Резание древесины Пиление и фрезерование (стр

Резание древесины Пиление и фрезерование (стр

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4

Пиление и фрезерование

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Уральский государственный лесотехнический

Екатеринбург 2005

УДК 674.023 : 621.9

кафедра графики и деталей машин Уральской государственной сельскохозяйственной академии,

, директор , канд. техн. наук

Резание древесины: Избранные лекции. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. университет, 2005. – 98 с.

Изложены основные положения теории резания древесины одиночным лезвием, рассмотрены процессы обработки древесины на станках: пиление и фрезерование. Описана методика расчетов и выбора рациональных режимов резания с примерами.

Ил. 33. Табл. 9. Библиогр.: 6 назв.

Печатается по решению редакционно–издательского совета Уральского государственного лесотехнического университета.

УДК 674.023 : 621.9

Иван Тихонович Глебов

Подписано в печать

Формат 60 х 84 1/16

Уральский государственный лесотехнический университет

620032, Екатеринбург, Сибирский тракт, 37.

Размножено с готового оригинал-макета ГУП СО Талицкая

Часто слышишь, что молодежь говорит: я не хочу жить чужим умом, я сам обдумаю. Зачем же тебе обдумывать обдуманное. Бери готовое и иди дальше. В этом сила человечества.

. для того, чтобы усовершенствовать ум, надо больше размышлять, чем заучивать.

Предисловие

Учебное издание с названием «Резание древесины. Избранные лекции» предназначено для студентов лесотехнических вузов и может быть использовано учащимися колледжей, рабочими, повышающими свою квалификацию в области механической обработки древесины и древесных материалов, а также инженерно-технических работников лесопромышленного комплекса.

Учебной литературы по резанию древесины написано немного. До настоящего времени вопросы резания древесины преподаются по различным учебным пособиям , , и учебнику и , которые были изданы более десяти лет назад. В УГЛТУ в преподавании учебной дисциплины по резанию древесины используется учебное пособие , изданное в 2001 г.

В последние годы автором проведены исследования динамики резания древесины, которые нашли отражение в предлагаемых избранных лекциях. Исследования автора развивают взгляды и повышают точность расчетов режимов резания. Для повышения эффективности самостоятельной работы обучающихся издание избранных лекций по резанию древесины становится актуальным.

Книга написана в соответствии с типовой программой и образовательным стандартом для вузовских специальностей. Это книга для обучения. В ней много иллюстраций, текст, обязательный для запоминания, выделен шрифтом. Для закрепления знаний и приобретения умений в пособии приведено много контрольных вопросов, тестов, примеров решения задач.

Термины и обозначения, использованные в книге, унифицированы, единицы измерения физических величин приведены в соответствии с действующими стандартами. Использован опыт автора по преподаванию учебной дисциплины «Оборудование отрасли» в Уральском государственном лесотехническом университете.

При изучении материала лекций обучающийся должен, прежде всего, освоить термины, определения и обозначения. Надо научиться мыслить и разговаривать языком науки о резании древесины. Текст, выделенный жирным шрифтом, следует заучивать.

При работе с книгой надо серьезно относиться к контрольным вопросам. Если Вы уверенно отвечаете на вопросы, можно приступать к изучению следующего материала.

Наиболее трудный и важный материал книги относится к силам резания, методике их расчета. Надо научиться решать обратную задачу по определению скоростей подач. Это позволит Вам успешно справиться с любыми практическими задачами, в том числе и с курсовыми и дипломными проектами.

Введение

Основоположником науки о резании древесины считается профессор Петербургского горного института [1]. В его исследовательской работе «Сопротивление металлов и дерева резанию», опубликованной в 1870 г., а позднее в сочинении «Основы машиностроения» (всего опубликовано 10 научных работ по резанию древесины и металлов), приводится анализ и обобщение результатов опытов, проведенных на Луганском заводе. впервые приводит определение процесса резания, делает классификацию стружек, объясняет явление усадки стружки (изменение размеров в результате пластического деформирования), доказывает, что ширина и толщина среза по-разному влияют на работу резания.

Проблемы ученых того времени сводились главным образом к изучению деформирования материала в зоне резания и зависимости сил резания от поперечного сечения срезаемого слоя.

