Определение оптимальных углов резания и заострения для обработки древесины
Обеспечение благоприятных условий для резца при обработке различных пород древесины для выбранного режима. Использование износостойких материалов в качестве резцов. Изготовление ножей и пластин к фрезерному, строгальному и фуговальному инструменту.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.11.2018 |
| Размер файла | 149,3 K |
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/
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УГЛОВ РЕЗАНИЯ И ЗАОСТРЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ
В.Н. Гаранин, аспирант кафедры ДОСиИ, (БГТУ, г. Минск, РБ)
Весь фрезерный инструмент, который поступает на рынок Республики Беларусь для обработки древесины, имеет углы заострения от и выше. Этот параметр угла установлен фирмами-изготовителями на основании их многолетних опытов работы [1]. В данной работе найдём аналитические доказательства применяемых углов заострения. Проанализируем влияние угла на касательную силу резания для трех пород древесины (сосна, береза, дуб) с помощью теории А. Л. Бершадского [2]. Угловые характеристики процесса открытого фрезерования учитываются в теории при определении сил, действующих на резец. В зависимость для определения средней условной силы резания по передней поверхности резца входит угол резания , т. е.
, Н (1)
где - фиктивное условное давление по передней грани резца, Н/мм2
, и - коэффициенты, зависящие от угла перерезания волокон и обрабатываемой породы.
Как видим, угол резания влияет на составляющую силы резания РП - действующей по передней грани резца, которая с увеличением возрастает, поскольку пропорционально влияет на касательную силу резания [2].
С увеличением угла резания мощность и сила резания возрастают, поэтому выбирается всегда оптимальный наименьший угол резания. Применение меньших углов резания ограничивается углом заострения резца. Однако, минимально возможный угол заострения ограничен физико-механическими свойствами резца, который в зависимости от условий резания и материала резца на практике принимают в пределах .
Для определения средней касательной силы резания, действующей на резец при его взаимодействии с материалом, воспользуемся зависимостью:
(2)
Для этого в зависимостях (1) и (2) необходимо рассмотреть коэффициенты А, Б, В и р.
Из опытных данных А. Л. Бершадского:
Для сосны
Для березы
Для дуба
где - угол перерезания волокон
Примем условия:
Резец острый, т.е. , ширина фрезерования мм, скорость фрезерования м/с, подача на резец мм, высота припуска мм, диаметр фрезерования мм.
Изобразим схему процесса фрезерования:
Рис 1. Схема процесса фрезерования
Силы, действующие на резец в радиальном и тангенциальном направлениях согласно [2] можно изобразить следующими кривыми:
Рис 2. Радиальная и тангенциальная силы
Находим максимальную касательную и нормальную силы резания для трех пород древесины по [2].
Кинематический угол встречи град
Толщина стружки: мм
Удельная фиктивная сила резания по задней поверхности резца
Для сосны:
Н/мм2
Для березы:
Н/мм2
Для дуба:
Н/мм2
Фиктивное среднее давление по передней поверхности резца
Для сосны:
,Н/мм2
Для березы:
,Н/мм2
Для дуба:
,Н/мм2
Максимальную касательную силу резания, действующую на резец, находим по зависимости (2) с учетом того, что максимальная сила в 2 раза больше средней за время взаимодействия резца с обрабатываемым материалом:
, Н (3)
Максимальная сила резания по задней поверхности резца:
Н
Максимальная сила резания по передней поверхности резца:
Н
Максимальная радиальная сила
Н (4)
где - угол трения между обрабатываемым материалом и резцом, град. (Находиться в пределах 15 градусов)
Строим графики сил:
Рис 3. Зависимости максимальных сил резания от параметров обработки
Изобразим схему представленных на графике сил:
Рис 4. Схема действующих на резец сосредоточенных сил
Наилучшие условия работы резца - когда результирующая сила резания направлена под углом к оси х - х. Этому условию удовлетворяет соотношение:
(5)
Выразим из этого выражения угол заострения резца:
При фрезеровании необходимо обеспечить задний угол 10-50 градусов. Приняв , перепишем (5):
Построим график зависимости угла заострения от угла резания, породы и угла перерезания волокон при , , мм, м/с, мм, мм, мм:
Рис 5. Зависимости угла заострения от угла резания, породы и угла перерезания волокон:
Следует отметить следующие полученные данные:
1. Для обеспечения наиболее благоприятных условий для резца при обработке различных пород древесины для выбранного режима (мм и мм) следует придерживаться угла заострения .
2. Направление волокон практически не влияет на выбор оптимального для резца угла (отличие составляет 6%);
3. На основании анализа зависимости (5) установлено, что с увеличением подачи на резец и высоты снимаемого слоя (мм и мм), угол заострения и угол атаки следует увеличить.
4. Увеличение затупления резца отрицательно сказывается на распределение сил резания. Выше мкм резец не из-за увеличения сил трения по задней грани будет испытывать большие изгибающие нагрузки, что приведёт к потере его режущей способности. Этот вывод говорит в пользу того, что необходимо использовать износостойкие материалы в качестве резцов и своевременно производить заточку инструмента.
Представленный вывод подтверждает использование углов заострения для обработки древесины . Условия работы с указанными углами «вынуждают» работать резец на сжатие, что благоприятно сказывается на применение материалов в качестве резцов, способных воспринимать большие сжимающие нагрузки при слабой устойчивости к изгибающим нагрузкам. К таким материалам следует отнести композиционные материалы (ВК, ТК, ТТК и др.), применение которых для фрезерования древесины весьма перспективное направление, поскольку их стойкость к износу на порядок выше лучших стальных сплавов, используемых в деревообработке для изготовления ножей и пластин к фрезерному, строгальному и фуговальному инструменту.
