- •1. Цель и задачи курса. Роль науки о резании древесины в повышении производительности оборудования и качества обработки, экономии сырья и материалов.
- •2. Общие требования к режущим инструментам. Роль инструмента в повышении качества продукции.
- •3. Классификация инструмента, основные группы дереворежущих инструментов и их признаки.
- •4. Рамные пилы − классификация. Пилы для вертикальных лесопильных рам, их конструкция и основные параметры.
- •5. Установка рамных пил: способы натяжения, выверка пил в поставе, уклон пил.
- •6. Расположение пил в карабинах. Распределение напряжений в натянутой рамной пиле при разных установках карабинов.
- •7. Подготовка рамных пил к работе: вальцовка, правка, плющение (развод), заточка
- •9. Подготовка дисковых пил: проковка, развод, заточка. Способы повышения жесткости пил.
- •10. Ленточные пилы. Классификация. Основные параметры пил.
- •11. Подготовка ленточных пил: вальцевание, заточка зубьев, ремонт пил.
- •12. Установка ленточных пил: способы натяжения, направляющие устройства, регулирование шкивов.
- •13. Создание напряжений в полотне ленточной пилы для ее работы. Расчет напряжений в полотне пилы от уклона шкива.
- •14. Типы дисковых пил: конические, с поднутрением, квадратные, с компенсационными отверстиями. Их достоинства и недостатки, область применения.
- •15. Сверла. Классификация, основные параметры, виды заточки.
- •16. Классификация процессов резания. Краткая характеристика их. Техника безопасноести при обработке резанием.
- •17. Древесина и древесные материалы как объект, подлежащий обработке резанием: структура, свойства, влияющие на процесс обработки.
- •18. Пути повышения производительности и качества обработки при различных процессах резания. Новые способы резания.
- •19. Лезвие: поверхности, утлы, кромки. Роль лезвия в процессе резания.
- •20. Углы резания при наличии дополнительных рабочих движений и обработка ножом, повернутым в плане к направлению скорости резания.
- •21. Рабочие движения в процессе обработки и как они рассчитываются для разных процессов резания.
- •23. Форма стружки и характер стружкообразования при главных видах резания.
- •24. Установка дисковых пил: требования к установке пил, конструкция и методика
- •25. Шлифовальные шкурки. Классификация и основные параметры.
- •27. Организация инструментального хозяйства. Определение потребности в дереворежущих инструментах и инструментах, используемых для заточки.
- •28. Инструменты с лезвиями из твердого сплава, особенности их изготовления и эксплуатации.
- •29. Материалы для дереворежущих инструментов и общие требования к ним.
- •30. Назначение и классификация режущего инструмента для получения технологической стружки − полуфабриката. Конструкции и параметры режущих инструментов, подготовка их к работе.
- •31. Обработанная поверхность − геометрия и характеристика. Качество поверхности при разных процессах резания.
- •32. Как определятся шероховатость поверхности при пилении, фрезеровании, шлифовании. Влияние радиуса округления лезвия на качество обработки.
- •34. Удельная сила и удельная работа резания. Размерность этих величин и методы определения их расчетным и опытным путем.
- •35. Элементарное (простое) резание. Охарактеризуйте главные виды элементарного резания. Отличие его от сложного резания.
- •37. Взаимодействие лезвия с древесиной. Силы резания: касательная, радиальная, сопротивления подаче, нормальная к подаче.
- •38. Основные формулы для расчета силы и мощности резания. Как применить их к различным процессам продольно-торцового резания.
- •39. Методика решения конструкторской задачи с целью определения силы и мощности резания.
- •40. Принцип расчета и построения графика скоростей подачи и его анализ по производительности (Vs (м/мин) от h (мм) при Руст(кВт)), классу шероховатости, производительности инструмента.
- •41. Формы задней поверхности зуба фрезы. Их отличительные особенности.
- •42. Подготовка ножей к работе: заточка, правка, балансировка, установка.
