|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Кафедра «Технология, конструирование и экспертиза изделий»Стр 1 из 8Следующая ⇒
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МосковСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА» (ФГБОУ ВПО «МГУЛ») Факультет МХТД Кафедра «Технология, конструирование и экспертиза изделий» УТВЕРЖДАЮ Зам. председателя Научно-методического совета, проректор, к.т н., профессор _________________________ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ( Часть 1 )
заведующий кафедрой, к.т.н., доцент Кохреидзе М.В.
председатель научно-методической секции, профессор, к.т.н., доцент Кохреидзе М.В. Методические рекомендации рассмотрены и одобрены на заседании Научно-методического совета протокол №___ от «__»_______ 201_ г. Отдел мониторинга методического обеспечения образовательного процесса: к.с.н. Маковская И.В.
Москва 2013
Рабочие процессы дерево обрабатывающих машин. Процессы резания. Рабочими называются машины для облегчения или замены труда человека при выполнении технологических операций какого – либо производственного процесса. Различают следующие рабочие процессы деревообрабатывающих машин. 1. Механическая обработка. Из первичного древесного сырья получают изделия и детали определенных форм, размера, и качества, придают эти свойства собранным узлам и изделиям. Осуществляется резанием, раскалыванием, давлением, дроблением. Резанием называют нарушение связи между частицами материала по строго заданному направлению, когда обрабатываемый объект разделяется на части с образованием стружки или без нее. Раскалывание – разделение древесины по слоям, объекты имеют строго заданной формы (подготовленные операции). Обработка давлением для массивной или измельченной древесины. У массивной древесины изменяют форму.
Прессование не распространено из – за малой пластичности древесины 2. Гидротермическая обработка состоит из ее сушки древесины и, если нужно, пропитки. Сушка - процесс удаления влаги из древесины с целью придания ей равномерной влажности и стабильности свойств при дальнейшем использовании. В процессе сушки в идеале внутренние напряжения по сечению материала устраняются. Однако, в процессе обработки при делении материала на части равновесие внутренних напряжений может нарушиться, что приводит к дроблению, растрескиванию и пр. Пропитка заключается во введении в древесину различных жидких составов с целью окраски, пластификации, антисептирования, консервирования, огнезащиты и пр. Осуществляется чаще под давлением (внешним) и без него. 3. Склеивание позволяет получать изделие заданной формы и свойств или улучшить его внешний вид (облицовывание). Процесс склеивания состоит из двух операций: нанесение клея и запрессовка. 4. Сборка – это процесс соединения отдельных деталей и элементов (не только древесных) в готовое изделие без склеивания. Сборку производят с помощью специальных сборочных приспособлений и станков на одном месте или конвейере. 5. Отделка заключается в создании на поверхностях деревянных изделий и изделий покрытий, защищающих изделие от вредных воздействий, улучшающих эксплуатационные и декоративные качества. Различают прозрачную (прозрачными лаками), непрозрачную (непрозрачной пленкой, краской, эмалью, пластиком, бумагой) и имитационную (глубоким крашением, декаративной печатью, облицовыванием пленками и пластиком). Процесс отделки состоит из следующих стадий: подготовка к отделке, нанесение покрытия, облагораживание покрытия. Рассмотренные рабочие процессы будут подробно изучаться в соответствующих технологических дисциплинах. В рамках данного курса основное влияние будет уделено вопросам механической обработки. Поскольку большую долю в операциях механической обработки занимает процесс резания, он представляет главный интерес.
Определение и классификация процессов резания.
