• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Лекції 2, 3. Основні поняття процесу різання деревини

План

1. Характеристика процесу різання деревини.

2. Різець, його елементи та геометрія.

3. Види різання.

4. Швидкість різання та подача.

5. Сила, робота та потужність різання.

6. Фактори, що впливають на питому роботу різання.

7. Способи різання деревини.

Література [5, 7, 8 ]

1. Характеристика процесу різання деревини

Різанням деревини називається процес, при якому порушуються зв’язки між частинками матеріалу у заданому напрямку з подальшим їх відокремленням. Мета процесу полягає в тому, щоб одержати із деревини вироби заданої форми та розмірів.

Різання може відбуватися з утворенням стружки, в яку перетворюється відокремлювана різцем частина деревини, а також без утворення стружки (розрізання ножицями листів шпону).

Різання зі стружкоутворенням – один із основних методів механічної обробки деревини, при якому одержання необхідних виробів забезпечується тільки зміною форми та розмірів оброблюваної деревини без зміни її природних властивостей. Різання, що ґрунтується на властивості відокремлення деревини, одержало перевагу на виробництві. Інші методи механічної обробки, наприклад обробка тиском, застосовується рідко у зв’язку з низькими пластичними властивостями деревини. Для різання деревини використовують різноманітні інструменти, зокрема основним елементом є клиноподібний різець.

1. Різець, його елементи та геометрія

На рис. 1 представлена схема різання деревини, на якій клиноподібний різець 2 відокремлює від оброблюваного бруска 3 стружку 4 постійної товщини h.

У різці можна виділити такі основні елементи: ріжучу кромку (лезо) ad; передню грань abed(по ній сходить стружка); задню грань acfd , що обернена у бік поверхні різання 1 (по ній відбувається відокремлення деревини); дві бокові грані abc та def .

Якщо ширина різця більша за ширину оброблюваного матеріалу, то стружка відокремлюється ріжучою кромкою та передньою гранню. Якщо ширина різця менша за ширину матеріалу, то в різанні, крім ріжучої кромки та передньої грані, приймають участь також бокові кромки ab та de, а також бокові грані різця.

Рис. 1. Схема різання деревини: 1 – поверхня різання; 2 – клиноподібний різець; 3 – оброблюваний брусок; 4 – стружка

Різець характеризується також наступними кутовими параметрами: кут загострення β (між передньою і задньою гранями різця); кут різання δ (між передньою гранню різця та поверхнею різання); передній кут γ (між передньою гранню різця та площиною перпендикулярною до поверхні різання); задній кут α (між задньою гранню різця та поверхнею різання).

1. Види різання

По відношенню до напрямку волокон деревини розрізняють три основних види різання: уздовж волокон, у торець та впоперек волокон.

Рис. 2. Види різання деревини: а, б – уздовж волокон; в – у торець;

г – впоперек волокон

Різання деревини вздовж волокон (рис. 2, а та б) відбувається при русі різця у площині волокон вздовж їх довжини. Стружка одержується або у вигляді тонкої стрічки, або надламується, розділяючись на частини.

При різанні деревини у торець (рис. 2, в) різець рухається у площині, перпендикулярній до напрямку волокон. Стружка за такого виду різання сколюється на окремі слабозв’язані або не зв’язані частини.

Різання деревини впоперек волокон (рис. 2, г) відбувається при русі різця у площині волокон перпендикулярно до їх довжини. Стружка розділяється на слабозв’язані частини.

1. Швидкість різання та подача

Щоб зрізати стружку, різець повинен переміститися відносно оброблюваної деревини. Швидкість переміщення ріжучої кромки різця називається швидкістю різання υ (м/с) та визначається за формулами:

при поступальному русі , (1)

при обертальному русі , (2)

де L - шлях, що проходить різець при зрізанні однієї стружки, м; Т – час, протягом якого різець проходить шлях L, с; D – діаметр ріжучого інструмента, мм; n - частота обертання ріжучого інструмента, об/хв.

Переміщення оброблюваного матеріалу за один прохід (або оберт при обертальному русі) ріжучого інструменту називається подачею. Розрізняють також подачу на один різець и_z (мм), яка залежить від конструктивних особливостей, потужності приводу верстатів та необхідної шорсткості оброблюваних поверхонь.

