Расчёт мощности и режимов резания при обработке брёвен на фрезерно-брусующем станке с комбинированным инструментом Методические материалы для расчётов Автор: Таратин В. В.
Расчёт мощности и режимов резания при обработке брёвен на фрезерно-брусующем станке с комбинированным инструментом 1. МОЩНОСТЬ РЕЗАНИЯ ФБС При обработке древесины малорезцовыми коническими фрезами с прорезными пильными дисками мощность резания N, к. Вт, на один комплект комбинированного инструмента будет определяться по зависимости: N = N 1 + N 2, к. Вт, (1) где N 1 - мощность резания при фрезеровании (перерабатывается сбеговая зона бревна резцами фрезы в технологическую щепу); N 2 - мощность резания при пилении прорезными пильными дисками (формируют пласти бруса). В целом на ФБС мощность резания Npeз, к. Вт: Npeз = 2 N, к. Вт (2)
2. РАСЧЁТ МОЩНОСТИ, РЕЖИМОВ И СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ При расчёте мощности резания при фрезеровании принимаются условия переработки в комлевой части бревна. N 1 = Pk V / 1000, к. Вт, (3) где Pk - средняя касательная окружная сила резания, Н. Pk = aп Plk zн (Qвх - Qвых) / 360, Н, (4) где aп - коэффициент, учитывающий породу древесины (ель - 0, 9; сосна -1; берёза- 1, 25); Plk - средняя касательная сила на дуге резания, Н; для сосны: Plk = - 678 + 38, 6 hср + 50, 7 Uz, Н, (5) zн - число резцов фрезы, шт. ; Qвх , Qвых - кинематические углы встречи соответственно на входе и на выходе резца с
![Qвх = arccos[2(a – B – f) / Dp ], град (6) Qвых =](https://present5.com/presentation/1/22730812_79344452.pdf-img/22730812_79344452.pdf-4.jpg "Qвх = arccos[2(a – B – f) / Dp ], град (6) Qвых =")
Qвх = arccos[2(a – B – f) / Dp ], град (6) Qвых = arccos[2(a – f) / Dp ], град, (7) где а - высота подъёма оси вала фрезы над опорной балкой станка, мм; В - ширина пласти бруса в рассматриваемом сечении (для случая фрезы -ширина пласти в комлевой части бревна), мм. B = Bmax = [(10 Dк)2 – hбр2 ]0, 5 , мм, (8) где Dк - диаметр бревна в комле, см. Dк = Dв + L C, см, (9) где L - длина бревна, м; С - величина сбега, см/м; hбр - высота вырабатываемого бруса, мм; f - расстояние от нижней образующей бревна до нижней образующей пласти бруса в рассматриваемом сечении, мм. f = 0, 5 (10 Dк – B), мм; (10) Dp - расчётный диаметр резания резцов, мм. hсp - средняя ширина фрезерования для комлевой части бревна, мм.
Расчётная схема ширины фрезеруемого слоя
![hсp = [(10 Dк)2 πφ / 1440 – 0, 25 B hбр] / B,](https://present5.com/presentation/1/22730812_79344452.pdf-img/22730812_79344452.pdf-6.jpg "hсp = [(10 Dк)2 πφ / 1440 – 0, 25 B hбр] / B,")
hсp = [(10 Dк)2 πφ / 1440 – 0, 25 B hбр] / B, мм, (11) где φ - центральный угол, соответствующий фрезеруемому сегменту в рассматриваемом сечении, град. φ = 2 arcsin (B / 10 Dк), град. (12) Uz - подача на резец фрезы, мм. Uz = 1000 U / n zр , мм, (13) где U - скорость подачи, м/мин; n - частота вращения фрезы, мин-1. Подача на резец Uz один из основных режимных параметров агрегатного станка. Для технологической щепы для ЦБП - Uz =15. . . 25 мм, Uz = l Щ, если это условие не соблюдается, технологическая щепа может быть использована лишь для гидролизного и плитных производств, а так же как топливо. V - расчётная скорость при фрезеровании, м/с. V = π Dp n / 60*1000, м/с. (14) Скорость резания при фрезеровании на агрегатном станке не должна быть более 40 м/с, иначе качество щепы для ЦБП будет не удовлетворительное.
