Силовые показатели процесса обработки древесностружечных плит осциллирующим концевым фрезерным инструментом
Определение скорости резания древесностружечных плит при обработке без протягивания режущей кромки. Составление схемы сил, действующих на лезвие концевой фрезы в процессе ее врезания в ДСтП. Повышение стойкости режущих элементов, полнота их использования.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.11.2018 |
| Размер файла | 598,7 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/
СИЛОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ ОСЦИЛЛИРУЮЩИМ КОНЦЕВЫМ ФРЕЗЕРНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
Рудак П.В., (БГТУ, г. Минск, РБ)
Рассмотрим режущий элемент вращающейся с окружной скоростью Vo концевой фрезы, который совершает одновременно еще два независимых движения - движение подачи со скоростью U и возвратно-поступательное движение вдоль режущей кромки со скоростью Vos - скоростью осцилляции. На рис. 1. показан резец в момент его движения вверх.
Рис. 1. Составляющие вектора результирующего движения осциллирующего резца концевой фрезы
Вектора скорости резания без осцилляции Vpбо и скорости осцилляции Vos расположены в вертикальной плоскости под углом движения л друг к другу.
Векторная сумма окружной скорости и скорости подачи определяет скорость резания Vрбо при классической обработке без протягивания режущей кромки. При этом происходит трансформация угловых характеристик резца, замеренных в статической системе координат (без учета параметров главного движения и движения подачи) в горизонтальной плоскости на величину динамического угла м, то есть в процессе движения концевой фрезы со скоростью Vрбо появляются кинематические углы резца, отличные от замеренных в статике (бн, гн): задний бк=бн - м, передний гк=гн + м, угол резания дк= бк +вк [1].
Зададим концевой фрезе перемещения в вертикальной плоскости по гармоническому закону:
где z - текущая координата точки лезвия осциллирующей концевой фрезы, мм;
zos - амплитуда осцилляции концевой фрезы, мм;
щ - циклическая скорость, с-1;
t - момент времени, с.
Из рис. 1 видно, что
Для горизонтальной плоскости по теореме синусов:
Величина динамического угла м, соответствующая углу поворота концевой фрезы ц:
Анализируя уравнение (4), устанавливаем, что углам поворота ц=0 и ц=180є соответствует наименьшее значение динамического угла мmin=0, а максимальное значение динамический угол м достигает при ц = 90є:
Среднее за оборот концевой фрезы значение динамического угла:
Скорость осцилляции вдоль режущей кромки в момент времени t:
Анализируя уравнение, устанавливаем, что в момент времени t=0, Vos=0, а максимальное значение скорость осцилляции Vos=zos·щ приобретает в момент времени t = Тц/4.
Средняя за время цикла Тц=2·р скорость осцилляции концевой фрезы:
где N - число двойных ходов концевой фрезы в минуту, дв. х/мин.
В общем виде:
;
, (8)
где - циклическая частота осцилляции концевой фрезы.
Выражение для определения мгновенной величины динамического угла л:
. (9)
Или, через значения числа двойных ходов инструмента в минуту N (дв.х/мин) и частоты его вращения n (мин-1):
. (10)
Введем кинематическую систему координат, ориентированную относительно направления скорости резания без осцилляции (рис. 2).
На рис. 3 представлена схема сил, действующих на грани осциллирующего лезвия в процессе резания (проекция на горизонтальную плоскость проекций XY).
Согласно рис. 3, рассматривая силы трения по передней и задней граням лезвия в плоскости движения [2], записываем суммы проекций сил на оси координат.
Рис. 2. Схема векторов скоростей вращающейся концевой фрезы
(11)
где бф, гф - значения соответственно заднего и переднего углов лезвия относительно кинематической системы координат.
На рис. 4 представлена трансформация угла резания в процессе осцилляции резца.
Из рис. 4 видно, что дф=arctg(tgдк·cosл).
Рис. 3. Схема сил, действующих на грани осциллирующего лезвия в процессе резания
Рис. 4. Трансформация угла резания осциллирующего резца
Аналогично, для заднего и переднего углов лезвия:
,
, (12)
Из уравнений (11) видно, что наложение на классическую схему обработки концевым фрезерным инструментом дополнительного возвратно-поступательного движения вдоль лезвия обеспечивает сокращение касательной и радиальной составляющих усилия резания, что нашло экспериментальное подтверждение, при обработке ДСтП и фанеры.
