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，機臺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系，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，而此時如果機臺主軸功率不足，往往會因此而導致機臺停機或刀具破損，以下就臺中精機Vturn-36機臺作為范例，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，所以集成計算以求得正確切削力。（導讀：cnc車床加工切削條件 http://www.whsygw.com/Article/cncchechuangjiagongq_1.html）

  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。

  (一)切削功率計算公式：

  Ne(Kw)＝(Ap×F×Vc×Ks)÷(60×10³×η)

  Ap(mm)∶切削深度/F(mm/rev)∶每轉進給量/Vc(m/min)∶切削速度/Ks(N/mm²)∶比切削力(查表)/η∶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＝(3×0.2×120×2600)÷(60×1000×0.8)＝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)＝Ap×Ks×f×r/Ap(mm)：切削深度/Ks(N/mm²)：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：T＝3×2600×0.2×0.1＝156(N-m)

  (三)切削轉速計算：

  N=(Vc×1000)/(D×3.14)/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＝(120×1000)÷(200×3.14)＝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/α22i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，經過變速箱后可達396N-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，經過變速箱后只有123N-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%。

  相關標簽：數控車床加工,自動車床加工,cnc車床加工