加工计算1.doc

加 工 計 算1. 車削加工計算1.1切削速度V=DN(m/min)切削速度(V) =工件直徑D(mm)主軸轉速N(rpm)10001000(mm換算成m) 例：主軸轉速為700 rpm，工件外徑為50mm， 求其切削速度 計算式：將=3.14、D=50、N=700 代入上列公式V=DN=3.14X50X700 =110m/min10001000 答：其切削速度約為110m/min1.2進給速度f =F(mm/rev)每迴轉之進給量(f) =每分鐘之切削長度F (mm/min)N主軸轉速N(rpm) 例：主軸轉速為500 rpm，每分鐘之切削量為120 mm/min，求其每迴轉之進給量 計算式：將N=500、F=120 代入上列公式f =F=120=0.24 (mm/rev)N500 答：其每迴轉之進給量為0.24 mm/rev1.3切削時間T=L(min)切削時間(T) =工件長度L (mm)F每分鐘之切削長度F (mm/min) 例：工件切削長度100mm，主軸轉速為1000 rpm， 進給為0.2mm/rev，求其切削時間 計算式：先以下列方式計算每分鐘之切削長度後， 再代入上列公式 F= f X N=0.2X1000=200mm/minT=L=100=0.5 (min)F200=30 (sec) 答：其切削時間為30秒1.4表面精度(理論值)h=f 2X1000()表面精度(h) =進給f 2 (mm/rev)X1000() (mm換算為m)8R8 X刀尖半徑R(mm) 例：刀尖半徑R0.8mm，進給為0.2mm/rev，求其 切削後之表面精度理論值 計算式：將f=0.2mm/rev、R=0.8 代入上列公式h=f 2=0.22X1000=6.25 ()8XR8X0.8 答：切削後之表面精度理論值約為6表面粗糙度表示0. 1S0. 2S0. 4S0. 8S1. 5S3S6S12S18S25S35S50S70S100S140S200S280S400S560S表面精度範圍()0.1以下0.2以下0.4以下0.8以下1.5以下3以下6以下12以下18以下25以下35以下50以下70以下100以下140以下200以下280以下400以下560以下三角記號基準面寬度(邊長為mm)0.3135101.5切削去除率Q=(D2-d2) XX f XN(cm3/min)4000去除率Q(cm3/min) =(切削前直徑D2(mm)-切削後直徑d2(mm) XX進給f (mm/rev)X主軸轉速N(rpm)4000(mm3換算成cm3)例：工件外徑為80mm，切削深度為5mm，進給速度為0.25mm/rev，主軸轉速為500 rpm ，求其切削去除率(cc=cm3)計算式：將=3.14、D=80、d=80-(5X2)=70、f =0.25、N=500 代入上列公式Q(cm3/min)=(D2-d2)XX f X N=(802-702) X 3.14X 0.25 X 500=147.26cm3/min40004000答：其切削去除率約為147cc/min1.6切削動力1.6.1三菱刀具之計算方式Ne=dfVKs60X102X切削動力Ne(kW) =深度d (mm) X進給f (mm/rev) X速度V (m/min) X切削抵抗比Ks (kg/mm2)60X102X(機械效率係數：eta) 例：材質為軟鋼，切削深度為3mm，切削速度為120m/min，進給為0.2mm/rev之切削條件 ，求其切削動力，(機械效率係數為80%) 計算式：參考下表軟鋼之切削抵抗比Ks=310kg/mm2，然後代入公式計算，Ne=dfVKs=3X0.2X120X310=4.56(kW)60X102X60X102X0.8 答：切削動力為4.56kW (4.56/0.746=6.11HP)Ks值工件材質引張強度對應各種進給之切削抵抗比Ks(kg/mm2)(kg/mm2)0.1(mm/rev)0.2(mm/rev)0.3(mm/rev)0.4(mm/rev)0.6(mm/rev)軟 鋼52361310272250228中 鋼62308270257245230硬 鋼72450360325295264工 具 鋼67304280263250240工 具 鋼77315285262245234鉻 釩 鋼77383325290265240鉻 釩 鋼63451390324290263鉻 鉬 鋼73450390340315285鉻 鉬 鋼60361320288270250鎳鉻鉬鋼90307265235220198鎳鉻鉬鋼HB352331290258240220硬質鑄鐵HRC46319280260245227米漢納鑄鐵36230193173160145波萊鑄鐵HB2002111801601401331.6.2使用它廠刀具之計算方式1.6.2.1切削抵抗之計算F=Ks X d X f切削抵抗F (N)=切削抵抗比Ks(N/mm2)X切削深度d(mm)X進給f (mm/rev) (MPa值) 例：工件材質為S55C，切削深度為3mm，進給速度為 0.2mm/rev，求其切削抵抗力 計算式：將d=3、f =0.2 以及參考下表之Ks=4500， 代入上列公 F=Ks X d X f =4500X3X0.2=2700(N) 答：其切削抵抗力約為2700(N：牛頓) (參考) Ks值工件材質MPa (N/mm2)(kgf / mm2)碳 素 鋼25004500250450合 金 鋼25004500250450鑄 鐵150035001503001.6.2.2切削動力之計算W=FV切削動力W (kW) =切削抵抗力F(N) X 切削速度V(mm/min)60000X60000X(機械效率係數：eta)例： ：機械效率係數約為70 85% (0.700.85)，通常以0.8計算 F ：以1.6.2.1切削抵抗之計算例代入，則為2700(N) V ：以1.1切削速度之計算例代入，則為110m/min計算式：將上列數值代入計算W =FV=2700X110=6.19(kW)60000X60000X0.8答：切削所需動力為6.19 kW(6.19/0.746=8.3HP)1.7切削刀柄彎曲應力和變形量之計算1.7.1方形刀柄A. 方形刀柄彎曲應力之計算S=6 X F X L彎曲應力S (N/mm2)=6 X 切削抵抗力F(N) X 刀柄伸出量L(mm)b X h2刀柄寬度b(mm) X 刀柄高度h2(mm)註：切削抵抗力F值之計算請參考1.6.2.1切削抵抗之計算B. 方形刀柄刀尖變形量之計算=4 X F X L3變形量(mm)=4 X 切削抵抗力F(N) X 刀柄伸出量L3(mm)E X b X h3刀柄彈性係數E(N/mm2)X刀柄寬b(mm)X刀柄高h3(mm)註：1.切削抵抗力F值之計算請參考1.6.2.1切削抵抗之計算 2.變形量之讀音為delta 3.刀柄彈性係數E值請參考下表 (參考) 刀柄彈性係數E值刀柄材質MPa (N/mm2)(kgf / mm2)鋼 材210,00021,000超硬合金560,000620,00056,00062,0001.7.2圓形刀柄A. 圓形刀柄彎曲應力之計算S=32 X F X L彎曲應力S (N/mm2)=32 X 切削抵抗力F(N) X 刀柄伸出量L(mm)X D3X 刀柄直徑D3(mm)註：切削抵抗力F值之計算請參考1.6.2.1切削抵抗之計算B. 圓形刀柄刀尖變形量之計算=64 X F X L3變形量(mm)=64 X 切削抵抗力F(N) X 刀柄伸出量L3(mm)3 XX E X D43XX刀柄彈性係數E(N/mm2)X刀柄直徑D4(mm)註：1.切削抵抗力F值之計算請參考1.6.2.1切削抵抗之計算 2.變形量之讀音為delta 3.刀柄彈性係數E值請參考下表 (參考) 刀柄彈性係數E值刀柄材質MPa (N/mm2)(kgf / mm2)鋼 材210,00021,000超硬合金560,000620,00056,00062,0002. 銑削加工計算2.1切削速度V=DN(m/min)切削速度(V) =刀具直徑Ds (mm)主軸轉速N(rpm)10001000(mm換算成m) 例：主軸轉速為350 rpm，刀具外徑為125mm， 求其切削速度 計算式：將=3.14、D=125、N=350 代入上列公式V=DsN=3.14X125X350=137.4m/min10001000 答：其切削速度為137.4m/min2.2每刃進給速度Sz=F(mm/rev)每刃進給速度(Sz) =每分鐘之進給速度F (mm/min)ZN刀刃數(Z) X主軸轉速N(rpm) (每轉進給 f = z X Sz ) 例：主軸轉速為500 rpm，刀具之刀刃數為10刃，每 分鐘進給為600mm/min，求其每刃之進給量 計算式：將N=500、F=600 、Z=10代入上列公式Sz=F=600=0.12 (mm/刃)ZXN10X500 答：其每刃之進給量為0.12 mm/刃2.3進給速度F=SzZN(mm/min)每分鐘進給速度(F) =每刃進給Sz (mm/刃)X刀刃數(Z) X主軸轉速N(rpm) 例：主軸轉速為500 rpm，刀具每刃之進給為0.1mm/刃， 刀具上之切削刃數為10枚，求其每分鐘之進給量 計算式：將Sz=0.1、Z=10、N=500代入上列公式F=SzXZXN=0.1X10X500=500 (mm/min) 答：其每分鐘之進給量為500 mm/min2.4切削時間T=L(min)切削時間(T) =總進給長度L (mm)F每分鐘之進給速度F (mm/min) (總進給長度(L)=被切削長度(l)+刀具直徑(D) 例：工件切削長度300mm，刀具直徑為200mm， 每分鐘進給為800mm/min，求其切削時間 計算式：先以下列方式計算總切削長度後， 再代入上列公式 L= l + D=300+200=500mmT=L=500=0.625 (min)F800=37.5 (sec) 答：其切削時間約為37.5秒2.5表面精度(理論值)2.5.1有R角之刀刃 參考1.4表面精度之計算式及範例h=f 2X1000()表面精度(h) =進給f 2 (mm/rev)X1000() (mm換算為m)8R8 X刀尖半徑R(mm)2.5.2無R角之刀刃h=f (tan tan)X1000()tan + tan2.6切削去除率Q=d X W X F(cm3/min)1000去除率Q(cm3/min) =切削深度d(mm) X切削寬度W(mm) X每分鐘進給F (mm/min)1000(mm3換算成cm3)例：切削深度為5mm，切削寬度為80mm，每分鐘進給速度為800mm/min， ，求其切削去除率(cc=cm3)計算式：將d=5、W=80、F=800代入上列公式Q=d