（F）的核心计算公式，能通过“查表+公式”快速算出实战可用的参数，理解参数调整逻辑，规避常见错误核心原则：公式是基础，查表省时间，实战需微调，三者结合保精度、提效率

第一章基础概念铺垫（必学，避免混淆）

在计算转速和进给前，先明确5个核心概念，避免后续公式套用出错，所有概念均对应工厂实战场景，不搞理论化晦涩表述：

切削线速度（Vc）

单位（m/min），指刀具切削刃上某点相对于工件表面的线速度，核心由「材料+刀具类型」决定，是计算转速的核心前提（简单理解：刀具切削时的“切削速度”，材料越硬、刀具越普通，Vc越小）。

主轴转速（S）

单位（r/min），指CNC主轴每分钟的旋转次数，也是我们编程时需要输入的主轴转速参数，由Vc和刀具直径计算得出。

每齿进给（fz）

单位（mm/齿），指刀具每旋转一齿，刀具相对于工件移动的距离，是经验值，由「材料+粗/精加工」决定，直接影响切削效率和表面光洁度。

刀具刃数（z）

指铣刀的切削刃数量（如3刃、4刃立铣刀），常见铣刀刃数：立铣刀3/4刃、球头铣刀2/4刃，刀具上会明确标注，是计算进给速度的关键参数。

进给速度（F）

单位（mm/min），指刀具相对于工件的移动速度，是编程时需要输入的进给参数，由转速（S）、刃数（z）、每齿进给（fz）计算得出。

重点提醒：新手最易混淆“进给速度（F）”和“每齿进给（fz）”——fz是“每齿移动距离”，F是“每分钟移动距离”，二者通过公式关联，不可直接混用。

第二章核心计算公式（重中之重，会套就会算）

以下两个公式是CNC转速、进给计算的核心，无需死记硬背，理解逻辑+套用即可，搭配口诀辅助记忆，实战中直接照套。

一、主轴转速（S）计算公式（编程必输参数）

公式（精准版）：

参数拆解：

S：主轴转速（r/min），最终要计算的结果，编程时输入到机床的主轴转速栏。

Vc：切削线速度（m/min），从后面的速查表中直接查找（根据材料+刀具）。

π：圆周率，固定取3.14（无需精确到更多小数，实战足够）。

D：刀具直径（mm），刀具实际尺寸（如φ10立铣刀，D=10；φ6钻头，D=6）。

记忆口诀：1000乘线速度，除以3.14乘刀径，结果就是转速值。

简化技巧：实战中可直接计算为（因为1000÷3.14≈318），计算更快捷，误差可忽略。

二、进给速度（F）计算公式（编程必输参数）

公式（精准版）：

参数拆解：

F：进给速度（mm/min），最终要计算的结果，编程时输入到机床的进给速度栏。

S：通过上面公式计算出的主轴转速（r/min）。

z：刀具刃数（如4刃立铣刀，z=4；3刃立铣刀，z=3），刀具标注清晰。

fz：每齿进给（mm/齿），从后面的速查表中直接查找（根据材料+粗/精加工）。

记忆口诀：转速乘刃数，再乘每齿进给，就是进给速度。

第三章实战速查表（核心工具，不用瞎猜）

实战中，切削线速度（Vc）和每齿进给（fz）无需自己摸索，直接根据「材料+刀具+粗/精加工」查表取值，以下表格为工厂通用标准（默认：硬质合金刀具，通用TiAlN/AlTiN涂层，适配立铣刀加工，可直接套用）。

表1：切削线速度（Vc）速查表（单位：m/min）

加工材料	粗加工 Vc 范围	精加工 Vc 范围	关键说明（新手必看）
铝合金（6061/7075/ADC12）	200～300	300～600	易切削、不粘刀，Vc可取上限，效率更高
不锈钢（304/316）	60～90	80～120	易产生加工硬化，Vc不可过高，避免刀具磨损
碳钢/合金钢（45#钢/40Cr）	100～150	120～180	最常用材料，Vc取中间值即可，通用性强
淬火钢（HRC50+）	50～80	60～100	必须用CBN/涂层硬料刀，Vc需降低，保护刀具
钛合金（TC4）	40～70	50～80	难切削，Vc偏低，进给需放缓
高温合金（Inconel718）	30～50	40～60	加工难度极高，Vc取下限，避免刀具崩损
铸铁（HT250/QT450）	120～180	150～220	不粘刀、易排屑，Vc可适当提高
工程塑料（ABS/PC/PMMA）	100～200	150～250	防塑料熔化，Vc不宜过高，进给均匀

