Метод расчета режимов обработки древесины резанием
Определение зависимости силы резания от толщины срезаемого слоя, углов перерезания волокон древесины и расчета режимов резания. Зависимость удельной силы резания от угла перерезания волокон для резания, от угла перерезания при продольно-торцовом резании.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.11.2018 |
| Размер файла | 64,2 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/
УДК674.023
ФГОУ ВПО “Уральский государственный лесотехнический университет”
Метод расчета режимов обработки древесины резанием
Глебов И.Т.
Аннотация
перерезание волокно древесина
В статье излагается зависимость силы резания от толщины срезаемого слоя, углов перерезания волокон древесины и расчет режимов резания
В теории резания древесины на основании экспериментальных исследований установлено, что в случае снятия лезвием срезаемого слоя толщиной а ? 0,1 мм, единичная касательная сила резания может быть описана уравнением (рис. 1, отрезок АВ)
, (1)
где Fх1 - единичная касательная сила резания, Н/мм; р - фиктивная сила резания, Н/мм; k - касательное давление срезаемого слоя на переднюю грань зуба, МПа; - коэффициент затупления режущей кромки лезвия; - касательное давление, возникающее при пилении от трения стружки в пропиле, МПа; t, b - высота и ширина пропила соответственно, мм; а - толщина срезаемого слоя, мм.
Размещено на http://www.allbest.ru/
В диапазоне микрослоев (а ? 0,1 мм) линия зависимости единичной касательной силы резания от толщины срезаемого слоя имеет параболическую форму (рис. 1). Для упрощения расчетов в 60-х гг. прошлого столетия кривую ЕА параболы заменили прямой линией. В этом случае результаты расчетов получались заниженными по величине. В настоящее время, в условиях компьютерных технологий задача упрощения расчетов не стоит. На передний план выступает задача повышения точности расчетов.
Напишем уравнение ветви параболы ЕА. Общее уравнение параболы в осях координат Fx1 и а имеет вид
Fx1 = са2 + dа + е, (2)
где с, d, е - параметры параболы.
Парабола проходит через точку Е, и вершина ее расположена в точке А.
Координаты точки А:
аА = 0G = 0,1 = ;
где Fx 0,1 - значение касательной силы резания при толщине срезаемого слоя 0,1 мм:
.
Отсюда получим
d = - 0,2с, 4се - d2 = 4с Fx 0,1.
Точка Е, лежащая на параболе, имеет координаты:
аЕ = - о; Fx1Е = 0.
Подставляя эти координаты в уравнение параболы (2), получим
,
.
Получена система уравнений для определения параметров с, d, е параболы:
d = - 0,2с;
4се - d2 = 4с Fx 0,1; (3)
.
После решения системы уравнений получено
; ; ,
где - коэффициент: ; где о - начальный радиус закругления режущей кромки, мм.
Уравнение единичной касательной силы резания для микрослоев (по уравнению 2) и с учетом поправочных коэффициентов на породу ап, влажность аw и вид пиления ав (встречное, попутное) имеет вид
. (4)
При решении обратных задач из уравнений для единичной касательной силы резания находят значение толщины срезаемого слоя. Сначала по величине заданной мощности определяют значение силы резания при пилении одним зубом
,
где - длина режущей кромки зуба пилы, мм.
Запишем уравнение (4) касательной силы резания для микрослоев c учетом коэффициента затупления режущей кромки зуба в виде
.
Обозначим .
Если m1 < 1, то расчет следует вести по формулам для микрослоев, при m1 > 1 расчет следует вести по формулам для макрослоев.
После преобразования составим приведенное квадратное уравнение
Отсюда
. (5)
При m1 = 1 а = 0,1 мм.
Для макрослоев толщина срезаемого слоя определяется по уравнению
. (6)
В приведенных формулах имеется два параметра (р, k), которые учитывают структуру древесины, угол перерезания волокон древесины. При резании различают три главных вида резания (торцовое, продольное, поперечное) и три промежуточных вида резания (продольно-торцовое, поперечно-торцовое, продольно-поперечное). Эти виды резания отличаются положением вектора скорости главного движения и плоскости резания относительно волокон древесины, т.е. величиной угла перерезания волокон.
Размещено на http://www.allbest.ru/
При продольно-торцовом виде резания угол перерезания называют углом встречи, . При поперечно-торцовом виде резания угол перерезания называют углом наклона, . Поперечно-продольное резание характеризуют величиной угла скоса , .
