Материал: Определение подачи скоростей круглопильных станков

Определение подачи скоростей круглопильных станков

Реферат

Определение подачи скоростей круглопильных станков

1. Скорость подачи по заполнению впадин зубьев

Срезаемая зубьями пилы стружка размещается во впадинах зубьев и ими же удаляется из пропила, некоторое ее количество удаляется через зазор между полотном пилы и стенками пропила.

Максимально допустимая скорость подачи по заполнению впадин разведенных зубьев стружкой определяется по формуле

, м/мин (1)

гдеz - число зубьев пилы, шт.;- частота вращения пилы, мин-1;

βзап - коэффициент заполнения впадины зуба (~0,5);

αуп - коэффициент допустимого уплотнения стружки (~0,5);- площадь впадины зуба, мм2;- высота пропила, мм.

Взаимосвязь между скоростями подачи для плющеных VS(ЗD) и разведенных VS(Зl) зубьев определяется выражением

. (2)

Площадь впадины зуба рассчитывается по формуле

,  (3)

гдеθb - коэффициент площади впадины зуба (табл. 1);- линейный шаг зубьев, мм.

Таблица 1 - Коэффициент площади впадины зуба

Шаг зуба определяется по формуле

,(4)

гдеD - диаметр пилы, мм.

. Скорость подачи по шероховатости поверхности распиловки

Шероховатость поверхности распиловки древесины зависит в основном от подачи на зуб Sz и кинематического угла выхода qвых.

Скорость подачи по шероховатости поверхности распиловки VS(Ш) определяется по формуле

, м/мин(5)

где Sz - подача на зуб по заданной шероховатости распиловки, мм.

Для удобства введения в программу машинного счета значение Sz при продольной распиловке (для разведенных зубьев) определяется по формуле, аппроксимирующей данные номограммы [1, рис. 3, с. 24]:

если qвых< 50°, то ;

если 50° < qвых< 60°, то ; (6)

если qвых> 60°, то ,

гдеRm - допускаемая шероховатость поверхности, мкм;

qвых - кинематический угол выхода, град.

Выражение (6) справедливо при шероховатости 320 < Rm < 1200 мкм. Для шероховатости поверхности менее 320 мкм рекомендуется принять значение подачи на зуб при продольной распиловке для разведенных зубьев Szl = 0,1 мм.

Взаимосвязь между допустимыми значениями подачи на зуб по шероховатости поверхности распиловки для плющеных SzD и разведенных Szl зубьев определяется выражением

.(7)

Кинематический угол выхода qвых определяется из выражений

при встречном резании

 ;(8)

при попутном резании

 ,(9)

гдеA - расстояние от оси пильного вала до ближайшей пласти

заготовки, мм.

При поперечном пилении пиломатериалов, заготовок для обеспечения шероховатости торцовой поверхности Rm = 800 мкм и исключения мшистости, ворсистости подача на зуб не должна превышать Sz = 0,1 мм.

. Скорость подачи по мощности привода механизма резания

Максимально допустимая скорость подачи, м/мин, по установленной мощности привода механизма резания определяется по формулам:

при продольном пилении с толщиной стружки aс ≥ 0,1 мм

;(10)

при продольном пилении с толщиной стружки aс < 0,1 мм

;(11)

при поперечном пилении

;(12)

Где Nрез - мощность на резание одной пилой, кВт;

, (13)пр - установленная мощность электродвигателя главного привода, кВт;

h - КПД главного привода; для встроенного электропривода h » 0,9, для электропривода с ременной передачей h » 0,8;п - число пил, шт.;- коэффициент, учитывающий породу древесины (табл. 2);- коэффициент, учитывающий влажность древесины (табл. 3);- коэффициент, учитывающий вид пиления;= 1,1 - для попутного резания, ab = 1,0 - для встречного;

aρ - коэффициент, учитывающий влияние затупления; для острых резцов aρ = 1,0; для затупленных aρ = 2,0;d,j - коэффициент, учитывающий влияние угла резания и угла боковой заточки на силу резания при поперечном пилении (табл. 4);- удельная касательная сила по задней грани, Н/мм;

= 3,92 + 0,0353·θср;(14)

θср - средний кинематический угол встречи (угол между векторами скорости резания и подачи);

при встречном резании

 ;(15)

при попутном резании

 ;(16)

к - длина дуги контакта зуба с древесиной, мм;

;(17)

jвх, jвых - углы входа зуба в распиливаемый материал и выхода из него, град.