Помимо выводов, сделанных по уравнениям (11), достоинства резания концевыми фрезами с осцилляцией подчеркивает рассмотрение процесса внедрения (проникания) лезвия концевой фрезы в ДСтП.
В связи с тем, что обработка концевыми фрезами характеризуется малыми скоростями резания, а также предельностью остроты режущей кромки и структурной неоднородностью, пористостью ДСтП, в процессе резания волокна древесины (древесные частицы) не испытывают достаточного подпора, отгибаются, сминаются, далее начинают контактировать с гранями лезвия, отгибаются и сминаются еще в большей степени. Перерезание волокон происходит после создания достаточного подпора.
На рис.5 представлена схема сил, действующих на лезвие концевой фрезы в процессе ее проникания в ДСтП.
Рис. 5. Схема сил, действующих на лезвие концевой фрезы в процессе ее врезание в ДСтП
Согласно рис. 5 усилие, необходимое для врезание в материал резца концевой фрезы при классической схеме обработки:
(13)
На рис. 6 представлена схема сил, действующих на обрабатываемый материал со стороны проникающего в него лезвия осциллирующей концевой фрезы.
Рис. 6. Схема сил, действующих на обрабатываемый материал со стороны проникающего в него лезвия осциллирующей концевой фрезы
Согласно рис. 6 усилие, необходимое для врезание в материал резца осциллирующей концевой фрезы:
(14)
Таким образом, можем сделать вывод о том, что горизонтальная составляющая усилия внедрения лезвия осциллирующей концевой фрезы в ДСтП уменьшается в связи с уменьшением горизонтальной составляющей силы трения поверхностей лезвия об обрабатываемый материал. При этом требуемое для разрушения волокон напряженное состояние достигается при меньших значениях внедрения лезвия в материал и силы резания.
Кроме вышеуказанного следует учитывать и наличие неровностей на режущей кромке, которые в процессе осциллирующих перемещений концевой фрезы обеспечивают эффект «подпиливания», что также сокращает усилие резания.
Согласно экспериментальным исследованиям, резание с осцилляцией концевого фрезерного инструмента сокращает энергозатраты на обработку ДСтП [5]. При этом повышается стойкость режущих элементов и полнота их использования.
скорость резание древесностружечный сила
Литература
1. Ящерицын, П. И. Теория резания: учеб. / П. И. Ящерицын, Е. Э. Фельдштейн, М. А. Корниевич. - Мн.: Новое знание, 2005. - 512 с.
2. Бершадский, А. Л. Резание древесины / А. Л. Бершадский, Н. И. Цветкова. - Минск: Выш. школа, 1975. - 304 с.
3. Рудак, П. В. Силовые показатели процесса обработки плитных древесных материалов концевым фрезерным инструментом / П. В. Рудак // Труды БГТУ. Сер. II. Лесная и деревообраб. пром-сть. - 2009. - Вып. XVII.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
История развития и основные принципы радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой. Глобальная навигационная спутниковая система. Виды земной коры. Гипотезы тектоники плит. Точная временная привязка и коррекция ошибок. Система глобального позиционирования.
реферат [113,8 K], добавлен 10.02.2014Определение реакции связей, вызываемых заданными нагрузками. Решение задачи путем составления уравнения равновесия рамы и расчета действующих сил. Сущность закона движения груза на заданном участке, составление уравнения траектории и его решение.
задача [136,1 K], добавлен 04.06.2009Составление схемы замещения. Расчет индуктивных сопротивлений схемы. Определение сверхпереходного тока короткого замыкания. Расчет активных сопротивлений элементов системы. Определение расчетных реактивностей. Построение векторной диаграммы напряжений.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 25.02.2013Выбор силовых трансформаторов подстанций, отходящих линий на стороне высокого напряжения. Определение параметров схемы замещения. Определение термической стойкости кабеля. Технико-экономический расчет структурной схемы. Выбор линейных реакторов.
курсовая работа [382,0 K], добавлен 23.09.2013Характеристика цеха обработки корпусных деталей. Расчёт освещения и токовой нагрузки на силовые кабели. Электрическая мощность с учетом коэффициента спроса и коэффициента использования. Проверочный расчет заземляющего устройства. Выбор аппаратов защиты.