Резание – это технологический процесс разрушения связей между частицами обрабатываемого материала по заданной поверхности с целью получения изделия требуемых размеров, формы и шероховатости. Технологические цели процесса резания разнообразны. В группе производств по первичной обработке древесины резанием выполняют деление бревен на доски, бруски или листовые полуфабрикаты – лущеный и строганый шпон, удаляют припуски (поверхностные слои) досок и заготовок для придания им точной формы, размеров и шероховатости; измельчение низкокачественной древесины и отходов на мелкие частицы для изготовления плит и бумаги. В группе производств по вторичной обработки древесины процесс резания используется для превращения продукции производств первичной обработки в готовые детали изделий. При резании древесины одновременно имеют место механические, физические и химические явления. Механические явления процесса резания - это деформации обрабатываемого материала резцом и напряжения в следствие этих деформаций; трение между обрабатываемым материалом и резцом, силы резания и т.п. Физические явления процесса протекают на поверхности скольжения древесины по резцу и связаны с превращением затраченной на резание энергии(механической) в другие виды – это тепловые и электрические явления. Химические явления – это химические реакции на поверхностях скольжения, влияющие на скорость износа рабочих поверхностей резца (затупления). К настоящему времени наиболее разработана механико–математическая теория резания древесины ( И.А. Тиме, М.А. Дешевой, С.А. Воскресенский и т.д.), рассматривающая процесс на основании законов механики и теории сопротивления материалов. При этом сочетаются результаты аналитических (теоретических) и экспериментальных исследований. Дальнейшее развитие теории резания связано с изучением молекулярных процессов на поверхностях скольжения древесины по резцу ( Е.Г. Ивановский), развитием физико – технологической теории резания (А.Л. Бершадский). Процесс резания может быть реализован разными способами. По виду объекта, действующего на заготовку, различают резание твердым резцом, световым лазерным лучом, гидравлической струей и т.д. Основным в современной технологии является резание твердыми резцами из металлов или твердых сплавов (резцовое резание). Резцовое резание также можно классифицировать по разным признакам: 1) по способу получения заданной поверхности: а) бесстружечное резание, при котором заданная поверхность получается без снятия стружек путем отделения за один проход резца малодеформированного среза материала; б) стружечное резание, при котором для получения заданной поверхности с заготовки срезаются стружки, получающие в обычных условиях резания деформации по всему или значительной части объема; 2) по степени сложности: а) элементарное (простое) резание, не поддающееся дальнейшему упрощению; б) сложное резание, используемое в реальных деревообрабатывающих станках. Для понимания процессов сложного резания их раскладывают на составные элементы, сводя к более простым процессам элементарного резания с его закономерностями. Классификация процессов сложного резания будет дана далее.
Движение в процессе резания.
Рассмотрим элементарную технологическую задачу, решаемую резанием. Пусть с заготовки требуется удалить припуск ab b3a3, чтобы получить плоскую обработанную поверхность a3b3 заданного уровня шероховатости. Простейшее решение – установить резец в положение III и, переместив его по стрелке, срезать с заготовки весь припуск. Однако при большой величине припуска значительные силы резания могут деформировать или поломать резец, а качество обработки может оказаться недостаточно низким. Организуют послойное удаление припуска. Резцу сообщают движение резания из положения I по стрелке, в результате отделяется первая стружка толщиной h и на заготовке формируется поверхность резания a1b1. Для формирования заданной поверхности a3b3 нужно срезать еще ряд стружек (две), поэтому резец возвращают в исходное положение движением возврата и, сообщая движение подачи вертикально вниз перемещают в новое положение II, определяющее толщину следующей стружки h2 и т.д. Рассмотренные движения могут быть приданы как резцу, так и заготовке. Дадим теперь некоторые определения. Слой – это часть материала, которая будет срезана с обрабатываемого объекта за один проход резца. Стружка – это часть материала, срезанная с обрабатываемого объекта за один проход резца. При обработке на ножницах, высечках и штампах отделяемые части материала носят название срезов. Поверхность, образованная после отделения стружки, называется поверхностью резания. Движение резания – абсолютное движение резца или заготовки, необходимое и достаточное для срезания одной стружки. Движение подачи – это абсолютное движение резца или заготовки, благодаря которому осуществляется последовательное срезание стружки. В ряде случаев резцу одновременно с движением резания сообщают дополнительное движение вдоль лезвия или профилирующие вертикальное движение перпендикулярно лезвию. Движения резания, подачи, дополнительное или профилирующее, определяющее геометрию стружки и поверхности резания, рабочие угловые параметры резца, называются рабочими движениями.Главными рабочими движениями, без от которых обработка резанием невозможна, являются движения резанием и подачи.