считал, что работу по резанию выполняет только передняя поверхность лезвия и нормальное давление обрабатываемого материала на ней одинаково по всей площади контакта (рис. 1, а). Сила, действующая на лезвие, может быть найдена по формуле

где k – нормальное давление;

l, b – соответственно длина и ширина сдавливаемой площади.

В 1886 г. выходит книга «Курс механической технологии дерева», в которой используются методы науки о сопротивлении материалов, проводится анализ характера стружкообразования, уточняется форма эпюры давления стружки на лезвие. впервые указывает на роль трения в процессе резания.

В отличие от считал, что давление обрабатываемого материала на переднюю поверхность лезвия распределено неравномерно, и что наибольшее давление имеет место у режущей кромки, а в точке входа в древесину оно равно нулю. Давление от нуля до максимума изменяется по линейной зависимости, поэтому эпюра нормальных давлений имеет форму треугольника (рис. 1, б).

Проблема доказательства формы эпюры при резании сохранилась до наших дней.

Первые исследования по резанию древесины и металлов были связаны с изучением зависимости сил резания от поперечного сечения срезаемого слоя и его размеров.

Читайте также:  Бескаркасные ангары - технология возведения, преимущества конструкции

В ранних работах считал, что сила резания пропорциональна ширине и толщине срезаемого слоя. Позднее в сочинении «Основы машиностроения» он пересмотрел свои взгляды. Найдя массу стружек, приходящихся на единицу работы резания, он делает заключение, что для срезания тонких стружек затрачивается работы больше, чем для срезания толстых стружек. Отсюда следует, что удельная работа резания уменьшается с увеличением толщины срезаемого слоя. При этом толщина и ширина срезаемого слоя влияют на силу резания по-разному.

Таким образом, первым из исследователей пришел к правильному выводу, что ширина и толщина срезаемого слоя оказывают разное влияние на силу резания.

Заметное место в науке о резании древесины занимают работы , особенно книги «Работа и усилие для отделения металлических стружек» и «Курс механической технологии дерева» (1894 г.). В своих работах делает попытку вывести теоретическим путем расчетную формулу для силы резания, находит главные факторы, влияющие на силу резания. Им проведено большое количество экспериментов, на основании которых сделан важный вывод о том, что работа, затраченная на срезание единицы объема стружек, уменьшается с увеличением толщины стружек. Сила резания изменяется пропорционально ширине срезаемого слоя. Совсем другие результаты получились, когда сечение срезаемого слоя изменялось только за счет его толщины. Проделав 230 опытов, делает вывод, что удельная работа резания – величина не постоянная, а переменная и уменьшается с увеличением толщины срезаемого слоя. Была предложена эмпирическая зависимость для расчета удельной работы резания:

, (2)

где К’ – удельная работа резания при толщине срезаемого слоя 1 мм;

а – толщина срезаемого слоя, мм.

Так, первым из исследователей экспериментально доказал, что удельная работа резания убывает с увеличением толщины срезаемого слоя, подтвердив, таким образом, правильность взглядов .

Впервые проанализировать указанную закономерность попытался . В 1896 г., обрабатывая экспериментальные данные , он пришел к выводу, что если указанные данные рассмотреть в осях координат, где ордината – отношение силы резания к ширине среза, а абсцисса – толщина среза, то сила резания изменяется по линейному закону. Графически это изображается наклонной прямой линией, проходящей выше начала координат и отсекающей положительную ординату. Уравнение имеет вид

Fx = K1b + K2ab, (3)

где Fx – сила резания, Н;

K1, K2– коэффициенты с размерностью соответственно Н/мм и МПа;

a, b – соответственно толщина и ширина срезаемого слоя, мм.

Отсюда следует, что сила резания изменяется пропорционально ширине и непропорционально толщине срезаемого слоя.

В 1925 г. выходит в свет работа «Влияние размеров стружки на усилие резания металлов», которая, по словам автора, является «результатом критической обработки главнейших сочинений, относящихся к вопросу резания металлов на станках, а также собственных изысканий и опытов автора в этой области». цифрами и графиками подтвердил неодинаковое влияние ширины и толщины срезаемого слоя на силу резания.

Справочник по резанию древесины

Учебное пособие.

