1 Функциональная схема

Рисунок 1.1 – Функциональная схема круглопильного станка для продольной распиловки с верхнем расположением пилы

2 Кинематические параметры

2. 1 Скорость резания, м/с

𝑣 = 39.25 м/с

где D – диаметр пилы, мм

n – частота вращения пилы, мин^-1

2. Подача на зуб, мм

где u – скорость подачи, м/мин

z – число зубьев на пиле, шт

u_z,1 = 0,33 мм

u_z,2 = 0,50 мм

u_z,3 = 0,67 мм

2. Кинематический угол встречи на выходе зубьев пилы из материала, …⁰

где а – расстояние от оси вращения пилы до поверхности стола

h – толщина распиливаемого материала, мм

_вых= arсcos(90/(500/2)) = 69⁰

2. Кинематический угол встречи на входе зубьев пилы из материала, …⁰

θ_вх,1 = 47⁰

θ_вх,2 = 40.5⁰

θ_вх,3 = 33⁰

2. Средний кинематический угол встречи и средний угол перерезания волокон древесины, …⁰

θ_cр,1 = 58⁰

θ_ср,2 = 55⁰

θ_ср,3 = 51⁰

2. Средняя толщина стружки, мм

– для плющеных зубьев с наплавкой, и с пластинками из твёрдого сплава

e_срΔ1 = 0,28

e_срΔ1 = 0,41

e_срΔ1 = 0,52

2. Ширина пропила, мм

b = 2.2 + 2 * 0.6 = 3.4 мм

3 Расчёт силы резания

3.1 Касательная составляющая силы резания, Н

P_к = kbhiu/60𝑣_ср

где, i – количество пил, участвующих в резании, шт

к – удельное сопротивление резанию, Мпа

k = a_w + a_в + a_п (k_п + k_з + k_тр)

a_п – поправочный коэффициент, учитывающий породу распиливаемой древесины

a_в – поправочный коэффициент, учитывающий влажность распиливаемой древесины

a_w – поправочный коэффициент, учитывающий вид схемы пиления

a_п = 0,90

a_в = 1,00

a_w = 1,00

2. Удельное сопротивление резанию по передней грани зубьев пилы, МПа, при толщине стружки e_ср > 0,1 мм

k_п = (0,196 + 0,00392 θ_cр)δ + (0,0686 + 0,001470 θ_cр) 𝑣 – (5,4 + 0,1670θ_cр)

δ – угол резания

Так как 𝑣 < 50 в формулу вместо 𝑣 подставляем (90 – 𝑣 )

k_п1 = 16,01 МПа

k_п2 = 15,64 МПа

k_п3 = 15,14 МПа

2. Удельное сопротивление резанию по задней грани зубьев пилы, МПа, при толщине стружки e_ср > 0,1 мм

k_з = a_pр/е_ср

a_p – коэффициент, учитывающий затупление зубьев пилы

a_p = 1 + (0,2Δр)/р₀

Δр – приращение радиуса зубьев пилы за время работы, мкм

Δр = AenT/1000

A – приращение радиуса затупления главной режущей кромки за 1 м пути резания

A = 0,001 мкм/м

e – длина дуги резания, мм

e = h/sin θ_cр

T – время непрерывной работы станка, мин

р₀ – начальный радиус закругления главной режущей кромки после заточки

р₀ = 10 мкм

р – фиктивная удельная сила резания по задней грани зубьев пилы

р = 3,92 + 0,0353 θ_cр

р₁ = 6,00

р₂ = 5,89

р₃ = 5,75

Рассчитываем е:

e₁ = 94,33 мм

e₂ = 122,08 мм

e₃ = 154,41 мм

Полученные значения е подставляем в формулу Δр:

Δр₁ = 33,96 мкм

Δр₂ = 43,95 мкм

Δр₃ = 55,59 мкм

Аналогично подставляем значения Δр в формулу a_p:

а_р1 = 0,78

а_р2 = 0,98

а_р3 = 1,21

Считаем k_з = a_pр/е_ср:

k_з1 = 94,51 МПа

k_з2 = 104,93 МПа

k_з3 = 129,54 МПа

2. Удельное сопротивление от трения опилок о стенки пропила, Н/мм

k_тр = ah/b

a – интенсивность трения опилок о стенки пропила, Н/мм²

При пилении с плющеными зубьями a_Δ = 0,57 МПа

k_тр1 = 13,41 Н/мм

k_тр2 = 16,76 Н/мм

k_тр3 = 20,12 Н/мм

Считаем к – удельное сопротивление резанию, МПа, исходя из полученных выше значений:

к₁ = 111,54 МПа

к₂ = 123,60 МПа

к₃ = 148,32 МПа

Для расчёта силы резания Р_к берём среднее значение к = 123,60, полученные значения заносим в таблицу:

h

U	24,00	36,00	48,00
80,00	1713,10	2569,65	3426,19
100,00	2141,37	3212,06	4282,74
120,00	2569,65	3854,47	5139,29

Г рафик 3.1 – Зависимость силы резания от скорости подачи и высоты пропила