Виды стружки древесной: характеристики по госту, форма и толщина в зависимости от способа резания, породы дерева и других факторов, оптимальные сферы применения

4.6. Влияние различных факторов на тип стружки

На тип стружки оказывают влияние различные факторы:

1) род и механические свойства обрабатываемого материала;

2) геометрические параметры инструмента;

3) режимы резания.

Тип стружки во многом зависит от рода и механических свойств обрабатываемого материала. При резании пластичных материалов возможно образование первых трех типов стружки: элементной, суставчатой и сливной.

По мере увеличения твердости и прочности обрабатываемого материала сливная стружка переходит в суставчатую, а затем в элементную. При обработке хрупких материалов образуется или   элементная стружка (чаще), или стружка надлома (реже).

С повышением твердости материала, например чугуна, элементная стружка переходит в стружку надлома.

Из геометрических параметров инструмента наибольшее влияние на тип стружки оказывают передний угол и угол наклона главного лезвия:

· при обработке пластичных материалов влияние углов γ и λ принципиально одинаково – по мере их увеличения элементная стружка переходит в суставчатую, а затем в сливную;

· при резании хрупких материалов при больших передних углах может образовываться стружка надлома, которая по мере уменьшения переднего угла переходит в элементную. При увеличении угла наклона главного лезвия стружка постепенно превращается в элементную стружку.

На тип стружки оказывают влияние подача (толщина срезаемого слоя) и скорость резания. Глубина резания (ширина срезаемого слоя) на тип стружки практически не влияет.

Увеличение подачи (толщины срезаемого слоя) приводит при резании пластичных материалов к последовательному переходу от сливной стружки к суставчатой и элементной.

При резании хрупких материалов с увеличением подачи элементная стружка переходит в стружку надлома.

Наиболее сложно на тип стружки влияет скорость резания. При резании большинства углеродистых и легированных конструкционных сталей, если исключить зону скоростей резания, при которых образуется нарост (смотри далее), по мере увеличения скорости резания стружка из элементной становится суставчатой, а затем сливной.

Однако при обработке некоторых жаропрочных сталей и сплавов, титановых сплавов повышение скорости резания, наоборот, превращает сливную стружку в элементную.

Физическая причина этого явления до настоящего времени полностью не выяснена.

Повышение скорости резания при обработке хрупких материалов сопровождается переходом стружки надлома в элементную стружку с уменьшением размеров отдельных элементов и упрочнением связи между ними.

Источник: http://libraryno.ru/4-6-vliyanie-razlichnyh-faktorov-na-tip-struzhki-rezmatnew/

Виды резания древесины

В зависимости от положения обрабатываемой поверхности относительно волокон древесины различают три основных вида резания.

Резание вдоль волокон (продольное) (рис.11 а) происходит, когда обрабатываемая поверхность и направление движения

резания параллельны волокнам древесины. Угол между направлением резания и направлением волокон древесины в контуре заготовки называют углом встречи.

При таком резании стружка образуется в виде непрерывающейся ленты, иногда с повторяющимися по длине надломами.

Следует учитывать то обстоятельство, что при большой длине заготовок возникает опережающая режущую кромку трещина и на обрабатываемой поверхности образуются вырыв и другие неровности. Для предупреждения образования трещин и неровностей конструкциями станков предусмотрена возможность установки перед резцом специальных подпорных и прижимных устройств.

Рис. 11. Виды резания: а-вдоль волокон; б-в торец; в-поперек волокон с углом скоса; г-поперечно-продотьное; д-продольно-торцово-поперечное

При резании в торец (торцевание) (рис. 11 б) обрабатываемая поверхность и направление резания перпендикулярны волокнам древесины. Сопротивление древесины при резании в торец больше, чем вдоль волокон, поэтому для этого вида резания требуется больше энергии.

Резец вначале углубляется, давит на отрезаемую древесину, а затем скалывает слой, толщина которого зависит от строения древесины, угла наклона и угла заточки резца. Практикой установлено, что угол наклона должен быть небольшим, но не менее 15°.