Глебов И.Т. «Оборудование отрасли. Справочник по резанию древесины» Издательство: Урал. гос. лесотехн. ун-та, 2-е издание, 2009 год, 314 стр., ISBN 978-5-94984-238-6; (50,6 мб. pdf)

В справочнике приводится основные технологические и технические характеристики физических процессов. А также определения основных понятий, которыми оперирует теория резания древесины.

Изложена теория резания одиночным резцом и многолезвийным инструментом. Рассмотрены кинематика процессов и режимы резания. Приводится подробное описание расчетных методов и показаны примеры выполнения расчетов.

Учебник адресован студентам специальности 250403 «Технология деревообработки» направления 656300 «Технология лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств». Также книга может быть использована специалистами лесопромышленного комплекса. 125 иллюстраций и 56 таблиц.

Содержание.

Часть 1. 1. Резание древесины одиночным лезвием
Введение в теорию резания древесины
1.1. Предмет науки о резании
1.2. Методы науки о резании древесины
1.3. Задачи теории резания
1.4. Резание древесины как часть технологической системы
1.4.1. Понятие технологической системы
1.4.2. Структура технологической системы
1.4.3. Свойства технологической системы
1.4.4. Подсистема технологической системы.

Часть 2. Элементы резания. Основные понятия и определения
2.1. Заготовка
2.2. Резание
2.3. Глубина резания
2.4. Движения при резании
2.5. Углы скоростей.

Часть 3. Характеристика лезвия.
3.1. Координатные плоскости. Системы координат
3.2. Элементы лезвия
3.3. Секущие плоскости
3.4. Взаимосвязь углов резания, измеряемых в различных секущих плоскостях
3.5. Положение режущей кромки
3.6. Микрогеометрия режущей кромки
3.7. Износ и затупление лезвия
3.8. Критерий затупления
3.9. Отказ по параметрам «стойкость» и «точность»
3.10. Период стойкости инструмента
3.11. Условия резания древесины реальным лезвием
3.12. Элементы срезаемого слоя
3.13. Явления, сопровождающие процесс резания.

Часть 4. Кинематика процесса резания
4.1. Общие сведения
4.2. Резание по принципиальной кинематической схеме с одним прямолинейным движением
4.3. Резание по принципиальной кинематической схеме с двумя прямолинейными движениями ,.
4.4. Резание по принципиальной кинематической схеме с двумя движениями — прямолинейным и вращательным

Часть 5. Влияние строения и свойств древесины на процесс резания
5.1. Строение древесины
5.2. Плотность древесины
5.3. Физические свойства древесины
5.4. Механические свойства древесины
5.5. Сжатие древесины в замкнутом пространстве
5.6. Главные направления ствола дерева
5.7. Виды резания древесины
5.7.1. Общие сведения
5.7.2. Продольно-торцовое резание
5.7.3. Поперечно-торцовое резание
5.7.4. Поперечно-продольное резание
5.7.5. Продольно-поперечно-торцовое резание
5.7.6. Учет ориентации годовых слоев
5.7.7. Виды резания древесных материалов

Читайте также:  Диалоговый противоугонный комплекс Stalker-600Light3

Часть 6. Геометрия обработанной поверхности

Часть 7. Взаимодействие лезвия с древесиной
7.1. Составляющие силы резания
7.2. Удельная сила, удельная работа резания
7.3. Единичная сила резания
7.4. Контактные зоны лезвия
7.5. Эпюры нормальных давлений по зонам лезвия
7.6. Силы резания в зоне передней поверхности
7.7. Силы в зоне поверхности резания
7.8. Силы резания на лезвии
7.9. Зависимость главной составляющей силы толщины срезаемого слоя
7.10. Изменение главной составляющей силы диапазоне микросколов
7.11. Сила резания по задней поверхности
7.12. Зависимость удельной силы резания от толщины среза
7.13. У чет затупления лезвий

Часть 8. Коэффициент трения
8.1. Общие сведения
8.2. Коэффициент трения передней контактной поверхности лезвия с древесиной
8.3. Расчет коэффициента трения
8.4. Расчетное значение коэффициента трения
8.5. Коэффициент трения лезвия по поверхности резания

Часть 9. Стружкообразование
9.1. Типы стружкообразования
9.2. Условия организации установившегося резания
9.3. Условия организации неустановившегося резания
9.4. Модель стружкообразования
9.5. Виды стружкообразования

