Разработка рациональных режимов резания при эксплуатации пил ленточных

Реферат.

 

ЛЕНТОЧНАЯ ПИЛА, ДРЕВЕСИНА, РЕЗАНИЕ, СТАНОК, ДЕТАЛЬ, ИНСТРУМЕНТ, ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, ДИАМЕТР.

 

 

Целью данного курсового проекта является подобрать оптимальные режимы обработки данной заготовки. Задачи, которые ставятся для достижения данной цели следующие: подбор инструмента и соответствующего оборудование, расчет параметров резания (таких как рациональная скорость подачи, потребная мощность, а также фактические силы резания), подготовка инструмента к работе и уход за ним и проектирование приспособления для облегчения совершения технологической операции резания.

Делительные ленточные пилы применяются на делительных ленточных станках для распиливания брусьев и толстых досок на тонкие доски и деления их пополам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.   Общая часть

1.1   Технологическая операция получения готовой детали

1.2   Выбор оборудования для  изготовления детали

1.3   Основные технические  данные станка и его краткое  описание

1.4   Обоснование и расчет  линейных и угловых параметров  режущего инструмента

1.5   Выбор типового инструмента

1.6   Выводы по разделу

2.   Расчетная часть

2.1  Расчет и обоснование рациональной  скорости подачи

2.2 Расчет фактических сил резания

2.3 Расчет требуемой мощности  резания на выполнение техпроцесса

2.4 Расчет потребного количества  инструмента на год и абразивного материала для его заточки

2.5 Выводы по разделу.

3.   Техническая эксплуатация  инструмента

3.1   Подготовка инструмента  к работе и уход за ним

3.1.1   Заточка инструмента  с описанием необходимого оборудования

3.1.2  Контроль точности подготовки угловых и линейных величин

3.2  Выводы по разделу

4.   Конструкторская  часть

4.1  Назначение и область применения  проектируемого объекта

4.2 Обоснование необходимости проектирования  приспособления

4.3 Разработка и обоснование  технических требований к проектируемому объекту

4.4 Техническая характеристика  проектной разработки

4.5 Описание конструкции

4.6 Выводы по разделу

5.   Выводы по проекту

6.   Список использованной  литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

Пиление ленточными пилами происходит при равномерном непрерывном движении пильной ленты и подачи. Оно подобно процессу резания дисковой пилой при бесконечно большом радиусе (R= ), когда круговое резание переходит в прямолинейное.

Ленточное пиление предназначено для прямолинейной распиловки древесины и древесных материалов, а также для криволинейного пиления деталей из древесины и плитных материалов.

По своему назначению ленточные пилы подразделяются на:

1.   Пилы для распиловки  бревен.

2.   Пилы для распиловки  брусьев.

3.   Пилы для распиловки деталей из древесины.

Ленточные пилы представляют собой инструмент в виде бесконечной стальной ленты, на одной из кромок которой насечены зубья. Зубья широких ленточных пил - плющеные, а более узких - разведенные.

Основное достоинство ленточных пил - малая толщина ленты, а следовательно, и меньшая ширина пропила.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

1. Технологическая операция получения готовой детали.

 

Для получения досок указанных размеров, хлыст сначала подвергают рамному либо ленточному пилению для удаления горбылей, что можно показать схематично:

Рис.1.1 Эскиз заготовки

 

Этот процесс выполняется на пилорамах, или ленточнопильных станках, оптимальность и преимущества использования последних будет рассматриваться чуть ниже. После удаления горбылей на вышеуказанных станках производят окончательный распил бруса с целью получения досок необходимых размеров (рис.1.2).

 

Рис.1.2. Эскиз получаемой продукции.

 

1.2. Выбор оборудования  для изготовления детали

 

Данный процесс пиления можно реализовать несколькими разновидностями пиления, а именно:

- Рамным пилением

- Ленточным пилением

-  Пилением круглыми пилами

Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки по сравнению с другими, которые в значительной мере проявляются при пилении определённых пород древесины. В данном случае рассматривается пиление твёрдой и достаточно ценной породы - дуба.

При изготовлении дубового бруса предпочтительным является ленточное пиление, т.к. по сравнению с остальными способами оно имеет следующие преимущества:

- удельные энергозатраты на единицу обрабатываемой площади при ленточном пилении до 25% ниже, чем при рамном

- возможность получения больших скоростей резания (до 80-100м/с) и, как следствие, увеличение производительности (что немаловажно при условии, что рассматриваемый процесс пиления ступенчатый)

- меньшие потери обрабатываемого материала в опилки (т.к. толщина ленточной пилы значительно меньше рамной и круглой)

- значительно меньшие динамические нагрузки при проведении технологического процесса.

На основании вышеизложенного для осуществления технологического процесса пиления будет использоваться ленточнопильный делительный станок ЛД150-1Э.

 

1.3. Основные  технические данные станка и  его краткое описание.

 

Ленточнопильный делительный станок ЛД150-1Э с криволинейными аэростатическими направляющими пильной ленты (рис.1.3.) предназначен для ребрового деления брусьев и толстых досок на пиломатериалы заданной толщины, а также симметричного деления пиломатериалов пополам. Станок состоит из сварной станины коробчатой формы, пильного механизма, механизма подачи, ограждений и гидростанции.