Угол заточки делают по возможности меньшим, насколько позволяет прочность материала резца (для резания твердых пород древесины больше, а для мягких – меньше).

Стружка при этом резании образуется вследствие скалывания по волокнам. Особенно неблагоприятно резание на заключительном этапе при выходе резца из древесины. Вследствие слабой сопротивляемости древесины разрушению поперек волокон на детали образуется концевой скол (отщеп). Чтобы предотвратить скол, необходимы специальные прижимы и подпоры.

Резание поперек волокон (рис. 11 в) происходит при таком движении резца, когда обрабатываемая поверхность параллельна волокнам древесины, а направление резания перпендикулярно им.

Этот вид резания используют для получения шпона из заготовки путем ее разлущивания. Вследствие наименьшей сопротивляемости разрушению древесины поперек волокон затраты энергии на резание минимальные.

Однако при значительной толщине срезаемого слоя происходит скалывание и образуются отдельные слабо связанные между собой элементы стружки.

При обработке древесины бывают случаи переходного сложного резания: продольно-торцевое, поперечно-торцевое, (рис.11 г), а также продольно-торцово-поперечное (рис. 11 д). Это происходит из-за того, что режущие инструменты (сверла, строгальные ножи, дисковые пилы и т.д.

) имеют вращательное движение, то есть происходит резание с переменным направлением резца по отношению к волокнам древесины. Одновременно с резанием происходит надвигание (подача) материала на вращающиеся резцы, в силу чего процесс резания и образования стружки становится сложным.

В этом случае различают следующие изменения в положении резца относительно направления волокон древесины: продольно-поперечное с изменением от продольного (вначале) до поперечного (в конце); продольно-торцевое с переходом от продольного резания до торцевого; поперечно-торцевое с переходом от поперечного до торцевого.

Во всех случаях начальным является резание, при котором древесина оказывает сопротивление скалыванию, характеризуемое коэффициентом скалывания, величина которого меняется в зависимости от угла резания. Проследить это изменение можно по таблице 13.

Таблица 13. Удельное сопротивление резанию древесины воздушно-сухой сосны

При строгании на строгальных станках изменение угла резания незначительно, так как толщина снимаемого слоя древесины обычно составляет от 2 до 8 мм.

Угол резания обуславливает величину усилия, необходимого при внедрении резца для снятия волокон, их сдвига, образования и удаления частичек стружки. Чем меньше этот угол, тем меньше усилие, приложенное для внедрения резца.

Дата добавления: 2016-06-18; просмотров: 3248;

:

Источник: https://poznayka.org/s18197t1.html

Виды резания древесины относительно волокон

Главная / Обработка древесины / Виды резания древесины

Древесина имеет характерное волокнистое строение, поэтому одним из важнейших параметров процесса резания является ориентация древесных волокон относительно направления резания. Различают три основных вида резания древесины: вдоль волокон, в торец и поперек волокон.

При резании вдоль волокон плоскость и направление резания параллельны волокнам древесины. Острый резец легко разрушает (или разделяет) волокна древесины, обработанная поверхность получается более качественной (менее шероховатой). Форма стружки зависит от толщины снимаемого слоя древесины. Толстая стружка надламывается по длине, а более тонкая образуется в виде непрерывной ленты.

При резании в торец плоскость и направление резания перпендикулярны к волокнам древесины. При этом стружка скалывается по слоям древесины и создается более шероховатая поверхность, чем при резании вдоль волокон древесины.

При резании поперек волокон плоскость резания перпендикулярна волокнам древесины. Стружка получается непрочной, обработанная поверхность — шероховатой. Указанные три вида резания приемлемы только для древесины прямослойного строения.

Даже при небольшом наклоне волокон (свилеватости, косослое) происходит смешанное резание. Примером такого резания служит обработка древесины вращающимися резцами с помощью электрофицированных инструментов и на деревообрабатывающих станках.

По количеству одновременно режущих кромок резца резание древесины бывает открытое, полузакрытое и закрытое. Если образуется одна плоскость резания и стружка срезания со всей обрабатываемой поверхности, то такое резание нарывают открытым (строгание, фрезерование одновременно по всей поверхности).

