车床加工切削力及切削功率计算示例.doc

车床加工切削力及切削功率计算示例当加工时要效率提升唯有提高切削进给率或加大切削深度，而此时如果机台主轴功率不足，往往会因此而导致机台停机或刀具破损，以下就台中精机Vturn-36机台作为范例，计算马达功率是否能符合切削需求。Vturn-36因须经过变速箱传动，扭力会有所更改，所以集成计算以求得正确切削力。Vturn-36分为2000转及2500转，2000转低档时主轴与马达转速比为18.08，高档为12.66。2500转低档转速比为16.54，高档为12.15，当了解工件切削速度时须换算成主轴马达转速，才能求得正确的切削功率。(一)切削功率计算公式：Ne(Kw)(Ap×F×Vc×Ks)÷(60×10³×) Ap(mm)切削深度F(mm/rev)每转进给量Vc(m/min)切削速度Ks(N/mm²)比切削力(查表)机床总效率(80%或90%)Ne(Kw)所须功率例题：加工外径200mm低碳钢，单边切深3mm，切削速度120m/min，进给率0.2mm/rev求所须功率。解答：Ne(3×0.2×120×2600)÷(60× 1000×0.8)3.9Kw(二)切削扭力计算：因Vturn-36有经过变速箱传动低速档齿轮比为12.4，所以马达扭力可提升2.4倍。高速档齿轮比为10.79，所以马达扭力降为0.79倍。T(N-m)Ap×Ks×f×rAp(mm)：切削深度Ks(N/mm²)：比切削力(查表)f(mm/rev)每转进给量T(N-m)切削阻抗扭矩r(m)切削工件半径例题：加工外径200mm低碳钢，单边切深3mm，切削速度120m/min，进给率0.2mm/rev求所须扭矩。解答：T3×2600×0.2×0.1156(N-m)(三)切削转速计算：N=(Vc×1000)/(D×3.14) N(rpm)主轴转速 Vc(m/min)切削速度 /D(mm)工件直径由上面例题算出工件转速N(120×1000)÷(200×3.14)191rpm所以要加工此工件所须条件为：(1)功率3.9Kw (2)扭矩156N-m (3)转速191rpm(四)审查主轴马达是否有足够切削力加工此工件：以Vturn -36双段2000rpm/22i马达为审查机种。1.低速档：因主轴与马达转速比为18.08所以主轴转速191rpm时马达转速为1543rpm(功率为26KW)。变速箱齿轮比为1：2.4所以主轴扭力可提升2.4倍，由马达扭矩图查得其标准约为165N-m，经过变速箱后可达396 N-m。2.高速档：因主轴与马达转速比为12.66所以主轴转速191rpm时马达转速为508rpm(功率约为8KW)。变速箱齿轮比为10.79所以主轴扭力降为0.79倍，由马达扭矩图查得其标准约为165N-m，经过变速箱后只有123 N-m。因实测外径切削，扭矩影响很小，可忽略！因此要符合第( 四) 项加工条件1. 功率：3.9Kw 用低速档加工主轴负载约为15%，用高速档加工约为48%。