Торцовое пиление древесины пилами с наклонными режущими кромками

Размещено на http://www.allbest.ru/

Уральский государственный лесотехнический университет

ТОРЦОВОЕ ПИЛЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ ПИЛАМИ С НАКЛОННЫМИ РЕЖУЩИМИ КРОМКАМИ

Глебов И.Т.

Изложена методика расчета режимов пиления древесины пилой с наклонными режущими кромками

Для поперечного пиления древесины используются пилы, у которых режущие кромки зубьев поочередно наклонены влево и вправо под углом 10…15є. Так выполнены круглые пилы для поперечного пиления строгальные, твердосплавные отечественного производства, пилы импортные. Ниже изложена методика расчета режимов пиления такими пилами.

На рисунке 1 показана схема расположения срезаемых слоев в пропиле шириною b. Угол наклона режущей кромки зуба находится из выражения

Размещено на http://www.allbest.ru/

.

Из схемы следует, что при площади S срезов, образованных всеми зубьями одинаковы и равны , где S_z - величина подачи на зуб, мм. При средней ширине пропила для зубьев 1 и 2 b_ср = b/2 средняя подача на зуб для каждого зуба равна

.

Толщина срезаемого слоя измеряется в направлении подачи на зуб. Среднее значение толщины срезаемого слоя при пилении круглыми пилами

,

где м - угол подачи.

При поперечном пилении древесины стенки пропила расположены перпендикулярно к волокнам древесины. Если угол наклона л = 0, то режущие кромки расположены параллельно волокнам и выполняют поперечное резание. Однако в этом случае волокна древесины не перерезаются, а рвутся, в результате чего поверхности стенок пропила имеют низкое качество. Если угол наклона л > 0, то волокна древесины перерезаются режущими кромками, выполняя поперечно-торцовое резание. Для древесины сосны значения фиктивной силы резания р_#- и касательного давления на переднюю поверхность зуба k_#- можно определить по следующим формулам [1]:

р_#- = 0,98 + 0,042 _н;

k_#-= (0,029 + 0,0058_н) + (В + 0,0014_н)V' - (5,9 + 0,152_н),

где _н - угол наклона, равный углу наклона л, град;

- угол резания, град;

В - коэффициент, при < 55є В = 0,059; при > 55є В = 0,069;

V' - условная скорость резания, м/с, причем, если скорость главного движения V < 50 м/с, то V' = (90 - V ), иначе V' = V.

Порядок расчета режимов пиления показан на примере.

Дано. На суппортном торцовочном станке модели ЦПА40-М распиливаются поперек сосновые брусья влажностью W = 20% и сечением 100Ч150 мм. Диаметр пилы D = 400 мм, толщина диска S = 2,8 мм, уширение зубьев на сторону S' = 0,7 мм, число зубьев пилы Z = 72, частота вращения пилы n = 2900 мин^-1, угол резания зубьев д = 70є, углы наклона режущих кромок зубьев л = 10є. Зубья пилы оснащены пластинами твердого сплава ВК15. Расстояние от центра пилы до стола h = 180 мм, высота пропила t = 100 мм. Скорость подачи V_s = 15 м/с, зубья острые, пила расположена над столом станка.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определить мощность на пиление в сравнении с пилением обычной торцовой пилой с боковой косой заточкой зубьев в = 45є.

Решение. Расчетная схема пиления показана на рисунке 2.

1. Находим ширину пропила

пиление древесина пила зуб

4,2 мм.

2. Находим значение подачи на зуб

= 0,07 мм.

3. Углы контакта пилы с заготовкой:

- входа

- выхода = 25,84є;

- контакта 40,57є;

- среднее 46,1є.

4. Шаг зубьев

= = 17,5 мм.

5. Длина дуги контакта

= 141,7 мм.

6. Определяем скорость главного движения

= 60,7 м/с.

7. Толщина слоя (перерезаемого, срезаемого)

- предлагаемой пилой

0,104 мм;

- обычной пилой

0,052 мм.

8. Значение фиктивной силы резания при пилении:

- предлагаемой пилой (угол _н =л)

р_#- = 0,98 + 0,042 _н = 0,98 + 0,042· 10 = 1,4 Н/мм;

- обычной пилой р = 1 Н/мм.

9. Касательное давление срезаемого слоя на переднюю поверхность зуба:

- предлагаемой пилой (угол _н =л)

k_#-= (0,029 + 0,0058_н) + (0,069 + 0,0014_н)V' - (5,9 + 0,152_н) =

= (0,029 + 0,0058·10) ·70 + (0,069 + 0,0014·10) ·60,7 - (5,9 + 0,152·10) =

= 3,71 МПа;

- для обычной пилы [2]

,

где г - передний угол, град;

b - ширина пропила, мм;

в₁ - угол боковой заточки, град.

== 21,68 МПа;

10. Величина затупления режущей кромки для острых зубьев = 1.

11. Окружная касательная сила резания:

- предлагаемой пилой (угол _н =л)

= 56,57 Н;

- обычной пилы

= 67,29 Н;

12. Мощность на пиление:

- для предлагаемой пилы

= 3,44 кВт;

- обычной пилы

=4,09 кВт.

Вывод

1. Использование для поперечного пиления пил, режущие кромки зубьев которых наклонены поочередно в разные стороны, позволяет снизить энергопотребление процесса пиления.

2. Уменьшение угла наклона режущих кромок приводит к снижению мощности на резание. Так, при л = 5є Р = 2,69 кВт. Однако при малых углах наклона затрудняется перерезание волокон древесины, волокна не перерезаются, а рвутся и шероховатость стенок пропила ухудшается.

3. Расчеты показывают, что с увеличением скорости подачи преимущества предлагаемой пилы увеличиваются. Например, при V_s = 30 м/мин и приведенных выше условиях пиления для предлагаемой пилы Р = 4,18 кВт, для обычной Р_к = 6,25 кВт.

Библиографический список

1. Глебов И.Т. Резание древесины [Текст]./ И.Т. Глебов. Екатеринбург, УГЛТУ, 2001. 151 с.

2. Бершадский А.Л. Резание древесины [Текст]./ А.Л. Бершадский, Н.И. Цветкова. Минск, Вышейш. шк., 1975. 304 с.

Размещено на Allbest.ru