Когда при обработке древесины получается сразу две смежные поверхности, то резание считают полузакрытым (создание четверти). Если при обработке образуются одновременно три смежные поверхности, то такое резание называют закрытым (выборка паза).

Сверление отверстия, выборку гнезда и пиление также относят к закрытому резанию.

1. Для пиления вдоль волокон
2. Для поперечного пиления
3. Для смешанного пиления

Сила резания и качество обработки древесины

Под силой резания понимают усилие, которое необходимо приложить к резцу для преодоления силы воздействия древесины на резец, возникающей при его движении. Качество обработанной поверхности древесины в первую очередь характеризуется ее шероховатостью. Свойства древесины разных пород неодинаковы, поэтому при их обработке требуется различная сила резания.

Чем выше плотность (объемная масса) и соответственно твердость древесины, тем труднее она поддается обработке. Так, легче обрабатывать древесину сосны, чем березы, а березы, чем дуба. Влажную древесину можно обрабатывать при меньшей силе резания, чем сухую.

При резании древесины вдоль волокон сила резания примерно в 2 раза меньше, чем при резании в торец, а при резании поперек волокон примерно в 4 раза меньше.

Сила резания и шероховатость обработанной поверхности зависят не только от направления резания, породы и влажности древесины, но и от геометрии резца и величины угла его заострения, а также от величины угла резания.

При уменьшении угла заострения резца сила резания также уменьшается. Однако при малом угле заточки резец быстро изнашивается (затупляется), особенно при обработке твердой и сучковатой древесины.

Поэтому угол заострения должен быть не менее 20°.

С увеличением угла резания повышается качество обработки древесины, но увеличивается сила резания. Минимальный угол резания должен составлять 40°, а максимальный 75°.

Однако могут быть случаи, когда угол резания достигает 90° и даже более. Задний угол должен быть не менее 10°, так как при меньшей его величине увеличиваются сила трения и сила резания.

Увеличение толщины срезаемого слоя древесины и затупление лезвия резца также повышают силу резания.

Процессы резания древесины

При изготовлении столярно-плотничных изделий и конструкций чаще применяют такие процессы резания древесины, как пиление, строгание, циклевание, фрезерование, сверление, долбление и шлифование. Реже выполняют обработку древесины топором, резание ее стамеской и специальными ножами при декоративной обработке (резьбе, инкрустации и т.п.).

Пиление древесины процесс закрытого резания древесины ленточными или круглыми (дисковыми) пилами для разделения ее на части с целью получения заготовок заданных размеров и формы. Пила представляет собой многорезцовый инструмент, на рабочей части которого расположены зубья (резцы).

При пилении древесины в ней образуется зазор (щель), называемый пропилом.

Пиление производят при различных движениях пил: прямолинейном возвратно-поступательном (ручными пилами и на лесопильных рамах), прямолинейном (на ленточнопильных станках) и вращательном (ручными дисковыми электропилами и на круглопильных станках).

Строгание резание древесины ножами при прямолинейном движении резца. Строганием снимают тонкий слой древесины стружку постоянной толщины. Его применяют для получения ровной и гладкой поверхности древесины.

Разновидностями строгания являются циклевание и резание стамеской древесины. Строгание выполняют ручными стругами (рубанком, фуганком и т. п.) и циклей, а также на циклевальных, шпонострогальных и других станках.

Путем строгания заготовкам придают требуемые размеры и форму.

Вместо строгания часто производят фрезерование древесины. Строгание или фрезерование древесины может быть прямолинейным, криволинейным, плоским и профильным (формирование четвертей, пазов и др.).

Фрезерование резание древесины вращающимися резцами (ножевыми головками, фрезами), при котором траекторией резания является циклоида, а форма снимаемой стружки серповидная.

По ориентации вращения режущего инструмента относительно поверхности заготовки и вида ее обработки различают цилиндрическое, коническое, профильное и торцовое фрезерование.

