§ 17

Schnittraft und Leistungsbedarf beim Drehen

Wie viel kW braucht der Schnitt, und kann die Maschine das schaffen?

Antwort: Bevor ein kräftiger Grobschnitt erfolgt, musst du wissen, ob der Spindelmotor der Drehmaschine dies bewältigen kann. Die Leistung hängt von Schnittgeschwindigkeit, Schnittiefe, Vorschub und der spezifischen Schärkraft kc des Materials ab. kc wird als kc1 (bei 1 mm Spandicke) in der Werkstofftabelle des Werkzeuganbieter nachgeschlagen und für die tatsächliche Spandicke korrigiert, die bei einem Schneidwinkel von 90° gleich dem Vorschub ist. Der Rechner ergibt die Schärkraft, die Nettoelektrizität und die Leistung, die der Motor erbringen muss.

Formel

kc = kc1 · hm^(−mc), hvor hm ≈ f ved en indstillingsvinkel på 90°

Fc = ap · f · kc (N)

Pc = vc · ap · f · kc ÷ 60.000 (kW, med vc i m/min)

Motoreffekt = Pc ÷ virkningsgrad

Symbole und Einheiten in der Formel
Symbol	Bedeutung	Einheit
vc	Schnittgeschwindigkeit (vc)	m/min
ap	Schnittdipfe (ap)	mm
f	Vorspannung (f)	mm/omdr
kc1	Material (kc1 bei 1 mm Spandicke, Sandvik)	N/mm²
mc	Spanexponent (mc)
eta	Wirkungsgrad der Maschine	%
=	Leistung, die der Motor erbringen muss	kW
=	Schnittleistung am Schnitt (Pc)	kW
=	Schnittraft (Fc)	N
=	Spezifische Schnittraft bei dieser Spannung (kc)	N/mm²

Gültigkeit und Quelle

Quelle: Sandvik Coromant, formler for drejning (kc = kc1 · hm^−mc)

Gilt nicht, wenn

kc1 und mc sind Werte aus der Materialtabelle (Sandvik Coromant: unlegierten Stahl kc1 1.500 N/mm², mc 0,25; austenitischem rostfreien 2.150 und 0,21; Grauguss 1.150 und 0,28). Kleinerer Einstellungswinkel und negativer Spanwinkel erhöhen die Kraft. Benutze die Zahl, um den Schnitt zu wählen, nicht als Garantie.

Rechenbeispiel

Die eigenen Standardwerte des Rechners sind eingesetzt. Die Zahlen sind mit genau der Formel berechnet, die das Werkzeug verwendet.

Sat ind

Schnittgeschwindigkeit (vc)200 m/min
Schnittdipfe (ap)2 mm
Vorspannung (f)0,25 mm/omdr
Material (kc1 bei 1 mm Spandicke, Sandvik)1.500 N/mm²
Spanexponent (mc)0,25
Wirkungsgrad der Maschine80 %

Geber

Leistung, die der Motor erbringen muss4,42 kW
Schnittleistung am Schnitt (Pc)3,54 kW
Schnittraft (Fc)1.061 N
Spezifische Schnittraft bei dieser Spannung (kc)2.121 N/mm²

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Sådan bruger du den

Før du tager et tungt skrubsnit, skal du vide, om drejebænkens motor kan trække det. Er effekten for høj, går maskinen i stå, eller skæret brækker. Beregneren giver skærekraften og den effekt, motoren skal levere.

Schritt für Schritt

Vælg skæredata: Vc, snitdybde og tilspænding.
Vælg materialet, så kc1 kommer fra Sandviks materialetabel, og indtast mc (typisk 0,2-0,28).
Indtast maskinens virkningsgrad, typisk 70-85 %.
Sammenlign motoreffekten med spindelmotorens effekt på typeskiltet.

Typische Fehler

At bruge kc1 direkte uden at rette for spåntykkelsen. Ved små tilspændinger er kc højere.
At glemme maskinens virkningsgrad.
At sammenligne med motorens topeffekt. Den kontinuerlige effekt er lavere.

Beispiele aus dem Alltag

Skrub i ulegeret stål

Du skrubdrejer en aksel i C45 med Vc 200 m/min, 2 mm snitdybde og 0,25 mm/omdr. Maskinen har en virkningsgrad på 80 %.

Schnittgeschwindigkeit (vc): 200 m/min
Schnittdipfe (ap): 2 mm
Vorspannung (f): 0,25 mm/omdr
Material (kc1 bei 1 mm Spandicke, Sandvik): Ulegeret stål, ca. 0,45 % C (kc1 ≈ 1.500)
Spanexponent (mc): 0,25
Wirkungsgrad der Maschine: 80 %

Es bedeutet: kc ved denne tilspænding er 2.121 N/mm², og skærekraften 1.061 N. Snittet kræver 3,54 kW ved skæret, og motoren skal yde 4,42 kW.

Tungt snit i rustfrit

I austenitisk rustfrit tager du 4 mm snitdybde med 0,35 mm/omdr og Vc 160 m/min. mc er 0,21. Maskinens spindelmotor er på 11 kW.

Schnittgeschwindigkeit (vc): 160 m/min
Schnittdipfe (ap): 4 mm
Vorspannung (f): 0,35 mm/omdr
Material (kc1 bei 1 mm Spandicke, Sandvik): Rustfrit, austenitisk (kc1 ≈ 2.150)
Spanexponent (mc): 0,21
Wirkungsgrad der Maschine: 80 %

Es bedeutet: Snittet kræver 12,51 kW af motoren. Det er mere end de 11 kW, så tag en mindre snitdybde eller sænk Vc.

Faustregel

Pc i kW ≈ Vc × ap × f × kc ÷ 60.000. Dobbelt snitdybde giver dobbelt effekt.

So überprüfst du die Antwort

Skærekraften × Vc ÷ 60.000 skal give skæreeffekten i kW.