Z LEXIKON

Zeitspanvolumen

Das pro Zeiteinheit zerspante Materialvolumen in cm³/min.

Definition

Das Zeitspanvolumen Q gibt an, wie viel Material pro Minute zerspant wird. Es ist die wichtigste Kennzahl für die Produktivität eines Zerspanprozesses und wird aus Schnitttiefe (ap), Schnittbreite (ae) und Tischvorschub (vf) berechnet.

Detaillierte Erklärung

Das theoretische Zeitspanvolumen Q = (ap × ae × vf) / 1000 berücksichtigt keine Nebenzeiten. Das effektive Zeitspanvolumen Qeff liegt in der Praxis 30–60% niedriger (Werkzeugwechsel, Leerfahrten, Spannvorgänge). Bei der Maschinenauslastungsanalyse ist das Verhältnis Qeff/Q ein wichtiger KPI.

Für die grobe Leistungsabschätzung gilt: Erforderliche Spindelleistung P ≈ Q × kc / (60 × 10⁶ × η), wobei kc die spezifische Schnittkraft des Werkstoffs und η der Wirkungsgrad des Antriebs (ca. 0,7–0,9) ist.

Arten & Varianten

Theoretisches Zeitspanvolumen

Berechnet aus ap × ae × vf ohne Berücksichtigung von Leerfahrten.

Effektives Zeitspanvolumen

Berücksichtigt Nebenzeiten, Werkzeugwechsel und Leerfahrten.

Formel

Q = (ap × ae × vf) / 1000 [cm³/min]

Rechenbeispiel

Walzenstirnfräsen von Stahl mit Ø 50 mm Planfräser, ap = 3 mm, ae = 35 mm, vf = 800 mm/min:

Q = (ap × ae × vf) / 1000 Q = (3 × 35 × 800) / 1000 Q = 84 cm³/min

Tipp: Erforderliche Leistung ≈ 84 × 2100 / (60 × 10⁶ × 0,8) ≈ 3,7 kW (kc1.1 Stahl ≈ 2100 N/mm²).

Normen & Standards

§
DIN 6580

Begriffe der Zerspantechnik — definiert Zeitspanvolumen Q.

Häufige Fragen

Wie berechnet man die benötigte Spindelleistung aus dem Zeitspanvolumen?
P ≈ Q × kc / (60 × 10⁶ × η). Beispiel: Q = 50 cm³/min in Stahl (kc = 2100 N/mm²), η = 0,8 → P ≈ 2,2 kW.
Was ist ein gutes Zeitspanvolumen?
Abhängig von Maschine und Werkstoff. Für ein Bearbeitungszentrum mit 15 kW: Stahl ca. 50–100 cm³/min, Aluminium 200–500+ cm³/min.

Relevante Werkzeuge