Методы определения сил резания механической обработки древесины

В статье приведены теоретические методы и экспериментальные с помощью динамометрических установок. Дан пример модернизации одной из таких установок. Изучена схема элементарного резца и реального лезвия. Охарактеризован цифровой преобразователь сигнала.

Рубрика Производство и технологии
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 17.07.2018
Размер файла 1,3 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

№60-1, 16.02.2017

Технические науки

Методы определения сил резания механической обработки древесины

Солнышков Дмитрий Михайлович, бакалавр, студент

Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова

В данной статье рассматриваются методы определения сил резания механической обработки древесины. В статье приведены теоретические методы и экспериментальные с помощью динамометрических установок. Дан пример модернизации одной из таких установок.

Похожие материалы

Использование измерительно-вычислительных комплексов в лесопильной и деревоперерабатывающей промышленности

Анализ программ моделирующих транспортные потоки методом Саати

Твердение бетона

Ассортиментная политика сети супермаркетов «Барс» в городе Рязани

Сравнительный анализ программных продуктов оценки инвестиционных проектов

ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС, РЕЖИМЫ ОБРАБОТКИ, МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА, СИЛЫ РЕЗАНИЯ

С развитием деревообрабатывающей промышленности выросли и требования к размерно-качественным характеристикам заготовок и изделиям из них. Следовательно, возникает необходимость в разработке и создании нового оборудования и инструмента для механической обработки древесины.

Так как древесина имеет анизотропные свойства, то назначение режимов обработки вызывает определённые сложности. Эти сложности связанны с тем, что режимы назначаются исходя из полученных данных о силовых составляющих при механической обработке древесины.

Для расчета режимов резания древесины используется несколько методов:

метод А. Л. Бершадского;

расчет по эмпирическим степенным формулам;

по табличной силе;

по объемной формуле мощности резания

Расчет по методу А.Л. Бершадского применяется особенно широко. Резанием называется процесс обработки древесины с нарушением связи между частицами по заданной траектории резца. Различают две разновидности резания:

резание без стружкообразования;

резание со стружкообразованием.

Резание без стружкообразования характеризуется тем, что длина резания (хода резца) очень мала по сравнению с толщиной. Сюда относятся такие виды обработки, как разрезание тонкого листа шпона на ножницах и штамповка-высечка листового материала пуансоном и матрицей.

Резание со стружкообразованием характерно тем, что резец при проходе объемно деформирует отделяемый объем древесины в различных направлениях. Эти деформации вызываю т значительные изменения объема стружки, и почти всегда приводят к ее разрушению.

При обработке материалов твердым инструментом резание осуществляется резцом. Резец -- это клиновидное тело на инструменте, предназначенное для обработки. Схема элементарного резца представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема элементарного резца: OO1 - режущая кромка (лезвие резца); OO1mm1 - передняя грань; OO1nn1 - задняя грань; Omn, O1m1n1 - боковые грани; lfda - плоскость резания; в - угол заострения; д - угол резания; б - задний угол; г - передний угол; b - ширина детали.

В процессе резания древесина испытывает различные деформации в различных направлениях. Эти деформации не постоянны и отличаются от номинальных. Соответственно количественные характеристики силовых составляющих так же отличаются в различных направлениях и зависят от многих факторов и условий обработки. Невозможно создать одинаковые условия обработки на различных производствах.

Из выше сказанного следует, что теоретический расчёт имеет ряд упрощений связанных как с параметрами резца, так и с предметом обработки. Например, для сравнения лезвий по остроте кривую поверхность режущей кромки условно заменяют цилиндрической (рисунок 2).

Рисунок 2. Схема реального лезвия резца

Радиус с этой поверхности служит мерой остроты режущей кромки и называется радиусом округления (затупления) режущей кромки.

Таким образом, использование теоретических методов расчёта режимов резания является необходимостью при разработке инструмента и оборудования.

Однако существует экспериментальный метод определения сил резания при различных видах механической обработки древесины. Данный метод реализуется с помощью динамометрических машин для измерения сил резания.

Данные машины применяются в исследованиях при сравнении и выборе материалов для инструмента и оборудования. По количеству измеряемых составляющих силы резания динамометры делятся на:

однокомпонентные;

двухкомпонентные;

трехкомпонентные;

По принципу действия применяемых в них датчиков на:

механические;

гидравлические;

электрические.