表2：每齿进给（fz）速查表（单位：mm/齿）

加工材料	粗加工 fz 范围	精加工 fz 范围	核心原则
铝合金	0.15～0.3	0.05～0.15	粗加工吃量大，fz取上限；精加工求光洁，fz取下限
不锈钢	0.05～0.1	0.03～0.08	易振刀、刀具易磨损，fz整体偏小
碳钢/合金钢（45#钢/40Cr）	0.08～0.15	0.05～0.1	通用标准，粗加工略大，精加工略小
钛合金/高温合金	0.02～0.06	0.02～0.05	难切削材料，fz一律往小取，保护刀具刃口
铸铁	0.10～0.20	0.07～0.12	脆性大、易排屑，fz可稍大，提升效率
工程塑料	0.10～0.25	0.05～0.15	防毛刺、防变形，精加工fz不宜过大

表3：不同刀具+不同材料转速（S）& 进给（F）直接套用表

说明：1. 默认刀具直径范围φ3~φ20，硬质合金刀具为TiAlN/AlTiN涂层，高速钢刀具为通用型；2. 转速（S）单位r/min，进给（F）单位mm/min；3. 可根据实际刀具直径微调（直径越大，转速略低，进给略高）。

加工材料	刀具类型（刃数）	加工类型	转速S（r/min）	进给F（mm/min）	备注
铝合金6061/7075	硬质合金立铣刀（4刃）	粗加工	6000~10000	4000~6500	效率优先，可取上限
铝合金6061/7075	硬质合金立铣刀（4刃）	精加工	9000~15000	1500~3000	保证表面光洁度
不锈钢304/316	硬质合金立铣刀（3刃）	粗加工	2500~4000	500~800	防加工硬化，低速慢进
不锈钢304/316	硬质合金立铣刀（3刃）	精加工	3500~5000	300~500	减小每齿进给，防振刀
45#钢/40Cr	硬质合金立铣刀（4刃）	粗加工	3800~5500	1500~2500	通用参数，适配多数机床
45#钢/40Cr	硬质合金立铣刀（4刃）	精加工	4800~7000	800~1500	兼顾效率与光洁度
淬火钢（HRC50+）	CBN刀具（4刃）	粗加工	1500~2500	300~600	必须用硬料刀，低速保护刃口
铸铁（HT250）	硬质合金立铣刀（4刃）	粗加工	3800~6000	2000~3500	易排屑，可提升进给
钛合金（TC4）	硬质合金立铣刀（3刃）	粗加工	1200~2200	200~400	难切削，严控转速进给
工程塑料（ABS）	高速钢立铣刀（4刃）	粗加工	2000~4000	1000~2000	防熔化，进给均匀

表4：不同材料+1MM-20MM刀具直径转速（S）& 进给（F）参数表

说明：1. 刀具类型：硬质合金立铣刀（3刃/4刃，通用TiAlN涂层），4刃为主、3刃适配难切削材料；2. 转速（S）单位r/min，进给（F）单位mm/min；3. 直径分段按实战常用范围划分，参数可根据实际直径微调（直径越小，转速越高、进给略低）；4. 加工类型默认粗加工，精加工转速提升10%~20%、进给降低30%~50%。

