Расчет режимов резания древесины.

Назначение режима резания заключается в выборе станка и инструмента, определении скорости резания и расчете скорости подачи.

Выбор сочетания станок-инструмент должен дать наибольший экономический эффект и практически сводиться к выполнению требований стандартов, руководящих материалов и инструкций по эксплуатации станков и инструментов.

Скорость резания, зависящая от частоты вращения рабочих шпинделей, на деревообрабатывающих станках обычно не регулируется, хотя и влияет на производительность процесса, стойкости инструмента, себестоимость обработки.

В зависимости от задания значения, скорости подачи возникает необходимость решения прямых и обратных задач. К прямым относятся задачи, в которых по заданной скорости подачи u и известным технологическим параметром обработки (толщине снимаемого слоя или высоте пропила, ширине обработки или пропила, породе древесины и еe влажности и др.) требуется определить мощность резания N, касательную P_u, нормальную Q силы, ожидаемую шероховатость обработанной поверхности. В обратных задачах рассчитывают наибольшую возможную скорость подачи

U_max из условий: а) полного использования мощности привода механизма резания (u_Νmaх); б)обеспечения заданного уровня шероховатости обработанных поверхностей R_zmaх (u_Ñmax); в)работоспособности инструмента (u_δmax); г)прочности или жесткости режущих элементов или инструмента в целом (u_jmax). К назначению рекомендуется (u_max = min{u_max; u_Ñmax; u_δmax; u_jmax}. Назначение скорости подачи u_max должна лежать в приделах u_{min ст} ≤ u_max≤u_{max ст} , где u_{min ст}…u_max диапазон регулирования скоростей подачи станка по паспорту.

Силовые расчеты процессов резание обычно выполняют по объемному методу основанному на вычислении мощности резании по объемной формуле с последующим определением действующих сил. N_раз = К[Fu/60],где K-удельная работа резания в данном процессе и при данных условиях обработки (Дж/см³), F-площадь поперечного сечения удаленной части материала(мм).

В соответствующих разделах учебной и справочной литературы приведены способы расчетного определения K для различных процессов сложного станочного резания. Среди них наиболее простой – табличный. В таблицах приводятся значения удельной работы резания K_т в зависимости от величины u_z или h ср для табличных условий резания .

Для вычисления K при условиях, отличающихся от табличных пользуются поправочными множителями: K=Kт*а_попр =K_т*а_п*а_w*а_t*а_ρ*а_δ*а_υ*а_н*а_ε. По скорости резания и мощности резания определяют касательную силу P и, выбрав из таблицы значения переходного множителя m,нормальную силу Q резания:Q = mP.

Основная цель расчета скорости подачи по мощности резания – определить скорость подачи u, при которой наиболее полно используется станок, установленная мощность привода которого N_{прив.раз.}

Мощность резания (максимальная ) N_раз = N_{прив.раз}*h, где h-коэффициент полезного действия механизма резания станка.

При определении скорости подачи u по мощности резания Nраз объемная формула мощности Nраз = K_т а_попрuF/60 не может быть использована непосредственно, т.к. предварительно необходимо найти удельную работу резания K_т, а для ее выбора по таблице надо знать подачу на резец u_z или ср. толщину стружки h, которая вычисляется через u , еще неизвестную.

Поступают следующим образом: в объемную формулу мощности подставляют вместо u ее выражение через u_z: u = u_zZn/1000. Получают N_раз = K_т а_попр *F*u_z Z n/(6*10⁴). Отсюда K_т u_z Z = 6*10⁴ N_раз / а_попр * F Z n . По произведению K_тu_z от u_z находят соответствующую величину u_z , а по ней – скорость подачи u.

В случае задания K_т по h_ср используют соотношения h_ср = u_z*Sinφ или другое, соответствующее данному процессу.