Конструктивно динамометры состоят из датчика, воспринимающего нагрузку, деформацию или перемещение и преобразующего их в электрический параметр; приемника, регистрирующего параметр, и звеньев, связывающих датчик и приемник.

На сегодняшний день в России не уделяется должного внимания исследованиям посвященных модернизации и реализации динамометрических машин для измерения сил резания.

Под руководством Таратина Вячеслава Викторовича в Северном (Арктическом) Федеральном университете имени М. В. Ломоносова ведётся разработка измерительно-вычислительного комплекса на базе универсального динамометрического моста «УДМ-600» для измерения сил резания.

Рисунок 3. Универсальный динамометрический мост «УДМ-600»

В связи с тем, что данный аппарат был разработан ещё в 80-х годах, преобразователь сигнала - аналоговой. Было принято решение о его модернизации. Модернизация включала в себя поиск и переход на цифровые преобразователи, а так же соответствующие программное обеспечение.

В качестве цифрового преобразователя выбран шасси NI «CompactDAQ» (рисунок 4) с двумя модулями «cDAQ» (рисунок 5).

Рисунок 4. Цифровой преобразователь сигнала «CompactDAQ»

динамометрический резец лезвие преобразователь

Рисунок 5. Модуль «cDAQ»

Данный цифровой преобразователь работает с программным обеспечением «LabVIEW».

На данный момент вышеуказанный измерительно-вычислительный комплекс прошёл этап тарировки и отладки. Следующим этапом является проведение эксперимента на комплексе и анализ возможности его использования в производственных целях.

В заключении можно сделать вывод, что силы резания при механической обработке древесины играют важную роль для назначения режимов обработки, как существующего оборудования, так и при разработке принципиально нового.

Преимущественно используются теоретический способ расчёта сил резания, однако повышение точности расчетов является актуальной задачей теории резания древесины.

Эта задача может быть решена путем уточнения расчетных формул на основе положений современной теории резания древесины, а так же при помощи измерительно-вычислительных комплексов.

Список литературы

1. Глебов И.Т. Расчет режимов резания древесины: Монография. -Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2005. - 155 с.

2. Бершадский А. Л., Цветкова Н. И. Резание древесины: Учебное пособие - Минск: 1975. - 300 с.

3. Аппаратура для измерения силы резания (динамометры). [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://allrefs.net/c35/4b4ww/p24/

4. Таратин В. В. Солнышков Д. М. Раевский В. А Измерительно-вычислительный комплекс для определения силовых показателей процессов резанья древесины. [Текст] //Актуальные направления научных исследований XXI веке: теория и практика - С 154.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Анализ ручного деревообрабатывающего инструмента для строгания древесины. Описание устройства стругов: шерхебеля, рубанка и фуганка. Определения правильности установки в них лезвия. Схема расположения рук при работе и правила безопасности. Виды стружки.

    презентация [1,8 M], добавлен 13.03.2016

  • Методы цифровой обработки сигналов и их применение в различных сферах жизни человека. Характеристика и назначение полосового фильтра, особенности его реализации в цифровой форме. Реализация модели фильтра в Simulink. Возможности тулбокса WAVELET.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 16.11.2009

  • Технологический процесс механической обработки детали "водило", выбор материала, назначение производства. Оценка сложности, методы обработки и сборки. Определение режимов резания, детальное нормирование одной операции и оформление чертежа заготовки.

    курсовая работа [318,1 K], добавлен 26.04.2012

  • Монтаж холодильных установок: оборудования со встроенными герметическими машинами, малых установок с вынесенными агрегатами, установок средней и большой производительности. Техника безопасной работы при обслуживании и эксплуатации холодильных установок.

    курсовая работа [228,7 K], добавлен 05.11.2009

  • Резание как механическая обработка древесины, технология его реализации. Отличительные черты резания древесины от других материалов, обоснование его сложности. Разновидности резания и схемы данных процессов. Примеры выполнения главных видов резания.