Чаще используют цилиндрическое фрезерование (ручными электрорубанками, на фуговальных и рейсмусовых станках), когда ось вращения инструмента и его лезвия параллельны обрабатываемой поверхности, а лезвия резцов описывают в пространстве цилиндрическую поверхность.

Читайте также:  Стоимость лома драгметаллов: цена за грамм золота, серебра и платины, каковы условия сдачи и кто осуществляет прием драгоценных металлов?

Коническое и профильное фрезерование выполняют в основном на фрезерных и четырехсторонних продольно-фрезерных станках, когда лезвия резцов описывают в пространстве коническую (скашивание кромки заготовки получение фаски) или более сложную профильную (отборка калевки, галтели и т. п.) поверхности.

При торцовом фрезеровании ось вращения инструмента перпендикулярна к поверхности обработки (как при сверлении отверстий), боковые лезвия описывают в пространстве цилиндрическую поверхность, а торцовые поверхности круга или кольца (например, при выборке гнезд концевой (торцовой) фрезой на копировально-фрезерном или сверлильно-пазовальном станке).

Сверление закрытое резание древесины вращающимися инструментами (сверлами) с одновременной подачей их или обрабатываемых заготовок в направлении оси инструментов. Траекторией движения резания является винтовая линия.

Резцы располагаются на нижнем конце (торце) сверла, а форма получаемой стружки винтообразная. В результате сверления создают отверстия и гнезда. Сверление может выполняться ручными сверлилками (коловоротом, буравом и др.

), ручными электрическими и пневматическими сверлильными машинами, на сверлильных, сверлильно-пазовальных и фрезерно-копировальных станках.

Долбление — это выборка гнезд для шипов или оконных и дверных изделий долотом, стамеской или на долбежных станках. Применяют цепнодолбежные станки, режущим инструментом которых является фрезерная цепь. Для получения гнезд под оконные и дверные блоки используют специальные долбежные станки с вибрационным режущим инструментом.

Шлифование — обработка древесины шлифовальной шкуркой. Резцами служат специальные абразивные зерна (электрокорунда, монокорунда, карбида кремния, стекла и др.), наклеенные на бумагу или ткань. Шлифование является заключительной операцией механической обработки древесины перед ее отделкой.

Шлифованием удаляют с поверхности древесины неровности и придают ей требуемую гладкость и ровность, а обработанным деталям – точность нужных размеров и формы. Шлифование используют как промежуточную операцию при отделке древесины для выравнивания лакокрасочных покрытий.

В отдельных случаях шлифование древесины выполняют шлифовальными кругами, а отделочных покрытий — порошками или пастами.

Источник: http://wood-petr.ru/article/vidy-rezaniya-drevesiny.php

Главный угол в плане и толщина стружки

Главный угол в плане (KAPR) представляет собой угол между главной режущей кромкой пластины и обрабатываемой поверхностью заготовки. Главный угол в плане влияет на толщину стружки, силы резания и стойкость инструмента.

Самыми распространёнными считаются углы 90, 45 и 10 градусов, а также углы, характерные для круглых пластин.

При уменьшении главного угла в плане толщина стружки hex также уменьшается для заданного значения подачи fz. Уменьшение толщины стружки происходит из-за распределения аналогичного объёма снимаемого металла на большей длине режущей кромки.

Малый главный угол в плане обеспечивает более плавный вход в резание, ограничивает радиальные силы резания и защищает режущую кромку от повреждений. Однако более высокие осевые силы резания способствуют увеличению нагрузки на заготовку.

Основной областью применения фрез с углом 90 градусов является обработка прямоугольных уступов.

Фреза с углом 90 градусов создаёт преимущественно радиальные силы резания, действующие в направлении подачи. Это означает, что обрабатываемая поверхность не подвергается высоким осевым нагрузкам, что даёт определённые преимущества при фрезеровании нежёстких или тонкостенных заготовок, в особенности при недостаточной жёсткости зажимного приспособления.

Фрезы с углом 45 градусов являются самым распространённым вариантом для торцевого фрезерования. Они обеспечивают хороший баланс радиальных и осевых сил резания, что снижает требования к мощности станка.

