Затупление режущих кромок лезвий дереворежущего инструмента
Деревообрабатывающий станок и его режущий инструмент как элементы технологической системы. Силы резания и мощность механизма движения станка. Влияние затупления лезвий при расчете сил и мощности резания. Момент возникновения параметрического отказа.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.11.2018 |
| Размер файла | 36,6 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/
24
Затупление режущих кромок лезвий дереворежущего инструмента
Глебов И.Т. (УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ)
Деревообрабатывающий станок и его режущий инструмент принято рассматривать как элементы технологической системы [1]. При эксплуатации технологической системы могут возникать отказы, неработоспособное состояние, когда значение хотя бы одного параметра или показателя качества изготовляемой продукции, производительности, материальных и стоимостных затрат на изготовление продукции становятся несоответствующими требованиям, установленным в нормативно-технической или конструкторской, технологической документации.
В статье рассмотрено влияние режущего инструмента на параметрические отказы “Предельная энергоемкость обработки заготовки”, “Точность” и “Шероховатость”.
Мерой затупления режущих кромок лезвий принято считать величину их радиуса закругления, измеряемую в мкм. Острые кромки стального режущего инструмента имеют радиус закругления с, равный 4…6 мкм (для фрез) и 10 мкм (для пил).
Отказ технологической системы по показателю “Предельная энергоемкость обработки заготовки”. При работе режущего инструмента лезвия затупляются, силы резания и мощность механизма главного движения станка увеличиваются. В некоторый момент времени затраты энергии на обработку заготовки могут превзойти предельно допустимую энергоемкость и наступит момент отказа.
Влияние затупления лезвий при расчете сил и мощности резания учитывается коэффициентом затупления
,
где k - касательное давление срезаемого слоя на переднюю поверхность лезвия, МПа;
p - фиктивная сила резания, Н/мм;
о - радиус закругления режущей кромки лезвия, мкм;
- величина затупления режущей кромки к моменту наступления отказа, мкм.
Отказ технологической системы по параметру “Точность”. В процессе обработки деревянных заготовок лезвия режущего инструмента монотонно изнашиваются, затупляются, укорачиваются по биссектрисе угла лезвий (рис. 1).
Размещено на http://www.allbest.ru/
24
Рис. 1. Схема к расчету положения плоскости резания
Принято считать, что плоскость резания проходит через центр условно вписанной окружности с радиусом в поверхность режущей кромки. Если острое лезвие имеет радиус закругления режущей кромки о, то плоскость резания расположена от оси абсцисс на расстоянии dо. Если лезвие затупленное и имеет радиус закругления max, то плоскость резания проходит выше на расстоянии от оси абсцисс dmax. Обработанная поверхность древесины расположена ниже плоскости резания на величину остаточной деформации о = о, где о - величина относительной остаточной деформации. Таким образом, при обработке внешних поверхностей затупление лезвия приводит к увеличению размера, а при обработке внутренних поверхностей - к уменьшению размера. Из рис. 1 найдем отрезок ОО1
,
где - угол заострения лезвия.
Ордината центра О1
, (1)
где - задний угол лезвия.
Аналогично находится ордината центра О2:
.
Обозначим через е выражение
.
При увеличении радиуса закругления от о до max обработанная поверхность поднимается от оси абсцисс на величину
(2)
Отсюда получим значение предельно допустимого радиуса закругления режущей кромки, после достижения которого наступит отказ, неработоспособное состояние станка
. (3)
Для фрезерного режущего инструмента, например, по оси ординат расположен радиус фрезы. Можно сделать вывод, что для затупленного лезвия радиус фрезы уменьшается на величину r = d.
Пример 1. Определить момент возникновения параметрического отказа при обработке проушин с номинальным размером 12; 14; 16 и основным отклонением Н13, если начальный радиус закругления режущей кромки о = 5 мкм, задний угол лезвия = 15, угол заострения = 40, поле рассеяния размеров на станке = 180 мкм, относительная остаточная деформация о = 0,2.
Решение.