Геометрия резца.
В режущей части клина резца выделяют П – переднюю поверхность, обращенную к формируемой на заготовке поверхности резания; Б - правую и левую относительно направления V боковые поверхности; Лг – главное лезвие; Лб – боковые лезвия; К – заднюю кромку, не играющюю активной роли в процессе резания. Угловые параметры резца рассматривают в статике и в динамике (движении). В первом случае не учитывают скорость подачи U. Скорость резания V принимается во внимание для выбора базы при отсчете углов - плоскости, проходящей через Лг и V (плоскость резания). Обычно углы резца измеряются в плоскости, перпендикулярной лезвию. Угол между П и З называют углом заточки b (если поверхности резца кривые, угол измеряют между касательными к ним в вершине). Угол резания d определяет положение П и измеряется между ней и плоскостью резания. Задний угол a измеряется между З и плоскостью резания. Передний угол g измеряется между П и плоскостью, проходящей через Лг и нормальной В любом случае с учетом знака справедливо g+b+a=90; d = a+b
 Углы резца в статике – номинальные углы, указываются на чертежах, используются при изготовлении инструмента, контроле и установке в станок. Угловые параметры резца в движении (рабочие) отличаются от номинальных, т.к. Va отличается по направлению от V. В общем случае рабочий задний угол уменьшается на величину угла движения jд: aр=a-jд. Величина jд определяется как jд=arctg(sinj/(60V/(U+cosj))). При j=90. jд=arctg(U/60V). Соответственно на jд уменьшается dр=d-jд и увеличивается gр=g+jд. Изменение улов резца в движение учитывают при назначении режима: неудачное соотношение U и V может привести к недопустимо малой величине aр; или при выборе номинальных углов инструмента или ее заданном режиме резания и jд. Когда вектор абсолютной скорости резания Va не совпадает с нормалью к лезвию, как это имеет место при резании заготовки со скошенным резцом или при наличии дополнительного движения Vд резца вдоль лезвия, рабочие угловые параметры резца определяются в плоскости движения Д-Д. Плоскость движения Д-Д нормальна к плоскости резания P и проходит через Va.
Связь между углом резания dр, измеренным в плоскости движение Д-Д, и углом резания d, измеренном в нормальном сечение Н-Н, выражается зависимостью tgdр=tgdcos l, где l - угол между нормалью Н-Н к лезвию и вектором Va в плоскости резания. Рабочая зона резца Общие выводы. 1. Имеются два типа процесса стружкообразования. I – не установившийся процесс. При углублении резца в древесину длина зоны контакта стружки с передней гранью увеличивается до образования элемента стружки или трещины в ней. Происходит образование элементной стружки, элементы которой могут быть связаны или нет. II – установившийся процесс. При внедрении резца в древесину длина зоны контакта вначале возрастает, но затем стабилизируется. Образуется сливная стружка в виде ленты или спирали без внутренних трещин. 2. Вид стружки определяет качество поверхности резания и качество самой стружки. Качество поверхности характеризуется шероховатостью (в основном), качество стружки – внутренними трещинами и поверхностными неровностями. 3. Для достижения высокого качества обработки поверхности резанием следует так подбирать условия (режим) резания, чтобы процесс стружкообразования был установившимся и получалась сливная стружка. 4. Если условия резания не позволяют организовать установившийся процесс, необходимо использовать устройства для воздействия на процесс стружкообразования: прижимные линейки, подпоры, стружколоматели. В отдельных случаях требуется изменение свойств обрабатываемого материала (гидротермическая обработка). 