Часть 10. Влияние различных факторов на силы резания качество обработки
10.1. Анализ и синтез процесса резания древесины
10.2. Влияние размеров среза
10.3. Учет при резании породы, влажности температуры древесины
10.3.1. Влияние породы древесины
10.3.2. Влияние влажности
10.3.3. Влияние температуры
10.4. Влияние видов резания
10.5. Влияние параметров режущего инструмента
10.5.1. Влияние угла резания
10.5.2. Влияние заднего угла
10.5.3. Влияние положения лезвия при резании
10.6. Влияние скорости главного движения

Часть 11. Режимы резания
11.1. Условия резания
11.2. Типы решаемых задач
11.3. Режим резания
11.4. Оптимальные режимы резания
11.5. Предварительный выбор основных режимных параметров

Часть 12. Обработка древесины на станках
12.1. Классификация процессов резания на станках

Часть 13. Пиление
13 1. Общие вопросы пиления
13.1.1. Уширение пропила
13.1.2. Удельная сила трения
13.1.3. Производительность пилы по вместимости впадин
13.1.4. Толщина срезаемого слоя при работе плющеными и разведенными зубьями
13.1.5. Форма зуба пилы для продольного и поперечного пиления
13.2. Пиление древесины рамными пилами
13.2.1. Общие сведения
13.2.2. Рамные пилы
13.2.3. Кинематика пиления на лесопильной раме
13.2.4. Принципиальные кинематические схемы пиления
13.2.5. Свес пил
13.2.6. Настройка свеса пил
13.2.7. Установка рамных пил
13.2.8. Расчет рациональной посылки
13.2.9. Порядок расчета рациональной посылки
13.2.10. Пример решения обратной задачи по рамному пилению
13.2.11. Силы и мощность резания
13.2.12. Обеспечение заданной точности распиловки
13.3. Пиление ленточными пилами
13.3.1. Общие сведения
13.3.2. Геометрия срезаемого слоя
13.3.3. Ленточные пилы
13.3.4. Скорости рабочих движений
13.3.5. Силы и мощность резания при продольном пилении
13.3.6. Пример расчета режимов пиления
13.4. Продольное пиление круглыми пилами
13.4.1. Общие сведения
13.4.2. Пилы круглые плоские для продольной распиловки древесины
13.4.3. Выбор диаметра пилы
13.4.4. Кинематика пиления
13.4.5. Динамика продольного пиления
13.4.6. Пример решения обратной задачи
13.4.7. Зависимость скорости подачи от числа зубьев пилы
13.4.8. Продольное пиление древесины пилой с косой заточкой зубьев
13.4.9. Продольное пиление древесины пилой с укороченными зубьями
13.5. Поперечное пиление круглыми пилами
13.5.1. Общие сведения
13.5.2. Конструкции и параметры пил
13.5.3. Расчет сил и мощности резания
13.5.4. Пиление пилой с комбинированными зубьями
13.5.5. Пиление пилой с наклонными режущими кромками зубьев

Часть 14. Пиление древесностружечных плит
14.1. Режущий инструмент
14.2. Рекомендуемые режимы пиления
14.3. Расчет сил и мощности резания

Часть 15. Пиление древесноволокнистых плит
15.1. Общие сведения
Расчет сил резания

Часть 16. Деление древесины с образованием стружки
16.1. Лущение
16.1.1. Общие сведения
16.1.2. Обжимная линейка
16.1.3. Кинематика лущения
16.1.4. Динамика лущения
16.2. Строгание
16.2.1. Общие сведения
16.2.2. Строгание дощечек на гильотинном станке
16.2.3 Получение стружки на продольно-строгальных станках
16.3. Измельчение древесины на щепу и стружку
16.3.1. Рубка щепы
16.3.2. Получение стружки из дровяного сырья
16.3.3. Получение стружки из щепы

