切削原理 CH020201 範例：主軸速度與加工時間估算

工件加工狀況：
材料：鋁合金 A2024-T4
外徑：64mm (= dw)
長度：105mm (= L)

使用車削外徑修至 59mm (= dm)
車床功率 2 KW (= Pm)
進給量：0.13 mm/rev，(f = 0.13 mm)
高速剛(HSS)刀具傾角Kr：70度，餘隙角Kr'：6度

計算：
1. 最高主軸轉速？
2. 加工時間？

未變形切屑厚度 ac = f * sin Kr = 0.13 * sin 70 = 0.122 mm

從CH 2-2 比切削能圖表中，查鋁合金未變形切屑厚度0.122mm的比切削能約1.1 GJ/m^3

外徑切削的材料移除率 Zw = Ac * Vav = [f * ap] * [π* Nw * (dw + dm) / 2]
ap =   切深 =  加工前後半徑的差，ap =  (64-59) / 2  =  2.5mm = 2.5*10^-3  m

f = 進給量 =  0.13 mm =  0.13 *10^-3 m
dw =  64 mm
dm  =  59 mm
Zw =  0.13 * 10^-3  *  2.5 * 10^-3 *  π* Nw * (64+59)/2  *  10^-3  =  62.8 * 10^-9 * Nw

功率 Pm = ps  * Zw  =  2000 W(J/s)

2000 W  >= 1.1*10^9 *  62.8 *  10^-9 *Nw =  69.08 *  Nw

Nw <=  2000/69.08  = 28.95  rev/s =  28.95*60 rpm = 1737 rpm，最大主軸轉速 =  1737  rpm

加工時間 tm  =  L /  (f*Nw)  =  105 /  (0.13  *  10^-3 * 28.95)  =  27.90 sec