4826

21

Норма времени на деталь определяются по формуле:

где n – число деталей в изделии

В случае, если на фуговальном станке предусмотрено фрезерование заготовок в «в угол», то необходимо поочередно определить производительность станка при обработке пласти и кромки, а затем определить производительность по формуле:

Производительность рейсмусовых и многосторонних фрезерных станков вычисляется по формуле:

где: Кд = 0,88…0,9; Км = 0,8…0,9;

Кск – коэффициент, учитывающий проскальзывание заготовки в механизме подачи (Кск = 0,92);

U – скорость подачи, м/мин; lз – длина заготовки, м;

m – число проходов через станок, шт.;

n – число одновременно обрабатываемых заготовок, определяется для рейсмусовых станков

где: В – ширина стола станка, мм; П – процент заполнения ширины стола заготовками, П = 60%; b – ширина заготовки, мм

Для многосторонних фрезерных станков: n = 1, m = 1. Производительность торцовочного станка определяется по формуле:

где: Кд = 0,85…0,9; Км = 0,2…0,5; U = 4…8 м/мин;

n – число заготовок, одновременно укладываемых на каретку станка;

22

lх.к. – длина хода каретки (принимаемая равной примерно 1,5 ширины закладки заготовок);

m – число ходов каретки при торцевании одной закладки заготовок Производительность двухпильного концеравнителя вычисляется:

где: Кд = 0,85…0,9; Км = 0,8…0,9;

U – скорость подачи (по технической характеристике станка); n – число заготовок на одной паре упоров конвейерных цепей;

lу – расстояние между упорами конвейерных цепей (по технической характеристике станка)

Производительность круглопильного станка для продольной распиловки вычисляется по следующей формуле (в случае раскроя кратных по ширине или по толщине заготовок):

где: Кд = 0,85…0,9;

Км = 0,4…0,6 (при ручной подаче), Км = 0,6…0,8 (при механической подаче);

U = 4…6м/мин (при ручной подаче); Lпр – длина пропила, м;

m – среднее число пропилов, приходящееся на одну заготовку, шт. Пример. Операция: фрезерование заготовки в размер. Оборудование:

четырехсторонний фрезерный станок С16-2А. Сменная производительность:

Контрольные вопросы

1.Что понимают под точностью обработки?

2.Каково экономическое значение точности обработки?

3.Каково значение взаимозаменяемости в современном массовом производстве?

4.Какую деталь можно считать точно изготовленной?

5.В чем заключается основное отличие раскроя листовых и плитных материалов от раскроя пиломатериалов?

6.Что такое полезный выход при раскрое?

Одним из важнейших факторов процесса резания древесины является толщина стружки. Она определяет форму стружкообразования, влияет на силовые и качественные показатели процесса. На дереворежущих станках величина толщины стружки бывает от сотых долей миллиметра до нескольких миллиметров. Здесь имеется в виду номинальная толщина стружки, замеряемая в заготовке от будущей поверхности резания 1 до обрабатываемой поверхности 2

(рис. 9.1,а). Из рисунка видно, что лезвие и задняя поверхность резца находятся ниже поверхности резания. Поэтому даже при нулевой номинальной толщине стружки (h=0), когда поверхности 1 и 2 совпадают (рис. 9.1,в), силы воздействия не будут равны нулю, так как присутствуют силы Рл, Qл, Рз и Qз. Наблюдения за процессом резания показали, что увеличение номинальной толщины стружки не сразу приводит к образованию факти-ческой стружки; силы нарастают, но поверхность обработки продолжает подминаться резцом (рис. 9.1,б). Лишь при определенной толщине номинальной стружки hкр, которая называется критической, наблюдается сход стружки по передней поверхности резца, то есть начинает срезаться фактическая стружка. Критическая толщина стружки в несколько раз превышает радиус затупления резца ρ. Зависимость сил резания от толщины стружки обычно рассматривается для единичных сил Р1 и Q1 (Н/мм), приходящихся на 1 мм ширины стружки.

График зависимости единичной касательной силы резания от толщины стружки (рис. 9.2) имеет два характерных участка: участок тонких стружек

(до hо=0,1…0,2 мм), на котором сила круто растет, и участок стружек толще hо, где рост силы замедляется и кривая в

25

большей или меньшей степени приближается к прямой линии. Если эту прямую продолжить влево до оси ординат, то на ней отсекается сила Ро. Поэтому силу Р1 для любого h ˃ ho можно определить как сумму постоянной величины Рo и переменной Рn, пропорциональной толщине стружки:

где: kn – удельная сила деформирования стружки, Н/мм²

При h ˂ hкр сила Р1 складывается из сил Рл и Рз, которые увеличиваются с ростом h. При h ˂ hкр к ним добавляется сила Рп; все три силы – переменные. При h ˃ ho мы считаем, что силы Рл и Рз уже не зависят от h, а растет только сила Рп. Такое деление сил, принятое в теории резания, является условным, так как экспериментальных данных, подтверждающих это предположение, пока еще нет.

