Разработка рациональных режимов резания при эксплуатации пил ленточных

К – коэффициент использования станка, К=0,5

Подставляем данные:

 мкм

5. Для определения угла резания воспользуемся следующими формулами.

Мощность резания N, кВТ:

                                          

                                          (1.12)

где К - среднее давление резания, Н/мм2

N – мощность резания, кВт:

                                                      (1.13)

Выражая из формулы (1.12) среднее давление резания, получаем:

 Н/мм2                                                          (1.14)

В свою его также можно определить как:

                             , кг/мм2                               (1.15)

где р - фиктивная сила резания по задней поверхности резца, Н/м;

для дуба р = 9,1 Н/м

к - фиктивное среднее давление по передней грани, Н/мм2

аλ – коэффициент учитывающий трение стружки, Н/мм2  , аλ= 0,25

Фиктивное среднее давление по передней грани определяется по формуле:

                                                     (1.16)

где δ - угол резания, град

Подставив все известные величины в формулы (1.15),(1.16) получаем:

                                 (1.17)

6. Решая систему уравнений (1.17) находим, что δ =159 град

На основании всех  вышеизложенных вычислений принимаем стандартную пилу со следующими параметрами:

1.  Длина полотна пилы – L=7000мм

2.   Ширина полотна пилы с учётом зубьев – B=125мм

3.  Толщина полотна пилы – s=1мм

4.  Уширение на сторону зубьев  пилы – S’=0.5мм

5.   Шаг зуба пилы – t=30мм

6.   Высота зуба пилы – hз=13мм

7.   Передний угол – γ=20 град

8.  Угол заточки – β=50 град

9.   Задний угол – α=20град

10. Угол резания – δ=70 град

 

1.5 Выводы по  разделу:

 

Для получения соответствующего качества и высокой производительности выполнения операции резания нужно правильно подобрать необходимое оборудование и соответствующий инструмент. В данном случае для процесса пиления ленточными пилами выбран отечественный станок ЛД150-1Э. Данный станок имеет высокую точность пиления, прост конструктивно, имеет малые габаритные размеры. При подборе типа ленточной пилы необходимо учитывать такие факторы как тип распиливаемого материала, его влажность, высоту пропила и другое. В данном случае материал - дуб и для рационального процесса резания используется ленточная пила, имеющая оптимальные угловые и линейные параметры для пиления данного вида пилопродукции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ.

 

2.1 Расчёт и  обоснование рациональной скорости  подачи.

 

Определения рациональной скорости подачи будем вести на основании выбора минимальной подачи на зуб (по четырем критериям).

1. Средняя сила резания P равна, Н:

                                                

                                          (2.1)

Где N – мощность резания (формула (1.12)), кВт

VP - скорость резания, м/с, VP =40

 Н

2. Средняя сила на один зуб Pзуб, H:

                                          

                                          (2.2)

 Н

3. Рассчитаем допустимую подачу на зуб при полном использовании мощности, мм:

                                     

                                  (2.3)

Где фиктивное среднее давление по передней грани, Н/мм2

 мм

4. Подача на зуб, необходимая для получения заданного пятого класса шероховатости, принятая по соответствующим таблицам равна:

 мм

5. Подача на резец по производительности пилы:

                                               

                                               (2.4)

  мм

6. Касательную силу резания Р необходимо сопоставить с допустимой критической силой Ркр, которая рассчитывается по формуле:

          

                       (2.5)

где В1 = B-hз =125-13 = 112 мм - ширина пилы до линии впадин зубьев

- среднее напряжение нормально  натянутой пилы, МПа;

Для делительных пил σ=50…60  МПа, принимаем σ=50 МПа

 Н

 7. По результатам расчёта имеем Р<Ркр, что допустимо. Далее определим подачу по мощности UN, мм:

                                   

                                  (2.6)

Где Pзуб - средняя сила на один зуб, Н, Pзуб=480

коэффициент, учитывающий затупление резца

s – толщина пилы, мм, s=1

к - фиктивное среднее давление по передней грани, Н/мм2 ,

аλ – коэффициент учитывающий трение стружки, Н/мм2  , аλ= 0,25

b - ширина пропила, мм, b=2

h – высота пропила, мм, h=100

 

 мм

7. Из получённых значений подач для дальнейшего расчёта скорости подачи выбираем меньшее значение мм.. Таким образом, рациональная скорость подачи U, м/мин, равна:

                                          

                                        (2.7)

 м/мин

 

2.2 Расчёт требуемой  мощности резания на выполнение  техпроцесса:

 

1. Среднее давление резания, Н/мм2:

                                   

                             (2.8)

где р - фиктивная сила резания по задней поверхности резца, H; для дуба р = 9,1 H

к - фиктивное среднее давление по передней грани, Н/мм2 ,

 мм – принятая подача на зуб

коэффициент, учитывающий затупление резца

s – толщина пилы, мм, s=1

аλ – коэффициент учитывающий трение стружки, Н/мм2  , аλ= 0,25

b - ширина пропила, мм, b=2

 Н/мм2

2. Мощность резания:

                                      

                                        (2.9)

 кВт

 

2.3 Расчёт фактических  сил резания.