- •43. Виды износа режущей кромки. Способы повышения износостойкости дереворежущих инструментов.
- •44. Влияние угла поворота в плане на силу и мощность резания.
- •45. Фрезы. Классификация. Насадные фрезы, их основные разновидности и параметры.
- •46. Подготовка фрез к работе: заточка, балансировка, установка на рабочие шпиндели.
- •47. Незатылованные фрезы. Подготовка незатылованных фрез к работе.
- •49. Способы уширения пропила. Межзубая впадина и ее роль (влияние на силу резания и шероховатость обработанной поверхности см вопрос 50).
- •50. Пиление рамными пилами: динамика, качество обработанной поверхности.
- •51. Схема стружкообразования при пилении рамными пилами: плющеными и разведенными зубьями.
- •52. Кинематические соотношения рамного пиления. Среднее и мгновенное значения главной скорости резания при рамном пилении.
- •53. Пиление ленточными пилами: динамика, качество обработанной поверхности.
- •54. Кинематические соотношения ленточного пиления. Режимы ленточного пиления.
- •55. Пиление дисковыми пилами продольной распиловки: динамика см. Вопрос 56., качество обработанной поверхности.
- •56. Кинематические соотношения при пилении круглыми пилами. Продольная, поперечная и смешанная распиловка.
- •57. Пиление дисковыми пилами поперечной распиловки: кинематика, динамика, качество обработанной поверхности.
- •58. Фрезерование − динамика процесса: определение сил (средней за оборот, на дуге контакта, максимальной), мощности резания. См вопрос 59.
- •59. Фрезерование − кинематика, качество обработанной поверхности.
- •60. Пути экономии сырья. Роль теории резания древесины в выполнении этой задачи.
- •61. Назначение и классификация токарного инструмента. Сущность процесса точения.
- •62. Назначение и классификация шлифовального инструмента. Конструкции шлифовального инструмента и их выбор.
- •63. Сущность процесса строгания и лущения древесины. Кинематические соотношения, геометрия срезаемого слоя и обработанной поверхности.
- •64. Назначение и классификация инструмента, используемого для резания материалов без стружкообразования. Конструкции и параметры режущих инструментов.
21. Рабочие движения в процессе обработки и как они рассчитываются для разных процессов резания.
Для осуществления процесса резания необходимо создать контакт между резцом и древесиной и поддерживать его при отделении стружки.
Соответствующие перемещения резца и материала относительно неподвижных осей координат называются рабочими движениями. Для отделения ряда стружек за несколько проходов необходимо не менее двух рабочих движений, которые выполняются с разной скоростью одновременно или разновременно.
Рабочее движение, обладающее большей средней скоростью v, называется главным, а обладающее меньшей средней скоростью u — движением подачи.
Главное движение обеспечивает каждому резцу отделение номинальной стружки с древесины, подаваемой за оборот, на длине контакта l. Движение подачи со скоростью u — подведение к резцам новых номинальных объемов.
Главное движение и движение подачи, происходящие одновременно, геометрически суммируются в движение резания по траектории относительно перемещения лезвия резца в древесине. Скорость этого движения называется скоростью резания.
Скорость резания v' в каждый рассматриваемый момент по величине и направлению равна геометрической сумме скорости главного движения v и движения подачи u:
Главное движение может принадлежать инструменту или заготовке. Есть случаи, когда оба рабочих движения осуществляются инструментом.
При резании древесины всегда скорость главного движения v значительно больше скорости подачи u:
22. Стружка: определение, геометрия, фактические и номинальные размеры, как они рассчитываются для разных процессов резания.
Стружка – это часть материала, срезанная с заготовки за один проход резца.