Часть 17. Бесстружечное резание
17.1. Разрезание ножницами
17.2. Штампование

Часть 18. Фрезерование
18.1. Цилиндрическое фрезерование древесины
18.1.1. Общие сведения
18.1.2. Режущий инструмент
18.1.3. Регулировка ножей и установка фрез
18.1.4. Шероховатость фрезерованной поверхности
18.1.5. Кинематика фрезерования
18.1.6. Геометрия срезаемого слоя
18 1.7. Силы резания. Мощность на фрезерование
18.1.8. Объемная формула мощности
18.1.9. Решение обратной задачи
18.1.10. Пример решения обратной задачи
18.1.11. О выборе величины диаметра фрезы
18.2. Пазовое фрезерование
18.2.1. Общие сведения
18.2.2. Формирование паза в два этапа
18.2.3. Непрерывное формирование паза
18.2.4. Динамика пазового фрезерования
18.3. Коническое фрезерование
18.4. Фрезерование торцовыми фрезами
18.4.1. Общие сведения
18.4.2. Размеры срезаемого слоя
18.4.3. Динамика фрезерования
18 5 Обработка клиновых зубчатых шипов
18.6. Обработка радиусных поверхностей
18.7. Полузакрытое и закрытое фрезерование
18.8. Точность обработки поверхностей
18.8.1. Изменение параметров фрезерования в процессе обработки заготовок
18.8.2. Положение поля допуска
18.8.3. Выбор точности станка
18.9. Обработка древесины винтовыми фрезами
18.10. Цепное фрезерование
18.11. Фрезерование деталей по копиру
18.12. Получение брусьев на фрезернопильном станке
18.13. Фрезерование древесностружечных плит

Часть 19.Точение
19.1. Общие сведения
19.2. Кинематика точения
19.3. Динамика точения

Часть 20. Шлифование
20.1. Общие сведения
20.2. Рабочие движения
20.3. Производительность шлифования
20.4. Время работы шкурки до затупления

Часть 21.Окорка древесины
21.1. Общие сведения
21.2. Расчет режимов окорки многоножевой головкой
21.3. Расчет режима окорки станка с дисковой фрезой
21.4. Расчет режимов окорки станка с тупыми короснимателями

Читайте также:  История Икаруса - — LiveJournal

Часть 22. Сверление
22.1. Общие сведения
22.2. Кинематика процесса сверления
22.3. Динамика процесса сверления древесины
22.4. Сверление древесностружечных плит

Часть 23. Долбление
23.1. Долбление гнездовой фрезой
23.2. Выборка гнезд долотами и стамеской
24. Новые способы резания
Библиографический список технической литературы

Резание древесины

Резание древесины — это технологический процесс, в котором разрушаются связи между частицами обрабатываемой заготовки по заданной поверхности. Процесс резания древесины выпол­няют клиновидные тела-резцы, являющиеся активным элементом различных видов режущих инструментов.

В зависимости от вида производств резанием древесины достигаются различные технологические цели. В группе производств по первичной обработке древесины (лесопильное, деревянных сборных домов, фанеры и др.) резанием выполняется деление бревен на доски, бруски, заготовки и листовые полуфабрикаты — лущеный и строганый шпон. В производствах, относящихся к вторичной обработке древесины (мебельное, столярно-строительных элементов, музыкальных инструментов и др.), процесс резания используется для превращения полуфабрикатов и заготовок в готовые детали изделий.

Резание древесины — сложный процесс, сопровождающийся механическими, физическими и химическими явлениями. К числу механических явлений относятся деформации обрабатываемого резцом материала, напряжения, вызываемые этими деформациями, трение между обрабатываемым материалом и резцом, силы резания и т. п. Физические явления процесса резания древесины связаны с превращением затраченной на резание механической энергии в другие ее виды, главным образом тепловую и электрическую. К химическим явлениям относятся химические реакции, протекающие на поверхностях скольжения, которые оказывают влияние на интенсивность износа рабочих поверхностей режущего инструмента и его затупление.

Механические явления в значительной степени определяют протекание всех других явлений процесса резания, поэтому основной раздел науки о резании есть механика процесса резания древесины. Это подтверждается тем, что на механический процесс образования стружки расходуется наибольшая часть работы резания, точность и качество обработки древесины резанием непосредственно связаны с механическими явлениями процесса резания древесины.

Механико-математическая теория резания древесины разработана русскими и советскими учеными И. А. Тиме, М. А. Дешевым, С. А. Воскресенским.