5. В процессах сложного резания на станках имеют место переходные между тремя главными виды резания. В каждом отдельном случае необходимо определить, какой вид стружкообразования и на каких участках поверхности резания дает наибольшие дефекты, и улучшить на этих участках организацию резания. Резания при данной остроте резца (при радиусе затупления q) Р=Рнач аq (6), где Рнач – сила резания для острого резца (q=qнач); аq – поправочный множитель, учитывающий влияние затупления, определено результатом экспериментов в зависимости от общей длины пути L (км) резца древесине или от продолжительности его работы после заточки Т (мин). Затупление резца приводит к увеличению неровностей на обработанной поверхности. Влияние скорости резания. Эксперименты показали, что увеличение скорости резания с 40…50 до 100 м/с вызывают увеличение силы резания на 30…40%. Это связано с преодолением сил инерции стружки, повышением прочности свойств древесины в условиях больших скоростей нагружения, с изменениями условий трения древесины о резец и с другими факторами. Качество обработки с повышением скорости резания улучшается, что объясняется появлением добавочного подпора от силы инерции. С появлением подпора волокна не успевают податься или отклониться под действием резца и перерезаются им раньше, чем нарушится их связь с соседними волокнами. В результате неровности и разрушения на обрабатываемой поверхности уменьшаются. Факторы, влияющие на шероховатость обработанной поверхности, в порядке убывания степени влияния, располагаются следующим образом: угол встречи резца волокнами Ув; толщина стружки h; радиус затупления q и угол резания
Пиление рамными пилами
1. Периодическая (толчковая) А) за рабочий ход – упрощает конструкцию механизма резания, не требует механизма уклона рамки. Б) за холостой ход; В) двухтолчковая 2. Непрерывная А) с постоянной скоростью Б) с переменной скоростью Толчковая подача за холостой ход и периодическая двухтолчковая применяются редко. Широкое распространение получила непрерывная подача, лишенная недостатков толчковой подачи: относительно малого быстродействия и больших динамических нагрузок из-за перемещения толчком большой массы бревна. Однако, при этом законы движения пильной рамки и бревна не соответствуют друг другу. Движение подачи характеризуют U- скорость подачи (м/мин); ^-посылка, подача бревна за один оборот коленчатого вала или за двойной ход пильной рамки ^=1000U/n. Вершины зубьев рамной пилы лежат на одной прямой – вертикальной или наклонной под углом y к вертикали. При холостом ходе пилы, установленной с уклоном, линия вершин зубьев отходит от дна пропила.
Толчковая подача за холостой ход: Lmin x.x.=W; Va=V, Uz=W/Zp, где Zp-число зубьев пилы, участвующих в резании Zp=S/(t*cosy)»S/t. Толщина стружки h по высоте пропила h=Uz=const.
Кроме того, учитывая остановки пилы в верхней и нижней мёртвых точках фактическую величину уклона L принимают L=Lmin+(1…3) (mm). Высота неровностей пропила Rzmax связана с подачей на зуб Uz, со способом уширения их венца. Мощность резания (Вт) Nрез = Кт апопр (Впр*U* SH)/60, где Кт-табличное значение удельной работы резания (Дж/см3); aпопр-общий поправочный множитель; Впр-ширина пропила (мм); SН-сумма высот всех пропилов (мм); U-скорость подачи (м/мин). Формула дает среднюю мощность, относящуюся в равной степени к рабочему и холостому ходам. Отсюда условная средняя сила резания Рср, постоянная, по величине Рср=Nрез/Vср. Если фактическая сила резания Рво время холостого хода»(справедливо для периодической подачи), то во время р.х. Р»2Рср. Сила резания одной пилой постава Pi=P/i, где i-число пил в поставе. Сила резания одним зубом Pz=Pi/Zn, Zпр=Hcp/(t*cosy), где Zпр – среднее число зубьев в пропиле; Hср – средняя высота пропила; t-шаг зубьев. Нормальные силы резания определяются через касательные: Q=mP; Qi=mPi; Qz=m где m-переходный множитель. Максимальная величина Uzmax по условию работоспособности зубьев (d=dmin=0, 5) Uz=2qt2/Нmax, где Q=0, 35…0, 5 коэффициент формы зуба, Нmax – максимальная высота пропила (мм). Рамные пилы – двух типов А и В с планками и без по ГОСТ 5524-75 (на профиль зубьев). L=1100…1950 мм, L=300+Hmax+S/ B=160, 180 и 220, b=1, 6…2, 5 мм, b=(0, 1…0, 12)Ö Hmax (эмпирическая). b< для хвойных пород и плющеных зубьев и > для лиственных d=75°, боковая заточка не делается, g=15°, b=47°, a=28°. Широховатость боковых поверхностей Ra=1, 25мкм, передней и задней граней Rz=20. Материал пил сталь 9ХФ.
