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专机设计中加工功率的快速计算

2021-10-22沈义伦

魅力中国 2021年30期

沈义伦

(四川德恩精工科技股份有限公司,四川 眉山 620460)

一、面铣削加工

面铣削加工所需的功率可以由下面的公式来计算:

Pc=ap×ae×vf×Kc÷(60×106×η),Pc(kW):所需功率,ap(mm):切削深度,ae(mm):切削宽度,vf(mm/min):每分钟工作台进给,Kc(MPa):比切削力,η:机床效率系数。

面铣削Kc 值按表1 选择:

表1

笔者在设计专用机床时设计了一个这样的面铣削装置:

工件材质:HT200,工件加工部位状况:铸造毛坯面,切削宽度:140mm,切削深度:2-3mm,刀盘直径:160mm,刀盘刃数:9,动力头:NT50 镗铣主轴头,移动装置:十字液压滑台。

此装置设计铣削线速度为120m/min,每刃每转进给大约(由于采用液压驱动,不是很准确)为0.1mm。切削速度由8 级电机通过同步带轮变速来满足。现对所需的电机功率进行估算:

ap(mm):3(按最大值取)

ae(mm):140

Kc(MPa):1750(由表1 中的HT200 栏,0.1mm/每刃进给选出)

η:0.85(此装置,中间的变速环节少)

由于主轴的每分钟转速:

n=120÷3.14÷160×1000=238.85

故铣削时的每分钟进给为:

vf=238.85×0.1×9

=214.97mm/min

此装置所需功率:

Pc=ap×ae×vf×Kc÷(60×106×η)

=3×140×214.97×1750÷(60×106×0.85)

=3.10kW

按照电机标准,与3.1kW 相邻的标准电机功率有3kW 和4kW 两种,根据功率配备选大不能选小的原则,最终选择4kW-8 级的电机。此4kW 的功率选择在专用机床装配好后,实际使用一段时间后表明此选择是完全正确的。

二、镗孔

镗孔加工一般有单刃、多刃之分,多刃在每刃切削条件一样的情况下,所需的功率可以认为是单刃所需功率乘以刃数。单刃所需功率可以由下面的公式来计算:

Pc=ap×f×vc×Kc÷(60×103×η),Pc(kW):所需功率,ap(mm):切削深度,f(mm):每转进给量,vc(m/min):切削速度,Kc(MPa):比切削力,η:机床效率系数。

Kc 值按表2 选择:

表2

工厂外购一台专用机床,其中有一套粗镗孔装置如下图所示:

买回使用的过程中,有时会出现卡刀情况,造成刀具损坏,并严重影响加工进度。……

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