    лабораторная работа [184,5 K], добавлен 18.09.2009

  • Разработка маршрутной технологии механической обработки детали: анализ и расчёт погрешностей базирования для типовых установок. Конструкция и служебное назначение детали, выбор способа изготовления заготовки, последовательность операций, расчет точности.

    курсовая работа [80,0 K], добавлен 14.06.2011

  • Обоснование необходимости очистки сточных вод от остаточных нефтепродуктов и механических примесей. Три типоразмера автоматизированных блочных установок для очистки. Качество обработки воды флотационным методом. Схема очистки вод на УПН "Черновское".

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.04.2015

  • Основные механические характеристики материала обрабатываемой детали. Способы закрепления заготовки на станке. Выбор материала режущей пластины резца и марки материала державки. Определение скорости резания, допускаемой режущими свойствами резца.

    контрольная работа [287,4 K], добавлен 25.09.2014

  • Основные понятия и положения теории резания материалов. Общая схема и система резания. Движение резания и его элементы. Строгальные, долбежные и протяжные виды обработки. Комбинированные виды обработки и оптимизация функционирования системы резания.

    курс лекций [2,1 M], добавлен 20.02.2010

  • Роль теплоотвода из зоны резания на температуру резания. Обработка титановых сплавов лезвийным и абразивным инструментом. Определение главных действительных углов и периода стойкости токарного резца. Рациональный режим резания при точении и сверлении.

    контрольная работа [1,9 M], добавлен 08.02.2011

  • Полный аналитический расчет режимов резания. Выбор геометрических параметров резца. Определение подач, допускаемых прочностью пластинки, шероховатостью обработки поверхности. Расчет скорости, глубины, силы резания, мощности и крутящего момента станка.

    курсовая работа [711,8 K], добавлен 21.10.2014

  • Разработка технологического процесса механической обработки "Корпуса резца". Расчет размерных технологических цепей и режимов резания. Проверочный расчет инструмента. Минимум приведенных затрат для токарной операции. Расчет и назначение нормы времени.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 20.02.2013

  • Сущность гидротермической обработки древесины. Техническая характеристика камеры ГОД УЛ-2, её недостатки и направления модернизации. Технологический, аэродинамический и тепловой расчеты устройства, календарный план на месяц сушки пиломатериалов.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 09.01.2015

  • Определение конструктивных элементов резца. Материал фасонного резца, допуски на размеры и технические требования. Указания по проектированию шаблона и контршаблона. Проведение исследования и создание резца для обработки цилиндрических поверхностей.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 02.12.2021

  • Расчет параметров режимов резания для каждой поверхности по видам обработки. Определение норм времени. Назначение геометрических параметров режущей части резца. Расчет режимов резания при сверлении и фрезеровании. Выбор инструмента и оборудования.

    курсовая работа [161,2 K], добавлен 25.06.2014

  • Принципиальная схема цифрового ревербератора для улучшения качества модуляции радиостанции. Подбор необходимой задержки сигнала. Установка уровня реверберации с помощью резистора. Сборочный чертеж, программы для фотоплоттера и сверлильного станка.

    курсовая работа [212,2 K], добавлен 05.01.2010

  • Состояние металла в зоне резания. Экспериментальные методы изучения процесса стружкообразования. Механика образования сливной стружки. Усадка стружки. Образование нароста. Влияние элементов режима резания на процесс пластической деформации в зоне резания.

    презентация [493,8 K], добавлен 29.09.2013

  • Разработка приспособления для фрезерования шпоночного паза. Структура технологического процесса механической обработки детали. Выбор оборудования, инструмента; расчет режимов резания; нормирование, определение себестоимости детали; техника безопасности.

    курсовая работа [231,7 K], добавлен 26.07.2013

  • Область применения холодильных установок. Обслуживание оборудования, холодильно-компрессорных машин и установок в соответствии с техническими чертежами и документацией. Требования к индивидуальным особенностям специалиста и профессиональной подготовке.

    презентация [2,7 M], добавлен 10.01.2012

  • Разработка технологического процесса механической обработки вала к многоковшовому погрузчику зерна ТО-18А. Определение типа производства. Расчет припусков на обработку, режимов резания, норм времени, точности операций. Проект станочного приспособления.

    курсовая работа [192,8 K], добавлен 07.12.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.