Пиление ленточными пилами
tgjg=Uz/t=U/(60V) – основное кинематическое соотношение для ленточного пиления. Шероховатость поверхности пропила зависит в основном от Uz. Выбрав из таблицы Uz, проверяют не превышает ли она Uzmax, допускаемую по условию нормального заполнения впадин зубьев: Uzmax=qt2/(sminH), гдеsmin=0, 9…1, 2 минимально допустимое значение коэффециента напряженности работы впадины, H – высота пропила (мм), q-коэффециент формы зуба. Мощность резания Nрез(Вт) Nрез=Kт апопрBHU/60 Касательная сила P= Nрез/V Нормальная сила на пиле Q=mP, где m-переходный множитель.
Обычно столярные пилы разводят, а делительные и бревнопильные – плющат. Толщина ленточных пил b=0, 6…2, 2 (мм), поэтому они дают более узкий пропил по сравнению с рамными. Поскольку, возможен любой вид резания d=60…85°. Выбор толщины пилы обусловлен её напряженным состоянием при работе. Пилу, надетую на шкивы, предварительно натягивают для необходимой жесткости и способности передавать усилия. Напряжения от предварительного натяжения составляют s50…60 Мпа. Центробежные силы, возникающие при движении ленты по дуге шкива, создают напряжения растяжения s»20Мпа. Из-за сопротивления резанию часть ленты под столом растягивается, а над столом сжимается (s-несколько Мпа). Наибольшие напряжения лента испытывает при огибании шкива. Предел прочности ленты на разрыв (700…800 Мпа) при минимальном коэффециенте запаса прочности 2 и суммарных напряжениях в пиле от предварительного натяжения, центробежных сил и сил резания (150…200 Мпа) определяет максимально допустимую величину напряжений от изгиба ленты – 200 Мпа. Отсюда, пользуясь методами теории сопротивления материалов, получают значение предельной толщины ленты b=0, 001 Dш. Обычно b назначают в пределах b=(0? 0007…0, 001) Dш. Твердость пил для распиловки бревен и брусьев HRC=42…46, делительных и столярных HRC=40…44. Для узких ленточных пил для распиловки древесины (делительных и столярных) допускается применением инструментальной углеродистой стали У10А.
Пиление круглыми пилами
Различают пиление со встречной подачей, когда проекция V на направление U и вектор U противонаправлены друг другу и пиление с попутной подачей, когда они сонаправлены. При продольном пилении попутную подачу почти не используют, т.к. возможно затягивание древесины пилой, откуда скорость подачи становится неравномерной, двигатели механизмов резания и подачи перегружаются, создается аварийное положение. Попутную подачу используют при поперечном пилении с неподвижной заготовкой. Сложение V и U приводит к циклоидальной абсолютной траектории резания. В силу малости U/V её принимают за окружность (погрешность мала). Угол, соответствующий дуге резания или длине стружки L, называют углом контакта, jк=jвых-jвх. Режим пиления характеризует также средний угол jср=(jвх+jвых)/2. jср соответствует при продольном пилении среднему углу встречи главной режущей кромки зуба с волокнами древесины: jср=jв.