Подготовка инструмента.

Подготовка круглых пил к работе включает операции:

-оценку плоскостности и напряженного состояния полотна,

-правку полотна,

-проковка (или вальцевание) диска пилы.

Плоскостность оценивается по двум показателям: по прямолинейности диска в различных сечениях и по торцевому (осевому) биению.

Торцевое биение измеряют индикатором при медленном вращении пилы с валом. Измерительный стержень индикатора устанавливают вблизи от окружности впадин зубьев. Предельные отклонения для пил D≤450 мм не более 0,1 мм.

Отклонения от прямолинейности торцевых поверхностей пил в зоне зажимных фланцев не должны превышать 0,05 мм. Предельная величина торцевого биения пил диаметром D≤360 мм должна быть не более 0,3 мм.

Подготовка зубьев пил к работе включает насечку, уширение зубчатого венца (разводом или плющением), заточку и фуговку.

•Для насечки применяют пилоштампы типа ПШП-2.

•Развод зубьев заключается в отгибе кончиков зубьев поочередно в правую и левую стороны на 1/3…1/2 высоты зуба от его вершины.

•Заточка пил абразивным кругом заключается в удалении шлифованием с граней зубьев слоя металла, толщины которого достаточно для восстановления их остроты. Зубья пил затачивают за 4…5 проходов, сошлифовывая за каждый проход слой 0,02…0,05 мм. Различают следующие варианты заточки:

-заточка по передней грани

-заточка по задней грани.

Наиболее экономично вести заточку по третьему варианту, когда снимается припуск, как по передней, так и по задней грани.

Среди заточных станков для круглых пил наиболее распространенным является универсальный станок типа ТчПА-3.

Расчет режимов резания.

Режим резания характеризуется параметрами режущего инструмента, взаимной ориентацией инструмента и заготовки и параметрами кинематики процесса (скоростью резания и подачи).

Частота вращения рабочего органа (инструмента):

nр.о =V_r60000/ПD, об/мин (8)

где V_r - выбранное значение скорости резания, м/с, V_r=60 м/с из предела от 50 до 80 м/с.

D – диаметр окружности резания, мм.

пр.о =6060000/3,14315 =3638 об/мин

Скорость подачи находим по формуле:

V_smax =S_zZn_р.о./1000, м/мин (9)

где S_z-подача на зуб, мм; принимаем S_z =0,8

V_smax =0,8603335/1000 =174,6 м/мин

Режим резания должен быть экономически оптимальным, т.е. таким, чтобы экономические затраты на обработку были минимальными.

Расчет силы и мощности на резание.

Толщина стружки находится по формуле:

е =Szsinθ, мм (10)

е =0,8sin43,9˚ =0,07 мм

Поскольку е>0,1 мм, фиктивная сила резания находится по формуле:

Р_ф =3,92+0,03528ψ, Н/мм (11)

где ψ -угол встречи вектора V_r с направлением волокон, при продольном пилении ψ =θ =43,9˚

Р_ф =3,92+0,0352843,9=5,47 Н/мм

Касательное давление стружки на переднюю грань зуба:

k =(0,196+0,00392θ)δ+(0,0686+0,00147θ)V1-(5,39+0,147θ), МПа (12)

где V1 =55 м/с так как при Vr>50 м/с, V1 =V_r

δ-угол резания:

δ =(α+β), (13)

δ =(15˚+40˚) =55˚

k =(0,196+0,0039243,9)55+(0,0686+0,0014743,9)55-(5,39+0,14743,9) =

=12,4 МПа

Среднее толщина срезаемого слоя ас определяется по формуле:

ас =(SzsinθBпр)/В, мм (14)

ас =(0,8sin43,92,8)/1,8 =0,1 мм

Длина дуги контакта

l=ПD(φвых- φвх)/360,мм(15)

l=3,14315(63-25)/360=104,4 мм

Окружной шаг зубьев определяется диаметром пилы D и числом зубьев Z:

tз =ПD/Z, мм (16)

tз =3,14315/60 =16,5 мм

Начальная острота при пилении ρ₀ =10 мкм

Приращение ∆ρ, затупления резца за время между переточками:

∆ρ =ЕlnT/1000, мкм (17)

где Т ≈200 мин, для стали 9ХФ

Е-коэффициент затупления на 1 пог. м пути контакта при пилении дисковыми пилами; Е =0,001

∆ρ =(0,001104,43335200)/1000 =69,63 мкм

Радиус закругления зубьев:

ρ =ρ0+∆ρ, мкм (18)

ρ =10+69,63=79,63 мкм

Обобщенный коэффициент затупления:

ар =1+((0,2∆ρ)/ρ₀), (19)

ар =1+((0,269,63)/10) =2,39

Средняя касательная сила резания на дуге контакта:

Fx = [арРфb_п+Szsinθ(kВпр+а_п(∆)Н)]l/t, Н (20)

где bл-ширина лезвия резца, мм, здесь bл =В=1,8

ал(∆)-коэффициент интенсивности трения боковых граней резца при закрытом резании, для дисковых пил с разведенными зубьями ал(∆) =0,73 Н/мм²

Fx =[2,395,471,8+0,8sin43,9(12,42,8+0,7370)104,4/16,5 =187,96 Н

Мощность резания без учета КПД:

Р =(FxV_r)/1000, кВт (21)

Р =(187,9630)/1000 =5,64 кВт

Сила резания по задней грани резца:

Fз =(ар-0,8)Рфbлl/t, Н (22)

Fз =(2,39-0,8)5,471,8104,4/16,5 =103,98 Н

Сила резания по передней грани резца:

Fп =Fx-Fз, (23)

Fn =187,96-103,98 =83,98Н

Радиальная сила резания:

Fz =0,5Fза²р-Fпtg(90˚-δ-φтр), Н (24)

где φтр-угол резания, при fтр =0,3: φтр =17˚

Fz =0,5103,982,39²-83,98tg(90˚-55˚-17˚) =296,45 Н

Алгебраическая сумма вертикальных проекций сил Fx и Fz составит силу F2, нормальную к подаче:

F2 =Fxsinθ-Fzcosθ,Н (25)

F2 =187,96sin43,9-296,45cos43,9 =-83,27Н

При значении F2>0 имеет место эффект затягивания, если F 0 – эффект ослабления.

Проекции сил Fх и Fz на направление подачи дают силу сопротивления к подаче:

F1 =Fxcosθ+Fzsinθ, Н (26)

F1 =187,96cos43,9+296,45sin43,9=340,99 Н

Обозначение силы F1 и F2 учитывается при расчете механизмов подачи.