车床切削功率计算汇总.doc

車床切削功率計算 工欲善其事必先利其器，在加工中除了刀具本身能承受工件的撞擊力及切削力外，機台本身的功率及鋼性是否足夠，往往影響刀具壽命及加工效率，尤其CNC車床加工因為是工件旋轉與離心力關係，轉速會因工件大小及夾持方式受到一定限制，當加工時要效率提升唯有提高切削進給率或加大切削深度，而此時如果機台主軸功率不足，往往會因此而導致機台停機或刀具破損，以下就台中精機Vturn-36機台作為範例，計算馬達功率是否能符合切削需求。Vturn-36因須經過變速箱傳動，扭力會有所更改，所以整合計算以求得正確切削力。Vturn-36分為2000轉及2500轉，2000轉低檔時主軸與馬達轉速比為1：8.08，高檔為1：2.66。2500轉低檔轉速比為1：6.54，高檔為1：2.15，當了解工件切削速度時須換算成主軸馬達轉速，才能求得正確的切削功率。(1) 切削功率計算公式：Ne(Kw)(ApFVcKs)(6010) Ap(mm)：切削深度/ F(mm/rev)：每轉進給量 / Vc(m/min)：切削速度 / Ks(N/mm)：比切削力(查表) / ：機床總效率(80%或90%) / Ne(Kw)：所須功率例題：加工外徑200mm低碳鋼，單邊切深3mm，切削速度120m/min，進給率0.2mm/rev求所須功率。解答：Ne(30.21202600)(60 10000.8)3.9Kw(二)切削扭力計算：因Vturn-36有經過變速箱傳動低速檔齒輪比為1：2.4，所以馬達扭力可提升2.4倍。高速檔齒輪比為1：0.79，所以馬達扭力降為0.79倍。T(N-m)ApKsfr / Ap(mm)：切削深度 / Ks(N/mm)：比切削力(查表) / f(mm/rev)：每轉進給量 / T(N-m)：切削阻抗扭矩 / r(m)：切削工件半徑例題：加工外徑200mm低碳鋼，單邊切深3mm，切削速度120m/min，進給率0.2mm/rev求所須扭矩。解答：T326000.20.1156(N-m)(三)切削轉速計算：N=(Vc1000)/(D3.14) / N(rpm)：主軸轉速 / Vc(m/min)：切削速度 / D(mm)：工件直徑由上面例題算出工件轉速N(1201000)(2003.14)191rpm所以要加工此工件所須條件為：(1)功率3.9Kw (2)扭矩156N-m (3)轉速191rpm(四)審查主軸馬達是否有足夠切削力加工此工件：以Vturn -36雙段2000rpm/22i馬達為審查機種。1.低速檔：因主軸與馬達轉速比為1：8.08所以主軸轉速191rpm時馬達轉速為1543rpm(功率為26KW)。變速箱齒輪比為1：2.4所以主軸扭力可提升2.4倍，由馬達扭矩圖查得其標準約為165N-m，經過變速箱後可達396 N-m。2.高速檔：因主軸與馬達轉速比為1：2.66所以主軸轉速191rpm時馬達轉速為508rpm(功率約為8KW)。變速箱齒輪比為1：0.79所以主軸扭力降為0.79倍，由馬達扭矩圖查得其標準約為165N-m，經過變速箱後只有123 N-m。因實測外徑切削，扭矩影響很小，可忽略！因此要符合第( 四) 項加工條件1. 功率：3.9Kw 用低速檔加工主軸負載約為15%，用高速檔加工約為48%。车床进给量选择：主要是看材料的硬度 ,如果是 45号钢 27Minsn 不锈钢的 一般是看工件的外圆来选择转速 ,大概是 30-120直径的 转速在320-630之间 ,走刀为0.30-0.60不等,具体的可以请教一下 你附近的老师傅 ,或者观摩一下他们怎么加工 .一般吃刀量看床子而定,如果小床子但是有劲,为了生产效率吃刀量在5mm-8mm之间,如果是三零床子吃刀可以在5mm-15mm之间. 