Размещено на http://www.allbest.ru/
При продольной подаче заготовки в зависимости от положения режущих кромок инструмента относительно волокон древесины возможно резание продольно-торцовое или продольно-торцово-поперечное.
Экспериментально найденные обобщенные зависимости удельной силы резания от углов перерезания волокон для указанных видов резания по данным А.Л. Бершадского [1] приведены на рис. 2. При =0 и =0 имеет место продольное и поперечное резание соответственно. При =90° и =90° имеет место торцовое и поперечное резание соответственно. Для всех видов резания наблюдаются синусоидальные корреляционные зависимости удельной силы резания от угла перерезания волокон древесины.
Для удобства пользования экспериментальными данными кривые графиков представляют в форме уравнений. Для этого часто пользуются методом спрямления кривых. Если кривые графиков рис. 2 построить в осях координат (ось ординат) и (ось абсцисс) ординат в осях координат тодом спрямления кривых.ривые графиков надо представить в форме уравнений. но волокон древесины.___), то из синусоидальных кривых получатся прямые линии типа АБ (рис. 3). Тогда, обозначив параметры Fуд и фиктивной силы резания р символом А, получим уравнения прямых линий в общем виде [2]
,
,
,(7)
Для упрощения расчетов, ориентируясь на возможности логарифмической линейки как основного средства выполнения расчетов 60-х годов прошлого столетия, А.Л. Бершадский предложил следующие формулы
,
,
.(8)
Неравномерная ось абсцисс со шкалой (см. рис.3) заменена равномерной шкалой . В результате такой замены расчетные формулы дают погрешность до 14 %.
Расчетный метод А.Л. Бершадского, созданный в середине прошлого столетия, широко используется на практике в настоящее время. Пользователи практически не знают о тех допущениях и упрощениях, которые были сделаны при создании расчетного метода. В настоящее время, стремясь повысить точность расчетов, надо отказаться от указанных упрощений и расчеты значений параметров р и k выполнять по формулам (7).
На основании рекомендуемых А.Л. Бершадским расчетных формул [2] типа для определения силы резания при главных видах резания и значения эмпирических коэффициентов (таблица 1), предлагаются новые формулы для выполнения современных расчетов, которые приведены ниже.
Таблица 1. Значения эмпирических коэффициентов А, Б, В, МПа, и р, Н/мм для древесины сосны [2]
|
А |
А// |
А# |
Б |
Б// |
Б# * |
|
|
0,550 |
0,196 |
0,029 |
0,196 |
0,069 |
0,059...0,069 |
|
|
В |
В// |
В# |
р |
р// |
р# |
|
|
19,62 |
5,40 |
0,59 |
4,80 |
1,57 |
0,98 |
|
|
* Меньшее значение Б# при < 55, большее - при > 55. |
Расчетные формулы, рекомендуемые для определения значений параметров р и k, при переходных видах резания массивной древесины сосны:
- для продольно-торцового резания
;
;
- для поперечно-торцового резания
;
;
- для поперечно-продольного резания
;
;
- для продольно-торцово-поперечного резания
р//--# = р//- - (р//-- р#-//);
k//--# = k//- - (k//-- k#-//).
Здесь подставляют в град., V'- в м/с. Кроме того,
если V 50 м/с, то V' = (90-V), иначе V' = V;
если 55є, то С = 0,059, иначе С = 0,069.
Заключение
Устраняя допущения и упрощения, принятые основоположником расчетного метода А.Л. Бершадским в середине прошлого столетия, в статье предлагаются новые приемы определения сил резания в диапазоне микрослоев, а также расчета параметров р и k при переходных видах резания древесины. Предлагаемые формулы дополняют и развивают расчетный метод А.Л. Бершадского, повышают точность расчетов.
Библиографический список
1. Бершадский, А.Л. Резание древесины [Текст]: учеб. пособие/ А.Л. Бершадский; М.; Л. Гослесбумиздат, 1958. 328 с.
2. Бершадский, А.Л. Справочник по расчету режимов резания древесины [Текст]/ А.Л. Бершадский; М.; Гослесбумиздат, 1962. 124 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Табличный метод расчета режимов резания при точении, сверлении и фрезеровании. Выбор марки инструментального материала и геометрических параметров режущей части инструмента. Расчет скорости резания, мощности электродвигателя станка, машинного времени.