Пильный механизм состоит из двух пустотелых криволинейных (R-750 мм) аэростатических опор 1 и 10, по которым перемещается пильная лента 4 (толщиной 1 мм и шириной 125 мм), и фрикционного привода пильной ленты. Нижняя опора, неподвижная, закреплена на станине. Верхняя опора 10, подвижная, может перемещаться пневмоцилиндром 7 в вертикальной плоскости по прямоугольным направляющим, обеспечивая натяжение  пильной ленты с необходимым усилием.

 

Рис.1.3.. Кинематическая схема механизма резания ленточнопильного ребрового станка с криволинейными аэростатическими направляющими пильной ленты.

 

Привод пильной ленты осуществляется через два фрикционные надувные колеса 8 и 9, приводимые в движение от асинхронных электродвигателей 12 и 13 через клиноременные передачи 6 и 5. Колесо 8 установлено на станине, а колесо 9 вместе с электродвигателем - на поворотной раме 2 и прижимается к колесу 8 пневмоцилиндром 3.

Для создания устойчивой воздушной подушки (толщиной 30...40 мкм) между аэростатическими опорами и движущейся по ним пильной лентой к опорам через радиальные каналы 11 диаметром 0,6... 0,8 мм постоянно подводится сжатый воздух под давлением 0,5...0,6 МПа  (расход воздуха 2 м3/мин),.

Механизм подачи состоит из базового суппорта, прижимного суппорта и механизма установки базового суппорта на размер отпиливаемой доски.

Станки с аэродинамическими опорами имеют ряд преимуществ: отсутствие биения шкивов и инерционности ведомого вала, что повышает точность пиления; уменьшение напряжений от сил натяжения и изгиба, что позволяет повысить долговечность пил; уменьшение длины пилы, размеров и металлоемкости станка.

Техническая характеристика станка ЛД150-1Э

Диметр шкивов, мм.................................................................750

Наибольшая высота пропила, мм..........................................390

Скорость подачи, м/мин.........................................................10-40

Скорость резания, м/с..............................................................40

Мощность электродвигателя, кВт..........................................24

Расстояние между центрами шкивов, мм...............................2000

 

1.4. Обоснование  и расчёт линейных и угловых параметров режущего инструмента

 

Расчёт будем производить на основании следующих данных:

1. Обрабатываемая порода – дуб

Размеры бруса – 100x200x2000 мм

2.   Влажность - 20%

3.   Получаемая продукция - обрезные доски 30x100x2000мм

4.   Требуемый параметр шероховатости -

5.    Диметр шкивов - 750мм

6.   Максимальная скорость  подачи - 40м/мин

7.   Скорость резания - 40м/с

8.   Мощность электродвигателя - 24кВт

10. Расстояние между центрами  шкивов -2000мм 

Для расчётов примем:

1.   Время работы станка - 240мин

2.   Зубья пилы - разведённые

3.   Коэффициент использования  станка - 0.5

4.   Начальный радиус закругления  резца – 10 мкм

5.   КПД механизма резания - 0.80

6.   Угол перерезания волокон °

Заданный параметр шероховатости по ГОСТ 7016-68 соответствует пятому классу шероховатости. Исходя из этого, по соответствующим таблицам принимаем подачу на зуб мм.

1. Запишем формулу для определения  скорости резания, м/с:

                                                            

                                          (1.1)

где Dш - диаметр шкива, мм

n - частота вращения пильного шкива, мин-1

Отсюда получаем, что частота вращения шкива n, мин-1 :

                                                     

                                                    (1.2)

Где VP - скорость резания, м/с, VP =40

2. Запишем скорость подачи U, м/мин:

                                         

                                         (1.3)

Где Vp - скорость резания, м/с

t - зубьев пилы, мм

Uz – подача на зуб (принимаем Uz= Uz0=0.4), мм

Отсюда шаг зубьев пилы t, мм:

                                            

                                           (1.4)

Где U – скорость подачи ( принимаем максимальную), м/мин, U=40

 мм

3. Определим ориентировочное значение толщины полотна пилы S, мм:

                                              

                                (1.5)

 мм

4. Ориентировочная длина полотна пилы равна:

                                       

                          (1.6)

где lmax - максимальное расстояние между осями шкивов, мм

 мм

В соответствии с ГОСТ выбираем пилу с параметрами, близкими к расчётным. Соответственно для заданного технологического процесса пиления будем использовать пилу с параметрами:

1.  Ширина пилы с учётом  зубьев - 125мм

2.  Шаг зуба – 30 мм

3.  Толщина полотна пилы – 1 мм

4.  Высота зуба - 13мм

5. Длина полотна пилы - 7000мм

Далее произведём расчёт оптимальных угловых параметров пилы по теории А.Л. Бершадского. Для этого по соответствующим таблицам примем уширение на сторону равным 0.5 мм.

1. Ширина пропила b, мм:

                                                                                  (1.7)

где s - ширина полотна пилы, мм, s=0,9

s' - уширение на сторону, мм, s'=0,5

 мм

2. Средняя толщина стружки:

 мм                                                              (1.8)

3. Максимальная высота пропила равна:

h = 100мм                                                                             (1.9)

 

4. Коэффициент, учитывающий затупление резца:

                                           

                                    (1.10)

                                      

                                 (1.11)

где Δρ - приращение затупления резца, мкм

ρ0 - начальный радиус затупления резца, мкм , ρ0=10

Т - время работы станка, ч, T= 240

L- расстояние между центрами шкивов, мм

ε -коэффициент приращения затупления резца на 1 м, мкм/м, (при пилении дуба ε=0,0013)

n- частота вращения шкивов, мин-1 , n=1019