при встречном резании

 , ;(18)

при попутном резании

, ;(19)

- расстояние от оси пильного вала до ближайшей пласти заготовки, мм;- ширина стружки, мм (для разведенных зубьев равна толщине пилы b1 = В; для плющеных b1 = b);- ширина пропила, мм;

;(20)

- толщина пилы, мм;

DB - уширение зубчатого венца на сторону, мм (табл. 5);- число зубьев пилы, шт.;- частота вращения пилы, мин-1;, km - касательное давление на стружку, Н/мм2 (для толщины стружки aс ≥ 0,1 мм и для толщины стружки aс < 0,1 мм соответственно);

aT - коэффициент интенсивности трения стружки о стенки пропила и прессования её во впадине зуба, Н/мм2 (aT = 0,71 Н/мм2 - для разведенных зубьев; aT = 0,57 Н/мм2 - для плющеных зубьев);- высота пропила, мм.

Касательное давление на стружку, Н/мм2, определяется по формулам

для толщины стружки aс ≥ 0,1 мм

;(21)

для толщины стружки aс < 0,1 мм

; (22)

гдеd - угол резания: для осины и сосны принят d = 55°,

для березы d = 65°;- скорость резания, м/с; при скорости резания V < 50 м/с вместо V в формулах (21) и (22) необходимо подставлять (90 - V)

.(23)

Порядок расчета для продольного пиления. Определяется значение скорости подачи VS(N) с толщиной стружки aс ≥ 0,1 мм по формуле (10). Затем по полученному значению скорости подачи VS(N), м/мин, определяется подача на зуб Sz

, мм.(24)

Определяется средняя толщина стружки

для плющеных зубьев

 ;(25)

для разведенных зубьев

 .(26)

Если полученное по формуле (25) или (26) значение толщины стружки aс < 0,1 мм, то значение скорости подачи VSm(N) необходимо пересчитать по формуле (11).

Таблица 2 - Коэффициент породы древесины an

Таблица 3 - Коэффициент влажности древесины aw

Таблица 4 - Коэффициент угла резания и угла боковой заточки ad,j

Таблица 5 - Значения уширения зубчатого венца [2]

. Скорость подачи по динамической устойчивости пил

При пилении периферийная зона пилы нагревается сильнее центральной. При достижении разности температур на линии окружности впадин и в зоне зажимных фланцев некоторого критического значения пила начинает терять динамическую устойчивость.

Максимально допустимая скорость подачи, м/мин, по динамической устойчивости пилы определяется по формулам:

при продольном пилении с толщиной стружки aс ≥ 0,1 мм

;(27)

при продольном пилении с толщиной стружки aс < 0,1 мм

;(28)

при поперечном пилении

,(29)

Где m - коэффициент, равный:

при пилении без охлаждения

;(30)

при охлаждении водо-воздушной смесью

;(31)

при охлаждении водой

;(32)

ж - расход охлаждающей жидкости на одну пилу по технической характеристике станка, кг/час;

КТ - коэффициент, учитывающий долю мощности резания, расходуемой на нагрев диска пилы (без зубьев); при пилении без охлаждения КТ » 0,03, при охлаждении водо-воздушной смесью и водой КТ » 0,01;

 - температурный перепад по радиусу пилы, соответствующий началу потери динамической устойчивости диска, °С (табл. 6);

bох - коэффициент, учитывающий относительное время пиления в рабочем цикле инструмента.

Значения коэффициента охлаждения bох принимаются при непрерывном процессе резания bох = 1, для остальных случаев рассчитываются по выражению

, (33)

где- время пиления в рабочем цикле;

- время рабочего цикла.

Порядок расчета для продольного пиления. Определяется значение скорости подачи VS(ду) с толщиной стружки aс ≥ 0,1 мм по формуле (27). Затем по полученному значению скорости подачи VS(ду), м/мин, определяется подача на зуб Sz по формуле (24). Определяется средняя толщина стружки по формулам (25) или (26).

Если полученное по формуле (25) или (26) значение толщины стружки aс < 0,1 мм, то значение скорости подачи VSm(ду) необходимо пересчитать по формуле (28).

Таблица 6 - Температурный перепад по радиусу пилы, соответствующий началу потери динамической устойчивости диска