ср. номинальная длинна стружки L=(pRjk)/180, если jк – в градусах. Два соседних зуба формируют разные поверхности дна пропила: со следом 1-1¢ и со следом 2-2¢. Расстояние между ними по направлению подачи равно Uz. Расстояние по нормали – толщина стружки h – различно. Текущая толщина стружки h=Uz*sinj. Толщина стружки в точке входа hвх=Uz*sinjвх, в точке выхода hвых=Uz*sinjвых=hmax, в середине дуги резания hсеред=Uz* sinjср. средняя толщина стружки hср определяется делением площади боковой поверхности стружки на ее длину hср=Uz*H/L. На практике считают, что hср»hсеред. Шероховатость стенок пропила зависит от Uz, jвых и др. Обычно для размещения стружки во впадинах зубьев не требуется ограничения скорости подачи, вычисленной из условия допустимой шероховатости. Nрез=Kт*aпопр Bпр HU/60 (Вт). Касательная сила на пиле Рокр=Nрез/V; нормальная сила на пиле Qокр=m*Pокр. Касательная средняя сила на зубе Pz=Pокр/Zпр, средняя нормальная сила на зубе Qz=mPz (H), где Zпр=L/t – число зубьев в пропиле. Максимальная касательная сила на зубе Pmax=Pz*(hmax/hср). Максимальная нормальная сила на зубе Qmax=m*Pmax. По виду боковых поверхностей пильного диска различают, конические и строгальные пилы. Плоские пилы используются для распиловки древесины (ГОСТ 980-80) и, оснащенные пластинками из твердого сплава, - для распиловки древесины материалов и древесины (ГОСТ 9769-79). Пилы для распиловки древесины изготавливают из стали 9ХФ двух типов: · А - для продольной распиловки; · Б – для поперечной распиловки. Диаметр плоских пил D=125…1600 мм, b=1, 0…5, 5 (мм), Z=24…72 – тип А и Z=60…120 – тип Б. Наименьший диаметр пильного диска вычисляют по формулам: Dmin=2(H+dш/2+h3) – с верхним расположением шпинделя, где dш – диаметр шайбы крепления пилы на шпинделе; Dmin=2(a+H+h3) - с нижним расположением шпинделя. Толщина пильного диска b=(0, 08…0, 15)Ö D. Пилы с пластинками из твердого сплава
Для всех типов пил с пластинками твердого сплава делают боковые поднутрения зубьев: материал пластинок – твердые сплавы ВК6, ВК15. Материал дисков инстументальная легированная сталь 9ХФ или 50ХФА, HRC диска 40…45. Пилы круглые конические применяют для ребровой распиловки пиломатериалов на тонкие дощечки с целью уменьшения отходов древесины в опилки (ширина пропила в 2 раза меньше по сравнению с плоскими пропилами). Толщина отпиливаемых дощечек не должна превышать 12…18 мм, чтобы пила не заклинивала в пропиле, а отгибала дощечку. Для несимметричной распиловки используют односторонние конические пилы (лево- и правоконические), для симметричной распиловки двусторонние. D=500…800 мм, В0=3, 4…4, 4 мм, В=1, 0…1, 4 мм, Z=100, d=50 мм. g=25°, b=40°. Материал – сталь инструментальная легированная 9ХФ. HRC=41, 46.
Точение древесины.
Технологическая цель процесса точения – получение деталей с поверхностями тел вращения – цилиндрической, конической или более сложной формы. По направлению подачи относительно оси вращения различают продольное (осевое) и поперечное точение. Поперечное точение классифицируют на радиальное и тангенциальное. Радиальное точение имеет место при подаче резца перпендикулярно оси вращения, по радиусу. Абсолютная траектория точки лезвия резца – архимедова спираль. Толщина стружки h=1000∙ U/n=соnst.
