3. Расчет мощности привода механизма резания

Расчет мощности привода механизма резания производим по формуле:

где - скорость резания

- сила резания.

где Р_z – касательная сила, приходящаяся на один зуб,

Z’ – число зубьев находящихся в пропиле.

Для строгания и фрезерования Z’ = 1, для пиления

где Н – заданная максимальная глубина пропила;

t – шаг зубьев пилы.

где D – диаметр пилы в мм;

Z – общее число зубьев пилы.

где К – удельная сила резания (удельное давление резания).

Для сосны :

- при пилении К=15 Н/мм².

- при пазовом фрезеровании К=10 Н/мм².

- при фрезеровании ножевым валом К=5 Н/мм².

В – ширина снимаемой стружки. При фрезеровании В равно ширине фрезеруемого паза, при строгании – ширине строгания, при пилении

где В_п – толщина пилы;

S₀ – величина уширения (развода) на сторону, по ГОСТ 980-80 равно 0,5…0,6 мм;

e – толщина снимаемой стружки;

где U_z – подача на один зуб, мм;

где U_max – скорость подачи максимальная, м/мин;

Z – число зубьев инструмента;

n - число оборотов, мин^-1

U_max - для всех трех случаев одинаковая и берется из задания на курсовой проект - 20 м/мин.

для пиления при Z = 48 и n = 3800 мин^-1, Uz = 0,109 мм.

для фрезерования при Z = 4 и n = 4800 мин^-1, Uz = 1,04 мм.

для фрезерования нож.валом при Z = 3 и n = 4100 мин^-1, Uz = 1,62 мм.

Толщина снимаемой стружки из формулы (3.7):

— при пилении е = 0,50,109 = 0,054мм,

— при фрезеровании е = 0,51,04 = 0,52 мм,

— при фрезерования нож.валом е = 0,51,62 = 0,81 мм.

Ширина стружки при пилении из формулы (3.6)

В = 1,8 + 20,5 = 2,8 мм

Теперь находим касательную силу резания, приходящуюся на один зуб для каждого вида инструмента по формуле (3.5).

При пилении Р_z = 152,80,054 = 2,268 Н (К = 1 5 Н/мм²).

При фрезеровании Р_z = 10 200,52 = 104 Н (при В_ф = 10 мм, К = 20 Н/мм²).

При фрезеровании ножевым валом Р_z = 5 350,81 = 141,7 Н (при В_с = 140 мм, К = 5 Н/мм²).

Шаг зуба пилы по формуле (3.4)

Число зубьев пилы, находящихся в пропиле по формуле (3.3)

Подставляя полученные значения в формулу (3.2), найдем силу резания для каждого вида обработки.

для пиления Р_рез = 2,268 5,71 = 12,9 Н.

для фрезерования Р_рез = 104 1 = 104 Н.

для фрезерования ножевым валом Р_рез = 141,7 1 = 141,7Н.

Теперь найдем мощности резания для пиления, фрезерования, строгания по формуле (3.1).

для пиления N_рез = 12,9 49,72= 641,38 Вт.

для фрезерования N_рез = 104 40,19 = 4179,7 Вт.

для строгания N_рез = 141,7 30,03 = 4255,2Вт.

Максимальная мощность резания получилась при строгании

N_{рез max =} 4255,2 Вт.

Мощность электрического двигателя находится по формуле:

N_э.дв = N_{рез max} /= 4255,2/0,96 = 4432,5Вт.

где - КПД ременной передачи 0,96—0,97.

По справочнику находим ближайший электрический двигатель, принимая большее значение мощности, и выбираем трехфазный асинхронный, короткозамкнутый двигатель серии АИР100L4 мощностью 5,5 кВт.

4. Проверка качества обработки и корректировка режимов резания.

Поверхность, обрабатываемая резанием, всегда отличается от номинальной поверхности, заданной чертежом изделия, вследствие неровностей. Отклонения от заданной формы поверхности характеризуют точность механической обработки. Отклонения от идеальной гладкой поверхности характеризуют ее шероховатость. Точность и шероховатость поверхности, важнейшие показатели качества механической обработки.

Рис 1.4. Схема образования неровностей на поверхности древесины при строгании вследствие особенностей траектории движения ножей.

Шероховатость поверхности представляет собой чередующиеся выступы и впадины.

Одним из параметров при оценке шероховатости обработанной поверхности древесины является максимальная высота микронеровностей R_max. Она определяется величиной отклонения микронеровностей У от номинальной поверхности и находится по эмпирически выведенной формуле:

где D - диаметр строгального барабана.

Условие выполняется : (У = 4,68мкм) (R_max = 250 мкм) где R_max – предельная шероховатость при строгании.

5. Графическое построение профиля фрезы по профилю изделия.