1. По ГОСТ 6449.1-82 [2] находим поле допуска IT13=270 мкм.
2. Находим величину запаса поля допуска [3]
з = IT13 - = 270 - 180 = 90 мкм.
3. Принимаем величину подъема обработанной поверхности для одной режущей кромки лезвия d = з /2 = 90/2 = 45 мкм.
4. Определим значение выражения
= 1,677.
5. Находим предельно допустимый радиус закругления режущей кромки
= 35,5 мкм.
Анализ формулы (3) показывает, что с увеличением угла заострения лезвия предельное значение радиуса закругления max увеличивается:
|
Угол |
40 |
45 |
50 |
55 |
|
|
Радиус закругления max, мкм |
35,5 |
37,36 |
39,1 |
40,6 |
Для проушин с номинальным размером по ширине 6; 8; 10 мм поле допуска равно 220 мкм; при прочих равных условиях значение max изменяется так:
|
Угол |
40 |
45 |
50 |
55 |
|
|
Радиус закругления max, мкм |
18,54 |
19,38 |
20,1 |
20,8 |
Пример 2. Определить момент возникновения параметрического отказа при обработке на сверлильно-пазовальном станке гнезд под шипы размером 8Н13, если о = 5 мкм, = 15, = 40, поле рассеяния размеров на станке = 180 мкм.
Решение. Гнездо обрабатывается концевой фрезой. При затуплении режущих кромок диаметр фрезы убывает. Поле допуска на размер 0,22 мм.
По формуле (3) получаем, что отказ наступит в момент, когда max = 18,54 мкм.
Из изложенного выше следует, что на момент возникновения параметрического отказа по параметру точности влияет главным образом точностное состояние станка. Чем больше значение поля рассеяния размера, тем меньше запас поля допуска и тем скорее наступает отказ. Применение формулы (3) позволяет определить расчетным путем предельно допустимое значение радиуса закругления лезвия, по достижению которого происходит отказ станка.
Отказ технологической системы по параметру “Шероховатость”. Затупление режущих кромок лезвий приводит к увеличению шероховатости обработанной поверхности. Изменение шероховатости фрезерованной поверхности по данным исследований Комарова Г.А. и Кряжева Н.А. [4] приведено в таблице.
Шероховатость поверхности при изменении радиуса закругления до 40 мкм при продольном фрезеровании, мкм
|
Автор |
Порода |
Скорость резания, м/с |
Подача на зуб, мм |
Уравнение зависимости |
|
|
Комаров Г.А., фрезерование поперечное |
Сосна |
20 |
1,6 |
Нmax=350+75с |
|
|
0,4 |
Нmax=210+10,25с |
||||
|
Береза |
1,6 |
Нmax=190+2,625с |
|||
|
0,4 |
Нmax=90+2,625с |
||||
|
Кряжев Н.А., Фрезерование продольное |
Сосна, береза |
- |
1,25…5,0 |
Нmax=10+с |
При продольном фрезеровании изменение шероховатости соизмеримо с изменением радиуса закругления.
Библиографический список
режущий инструмент деревообрабатывающий станок
1. ГОСТ 27.004-85. Технологические системы. Термины и определения [Текст]. М.: Изд-во стандартов, 2002. - 14 с.
2. ГОСТ 6449.1-82. Изделия из древесины и древесных материалов. Допуски и посадки [Текст]. М.: Изд-во стандартов, 1982. -45 с.
3. Глебов, И.Т. Технологическая точность деревообрабатывающих станков [Текст] Учебное пособие /И.Т. Глебов, А.Ю. Вдовин; Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2006. - 135 с.
4. Ивановский, Е.Г. Фрезерование и пиление древесины и древесных материалов [Текст] Е.Г. Ивановский, П.В. Василевская, Э.М. Лаутнер; М.: Лесн. пром-сть, 1971. 96 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Режущий инструмент и его общие конструктивные элементы. Виды инструментов. Кинематические элементы и характеристики резания. Системы координатных плоскостей. Элементы и характеристики срезаемого слоя и стружки. Элементы лезвий режущих инструментов.