курсовая работа [893,5 K], добавлен 12.01.2014Роль 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 08.02.2011Резание 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 18.09.2009Полный 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 21.10.2014Определение элементов, силы, мощности и скорости резания, основного времени. Расчет и назначение режимов резания при точении, сверлении, зенкеровании, развертывании, фрезеровании, зубонарезании, протягивании, шлифовании табличным и аналитическим методами.
методичка [193,5 K], добавлен 06.01.2011Определение числа ходов при сверлении, инструментального материала, смазочно-охлаждающей жидкости, глубины, силы, мощности резания и проведение расчета частоты вращения с целью исполнения операций токарных, осевой обработки, фрезерных, шлифовальных.
курсовая работа [181,5 K], добавлен 25.02.2010Расчет 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 25.06.2014Эксплуатация станков и инструментов; назначение режимов резания и развертывания с учетом материала заготовки, режущих свойств инструмента, кинематических и динамических данных станка. Расчет глубины резания, подачи, скорости резания и основного времени.
контрольная работа [153,5 K], добавлен 13.12.2010Выбор и обоснование режимов эксплуатации круглых пил для продольного пиления древесины. Расчет оптимальных режимов резания, подбор инвентаря. Разработка конструкции приспособления для контроля торцового и радиального биения зубьев круглопильных станков.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 10.03.2015Расчет рационального режима резания при обтачивании валика на станке. Выбор геометрических параметров режущей части резца, инструментального материала. Выбор углов в плане, угла наклона главной режущей кромки. Расчетное число оборотов шпинделя станка.
контрольная работа [697,4 K], добавлен 20.02.2011Обзор отечественных и зарубежных продольно-фрезерных станков. Описание работы станка. Расчет режимов резания. Рассмотрение силового и мощностного расчета станка. Подготовка к первоначальному пуску. Определение настройки, наладки и режима работы.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 12.08.2017Явления, сопровождающие процесс резания; способы обработки конических поверхностей. Технология токарной обработки ступенчатого вала: характеристика детали, станка, режущего и контрольно-измерительного инструментов. Выбор рациональных режимов резания.
реферат [1,4 M], добавлен 02.02.2013Основные 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 20.02.2010Особенности процесса строгания. Элементы режима резания и геометрия срезаемого слоя при строгании. Силы и момент при сверлении. Влияние факторов на осевую силу и крутящий момент при сверлении. Цилиндрическое фрезерование. Особенности процесса резания.
курс лекций [2,4 M], добавлен 17.11.2010Карта операционных эскизов детали с выбором припуска на обработку, расчёт режимов резания. Конструкция приспособления для фрезерования двух лысок и зажима детали. Расчёт силы резания, потребной и создаваемой силы зажима, погрешности установки детали.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.09.2012Назначение режима резания при сверлении, зенкеровании и развертывании. Изучение особенностей фрезерования на консольно-фрезерном станке заготовки. Выполнение эскизов обработки; выбор инструментов. Расчет режима резания при точении аналитическим способом.
контрольная работа [263,8 K], добавлен 09.01.2016Разработка технологии изготовления детали "Блок шестерён". Выбор параметров резания и норм времени на переходы и операции в соответствии с заданием. Особенности расчета режимов резания и длительности обработки поверхности, операций согласно нормативам.
курсовая работа [236,0 K], добавлен 18.09.2014Технология получения деталей из дерева с помощью круглопильных станков. Выбор типового инструмента и определение его основных параметров. Расчет и анализ предельных режимов обработки (скорости подачи, мощности и фактических сил резания), механизма подачи.
курсовая работа [456,8 K], добавлен 02.12.2010Значение высокоскоростной обработки (ВСО) в области машиностроения. Зависимость силы резания от скорости. Характерные черты и основные принципы ВСО. Режущий и вспомогательный инструменты для ВСО. Зависимость износа инструмента от биения и длины резания.
реферат [231,4 K], добавлен 27.05.2012Характеристика аналитического метода расчёта оптимального режима резания металлов. Выбор режущего инструмента, определение глубины проникновения. Описание подач табличным способом. Построение номограммы зависимости скорости резания от параметров детали.
курсовая работа [982,0 K], добавлен 08.01.2016