还有就是工件热处理后 HB240-320 为常见的硬度, 同等外圆时间 转速 走刀可以不变,但是吃刀量应该在3mm-5mm之间.公式中的系数及指数 加工材料 加工形式 刀具材料 进给量 系数指数 cv xv yv m 碳素结构钢b650MPa 外圆纵车（Kr0） YT15(不用切削液) f0.30 291 0.15 0.20 0.20 碳素结构钢b650MPa 外圆纵车（Kr0） YT15(不用切削液) f0.70 242 0.15 0.35 0.20 碳素结构钢b650MPa 外圆纵车（Kr0） YT15(不用切削液) f0.70 235 0.15 0.45 0.20 碳素结构钢b650MPa 外圆纵车（Kr0） 高速钢（用切削液） f0.25 67.2 0.25 0.33 0.125 碳素结构钢b650MPa 外圆纵车（Kr0） 高速钢（用切削液） f0.25 43 0.25 0.66 0.125 碳素结构钢b650MPa 外圆纵车（Kr0） YT15(不用切削液) fap 198 0.30 0.15 0.18 碳素结构钢b650MPa 外圆纵车（Kr0） YT15(不用切削液) fap 198 0.15 0.30 0.18 碳素结构钢b650MPa 切断及切槽 YT5（不用切削液） - 38 - 0.80 0.25 碳素结构钢b650MPa 切断及切槽 高速钢（用切削液） - 21 - 0.66 0.25 碳素结构钢b650MPa 成形车削 高速钢（用切削液） - 20.3 - 0.50 0.30 耐热钢1Cr18Ni9Ti141HB 外圆纵车 YG8（不用切削液） - 110 0.20 0.45 0.15 耐热钢1Cr18Ni9Ti141HB 外圆纵车 高速钢（不用切削液） - 31 0.20 0.55 0.15 淬硬钢50HRCb1650MPa 外圆纵车 YT15（不用切削液） f0.3 53.5 0.18 0.40 0.10 淬硬钢50HRCb1650MPa 外圆纵车 YG6（不用切削液） f0.40 189.9 0.15 0.20 0.20 灰铸铁190HB 外圆纵车（Kr0） YG6（不用切削液） f0.40 158 0.15 0.40 0.20 灰铸铁190HB 外圆纵车（Kr0） 高速钢（不用切削液） f0.25 24 0.15 0.30 0.1 灰铸铁190HB 外圆纵车（Kr0） 高速钢（不用切削液） f0.25 22.7 0.15 0.40 0.1 灰铸铁190HB 外圆纵车（Kr0） YG6（不用切削液） fap 208 0.40 0.20 0.28 灰铸铁190HB 外圆纵车（Kr0） YG6（不用切削液） fap 208 0.20 0.40 0.28 灰铸铁190HB 切断及切槽 YG6（不用切削液） - 54.8 - 0.40 0.20 注: 1.内表面加工（镗孔、孔内切槽、内表面成形车削）时，用外圆加工的车削速度乘以系数0.9。2.用高速钢车刀加工结构钢、不锈钢铸钢，不用切削液时，车削速度乘以系数0.8。3.用YT5车刀对钢件切断及切槽使用切削液时，车削速度乘以系数1.44.成形车削深轮廓及复杂轮廓工件时，切削速度乘以系数0.85。5.用高速钢车刀加工热处理地钢件时，车削速度应减少；正火，乘以系数0.95；退火，乘以系数0.9；调质，乘以系数0.8。车削时，工件加工表面最大直径处的线速度称为切削速度，以v(m/min)表示。其计算公式：v=dn/1000(m/min)式中：d工件待加工表面的直径（mm）n车床主轴每分钟的转速（r/min）工件每转一周，车刀所移动的距离，称为进给量，以f(mm/r)表示；车刀每一次切去的金属层的厚度，称为切削深度，以ap(mm)表示。ap=D-d/2 普通车：传说中。感觉就是王道。因为。转速是一个恒定值，就是主轴固定的每分钟多少转，进给量也是一个恒定值，和转速相关连