Фрезы данного типа подходят, в первую очередь, для фрезерования материалов, дающих короткую стружку и склонных к выкрашиванию в случае воздействия чрезмерных радиальных сил резания на постепенно уменьшающийся припуск в конце резания.

Плавный вход в резание снижает склонность к вибрации при использовании инструмента с длинным вылетом или коротких/нежёстких держателей инструмента.

Более тонкая стружка способствует увеличению производительности на многих операциях – благодаря возможности увеличения минутной подачи при сохранении умеренной нагрузки на режущую кромку.

Фрезы данного типа представляют собой специализированные торцевые фрезы, позволяющие работать с большей глубиной резания по сравнению с торцевыми фрезами общего назначения. Осевые силы резания ниже, чем у фрез с углом 45 градусов, а прочность режущей кромки – выше, чем у фрез 90 градусов.

Фрезы с углом 10 градусов предназначены для фрезерования с высокой подачей и плунжерного фрезерования. При этом образуется тонкая стружка, позволяющая работать с очень высокой подачей на зуб fz при небольшой глубине резания и, соответственно, при максимальной минутной подаче vf.

Преобладающие осевые силы резания направлены к шпинделю и обеспечивают его стабильность, что ограничивает склонность к вибрации и даёт определённые преимущества при использовании длинных и нежёстких сборок.

Фрезы данного типа демонстрируют высокую эффективность при выполнении отверстий на трёхкоординатных станках и плунжерном фрезеровании выборок, а также где требуется инструмент с увеличенным вылетом.

Фрезы с круглыми пластинами являются фрезами общего назначения и демонстрируют высокую эффективность при выполнении черновой обработки.

Радиус при вершине обеспечивает максимальную прочность режущей кромки и возможность работы с высокой минутной подачей благодаря более тонкой стружке, образующейся вдоль длинной режущей кромки. Уменьшенная толщина стружки позволяет использовать эти фрезы для обработки титана и жаропрочных сплавов.

По мере изменения глубины резания ap главный угол в плане изменяется от нуля до 90 градусов, что в свою очередь изменяет направление действия сил резания вдоль радиуса кромки и, соответственно, результирующую нагрузку в процессе фрезерования.

Источник: https://www.sandvik.coromant.com/ru-ru/knowledge/milling/pages/entering-angle-and-chip-thickness.aspx

Виды резания – Основные операции по обработке древесины – Плотничные и стекольные работы

Главная / Плотничные и стекольные работы / Основные операции по обработке древесины / Виды резания

При резании древесины происходит ряд сложных явлений, вызванных внедрением резца в древесину и образованием элементов стружки. Чтобы яснее представить процесс резания, его следует расчленить на элементы.

Если в процессе обработки древесины резцом образуется одна поверхность резания и стружка срезается со всей обрабатываемой поверхности, резание называется открытым (рис. 2, а), если получаются две или три поверхности резания — полузакрытым (рис. 2, б) и закрытым (рис. 2, в).

Случаи резания

Случаи резания:

а — открытое, б — полузакрытое, в — закрытое, г — в торец, д — вдоль волокон, е — поперек волокон, ж — торцово-поперечное, з — торцово-продольное, и — продольно-поперечное;

1 — резец, 2 — древесина.

Различают резание простое (элементарное) и сложное. Простое резание является открытым резанием, при этом ширина резца больше ширины обрабатываемой заготовки (работа гладильными ножами) и путь режущей кромки прямолинеен. Простое резание происходит при постоянных скорости и толщине стружки.

«Плотничные и стекольные работы»,
Л.Н.Крейндлин

Долотами гнезда выбирают по разметке, причем при долблении сквозных гнезд разметку наносят с обеих сторон детали, несквозных — с одной стороны.

Обрабатываемую деталь укладывают на столе или верстаке и закрепляют ее. При выдалбливании сквозных гнезд во избежание порчи крышки стола, верстака под деталь подкладывают отрезок бракованной доски.

Ширина лезвий долот должна соответствовать ширине выбираемых гнезд….