Для оценки процесса резания в целом в теории резания применяют понятие – удельная сила резания К, которая определяется как касательная сила резания, приходящаяся на 1 мм² поперечного сечения F=Bh стружки:

Рис. 9.3. Зависимость единичной нормальной силы резания от толщины стружки

Из графика зависимости К от h (рис. 9.2,б) ясно, что удельная сила резания уменьшается с ростом толщины стружки. Поэтому с точки зрения экономии энергии выгоднее заданный припуск на обработку удалять в виде более толстых стружек. Если известна удельная сила резания К, то касательные силы резания (общую и единичную) вычисляют по формулам:

Нормальная сила резания также зависит от толщины стружки (рис. 9.3). Пока номинальная толщина стружки не достигла критической, то есть h>hкр, единичная нормальная сила Q1 складывается из сил Qл и Qз, которые увеличиваются с ростом h. За пределами hкр к этим двум положительным силам добавляется сила Qn по передней поверхности резца, которая может быть либо отрицательной (при γ ˃ φтр), либо равной нулю (при γ = φтр), либо

27

грани. С увеличением угла резания σ как касательная, так и нормальная силы растут, потому растут и общие силы Р и Q. Наибольшая интенсивность роста касательной силы наблюдается при торцовом резании. Влияние угла резания на касательную силу резания учитывают величиной поправки а (рис. 9.5), с помощью которой определяют во сколько раз касательная сила резания резцом с заданным углом резания больше касательной силы резцом с σ = 60°.

Нормальная сила резания Q при увеличении σ изменяется в сторону отжима, что учитывают величиной добавки m к переходному множителю m , найденному для σ = 60°.

Наиболее сильному износу при резании подвергается лезвие резца, потому радиус затупления лезвия ρ является основным показателем степени затупления резца. Увеличение ρ вызывает рост сил по лезвию и задней грани. В меньшей степени затупление резца влияет на силы передней грани резца, поэтому часто считают, что эти силы не зависят от затупления.

Влияние затупления на касательную силу резания учитывают величиной поправки a , с помощью которой определяют, во сколько раз касательная сила резания затупленным резцом больше, чем та же сила при резании острым резцом. Поправку a определяют в зависимости от величины радиуса затупления ρ, который в свою очередь находят по величине Lрез – пути, пройденным резцом в обрабатываемой древесине после его переточки. Величину Lрез легко подсчитать по формуле:

где: Lрез – путь резания, км;

l – номинальная длина стружки, мм;

n – число стружек, срезанных одним резцом за 1 минуту, шт.;

T – время, в течение которого происходило последовательное срезание стружек, мин;

Кроме пути резания, при определении a и ρ учитывают направление резания по отношению древесных волокон и твердость обрабатываемого материала. Так, для продольно-торцового резания пользуются номограммой, приведенной на рис. 9.6.

где: Р – касательная сила резания, Н; РТ – «табличная» сила резания, Н/мм; определяют в зависимости от

толщины стружки по графику (рис. 9.9); В – ширина стружки, мм;

апопр – общая поправка на условия резания, отличные от табличных; Вычисляют общую поправку на условия резания как произведение

поправок на каждое условие в отдельности:

где: aп – поправочный множитель на породу древесины; aw – поправочный множитель на влажность;

aт – поправочный множитель на температуру древесины;

a - поправочный множитель на угол встречи лезвия с волокнами древесины;

а – поправочный множитель на затупление лезвия; a – поправочный множитель на угол резания;

av – поправочный множитель на скорость резания

где: Q – нормальная сила резания, Н m – переходный множитель;

m – значение переходного множителя при σ=60◦ (на рис. 9.10 приведен график зависимости m от h и ρ для продольного резания);

m – добавка к переходному множителю, зависящая от угла резания

30

(табл. 9.3).

Табл. 9.3. Зависимость переходного множителя от угла резания

Разработанная в нашей стране теория резания древесины позволяет определять наилучшие режимы резания с помощью различных расчетных методов. Современные инженерные расчеты резания древесины основаны на «объемной» формуле мощности резания с участием удельной работы резания

исистемы поправочных множителей, значения которых устанавливаются экспериментально. Однако, проверенные на практике авторитетные работы по конкретным процессам резания, не отвечают соответствующим требованиям обработки прессованной древесины и натуральной древесины мягких лиственных пород. По данным упомянутых работ, различие между величинами того или иного поправочного множителя составляет от 10 до 30%, что на практике приводит к неоправданным энергозатратам, перерасходу сырья, снижению производительности технологического оборудования по раскрою древесины и ухудшению качества выпускаемой продукции.

Методика расчета силовых и мощностных параметров процесса резания древесины и назначение режима работы дереворежущих станков отвечают соответствующим требованиям обработки как натуральной, так и прессованной древесины. Расчетные формулы и методики обеспечивают простоту составления алгоритма, возможность использования ЭВМ и содержат минимум табличного материала. Для случаев деления натуральной

ипрессованной древесины авторами разработаны аналитические методы расчета скорости подачи и мощности привода. В предлагаемой методике практически исключен объемный табличный материал, который представлен в виде расчетных подсистем. На основе анализа представленных источников в ВГЛТА созданы алгоритмы расчета различных режимов резания, позволяющие получать оптимальные режимы резания древесины, и составлены программы для их реализации.

Программа автоматизированного расчета режимов резания реализована в среде MS Visual Basic. Она предназначена для работы в операционной системе Windows*. Программа имеет модульную структуру, которая приведена на рис. 9.11. Каждый модуль автономен, и пользователь сам выбирает

необходимый для вычисления режим (рис. 9.12).