Превращение срезаемого слоя в стружку под воздействием лезвия сопровождается значительными деформациями обрабатываемого материала, вследствие чего геометрические параметры стружки - толщина ас, ширина bс и длина lс − отличаются от соответствующих параметров срезаемого слоя. Длина стружки короче длины слоя вследствие усадки. В результате поперечного расширения стружка имеет большие размеры по толщине и ширине по сравнению с соответствующими размерами срезаемого слоя. При этом считается, что объем стружки остается равным объему срезаемого слоя.
Резание поперек волокон. При действии сил поперек волокон древесина слабее всего сопротивляется растяжению, лучше − сдвигу (скалыванию) и еще лучше − сжатию.
Когда главную роль играют напряжения τ, стружка может получаться либо сливной (в виде ленты или спирали без внутренних трещин, рис. 4.2, а), либо элементной (из отдельных элементов, сохраняющих или не сохраняющих связь между собой, рис. 4.2, б, в, г).
Рис. 4.2. Виды стружек при резании древесины поперек волокон: а − сливная; б − элементная скалывания; в − элементная изгиба; г − элементная отрыва
Резание вдоль волокон. При резании вдоль волокон положение плоскости, в которой разрушается древесина при образовании стружки, предопределено направлением волокон. Такой плоскостью будет сама плоскость волокон, потому что перпендикулярно к ней древесина слабее всего сопротивляется действующим силам.
Характерны две формы стружки − сливная спиральная и элементная многоугольная. Спиральная стружка обычно получается при малой толщине (не более 0,1 мм). Можно получить и более толстую спиральную стружку, но при особых условиях резания: малом угле резания 5 и сырой или проваренной древесине. Как правило, при а > 0,1−0,2 мм получается многоугольная стружка.
Рис. 4.3. Стружкообразование при резании древесины вдоль волокон
Образованию многоугольной стружки сопутствует низкое качество поверхности. В результате неточного совпадения поверхности резания с положением волокон опережающие трещины на участках резания против волокон могут уходить в толщу материала и при изломе элементов стружки давать неровности, показанные на рис. 4.3, б. На участках резания по волокнам поверхность получается гладкой в результате снятия тонкой подстружки при продвижении резца после образования элемента основной стружки (рис. 4.3, в).
Резание в торец. Как и при резании вдоль волокон, положение плоскости разрушения древесины при образовании стружки в этом случае предопределено направлением волокон: элементы стружки образуются по плоскости, совпадающей с направлением волокон, где связи в древесине наиболее слабые.
Рис. 4.4. Стружкообразование при торцовом резании:
а − сливная стружка; б − элементная стружка скалывания
Сливную стружку в момент резания (она очень непрочна и разрушается уже при попытке снять ее с передней грани резца) можно получить, если ее толщина мала, а древесина влажная (рис. 4.4, а).
Достаточно толстая стружка торцового резания − это типичная элементная стружка скалывания (рис. 4.4, б). Она состоит из элементов приблизительно трапециевидной формы, иногда слабо связанных между собой по плоскости скалывания. Из-за больших усилий резания и сравнительно слабого сопротивления древесины на сжатие поперек волокон (в направлении силы Fпx) стружка претерпевает значительную усадку. Это значит, что фактическая длина стружки (или одного элемента) меньше, чем номинальная длина срезаемого слоя (или одного элемента).
Часто образование элементов стружки сопровождается образованием трещины в обрабатываемой заготовке под поверхностью резания. Причина образования этих трещин − наличие в древесине под поверхностью резания зон сжатия (перед резцом) и растяжения (за резцом), на границе которых разрушаются слабые связи между волокнами. Качество поверхности, полученной при образовании элементной стружки с расслоением древесины под поверхностью резания, невысокое.
Различают номинальные размеры стружки, которые не учитывают ее деформацию и определяются исключительно кинематикой резания, и фактические размеры стружки, которые она обретает в результате деформирования в процессе резания под воздействием резца. При выполнении расчетов по резанию, как правило, используют номинальные размеры стружки.
Толщина стружки
где Uz – подача на зуб; θ – кинематический угол встреч