курсовая работа [269,8 K], добавлен 15.02.2013Разработка бронежилетов, с которыми взаимодействуют поражающие элементы с различными скоростями. Оценка стойкости экипировки. Определение кинематических параметров поражающего элемента и характера механизмов поведения и разрушения элементов бронежилетов.
статья [385,0 K], добавлен 29.03.2015Составление функциональной схемы электропривода. Проведение синтеза для каждого контура замкнутой системы подчиненного регулирования с определением передаточных функций регуляторов (тока, скорости). Построение ЛАЧХ и ФЧХ для объектов регулирования.
контрольная работа [354,6 K], добавлен 13.07.2013Описание технологического процесса на заводе по обработке сырья полупроводниковой техники. Краткая характеристика приемников электрической энергии. Расчет нагрузок по заводу, определение центра. Выбор трансформаторов. Компенсация реактивной мощности.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 15.10.2015Описание схемы электрической принципиальной. Составление дифференциальных уравнений, определение передаточных функций и составление структурных схем элементов системы автоматического управления. Расчет критериев устойчивости Гурвица и Михайлова.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 09.08.2015Построение процесса расширения пара в турбине в h-S диаграмме. Составление сводной таблицы параметров пара и воды. Составление материальных и тепловых балансов всех элементов схемы. Расчет показателей тепловой экономичности атомной электрической станции.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 08.11.2015Рассмотрение комплекса наук, исследующих физическими методами строение Земли. Определение влияния на развитие геофизики результатов космических исследований и развития теории тектоники плит. Характеристика предмета изучение солнечно-земной физики.
презентация [9,5 M], добавлен 26.04.2019Составление на основании законов Кирхгофа системы уравнений для определения токов во всех ветвях схемы. Определение токов во всех ветвях схемы, используя метод контурных токов и на основании метода наложения. Составление баланса мощностей для схемы.
контрольная работа [60,3 K], добавлен 03.10.2012Определение скорости, нормального, касательного и полного ускорения заданной точки механизма в определенный момент времени. Расчет параметров вращения вертикального вала. Рассмотрение заданной механической системы и расчет скорости ее основных элементов.
контрольная работа [2,4 M], добавлен 13.03.2014Построение процесса расширения пара в турбине в H-S диаграмме. Определение параметров и расходов пара и воды на электростанции. Составление основных тепловых балансов для узлов и аппаратов тепловой схемы. Предварительная оценка расхода пара на турбину.
курсовая работа [93,6 K], добавлен 05.12.2012Закон изменения угловой скорости колеса. Исследование вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси. Определение скорости точки зацепления. Скорости точек, лежащих на внешних и внутренних ободах колес. Определение углового ускорения.
контрольная работа [91,3 K], добавлен 18.06.2011Процесс расширения пара в турбине. Определение расходов острого пара и питательной воды. Расчет элементов тепловой схемы. Решение матрицы методом Крамера. Код программы и вывод результатов машинных вычислений. Технико-экономические показатели энергоблока.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 19.03.2014Чтение и составление принципиальных схем как часть деятельности промышленного инженера. Виды и типы схем, их назначение. Правила составления принципиальных схем. Графическое изображение соединений. Обозначение элементов на принципиальных схемах.
дипломная работа [510,5 K], добавлен 03.12.2012- Определение эффективности действия ударника по преграде и его рациональных конструктивных параметров
Определение рациональных конструктивных параметров кумулятивного снаряда. Расчет изменения скорости схлопывания кумулятивной облицовки, изменения угла схлопывания, скорости элементов кумулятивной струи, изменения диаметра и глубины отверстия в преграде.
контрольная работа [538,8 K], добавлен 04.09.2010 Уравнение равновесия для стержней, направление сил, действующих на точку равновесия, в противоположную сторону. Построение графиков перемещения, ускорения точки, движущейся прямолинейно. Запись уравнения скорости на каждом участке представленного графика.
контрольная работа [5,2 M], добавлен 08.11.2010Определение модуля и направления скорости меньшей части снаряда. Нахождение проекции скорости осколков. Расчет напряженности поля точечного заряда. Построение сквозного графика зависимости напряженности электрического поля от расстояния для трех областей.
контрольная работа [205,5 K], добавлен 06.06.2013
