Оцилиндровка древесины способом цилиндрического фрезерования

Размещено на http://www.allbest.ru/

БГТУ, г. Минск, РБ

Оцилиндровка древесины способом цилиндрического фрезерования

Кравченко А.С. Бобровский С.Э.

Аннотация

В представленной работе проведен расчет силовых показателей при оцилиндровки круглых лесоматериалов способом цилиндрического фрезерования и сформулированы выводы по существу данного вопроса.

Annotation

In this study, we calculated the power indices for round timber cylindering cylindrical milling means and formulate conclusions on the merits of the issue.

Оцилиндровка древесины способом фрезерования не требует разработки специального фрезерного инструмента. В данном случае можно использовать фрезы сборные для обработки проушин и шипов по ГОСТ 11290-80, фрезы дисковые пазовые по ГОСТ 11291-81 и т.д. Можно использовать инструмент собственной конструкции, представляющий собой диск с установленными резцами, аналогичными, что и для чистового точения.

Расчет основных показателей.

Диаметр режущего инструмента подбирается из условия соблюдения скорости резания, которая должна находиться в пределах 20-30 м/с [1].

Скорость резания определяется зависимостью:

V_р = р Ч D Ч n / (60 Ч l000)

откуда

D = 60 Ч l000 Ч V_р / (р Ч n)

При использовании привода, имеющего частоту вращения 3000 мин^-1 диаметр фрезы составит:

D = 60 Ч 100 / Ч (3,14 Ч 3000) - (20ч30) = 127ч190 мм.

Ширина режущей кромки должна быть не меньше высоты снимаемого припуска, что примерно составляет 10 мм. Количество режущих элементов можно принять от 2 до 6.

Расчет силовых показателей выполнен по методике разработанной, А.Л. Бершадским [2]. Касательная сила резания определяется по формуле:

F = (a Ч p Ч b + a Ч k Ч b) ЧlЎ /t, при а > 0,1 мм

F = [(a - 0,8) Ч p Ч b+a Ч b Ч (k + 8p) Ч lЎ / t, при а < 0,1 мм

где а - коэффициент учитывающий состояние главной режущей кромки резца;

р - удельная сила резания по задней грани резца, Н/мм;

b - ширина контакта лезвия резца с обрабатываемым материалом, мм.

В данном случае этот показатель будет равен высоте снимаемого припуска; оцилиндровка лесоматериал фрезерование резец

а - толщина стружки, мм;

k - удельная работа резания по передней грани резца, Н/мм²;

lЎ - дуга контакта режущего элемента с объемом обработки, мм;

t - шаг зубьев фрезы, мм.

Удельная сила резания по задней грани резца определяется по следующей зависимости - при фрезеровании:

сосна Р = 1,6 + 0,036Ч, Н/мм

береза Р = 1,9 + 0,04Ч, Н/мм

дуб Р = 2,1 + 0,046Ч, Н/мм

где - угол перерезания волокон, град

= И = a > c Ч sin, град

где h - высота припуска, мм;

d - диаметр окружности резания, мм.

Толщина стружки определяется по общеизвестной формуле, тогда удельная работа резания по передней грани резца определяется по следующей зависимости при обработке сосны:

k = (0,2 + 0,004 Ч ) Ч + (0,07 + 0,0015 Ч ) Ч v - (5,5 + 0,15 Ч ), Н/мм²;

березы:

k = (0,25 + 0,005 Ч ) Ч + (0,08 + 0,0018 Ч ) Ч v - (7,0 + 0,18 Ч ), Н/мм²;

дуба:

k = (0,28 + 0,006 Ч ) Ч + (0,09 + 0,0018 Ч ) Ч v - (7,0 + 0,18 Ч ), Н/мм²;

где - угол резания, град.,

v - скорость резания, м/с.

Длина дуги контакта определяется по формуле:

lЎ = h / sinИ,

где h - припуск на обработку, мм;

- кинематический угол встречи, град.

Шаг зуба определяется по формуле:

t = Ч d / z

где z - число режущих элементов, шт.

Следует отметить, что при использования метода фрезерования для оцилиндровки древесины следует определить суммарную силу резания, которая образуется в результате продольного перемещения обрабатываемой заготовки и поперечного, вызванного вращением фрезерного суппорта вокруг бревна. Расчетные формулы для поперечного фрезерования аналогичны что и для продольного, но с учетом поправочного коэффициента, равного 0,6.

Возможные энергозатраты при окорке древесины выполнены для условий, представленный в табл. 1. Результаты расчетов приведены в табл. 2.

Как видно из приведенных расчетов, наибольшие энергозатраты вызывают поперечные силы резания. Это вызвано наличием больших скоростей подачи базовой модели станка. Для уменьшения данного показателя необходимо предусмотреть снижение частоты вращения ротора.

Таблица 1. Условия расчета силовых показателей при оцилиндровке древесины методом фрезерования

Таблица 2. Расчет сил и мощности резания при оцилиндровке древесины методом фрезерования при частоте вращения ротора n = 300 мин^-1

Процесс фрезерования позволяет осуществить оцилиндровку бревен с получением высокого качества обработки и правильной формы сечения обрабатываемого бревна. Недостатком данного метода является сложность механизма резания и повышенная энергоемкость.

Библиографический список

1. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка технологии изготовления, подготовки к эксплуатации инструмента фрезерно-брусующих машин серии БРМ», тема 83-84. - Мн.: БТИ,1985.

2. А.Л. Бершадский, Н.И. Цветкова. Резание древесины. - Мн.: Вышэйшая школа, 1975.

Размещено на Allbest.ru