加工材料	刀具直径分段	刀具刃数	转速S（r/min）	进给F（mm/min）	备注
铝合金6061/7075	1~3mm	4刃	12000~18000	2000~3000	小直径，防断刀，转速偏高
4~6mm	4刃	9000~13000	4000~5500	通用小直径，效率优先
7~10mm	4刃	6000~10000	4000~6500	最常用直径范围
11~15mm	4刃	4500~7500	3500~5500	直径增大，转速下调
16~20mm	4刃	3500~6000	3000~4800	大直径，进给平稳
45#钢/40Cr	1~3mm	4刃	8000~12000	1200~1800	小直径，严控转速，防崩刃
4~6mm	4刃	6000~9000	1500~2200	通用小直径，兼顾效率
7~10mm	4刃	3800~5500	1500~2500	最常用直径范围
11~15mm	4刃	3000~4500	1200~2000	直径增大，降低转速进给
16~20mm	4刃	2500~3800	1000~1800	大直径，低速平稳切削
不锈钢304/316	1~3mm	3刃	5000~8000	300~500	小直径，低速慢进，防振刀
4~6mm	3刃	4000~6500	400~650	避免加工硬化
7~10mm	3刃	2500~4000	500~800	最常用直径范围
11~15mm	3刃	2000~3200	400~650	降低转速，减少刀具磨损
16~20mm	3刃	1500~2500	350~550	大直径，严控切削力
铸铁（HT250）	1~3mm	4刃	7000~10000	1800~2500	小直径，防崩刃
4~6mm	4刃	5500~8000	2200~3000	易排屑，可提升进给
7~10mm	4刃	3800~6000	2000~3500	最常用直径范围
11~15mm	4刃	3000~4800	1800~2800	直径增大，转速下调
16~20mm	4刃	2500~3800	1500~2500	大直径，平稳切削

表5：常用飞刀（面铣刀）转速（S）& 进给（F）参数表

说明：1. 飞刀类型：硬质合金可转位面铣刀，通用TiAlN涂层；2. 转速（S）单位r/min，进给（F）单位mm/min；3. 刃数为飞刀标配刃数，加工类型默认粗加工，精加工转速提升10%~20%、进给降低30%~40%；4. 适配平面铣削，根据机床刚性微调参数。

加工材料	飞刀直径（mm）	标配刃数	转速S（r/min）	进给F（mm/min）	备注
铝合金6061/7075	φ50	4刃	2800~4500	2000~3000	小直径飞刀，高效铣削
φ63	6刃	2200~3500	2000~3000	通用规格，适配多数平面
φ80	8刃	1800~2800	2000~3000	大直径，大面积平面铣削
φ100	8刃	1500~2200	2000~3000	超大直径，需机床刚性强
45#钢/40Cr	φ50	4刃	1800~2800	1200~2000	小直径飞刀，精准铣削
φ63	6刃	1500~2200	1500~2500	通用规格，兼顾效率与精度
φ80	8刃	1200~1800	1800~3000	大直径，大面积平面粗铣
φ100	8刃	1000~1500	1500~2500	超大直径，低速平稳
不锈钢304/316	φ50	4刃	1200~1800	500~800	防加工硬化，低速慢进
φ63	6刃	1000~1500	600~1000	通用规格，严控切削速度
φ80	8刃	800~1200	700~1200	大直径，减少刀具磨损
φ100	8刃	600~1000	600~1000	超大直径，需强刚性机床
铸铁（HT250）	φ50	4刃	2000~3000	1800~2500	小直径，高效铣削
φ63	6刃	1600~2500	2000~2500	通用规格，易排屑
φ80	8刃	1300~2000	2500~3000	大直径，大面积粗铣
φ100	8刃	1000~1600	2000~2500	超大直径，平稳高效

补充说明：表格中数值为通用标准，若刀具为高速钢（非硬质合金），Vc需减半；若刀具刃数特殊（如2刃、6刃），fz可在表格范围±0.02mm/齿内微调。

第四章分步教学+实战实例（新手跟着学，一步到位）

核心流程（记牢这5步，所有材料都能算）：1. 确定加工材料 → 2. 确定粗/精加工 → 3. 查表取Vc和fz → 4. 代入公式算S → 5. 代入公式算F → 6. 实战微调