При продольном точении заготовка вращается, а резцу предаётся движение ножа вдоль оси вращения. Непрерывная винтовая стружка имеет постоянное сечение. Резцы для предварительного чёрного точения имеют полукруглое лезвие радиусом r =5…35 мм, для чистового – прямолинейное главное лезвие, расположенное под углом φ п=40…50° к оси вращения заготовки (главный угол в плане), и вспомогательное лезвие под углом φ 1=2…5°. Геометрия резца в главной секущей плоскости n-n: α =10..12°; β =25..40°; Ã =55..40°; δ =35..50°. проекция главного лезвия на плоскость m-m наклонена по отношению к проекции на эту же плоскость радиуса вращения, проведённого к вершине резца под углом ε =3..5° (угол скоса при наклоне главного лезвия). Размеры стружки h=Un ∙ sinφ п; В=Н/sinφ п, где Н (мм) – глубина точения Н=R1-R2. Резец оставляет на обработанной поверхности кинематические неровности, форма которых в продольном сечении копирует вершину резца. Длина волны ℓ =Un=Uz, глубина волны: для резца, вершина которого не закруглена y = tgφ п∙ tgφ 1/(tgφ п +tgφ 1); для резца с закруглённой вершиной y≈ Unª /(8∙ r). На практике при черновом точении Un=1, 5…2 (мм), при чистовом Un≤ 0, 8 мм. Силу воздействия S резца на заготовку раскладывают на три составляющие: касательную Р, радиальную R и осевую А. Если ε =0°, то R и А- составляющие нормальной силы Q: R =Q∙ cosφ п=m∙ Р∙ cosφ п; А=Q∙ sinφ п=m∙ Р∙ sinφ п, где m- переходный множитель, зависящий от толщины стружки h. Мощность резания Nрез=Кт∙ апопр∙ π ∙ (Rª 1-Rª 2)∙ U/60 (Вт). Отсюда определяют касательную силу Р=Nрез/υ (Н). Материал резцов быстрорежущая сталь Р18.
Сверление древесины Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-11; Просмотров: 882; Нарушение авторского права страницы
Движение возврата резца (а также движение отвода и установки, когда требуется избежать трения о поверхность заготовки и дополнительного износа) составляет обратный ход резца. При правильной организации процесса резание число разновидностей движений наименьшее. Каждое из движений характеризуется траекторией движения лезвия и законом движения его вдоль траектории. В процессах резания древесины траекториями рабочих движений являются, обычно, прямая или окружность. Главные рабочие движения в большинстве случаев осуществляются с постоянной по величине скоростью. Принято скорость резания V измерять метрами в секунду ( м/с), а скорость подачи U – метрами в минутах (м/мин.). Для повышения производительности процесса, уменьшения усилий резания и повышения качества обработки резцу обычно одновременно с движением резания сообщают движение подачи. При этом имеет место сложное движение лезвия резца относительно заготовки. Скорость абсолютная Va равна геометрической сумме скоростей рабочих движений резания. В большинстве случаев Va = V+U. В условиях обработки на дереворежущих станках V> > U, поэтому Va мало отличается от V и для практических расчетов часто принимают траекторию и скорость движения резания за абсолютную траекторию и скорость Va лезвия резца, указывая вносимую при этом погрешность.
Под геометрией резца понимают совокупность характеристик его формы и расположения в пространстве.
к плоскости резания. Считают, что передний угол и задний угол положительные, если они располагаются вне тела резца и отрицательные в противном случае
При пилении рамными пилами древесина делится полосовым многорезцовым инструментом при его возвратно – поступательном движении. Пильная рамка 1 с комплектом пил (поставом)2 движется только в вертикальной плоскости перпендикулярно направлению передачи U. Движение рамки осуществляется посредством кривошипно – шатунного механизма, состоящего из кривошипного (коленчатого) вала 6 с маховиками 7 и шатуна 5. Траектория резания – прямая, скорость резания переменная V»Vmax*SINa, где Vmax-окружная скорость кривошипа; a - угол поворота кривошипа. Расстояние между крайними положениями называется ходом пильной рамки S=2R. Зубья режут только при рабочем ходе (вниз). Холостой ход – вверх. Vmax=2pRn/60000=pSn/60000, где R-радиус кривошипа(мм); n-частота вращения коленчатого вала (мин-1). Средняя скорость резания Vср определяется отношением пути пильной рамки за один оборот вала 2S ко времени одного оборота 60/n. Vср=2Sn/60. Для современных рам Vср=7, 2...7, 4(м/с), S=0, 6...0, 7(м), n=320...360(мин-1). Вальцевые механизмы подачи 3 периодического и непрерывного действия. Возможны следующие виды подачи: 
Горизонтальное смещение L линии вершин зубьев на длинне хода рамки S является линейной мерой уклона: L=S*tgy. Установка пил с уклоном позволяет подавать бревно в период холостого хода рамки при непрерывной, толчковой за холостой ход и двухтолчковой подачах. Минимальный уклон Lmin=^x (посылка за холостой ход). ^=^p.x.+^x.x. (^p.x.-посылка за рабочий ход). При непрерывной подаче с постоянной скоростью Lminнепр=^x.x.=^/2; при толчковой подаче за холостой ход Lmin x.x.=^x.x.=^; при толчковой подаче за рабочий ход Lmin p.xp= ^x.x.=0
Толчковая подача за рабочий ход: Lmin=0, V=const, истинная U¹ const. U и V изменяются по одному закону (механизмы резания и подачи имеют общий привод от кривошипного вала), во время рабочего хода U/V=const. tgjg=U/(60V). Кинематическая толщина стружки h=Uz*cosjg. Непрерывная подача с постоянной скоростью: emin=D/2 Va=V+U ¹ const, (U=const), траектории зубьев кривые (косинусоиды). Толщина стружки h¹ const. Наименьшая в середине хода (рабочего): hmin=Uz*cosjg, где jg=arctg[U/(60Vmax)]. cosjg»1Þ hmin»Uz.