реферат [213,2 K], добавлен 29.03.2009Эксплуатация 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 13.12.2010Обработка детали на токарно-винторезном станке. Выбор типа, геометрии инструмента для резания металла, расчет наибольшей технологической подачи. Скорость резания и назначение числа оборотов. Проверка по мощности станка. Мощность, затрачиваемая на резание.
контрольная работа [239,2 K], добавлен 24.11.2012Механизм резания фрезерно-обрезного станка Ц3Д-7Ф. Техническая характеристика станка Ц2Д-5АФ. Основные кинематические зависимости процесса попутного пиления и фрезерования. Мощность и силы резания при попутном пилении пилами. Передача винт-гайка качения.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 12.08.2017Выбор инструментального материала и геометрических параметров режущего инструмента. Геометрия резьбового токарного резца. Назначение режима резания. Расчет тангенциальной силы резания и размеров поперечного сечения державки. Определение основного времени.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 24.05.2009Полный 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 21.10.2014Исследование методов оптимизации процесса резания с учетом ограничения по кинематике и мощности привода главного движения станка, по периоду стойкости инструмента. Определение скорости, подачи резания и мощности фрезерования плоскости торцевой фрезой.
контрольная работа [435,6 K], добавлен 24.05.2012Процесс торцевого фрезерования на вертикально-фрезерном станке, оптимальные значения подачи, скорости резания. Ограничения по кинематике станка, стойкости инструмента, мощности привода его главного движения. Целевая функция - производительность обработки.
контрольная работа [134,0 K], добавлен 24.05.2012Анализ конструкции станка. Кинематические и энергетические показатели процесса резания. Проверка геометрической точности механизма резания. Операция подготовки инструмента: плющение и формование зубьев пил. Квалификационная характеристика станочника.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 19.01.2016Показатели, характеризующие расчет самого выгодного режима резания материала. Основные паспортные данные станка 16К20: высота центров, мощность электродвигателя и шпинделя. Влияние скорости резания на шероховатость поверхности. Построение номограмм.
дипломная работа [922,0 K], добавлен 18.07.2011Этапы 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 03.04.2011Обработка детали на вертикально-фрезерном станке 6Р12 концевой фрезой с цилиндрическим хвостовиком. Методы оптимизации процесса резания с учетом ограничения по периоду стойкости инструмента, кинематике и мощности привода главного движения станка.
курсовая работа [146,9 K], добавлен 19.07.2009Определение длины рабочего хода головки, стойкость инструмента наладки. Расчет скорости резания, частоты вращения ведущего вала, минутной подачи. Основное время обработки для каждой головки. Определение осевой силы и мощности резания инструмента.
контрольная работа [47,7 K], добавлен 27.06.2013Значение 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 27.05.2012Порядок определения и расчетов устойчивости станка к возникновению автоколебаний по характеристике разомкнутой ДС. Автоколебания вследствие нелинейной характеристики силы резания, инерционности процесса резания или вследствие координатной связи.
контрольная работа [130,1 K], добавлен 24.06.2011Изготовление детали на токарно-винторезном станке. Характеристики режущих инструментов. Расчет координат опорных точек, числа переходов и режимов резания. Поправочные коэффициенты на величину подачи. Эффективность станков с программным управлением.
курсовая работа [170,7 K], добавлен 22.08.2015Обзор 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 12.08.2017Выбор 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 29.11.2016Рассмотрение особенностей модернизации деревообрабатывающего продольно-фрезерного станка. Расчет высоты снимаемого слоя по мощности механизма резания. Расчет припуска на обработку для выбранной заготовки. Оценка нормирования времени изготовления детали.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 27.10.2017Выбор режимов резания на токарных станках. Эффективная мощность привода станка. Выбор типа и кинематической схемы механизма главного движения. Расчет коробки скоростей, основных конструктивных параметров деталей привода. Определение чисел зубьев шестерен.
курсовая работа [874,8 K], добавлен 20.02.2013
