7.2. Формы и характер движения режущих инструментов

Основные формы ножей, применяемых для разрезания продуктов, следующие: прямолинейный, прямолинейный проволочный, прямолинейный зубчатый, криволинейный, криволинейный зубчатый, дисковый, дисковый зубчатый (рис. 7.6).

Рис. 7.6. Типы ножей: а — прямолинейный; б — проволочный; в — прямолинейный зубчатый; г — криволинейный; д — криволинейный зубчатый; е — дисковый; ж — дисковые зубчатые

Рис. 7.7. Схема перемещения ножа относительно продукта при рубящем резании:

а — с кривошипно-шатунным приводом ножа: 1 — кривошип; 2 — шатун; 3 — режущий инструмент; б — с неподвижной ножевой решеткой: J — продукт; 2 — толкатель; 3 — нож

При рубящем резании используются прямолинейные ножи. Данные ножи перемещаются относительно продукта в направлении, перпендикулярном к режущей кромке лезвия. Такое движение можно получить: при поступательном движении ножа или продукта (рис. 7.7); при вращательном движении ножа, когда режущая кромка располагается на прямой, проходящей через ось вращения, т. е. по радиусу вращения (рис. 7.8).

Рис. 7.8. Схема рубящего резания вращающимся прямолинейным ножом

Поступательное движение ножа или продукта относительно друг друга может осуществляться с помощью кривошипно-шатунного механизма или толкателя, продавливающего продукт через неподвижные ножи. В первом случае (см. рис. 7.7, а) движение от кривошипа / передается через шатун 2 режущему инструменту 3, который совершает возвратно-поступательное движение. Отрезание кусочков производится от неподвижного закрепленного продукта при прямом ходе ножа. При этом скорость движения ножа во всех его точках одинакова и изменяется за один оборот кривошипа от v = 0 до v = f_max. Последняя скорость тем больше, чем больше угловая скорость кривошипа и его радиус. Во втором случае (см. рис. 7.7, б) разрезание продукта / осуществляется путем продавливания его с помощью толкателя 2 через неподвижно закрепленные ножи 3. Толкатель может приводиться в движение кри-вошипно-шатунным или криво-шипно-кулисным механизмом, а также вручную.

При вращательном движении ножа (см. рис. 7.8), режущая кромка которого располагается по радиусу вращения, скорость v произвольной точки С ножа направлена перпендикулярно к режущей кромке лезвия и прямо пропорциональна угловой скорости ножа и расстоянию от этой точки до оси вращения. В некоторых случаях для рубящего резания продуктов используют режущие инструменты в виде проволоки. Резание продуктов происходит при относительном поступательном перемещении режущего инструмента и продукта. При выборе скорости режущих инструментов следует учитывать, что с увеличением скорости пропорционально возрастают производительность машины и потребляемая ею мощность.

При скользящем резании используются криволинейные, дисковые, дисковые зубчатые и прямолинейные ножи (см. рис. 7.6). При этом способе резания скорость движения ножа относительно продукта направлена под острым углом к режущей кромке лезвия и ее можно разложить по двум направлениям: по нормали к режущей кромке ножа v_n и по касательной к режущей кромке v_x. Такое относительное движение ножа и продукта можно получить тремя способами: движением режущего инструмента в направлении неподвижного ножа и одновременным движением режущего инструмента и продукта.

Скользящее резание прямолинейным ножом при неподвижном продукте происходит при поступательном перемещении ножа под острым углом ф к режущей кромке лезвия (рис. 7.9). Скорость произвольной точки С, лежащей на режущей кромке лезвия, равна скорости движения ножа по величине и направлению и образует острый угол ф с режущей кромкой. Эту скорость v_v можно разложить относительно режущей кромки лезвия на два направления: по нормали к ней v„ и вдоль нее v_x. Скользящее резание прямолинейным ножом при неподвижном продукте можно также осуществлять путем вращательного движения ножа, когда его режущая кромка не совпадает с радиусом, проведенным через ось вращения и произвольную точку на режущей кромке (рис. 7.10). Скорость v_p произвольной точки С направлена перпендикулярно к радиусу А С, при этом режущая кромка не совпадает с радиусом вращения. Эту скорость можно разложить относительно режущей кромки лезвия на две составляющие: нормальную v„ и касательную v_x.

Рис. 7.9. Схема скользящего резания при поступательном движении прямолинейного ножа

Рис. 7.10. Схема скользящего резания при вращательном движении прямолинейного ножа

Рис. 7.11. Схема скользящего резания при поступательном движении продукта и ножа

Скользящее резание прямолинейным ножом при одновременном перемещении ножа и продукта производится путем поступательного перемещения продукта при поступательном (рис. 7.11) или возвратно-поступательном движении (рис. 7.12) режущего инструмента.

Рис. 7.12. Схема скользящего резания при поступательном движении продукта и возвратно-поступательном движении ножа

Рис. 7.13. Схема скользящего резания при поступательном движении криволинейного ножа

Рис. 7.14. Схема скользящего резания при вращательном движении продукта и неподвижном криволинейном ноже

Скользящее резание криволинейным ножом происходит независимо от характера движения ножа и продукта. При вращательном движении криволинейного ножа (рис. 7.13) скорость v_p в произвольной точке С направлена перпендикулярно к радиусу А С и v_p = со/*. При неподвижном криволинейном ноже и поступательном движении продукта (рис. 7.14) скорость Vp равна и противоположно направлена скорости движения продукта и_пр и ее можно разложить относительно режущей кромки лезвия на v_x и v„. В точке А касательная составляющая v_x скорости резания равна нулю и в этой точке имеет место рубящее резание. Во всех других точках резание скользящее.

Дисковым ножом скользящее резание производится путем вращения ножа и возвратно-поступательного движения продукта (рис. 7.15), вращения ножа и качательного движения продукта (рис. 7.16), вращения ножа и вращения продукта (рис. 7.17), планетарного движения ножа при неподвижном продукте (рис. 7.18).

Рис. 7.15. Схема скользящего резания при возвратно-поступательном движении продукта и вращательном движении дискового ножа

Рис. 7.16. Схема скользящего резания при вращательном движении продукта и вращательном движении дискового ножа

Рис. 7.17. Схема скользящего резания при качательном движении продукта и дискового ножа

При вращательном движении дискового ножа и качательном или вращательном движении продукта (см. рис. 7.16 и 7.17) скорость резания и_р равна векторной сумме двух скоростей: скорости точки С, лежащей на режущей кромке ножа относительно оси вращения A, v_u и скорости точки С, принадлежащей продукту, относительно оси вращения В, взятой с обратным знаком (-v_np).

Рис. 7.18. Схема скользящего резания при вращательном движении дискового ножа

Рис. 7.19. Схема скользящего резания при планетарном движении зубчатого дискового ножа и поступательном движении продукта

При планетарном движении дискового ножа и неподвижном продукте (см. рис. 7.18) скорость резания v_p в точке С равна векторной сумме двух скоростей: скорости точки С относительно оси вращения ^дискового ножа v_CA и скорости точки А относительно точки В у_ш

Дисковые зубчатые ножи производят скользящее резание при вращательном движении и поступательном движении продукта (рис. 7.19). Скорость резания v_p равна векторной сумме скорости точки С относительно оси вращения A v_H и скорости продукта, взятой с обратным знаком -v_np. Скорость v_H направлена перпендикулярно к радиусу СА в сторону вращения дискового ножа-фрезы.