Из-за сложности взаимосвязи явлений процесса резания и недостатка данных из области смежных наук, на которые опирается механико-математическая теория резания, в ряде слу­чаев затрудняется решение практических задач с помощью уже имеющихся формул. Поэтому современная теория резания древесины основывается на органическом сочетании результатов теоретических и экспериментальных исследований с учетом передового опыта промышленных предприятий.

Основные виды резания древесины. В современной технологии обработки древесины основным является процесс резания твердыми резцами из металлов и твердых сплавов (резцовое резание).

Резцовое резание древесины по способу получения заданной поверхности делится на бесстружечное и стружечное. При бесстружечном резании поверхность обработки формируется без снятия стружки путем образования за один проход резца мало-деформированного среза материала. Стружечное резание древесины характеризуется тем, что при получении заданной поверхности с заготовки срезаются стружки, получающие деформации по всему объему или значительной его части. Стружечное резание лежит в основе большинства деревообрабатывающих станков.

По степени сложности резцовое резание древесины делится на элементарное и сложное. Элементарное резание древесины — это предельно упрощенное по схеме резание, позволяющее лучше понять взаимодействие резца с древесиной. Сложное резание древесины имеет место при обработке древесины на станках с применением различных дереворежущих инструментов. Процессы сложного резания можно изучить путем разложения их на составные элементы и сведения к более простым процессам.

Элементарное резание древесины имеет три главных вида:

  • резание древесины в торец, или торцовое резание, при котором плоскость резания и его направление перпендикулярны направлению волокон древесины;
  • резание древесины вдоль волокон, или продольное резание, при котором плоскость резания и его направление параллельны волокнам древесины;
  • резание древесины поперек волокон, или поперечное резание, при котором плоскость резания параллельна, а направление резания перпендикулярно волокнам древесины.

Между главными видами элементарного резания древесины существует множество переходных, которые не всегда можно отнести к элементарным. К числу переходных (промежуточных) видов резания относятся: продольно-торцовое – промежуточное между продольным и торцовым резанием; продольно-поперечное — промежуточное между продольным и поперечным резанием; торцово-поперечное—промежуточное между торцовым и поперечным резанием; продольно-торцово-поперечное — промежуточное между каждым из перечисленных переходных видов к третьему, главному виду.

Продольно-торцовое резание древесины характеризуется углом встречи между вектором скорости резания и направлением волокон древесины. Угол встречи измеряется в плоскости дви­жения, перпендикулярной плоскости резания. Если угол встречи равен 0 имеет место продольное резание, а при 90° — торцовое.

Характеристикой продольно-поперечного резания служит угол скоса между направлением волокон и вектором скорости в плоскости резания. Угол меняется от 0 до 90° (90° соответствует поперечному резанию).

Торцово-поперечное резание древесины определяет угол наклона между направлением волокон и плоскостью резания.

Главные виды элементарного резания в практике встречаются редко. Чаще всего встречаются переходные виды или их сочетание — продольно-торцово-поперечное резание. Из этого, однако, не следует, что главные виды резания не представляют интереса для изучения. Напротив, с них следует начинать изучение теории резания древесины, так как они позволяют легче понять, как происходит образование стружки и ее элементов, чтобы в последующем перейти к изучению сложных видов резания древесины.

Ссылка на основную публикацию
Редуктор для кислорода, Редуктор O2 — Все производители медицинского оборудования — Видеоролики
Редуктор-ингалятор кислородный описание моделей КРИ 1, 2, 3, РИК-1-1, цена от производителя; Медпром Редуктор-ингалятор кислородный нужен для уменьшения давления кислорода...
Регулировка реле давления для насоса как настроить своими руками
Реле давления для компрессора схема подключения, устройство, принцип работы Поршневые компрессоры используются везде, где нужен стационарный или мобильный источник сжатого...
Регулировка снегоход буран — МотоСнег
Регулировка карбюратора К65Ж Контент-платформа Регулировка карбюратора К65Ж На протяжении многих лет отечественные мотоциклы, мотороллеры, а также снегоходы «Буран» и мотодельтапланы...
Редуктор на газовый баллон Выбираем правильно
Использование газового редуктора Главный механик Редуктор это такое устройство, которое получает усилия больше, а отдает меньше. Слово редуктор произошло от...
Adblock detector