X W X F=5 X 80 X 500=200cm3/min10001000答：其切削去除率約為200cc/min(1 cm3=1cc)2.7切削動力2.7.1三菱刀具之計算方式Ne=dWFKFs60X102X1000X切削動力Ne (Kw) =深度d(mm) X寬度W(mm) X每分鐘進給F (mm/min)X切削抵抗比KFs (kg/mm2)60X102X1000X(機械效率係數：eta) 例：材質為工具鋼，使用5刃之面銑刀，主軸轉速為400rpm，切削深度為5mm，切削寬度 為80mm，每分鐘進給為500mm/min之切削條件，求其切削動力，(機械效率係數為80%)計算式：每刃進給Sz=F=500=0.25mm/刃ZN5X400再參考下表工具鋼之切削抵抗比Ks=173kg/mm2，然後代入公式計算，Ne=dWFKFs=5X80X500X173=7.07(kW)60X102X1000X60X102X1000X0.8 答：切削所需動力為7.07kW (7.07/0.746=9.48HP)KFs值工件材質引張強度對應各種進給之切削抵抗比Ks(kg/mm2)(kg/mm2)0.1(mm/刃)0.2(mm/刃)0.3(mm/刃)0.4(mm/刃)0.6(mm/刃)軟 鋼52220195182170158中 鋼62198180173160157硬 鋼72252220204185174工 具 鋼67198180173170160工 具 鋼77203180175170158鉻 釩 鋼77230200188175166鉻 釩 鋼63275230206180178鉻 鉬 鋼73254225214200180鉻 鉬 鋼60218200186180167鎳鉻鉬鋼94200180168160150鎳鉻鉬鋼HB352210190176170153鑄 鋼52280250232220204硬質鑄鐵HRC46300270250240220米漢納鑄鐵36218200175160147波萊鑄鐵HB20017514012410597黃 銅5011595807063輕合金(Al-Mg)165848403532輕合金(Al-Si)2070604945392.7.2使用它廠刀具之計算方式Ne (kW) =d X W X F X Ks60X1000X1000切削動力Ne (kW)=深度d(mm) X寬度W(mm) X每分鐘進給F (mm/min) X切削抵抗比Ks (N/mm2)60X1000X1000例：材質為高碳鋼(S55C)，使用5刃之面銑刀，主軸轉速為400rpm，切削深度為5mm， 切削寬度為80mm，每分鐘進給為500mm/min之切削條件，求其切削動力計算式：每刃進給Sz=F=500=0.25mm/刃ZN5X400 參考下表之Ks值，取得切削抵抗比之值為1760，然後代入公式計算Ne =d X W X F X Ks=5 X 80X500X1760=5.87(kW)60X1000X100060X1000X1000答：切削所需動力為5.87kW (5.87/0.746=7.87HP)Ks值工件材質引張強度對應每刃進給(mm/刃)之切削抵抗比KsMPa(N/mm2)(kgf/mm2)0.10.150.20.30.4SS4005205221502000190017501650S55C7707719701860180017601620SCM37307324502350220019801710SKT4(HB352)(HB352)20302010181016801590SC4505205227102530241022402120FC250(HB200)(HB200)16601450132011501030Al (Si)20020660580522460410黃 銅5005010909608777606803. 鑽孔加工計算3.1鑽孔時間T=DL(min)鑽孔時間(T) =x鑽頭直徑D(mm)X鑽孔長度L (mm)1000Vf1000X切削速度V (m/min)X每轉進給f (mm/rev)例：工件為SCM440鋼材鑽15的孔，鑽孔深度為30mm，切削速度為50m/min，每轉 進給為0.15mm/rev，求其鑽孔切削時間計算式：將=3.14、D=15、L=30、V=50、f =0.15代入公式計算T=DL=3.14X15X30=0.188 (min)1000Vf1000X50X0.15=11.3 (sec)答：其鑽孔切削時間約為11秒3.2切削動力3.2.1三菱刀具之計算方式Ne=2NMd+fNT60X102X100060X102X1000動力Ne(kW) =2X轉速N(rpm) X鑽孔扭力Md(kg-cm)+進給f(mm/min)X轉速N (rpm) X鑽孔力量T(kg)60X102X10060X102X1000鑽孔扭力Md =0.0235XHBXf0.8XD1.8 鑽孔力量T =0.805XHBXf0.8XD0.6 HB：切削材料硬度 f ：每轉進給 D ：鑽頭直徑 例：工件材質為SCM440鋼材，其硬度為HB200，鑽頭尺寸為20，每轉進給為0.3mm/rev ，切削速度為60m/min之切削條件，求其鑽孔切削動力計算式：N=1000V=1000X60=955rpmD3.14X20