Kraft und Leistungsberechnung beim Drehen

Kraft FC [N] Schnitttiefe a [mm]Vorschub f [mm/U]Spanungshöhe h [mm]Spanungsbreite b [mm]Spezifische Schnittkraft kC [N/mm²]Hauptwert der spezifischen Schnittkraft kC1.1 [N/mm²]m = Steigung

Schnittleistung PC [kW] Drehzahl n [1/min]Durchmesser d [mm]Schnittgeschwindigkeit vC [m/min]

Hauptzeit th [min]Gesamtweg des Werkzeugs L [mm]Anlaufweg la [mm]Überlaufweg lü [mm]i = Zahl der Schnitte

1

Schnittbewegung (Werkstück)

Vorschubbewegung (Werkzeug)

Spanungsgrößen

ℎ =

Einstellgrößen: a, fSpanungsgrößen: b, h

2

= [mm mm → [N] 1

Versuch: kc

h

b=1

1∙ 100

log kc

log h

y

x

n

kc ist stark von h abhängig

entlogarithmiert 2

12 in

Kienzlegleichung

Geradengleichung:

Kraftberechnung

Steigung m

logkc1.1

3

kc -Werte gelten für Drehen und Bohren

(1,1-1,3)

(1,1-1,3)

Gültigkeitsbereich

4

Erweiterte Kienzlegleichung

5

In einem Zerspanungslabor wird St 70 ø80mm, l=200 mm in einem Schnitt zerspant.

Drehbank 1Pel =10kW

Drehbank 2Pel =18kW

ηM= Maschinenwirkungsgrad

Gegeben: Schneide HMa = 4mmf = 0,28 mm/U

1

Schneidengeometrie:

γ α λ κ ε r

8° 6° 0° 70° 90° 0,8mm [min-1] elektrische Leistung Pel

Gesucht:

Schnittleistung PC

Übungsaufgabe

vc=140 m/min ηM=0,8

Schnittkraft FC

Hauptzeit th

la=10mm lü=10mm

6

Spezifische Schnittkräfte (nur für Drehen und Bohren, nicht Fräsen)

Spezifische Schnittkraft (N/mm²) bei einer Spanungsdicke h (mm)

Werkstoff Rm (N/mm²)

bzw.Härte 0,06 0,08 0,10 0,13 0,16 0,20 0,25 0,32 0,40 0,50 0,63 0,80 h = 1 mm 1-mc

St 34, St 37 (S275) 340/370 2850 2730 2630 2540 2430 2340 2250 2170 2080 2000 1930 1850 1780 0,83

St 50 520 4080 3840 3620 3430 3210 3020 2850 2690 2530 2380 2250 2110 1990 0,74

St 60 620 3380 3240 3120 3000 2880 2770 2670 2570 2470 2370 2280 2190 2110 0,83

St 70 720 5180 4820 4510 4220 3920 3660 3430 3200 2980 2780 2600 2420 2260 0,70

Ck 45 670 3270 3160 3060 2970 2870 2780 2700 2610 2520 2450 2370 2290 2220 0,86

Ck 60 770 3500 3360 3220 3100 2960 2850 2730 2620 2510 2410 2310 2220 2130 0,82

16 MnCr 5 770 4310 4050 3820 3610 3380 3190 3010 2840 2660 2510 2370 2230 2100 0,74

18 CrNi 6 630 5180 4820 4510 4220 3920 3660 3430 3200 2980 2780 2600 2420 2260 0,70

42 CrMo 4 730 5130 4820 4550 4290 4030 3800 3580 3380 3170 2990 2820 2650 2500 0,74

34 CrMo 4 800 4000 3810 3630 3470 3290 3140 3000 2850 2720 2590 2470 2350 2240 0,79

50 CrV 4 600 4560 4280 4040 3810 3580 3370 3180 3000 2820 2990 2500 2350 2220 0,74

BC Mo 80 590 3660 3520 3390 3260 3010 3130 2900 2790 2680 2580 2480 2380 2290 0,83

36 Mn 5 770 3050 2830 2660 2540 2350 2180 2050 1920 1830 1770 1740 1700 1680 0,72

Meehanite M 300 HB 2550 2400 2260 2130 2000 1890 1780 1670 1580 1490 1400 1320 1240 0,74

GG-10, EN-GJL-100 180 HB 1070 1040 1010 980 950 920 900 870 840 820 800 770 750 0,87

GG-15, EN-GJL-150 180 HB 1700 1610 1540 1470 1400 1330 1270 1210 1150 1100 1050 1000 950 0,79

GG-20, EN-GJL-200 220 HB 2040 1920 1810 1720 1610 1530 1440 1360 1280 1210 1150 1080 1020 0,75

GG-25, EN-GJL-250 220 HB 2380 2240 2110 1990 1870 1760 1660 1570 1470 1390 1310 1230 1160 0,74

Hartguss 55 HRC 3860 3690 3530 3390 3230 3100 2970 2850 2720 2600 2490 2390 2280 0,81

55 NiCrMoV 6 geglüht 940 3380 3190 3020 2870 2700 2560 2430 2300 2170 2050 1940 1840 1740 0,76

55 NiCrMoV 6 vergütet 352 HB 3730 3520 3340 3160 2980 2830 2680 2530 2390 2270 2150 2030 1920 0,76

Die Richtwerte gelten für Hartmetallwerkzeuge mit den Spanwinkeln:γ 0 = + 6° für die angegebenen Stähle

γ 0 = + 2° für die angegebenen Gusswerkstoffe

1.1Ck

C k

7

= = 1,3 = 1 =

Ergebnisse = 1-m = = = 1,3 = 1 =

4755N4,2570,263

0,702260

0,988

11,10 kW

13,88 kW

0,980

=

0,980

3380

0,988

4765N

11,12 kW

13,90 kW

8

Hauptzeit

Hauptzeit ist die Zeit, in der ein unmittelbarer Arbeitsfortschritt erzielt wird.

9

Unterschiedlich ist nur die Länge L

1. LängsdrehenWenn über die ganze Länge bearbeitet wird

Werkstück mit Bund

10

l la

l la

lÜ

2. Plandrehen

d

beim Vollzylinder

beim Hohlzylinder

11

dadi

Lösung:

12

1

557 min-1

1,41 min