实例1：铝合金6061（3C零件），φ10 4刃硬质合金立铣刀，粗加工

步骤1：确定材料+粗/精加工 → 铝合金6061，粗加工

步骤2：查表取参数 → Vc（粗加工）=250m/min（取200~300中间值）；fz（粗加工）=0.2mm/齿（取0.15~0.3中间值）

步骤3：计算转速S → 刀具直径D=10mm（实战中取整数8000r/min）

步骤4：计算进给F → 刀具刃数z=4（实战中可微调至6000~6500mm/min）

最终编程参数：S=8000r/min，F=6400mm/min

实例2：45#钢（自动化零件），φ10 4刃硬质合金立铣刀，精加工

步骤1：确定材料+粗/精加工 → 45#钢，精加工

步骤2：查表取参数 → Vc（精加工）=150m/min（取120~180中间值）；fz（精加工）=0.08mm/齿（取0.05~0.1中间值）

步骤3：计算转速S → D=10mm（实战中取整数4800r/min）

步骤4：计算进给F → z=4（实战中可微调至1500~1600mm/min）

最终编程参数：S=4800r/min，F=1536mm/min

实例3：不锈钢304（军工小零件），φ8 3刃硬质合金立铣刀，粗加工

步骤1：确定材料+粗/精加工 → 不锈钢304，粗加工

步骤2：查表取参数 → Vc（粗加工）=75m/min（取60~90中间值）；fz（粗加工）=0.07mm/齿（取0.05~0.1中间值）

步骤3：计算转速S → D=8mm（实战中取整数3000r/min）

步骤4：计算进给F → z=3（实战中可微调至600~650mm/min）

最终编程参数：S=3000r/min，F=630mm/min

第五章实战微调技巧（新手必看，避免出错）

公式计算出的是理论参数，实际加工中需根据机床、装夹、刀具情况微调（微调范围±10%~20%），以下是常见微调场景：

机床刚性差、出现振刀 → 降低转速（S）10%~15%，降低进给（F）10%~20%，或减小fz。

刀具过长（如长柄铣刀） → 降低转速（S）15%~20%，避免刀具抖动，保护刃口。

装夹不牢固（如薄壁件） → 降低进给（F）10%~20%，减小切削力，防止零件变形。

表面光洁度不够（精加工） → 提高转速（S）10%~15%，降低fz（取表格下限），减慢进给。

刀具磨损过快 → 降低转速（S）10%~20%，或减小fz，检查Vc是否过高。

第六章常见错误与规避方法（新手避坑指南）

错误1：混淆Vc单位（将m/min当成mm/min） → 后果：转速计算偏差1000倍，刀具瞬间崩损；规避：牢记Vc单位是m/min，查表时不看错单位。

错误2：忘记刀具刃数（z），直接用S×fz算F → 后果：进给速度偏差过大（如4刃刀漏乘4，进给过慢）；规避：计算F前，先确认刀具刃数，标注在刀具上。

错误3：所有材料用同一个Vc和fz → 后果：硬料加工刀具磨损快，软料加工效率低；规避：严格按材料查表，不盲目套用参数。

错误4：参数不微调，直接用理论值加工 → 后果：振刀、零件变形、刀具磨损；规避：理论参数算出后，先试切，再根据实际情况微调。

第七章总结（快速记忆，实战套用）

1. 核心公式（必记）：转速S =（1000×Vc）÷（3.14×D）进给F = S×z×fz

2. 核心步骤（必练）：查表取Vc和fz → 算S → 算F → 实战微调

3. 核心原则（必守）：硬料慢一点（Vc、fz小），软料快一点（Vc、fz大）；粗加工重效率（fz大），精加工重光洁（fz小）。

4. 实战建议：新手先按表格中间值计算，试切后根据实际效果微调，多练3~5个实例，即可熟练掌握，无需死记硬背公式。

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青华22年历程，专注于岗前技能培训，理论与实战相结合，常年开设UG产品设计、UG产品编程、UG模具设计、UG模具编程、五轴编程、PowerMILL编程、五金模具设计、SolidWorks机械设计、PLC编程、CNC操机、视觉传达、Moldflow模流分析。

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