 |
Прогнозирование качества обработки
|
|
|
|
Московский Государственный Университет Леса
Кафедра станков и инструментов
РГР №2
Дисциплина: «Резание древесины»
Вариант №
Москва 2009 г.
Исходные данные по продольному пилению круглой пилой:
| Номер варианта | Диаметр пилы | Частота вращения | Число зубьев | Расстояние от оси пилы до стола | Ориентация пилы по отношению к столу | Передний угол | Время работы после переточки | Толщина пилы | Высота пропила | Способ уширения зубьев | Порода древесины | Влажность древесины | Температура древесины | Шероховатость пиленой поверхности | Скорость подачи | Мощность резания | Число пил |
| ПК | D, мм | n, об/мин | Z,шт | h, мм | над | γ, град | Тр, мин | S, мм | t, мм | ٨; Δ | П | W, % | Т, ° С | Rmmax, мкм | υS, м / мин | Рр, кВт | i, шт |
| 1,2 | ٨ | бук | 9,6 | 2,0 |
Расчет мощности резания при пилении круглыми пилами
С оставим алгоритм решения данной задачи:
1) 
- угол выхода режущего элемента (при расположении пилы НАД столом)
R = D/2 = 250/2 = 125 мм (D = 250 мм, t = 27 мм, h = 123 – исходные данные)
2) 
- угол входа режущего элемента (при расположении пилы НАД столом)
3) 
- средний угол
4) 
- угол встречи с волокнами древесины
5) 
- угол контакта режущего элемента
6) 
- длина срезаемого слоя ((D = 250 мм – исходные данные)
7) Lp= 
- путь резания (Тр = 150 мин, n = 3000 об/мин – исходные данные)
8) апопр = 
- общий поправочный множитель
ап – поправочный множитель на породу древесины
ап = 1,4 (для бука - твердая порода) 
аw – поправочный множитель на влажность
аw =1(для бука при W=15%)
аφ – поправочный множитель на угол встречи с волокнами φв
аφ =0,69 (для бука при φв = 25,2°)
|
|
|
а т - поправочный множитель на температуру древесины
а т =1 (для бука при T = 20 ° С)
аρ- поправочный множитель на остроту инструмента
аρ=f(П;Lp)
аρ = 2,22 (для бука и пути резания Lp = 31,2 км)
δ = 90º - γ = 90º - 30º = 60º - угол резания (γ = 30º - исходные данные)
- поправочный множитель на угол резания
= 1 (при δ(γ) = 60º(30º))
= 
(D = 250 мм, n = 3000 об/мин – исходные данные) – скорость главного движения резания
аυ – поправочный множитель на скорость резания
аυ = 1,16 (при =78,5 м/с)
аt – поправочный множитель на высоту пропила
аt = 1 (при t = 27 мм – исходные данные)
апопр = 
9) 
- подача на зуб (Vs = 9,6 м/мин, n=3000 об/мин,
Z = 32 шт –исходные данные)
10) S1= f(П;W;Т;D) – уширение зубьев на сторону при продольном пилении
S1= 0.5 мм (при П= бук, W=15%, Т=20 ° С, D =250 мм – исходные данные)
11) Впр = St = S + 2 
S1= 
(S = 1,2 мм – исходные данные) – ширина пропила
St – общее уширение зубьев пилы
12) 
- площадь поперечного сечения срезаемого слоя (t=3,1мм – исходные данные)
13) V1с 
- секундный объем срезаемого слоя (υS = 9,6 м/мин, i = 1шт – исходные данные)
14) в٨ = S = в= 1,2 мм – ширина срезаемого слоя (٨ – зубья разведены – исходные данные)
15) 
-средняя толщина срезаемого слоя
16) Кт = f(аср) – удельная работа резания (табличная)
Кт = 29 Дж/см3
17) К=Кт апопр = 29 2,49= 72,21 Дж/см3 – удельная работа резания
18) Рр = 
11 кВт
Расчет сил резания
С оставим алгоритм решения данной задачи:
1) m1 = f (acp ;ap)
m1 = 0,5 (при acp= 0,17 мм и aρ= 2,22)
2) m2 = f (δ)
m2 = 0 (при δ(γ)=60°(30°))
3) m=m1+m2= 0,5+0 =0.5 – переходной множитель от касательной силы резания к нормальной
4) Fхц = Рр/ =10851,5/78,5 = 268 Н –средняя за цикл касательная сила