 

1. Фактическая сила P равна, Н:

                                       

                                                (2.10)

Где N – мощность резания , кВт, N=7,52 кВт

VP - скорость резания, м/с, VP =40

 Н

2.   Сила резания на один  зуб:

                                            

                                              (2.11)

 кВт

3.   Сила резания по задней  поверхности резца:

                                         

                                  (2.12)

коэффициент, учитывающий затупление резца

р - фиктивная сила резания по задней поверхности резца, Н/м;

для дуба р = 9,1 Н/м

b - ширина пропила, мм, b=2

h – высота пропила, мм, h=100

t – шаг зубьев пилы, мм, t=30

H

4.   Сила резания по передней поверхности резца:

                                          Рп=Р-Рз                                                                           (2.13)

Рп= 188 – 19,4 = 168,4 H

5.   Радиальная сила:

                                  

                             (2.14)

H

6.   Сила сопротивления подаче:

                                              Q = -R =48,46H                                    (2.15)

7.  Сила, нормальная к подаче:

                                              S = Р = 188 H                                      (2.16)

 

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

 

1. Количество часов работы инструмента  в год определяется по формуле:

                                         Т = l· m·Тсм · К                                       (2.17)

где l - число рабочих дней в году; l = 252

 т - число смен; т = 2

Тсм -продолжительность смены; Тсм =8ч

К- коэффициент загрузки станка; К = 0.5

 ч

2. Количество инструмента, необходимое  для выполнения производственной  программы на станке, можно определить  по формуле:

                                      

                                 (2.18)

где Т - число часов работы инструмента в год, ч

n - число одинаковых инструментов на станок, шт

b - уменьшение рабочей части инструмента за одну переточку

а - допускаемая стачиваемость инструмента, мм

t - продолжительность работы инструмента без переточки, ч

q - процент на поломку и непредвиденные расходы, %

 шт

3.  Переходный запас инструмента  на складе:

                        

шт                                   (2.19)

4.  Запас инструмента в ремонте:

                              

шт                                        (2.20)

6. Потребное количество абразивного  инструмента в год для заточки  ленточных пил:

                                          

                                        (2.21)

где bА - расход абразивного инструмента на одну зоточку, шт; для карбида кремния зелёного (КБ) bА = 0,02

 

2.5 Выводы по  разделу

 

В результате проведенных расчетов были получены и обоснованы значения рациональной скорости подачи, которая соответствует получению шероховатости пропила 200÷315 мкм, требуемой мощности резания, говорящая о том, что двигатель используется не на всю мощность, количество требуемого режущего инструмента в год и абразивного материала необходимого для его заточки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИНСТРУМЕНТА.

 

3.1 Подготовка  инструмента к работе и уход  за ним.

 

Подготовка режущего инструмента к работе - это комплекс технологических процессов, обеспечивающих рациональные рабочие параметры инструмента при минимальных трудозатратах.

Состав технологических процессов подготовки конкретного типа режущего инструмента определяется его конструкцией и условиями работы. Балансировке подвергаются все вращающиеся инструменты, особенно те, которые работают с большими частотами вращения.

Затачивают все дереворежущие инструменты, за исключением абразивных, для восстановления их режущей способности.

 

3.1.1 Вальцевание, правка, ремонт, заточка, установка  ленточных пил в станок.

 

Вальцевание ленточных пил проводят для увеличения поперечной жёсткости при натяжении. Такая обработка предупреждает также искривление её во время работы вследствие растяжения режущей кромки из-за перегрева либо под влиянием сил, действующих на зубья, особенно при значительном их затуплении.

 

Рис 3.1. Схема вальцевания и правки ленточных пил:

а – симметричное вальцевание; б - вальцевание на конус; в –исправление укороченной тыловой кромки; г - исправление перекоса.

 

Существуют два способа вальцевания ленточных пил:

 

-  первый заключается в удлинении средней части полотна. Этот способ наиболее распространён в отечественной практике, однако для широких ленточных пил не является наилучшим.

-   второй способ включает вальцевание средней части пилы и задней кромки, вследствие чего передняя кромка становится короче задней. Смысл этого способа состоит в придании наибольших напряжений передней режущей кромке ( наиболее коротким частям), так как жёсткость пилы при резании зависит преимущественно от напряжений на её передней части. Во избежание сползания пилы со шкивов наклоняют верхний шкив, поэтому удлинение задней кромки по сравнению с передней является необходимой компенсацией более сильного натяжения на задней кромке, образующегося вследствие указанного наклона шкива. Поэтому второй способ обладает явным преимуществом перед первым.

Вальцевание, правку и проверку ленточных пил обычно производят на специальных верстаках, на которых установлены вальцовочный станок и выверочная плита с наковальней; пилу, как видно на рис. 3.2, подвешивают на деревянных роликах. Для проверки вальцевания пилу изгибают в продольном направлении путем подъема ее специальным роликом над выверочной плитой. Применение такого ролика имеет два преимущества: он поднимает пилу на определенную высоту, что дает постоянную величину изгиба; ролик поднимается от ножной педали, так что обе руки остаются свободными для работы.