Пила формирует по дну пропила ступеньки a, b, c. В начале холостого хода зубья пилы взаимодействуют с ними задними гранями. Возникают большие силы, снижающие производительность, качество, повышающее расход энергии на резание, ускоряющее износ. При периодической подаче скобление устраняют с помощью кинематических приёмов запаздывания (при подаче за холостой ход) или опережения (при подаче за рабочий ход).
При пилении ленточной пилой, древесина делится многорезцовым инструментом в виде бесконечной тонкой ленты с зубьями по рабочей кромке при его прямолинейном непрерывном поступательном движении. V=const=pDшп/(60*1000) (м/с), где Dш – диаметр пильного шкива (мм), n – частота его вращения (мин-1). Движение подачи в большинстве случаев прямолинейное, равномерное. Va=const: траектории зубьев в пропиле – паралельные прямые линии. Кинематическая толщина стружки h=Uzcosjg, где jg=arctg[U/(60V)]. Учитывая малость jg толшину стружки вычисляют по формулам: для плющеных зубьев h¦=h=Uz cosjg»Uz; для разведенных зубьев hl=(Bпр/b)h»( Bпр/b)Uz
Ленточные пилы изготавливают в соответствии с ГОСТ 6532-77 “пилы ленточные, для распиловки древесины” и ГОСТ 10670-77 “пилы ленточные для распиловки бревен и брусьев” из инструментальной легированной стали 9ХФ.
Резание осуществляется многорезцовым вращающимся инструментом в форме диска. Круглая пила может находиться в верхнем или нижнем положении относительно заготовки. Диаметр резания D=2R(мм) или диаметр пилы принимается одинаковым для всех зубьев. Частота вращения n(мин-1) считается постоянной.
СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ V=(p*D*n)/(60*1000) (м/с) составляет 40…80 (максимум 100…120) м/с и более. Подача на один оборот пилы Un=(1000U)/n (мм), подача на один зуб пилы Uz=Un/z=(1000U)/(n*Z) (мм); Z=(p*D)/t, где Z – число зубьев пилы, t – шаг зубьев (мм).
Пилы круглые строгальные имеют поднутрение боковых поверхностей от периферии к центру 15¢ …45¢, поэтому не нужны развод плющение. Боковые режущие кромки зубьев расположены в одной плоскости. Пильный диск с поднутрением очень устойчив. Поверхности пропила по шероховатости близки к строганым. Используются для чистовой распиловки древесины влажностью до 20% в любом направлении. Стандартизованы ГОСТ 18479-73. Различают одноконусные и двухконусные пилы. Они предусмотрены для продольной и поперечной распиловок. Материал пил инструментальная легированная сталь 9ХФ или 9Х5ВФ. Твердость HRC=51…55. Для продольной распиловки g=20°, b=40°, для поперечной g= -15°, b=45°.
Тангенциальное точение осуществляется при поперечной подаче резца по хорде. Абсолютная траектория – резания спираль с переменным растоянием между витками. Изменение толщины стружки к концу процесса способствует достижения высокого качества обработки.