древесина фрезерный строгальный инструмент
Литература
1. Дереворежущий инструмент отечественного и импортного производства. Выпуск №7. Kami Станкоогрегат.
2. А. Л. Бершадский, Н. И. Цветкова «Резание древесины», 1976 г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Пороки древесины, и их классификация. Механические повреждения при обработке древесины. Проект создания стола из ДСП и фанеры, чертежи, подбор материалов с минимальными вредными веществами. Техника безопасности на станке и при ручной обработке древесины.
реферат [350,5 K], добавлен 15.05.2009Резание 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 18.09.2009Роль 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 08.02.2011Теплопроводность материала. Теплоизоляция строительных конструкций. Изучение влияния влажности на свойства древесины. Возникновение коробления при механической обработке сухих пиломатериалов. Изготовление отделочных материалов на основе полимеров.
контрольная работа [156,0 K], добавлен 16.03.2015Выбор режима, силы, мощности резания. Конструктивные размеры фасонного резца, элементы крепления и выбор геометрических параметров, технические условия на изготовление. Исследование углов режущих кромок резца. Аппроксимация криволинейных участков профиля.
контрольная работа [231,8 K], добавлен 29.11.2016Этапы выбора наивыгоднейшего режима резания. Выбор типа резца, его основных размеров. Проверка выбранного режима резания по крутящему моменту (мощности) на шпинделе станка. Определение коэффициента загрузки станка по мощности (крутящему моменту).
курсовая работа [1010,5 K], добавлен 03.04.2011Продукты переработки древесины. Особенности ее промышленного использования. Достоинства и недостатки древесины как материала. Направления использования низкокачественной древесины и отходов. Основные лесозаготовительные районы Российской Федерации.
реферат [17,6 K], добавлен 28.12.2009Положительные свойства древесины как конструкционного материала. Химический состав и структура древесины. Классификация древесных пород на ядровые и заболонные. Механические свойства текстильных материалов, их использование в производстве швейных изделий.
контрольная работа [35,2 K], добавлен 12.12.2011Основные разновидности токарных резцов, особенности их формы и отличительные признаки, функциональное назначение и сферы применения. Конструкция токарного резца и его элементы Приборы для измерения углов резца и техника их использования. Виды стружки.
контрольная работа [48,0 K], добавлен 18.01.2010Разработка технологического процесса изготовления изделия из древесины и древесных материалов. Подбор и расчет потребного количества основных и вспомогательных материалов, технологического оборудования. Планировка технологического оборудования цеха.
курсовая работа [642,0 K], добавлен 05.12.2014Расчеты геометрических параметров и углов фасонного резца, червячной модульной фрезы, шлицевой протяжки переменного резания. Выбор типа и построение профиля. Расчёт полей допусков на изготовление резца, шаблона и контршаблона. Определение размеров фрезы.
курсовая работа [433,7 K], добавлен 23.05.2012Основные 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 25.09.2014Процесс протягивания, виды протяжек и их назначение. Расчет круглой протяжки. Проектирование круглого фасонного резца: расчет значений заднего угла, глубины профиля для каждого участка, длины рабочей части резца, допусков на изготовление фасонных резцов.
курсовая работа [281,7 K], добавлен 19.05.2014Определение временного, нормативного и расчетного сопротивления древесины на изгиб. Определение расчетного сопротивления древесины сжатию вдоль волокон. Расчет сопротивления древесины при длительном действии нагрузки и нормально–влажностных условиях.
отчет по практике [7,6 M], добавлен 01.11.2022Основные свойства древесины, ее строение, пороки. Устройство и принцип действия цепнодолбежного станка. Техника выполнения контурной резьбы. Технология склеивания древесины. Резьба по бересте. Причины травматизма на деревообрабатывающих предприятиях.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 01.05.2015Разработка технологического процесса изготовления мебели из древесины. Расчет потребного количества материалов. Затраты времени для обработки заготовок. Определение производительности и подбор фрезерных, шлифовальных, прессовых станков; планировка цеха.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 16.04.2015Характеристика органических веществ древесины. Анизотропия и величина разбухания в различных направлениях. Электропроводность и прочность древесины. Диэлектрические и пьезоэлектрические свойства. Реологическая модель и закономерности ее деформирования.
контрольная работа [182,4 K], добавлен 21.07.2014Методика обучения школьников технологиям обработки древесины. Разработка методического пособия для изучения технологии обработки древесины на вертикально-фрезерном станке. Обучение школьников на вертикально-фрезерном станке. Планы проведения уроков.
курсовая работа [36,6 K], добавлен 05.12.2008Основные свойства древесины как конструкционного материала. Структура древесины и ее химический состав. Органические вещества: целлюлоза, лигнин и гемицеллюлозы. Показатели механических свойств текстильных материалов: растяжение, изгиб, драпируемость.
контрольная работа [25,2 K], добавлен 16.12.2011Геометрические параметры токарного расточного резца с пластиной из твердого сплава, предназначенного для предварительного растачивания на проход без ударных нагрузок заготовки. Скорость резания при обработке заготовки. Частота вращения шпинделя станка.
контрольная работа [177,0 K], добавлен 06.09.2012