5) Fzц = Fхц m= 268 0,5=134 Н – нормальная цикловая сила
6) Fs= Fхц сos 
+ Fzц 
= 
- сила по подаче
7) Fn = - Fхц sin 
Fzц 
- сила нормальная к подаче
8) tз 
- шаг зубьев(D=250мм и Z=32 шт – исходные данные)
9) Zp= 
=129,96/25=4,94 шт – число одновременно режущих элементов инструмента
10)Fхср 
- средняя касательная сила
|
|
|
i=1шт – число пил(исходные данные)
11) Fzср= 
- средняя нормальная сила
12) Fц= 
- результирующая сила цикла
= 
= 
Расчет мощности подачи
С оставим алгоритм решения данной задачи:
Рп= 
Прогнозирование качества обработки
С оставим алгоритм решения данной задачи:
1) ٨A=A= 2; tgφ1= S1/(0,2 tз) = 0,5 
(٨(зубья разведены)-исходные данные; tз = 25мм; S1= 0,5мм)
2) у1= 
- глубина волны
3) RKmmax= 
-шероховатость обработанной поверхности, оцениваемая по кинематическим неровностям
4) Rpmmax=f(Sz; 
; ٨)- шероховатость обработанной поверхности,оцениваемая по неровностям разрушения
Rpmmax = 800 мкм (при ٨(зубья разведены) – исходные данные; Sz=0,2мм/зуб, 
= 39,820)
5) Rmmax=max{ RKmmax; Rpmmax}, Rmmax=max{ 41 мкм; 800 мкм}
Cледовательно Rmmax=800 мкм (800мкм>41мкм)
5. Расчет скорости подачи υS(p) по заданной мощности резания Рр
С оставим алгоритм решения данной задачи:
1) Fхт= 
- касательная сила табличная (t=27 мм, Z=32 шт, n=3000об/мин, i =1шт, Рр=2000 Вт - исходные данные; в=1,2мм,; апопр=2,49, φср=25,20)
2) аср= 
аср=0,15 мм – средняя толщина срезаемого слоя (при Fxт = 11,57Н/мм)
3) Sz(p) = 
- подача на зуб при заданной мощности Рр
3) 
= 
- скорость движения подачи при заданной мощности Рр
6. Расчет скорости подачи υS(R) по заданной шероховатости Rmmax
С оставим алгоритм решения данной задачи:
1) уmax = 
- максимальная глубина волны(Rmmax =800 мкм – исходные данные)
2) Skz(R)= 
- подача на зуб при заданной шероховатости обработанной поверхности, оцениваемой по кинематическим неровностям (A=2; tgφ1= 0,16; φвых = 39,820)
3) υ к S(R) = 
- скорость движения подачи, найденная по кинематическим неровностям (Z=32 шт, n=3000об/мин - исходные данные)
4) Spz(R) = 
; ٨)- подача на зуб при заданной шероховатости обработанной поверхности, оцениваемой по неровностям разрушения
Spz(R)= 0,3мм/зуб (при ٨, Rmmax=800мкм – исходные данные;φвых = 39,820)
5) υ p S(R) = 
- скорость движения подачи, найденная по неровностям разрушения
6) υ S(R) =min{ υ к S(R); υ p S(R) }- скорость движения подачи при заданной шероховатости Rmmax
υ S(R) =min{ υ к S(R); υ p S(R) }=min{471;43,2}
Cледовательно υS(R) =43,2 м/мин
7 Расчет скорости подачи υS(σ) по работоспособности инструмента
|
|
|
С оставим алгоритм решения данной задачи:
1) 
(т.к. бук – лиственная порода древесины) – коэффициент напряженности междузубной впадины пилы минимально допустимый
2) Ө = 0,35 – коэффициент формы зуба круглой пилы
4) Sz(σ)= 
(подача на зуб, найденная по критерию предельного заполнения междузубной впадины)
t =27мм (исходные данные); tз=25мм
5) υS(σ) = 
- (скорость движения подачи, найденная по критерию предельного заполнения междузубной впадины)
Z=32 шт, n=3000об/мин - исходные данные
8. Выбор рекомендуемой скорости подачи υS(рек)
υS(рек) = min{ ; υ S(R) ; υ S(σ)}= min{37,44 м/мин; 43,2м/мин;332,6 м/мин}
Следовательно υS(рек) = 37,44 м/мин.
Литература
1. Суханов В.Г., Кишенков В.В. Резание древесины дереворежущий инструмент. Учебное пособие для студентов специальностей 170400 и 260200. – М.:МГУЛ, 2002.- 168с.
|
|
|