3. РАСЧЁТ МОЩНОСТИ, РЕЖИМОВ И СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ПИЛЕНИИ ПРОРЕЗНЫМИ ПИЛЬНЫМИ ДИСКАМИ Расчёт при пилении выполняется в среднем сечении бревна Dср, см: Dcp = Dв + 0, 5 LC, см, (15) Средняя высота пропила Нср, мм, будет равняться ширине пласти бруса в среднем сечении бруса: Нср = Bср = [(10 Dcp)2 – hбр2 ]0, 5, мм. (16) Мощность резания при пилении определяется по формуле, к. Вт. N 2 = Pkz lk Zп n / 6*107, к. Вт, (17) где Pkz - средняя касательная сила резания на 1 зуб пилы, Н; lk - длина дуги контакта зуба пилы с древесиной, мм; Zп - число зубьев прорезного пильного диска.
lk = π Dп (Qвх - Qвых) / 360, мм, (18) где Dп - диаметр прорезного пильного диска, мм; Qвх , Qвых - кинематические углы встречи соответственно на входе и на выходе зуба пилы с древесиной в рассматриваемом среднем сечении бревна, град. Qвх = arccos[2(a – Bср – fср) / Dп ], град (19) Qвых = arccos[2(a – fср) / Dп ], град, (20) fср = 0, 5 (10 Dcp - Bср ), мм. (21)
Средняя касательная сила резания на 1 зуб пилы Pkz, Н, определяется по зависимости: Pkz = aп aw aр aв [pb + Uz sin Qcp (Kп S + αHср )], Н, (22) где aп - коэффициент, учитывающий породу, ель - 0, 9; сосна - 1; берёза -1, 25; aw - коэффициент, учитывающий влажность древесины, при переработке сырья из бассейна W>70% aw =1, 19; aр - коэффициент, учитывающий вид резания, для полузакрытого вида резания (случай опережающего пропила) aр = 0, 75; aв - коэффициент, учитывающий вид пиления, для попутного aв = 1, 1; для встречного aв = 1; принимаем aв =1, 1;
р - фиктивная удельная сила резания по задней грани зуба, Н/мм. p = 3, 92 + 0, 0353 Qcp, (23) где Qcp - средний кинематический угол встречи пилы с древесиной, град. Qcp = (Qвх + Qвых) / 2, град. (24) b - ширина пропила, мм; b = S + 2 S 0, мм, (25) где S - толщина пилы, мм; S 0 - уширение на сторону, мм, принимается в диапазоне S 0 =0, 6. . . 0, 8 мм; Uz - подача на зуб пилы, мм;
Uz = 1000 U / n zп , мм, (26) Кп - фиктивное давление передней грани зуба пилы на стружку, Н/мм 2. Кп = (0, 196 + 0, 00392 Qcp)δ + (0, 0686 + + 0, 00147 Qcp)(90 - Vn) - (5, 4 + 0, 167 Qcp). (27) где δ - угол резания зубьев пилы, град, δ =60°; Vn - скорость резания при пилении, м/с Vn = π Dп n / 60*1000, м/с. (28) α - удельное сопротивление резанию от трения стружки о стенки пропила, Н/мм 2, для плющеных зубьев α = 0, 57 Н/мм 2, для разведённых α =0, 71 Н/мм 2; Hср - средняя высота пропила, мм.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 1 Боровиков Е. М. , Фефилов Л. А. , Шестаков В. В. Лесопиление на агрегатном оборудовании [Текст] — М. : Лесная промышленность, 1985. — 216 с. 2 Бершадский А. Л. , Цветкова Н. И. Резание древесины [Текст], Минск: Высшая школа, 1975. — 304 с.
Скачать презентацию Расчёт мощности и режимов резания при обработке брёвен
Л_Р_ФБС_Расч_ мощн_ реж_ рез_ФБС.pptx