Однак для різання одного робочого руху різця недостатньо. Для зрізання кожної нової стружки необхідно встановити різець у вихідне положення відносно оброблюваної деревини. Швидкість переміщення різця у положення для зрізання нової стружки називається швидкістю подачі и (м/хв), яку визначають із умови оптимальної (найбільш вигідної) величини подачі на один різець за такими формулами:

при обробці деревини обертовими різцями , (3)

при обробці деревини на круглопилкових

та стрічкопилкових верстатах , (4)

де u_z - подача на один різець, мм; z - кількість різців, що використовують у процесі різання; n - частота обертання ріжучого інструмента, об/хв.; t - крок зубців пилки, мм; υ - швидкість різання, м/с.

1. Сила, робота та потужність різання

Під силою різання розуміють зусилля, яке необхідно прикласти до різця для здолання усіх опорів, що виникають при його русі. Зусилля опору різанню, що припадає на одиницю площі поперечного перерізу зрізаної стружки, називається питомим опором різання К (Н/мм²), тобто

, (5)

де b та h - ширина та товщина зрізаної стружки, мм; Р – сила різання (Н).

Із формули (5) можна визначити силу різання, а саме

. (6)

Робота, що затрачається на перетворення одиниці об’єму деревини у стружку, називається питомою роботою різання. Чисельно питома робота різання дорівнює питомому опору різання.

Кількість енергії, що затрачається на перетворення у стружку одиниці об’єму деревини протягом однієї секунди, називається потужністю різання N (Вт), яку визначають за формулою

, (7)

де q (см³) - об’єм деревини, причому

, (8)

а и - швидкість подачі, м/хв.

1. Фактори, що впливають на питому роботу різання

На величину питомої роботи різання впливають такі фактори: порода та вологість деревини, товщина стружки, напрямок різання, величина кута різання, швидкість різання, затуплення різця, кількість різців.

Залежність питомої роботи різання від породи оброблюваної деревини дуже суттєва. Якщо для сосни при різанні у торець та куті різання δ = 45° питома робота різання дорівнює 1,75 Дж/см³, то за тих же умов для берези вона дорівнює 2,85 Дж/см³, а для дуба - 3,15 Дж/см³.

Вологість деревини має менший вплив. При різанні вздовж та впоперек волокон більш сухої деревини питома робота різання дещо знижується. Питома робота при різанні у торець зі зменшенням вологості змінюється незначно.

На питому роботу різання суттєво впливає товщина стружки, причому питома витрата енергії зі збільшенням товщини стружки зменшується.

Різний за величиною опір деревини торцьовому, поздовжньому та поперечному різанню. Максимальна потужність затрачається при різанні у торець, а мінімальна - впоперек волокон.

Збільшення кута різання призводить до значного збільшення питомої роботи різання. Якщо кут різання змінюється від 45° до 90°, то питома робота різання зростає приблизно у два рази.

При збільшенні швидкості різання від 30м/с до 50м/с питома робота різання зменшується. Подальше збільшення швидкості різання призводить до збільшення витрати енергії на різання.

У процесі різання різець затуплюється (стирається та викришується) і питома робота різання збільшується.

Зменшення кількості різців (зубців пил, ножів у ножовій головці, фрез) за інших рівних умов призводить до збільшення товщини стружки, що припадає на один різець, та, відповідно, до зниження питомої роботи різання.

Читайте також:

1. H) інноваційний менеджмент – це сукупність організаційно-економічних методів управління всіма стадіями інноваційного процесу.
2. II. Основні закономірності ходу і розгалуження судин великого і малого кіл кровообігу
3. II. Основні засоби
4. II. Поняття соціального процесу.
5. II.3. Основні способи і прийоми досягнення адекватності
6. IV. План навчального процесу.
7. V. Поняття та ознаки (характеристики) злочинності
8. VII. ОСНОВНІ ЕТАПИ РОЗВИТКУ УКРАЇНСЬКОЇ КУЛЬТУРИ У ХХ ст.
9. VII. Поняття про рану, рановий процес, види загоювання ран
10. А. Особливості диференціації навчального процесу в школах США
11. А. Особливості диференціації навчального процесу в школах США
12. А/. Поняття про судовий процес.

Переглядів: 3270