数控机床对伺服驱动系统的要求切削功率计算公式南阳ug培训班  

发表人：admin   来源：未知   时间:2012-11-03

ug培训为大家讲一讲数控机床对伺服驱动系统的要求切削功率计算公式
　　对进给伺服驱动系统的要求：
　　高精度　 要求伺服系统准确定位，即定位误差特别是重复定位误差要小，并且伺服系统的跟随精度高，即跟随误差小。一般定位精度达到μm级，高的要求达到±0.01～±0.005μm。
　　快速响应，无超调　 加工过程中，为了提高生产率和保证加工质量，要求加（减）速度足够大，以便缩短伺服系统过渡过程时间。一般电动机速度从零变到最高速，或从最高速降至零，时间在200毫秒以下，甚至小于几十毫秒。
　　调速范围宽　 为保证在任何情况下都能得到最佳切削条件，要求进给驱动必须具有足够宽的调速范围（至少达到1：1000，有些高性能系统已能达到1：100000）。而且通常是无级调速。
　　低速大转矩　 具有较强的过载能力。力矩波动要小，一般允许的波动数在3%左右。
　　可靠性高　 对环境的适应性强，性能稳定，使有寿命长，平均无故障间隔时间长。
　　对主轴驱动系统的要求：
　　主轴驱动系统不仅应该具有宽的调速范围，而且能在尽可能宽的速度范围内保持恒功率输出。为了满足不同数控机床的加工要求，还对主轴驱动系统提出一些特殊要求，如：
　　为了能在数控车床等机床上加工螺纹，要求主轴驱动与进给驱动实行同步控制；
　　为了保证端面加工的表面粗糙度，要求数控车床、磨床等机床的主轴驱动系统具有恒线速切削功能；
　　在加工中心上，由于自动换刀的需要，要求主轴驱动系统具有高精度的停位控制功能；
　　有的数控机床还要求主轴驱动系统具有角度的控制功能。
(一)切削功率计算公式：
Ne(Kw)＝(Ap×F×Vc×Ks)÷(60×103×η)
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)/η∶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1∶2.4，所以马达扭力可提升2.4倍。
高速档齿轮比为1∶0.79，所以马达扭力降为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：T＝3×2600×0.2×0.1＝156(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/α22i马达为审查机种。
1.低速档：因主轴与马达转速比为1∶8.08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1∶2.66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1∶0.79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%。 

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