Шерхебель служит для первоначального грубого строгания вдоль, поперек и под углом к волокнам древесины. После строгания шерхебелем поверхность древесины получается неровной, со следами углублений в виде желобков. Это вызвано тем, что лезвие ножа имеет овальную форму. При работе нож выпускают до 3 мм. Шерхебель Шерхебель: а — общий вид, б — шерхебельный нож. Фуганок Фуганок:…

При долблении сквозных гнезд древесину выбирают сначала с одной стороны гнезда, а затем, повернув деталь, — с другой. Работа стамеской показана на рисунке. Работа стамеской Работа стамеской: а — зачистка подрезанных мест, б — поперечная подрезка, в — подрезка вдоль волокон, г — снятие долевой фаски, д — снятие фаски с торца, е — зачистка…

Для зачистки древесины, имеющей задиры и свилеватость, применяют рубанок с укороченным корпусом — шлифтик.

Шлифтик имеет узкую щель (шириной 5 мм) и увеличенный передний угол (60°), вследствие чего при работе им снимается тонкая стружка и поверхность древесины чище обрабатывается.

Для профильного строгания применяют зензубель, фальцгебель, шпунтубель и другие рубанки. Зензубель Зензубель: а — общий вид,…

Для механизированного долбления применяют электродолбежники ИЭ-5601А, ИЭ-5602, ИЭ-5606, ИЭ-5607. На рисунке показан электродолбежник ИЭ-5601 А для выборки гнезд прямоугольной формы, пазов и др.

На конце вала ротора укреплена ведущая звездочка, передающая движение долбежной цепи 1. К переднему щиту долбежника крепится направляющая линейка 8. Регулируют глубину долбления ограничителем хода.

Опускание и автоматический подъем линейки осуществляют по…

Источник: https://www.ktovdome.ru/plotnichnye_i_stekolnye_raboty/osnovnye_operacii_po_obrabotke_drevesiny/9494.html

Процесс стружкообразования и классификация стружки

Процесс резания (стружкообразования) является сложным физическим процессом, сопровождающимся большим тепловыделением, деформацией металла, износом режущего инструмента и наростообразованием на поверхности инструмента. Знание закономерностей процесса резания и сопровождающих его явлений позволяет рационально управлять этим процессом и изготовлять детали более качественно, производительно и экономично.

При резании различных материалов образуются следующие стружки (рис.1): сливные (непрерывные), скалывания (элементные) и надлома.

Рис.1. Типы стружек:а – сливная: б – скалывания: в – надлома

Стружка – это слой металла, деформированный и отделенный в результате обработки резанием.

Сливная стружка (рис.1а) образуется в процессе резания пластичных металлов (например, мягкой стали, латуни) при высокой скорости резания, малых подачах и температуре 400–500 °С.

Образованию сливной стружки способствует уменьшение угла резания δ (при оптимальном значении переднего угла γ ) и высокое качество СОЖ.

Угол резания δ = 90° – γ = α + β, где α – задний угол резания; β – угол заострения.

Стружка скалывания (рис.1б) состоит из отдельных связанных один с другим элементов и имеет пилообразную поверхность. Такая стружка образуется в процессе резания твердой стали и некоторых видов латуни при малой скорости резания и больших подачах. При изменении условий резания стружка скалывания может перейти в сливную, и наоборот.

Стружка надлома (рис.1в) образуется при резании малопластичных материалов (чугуна, бронзы) и состоит из отдельных кусочков.

Режущий инструмент деформирует не только слой, но и поверхностный слой обрабатываемой детали.

Деформация поверхностного слоя металла зависит от различных факторов, ее глубина составляет от сотых долей до нескольких десятых долен миллиметра.

Под действием деформации поверхностный слой металла упрочняется, увеличивается его твердость и уменьшается пластичность, т.е. происходит так называемый наклеп обрабатываемой поверхности.

Чем мягче и пластичнее обрабатываемый металл, тем интенсивнее процесс образования наклепа. Чугуны обладают значительно меньшей способностью к упрочнению, чем стали.

Глубина и степень упрочнения при наклепе возрастают с увеличением подачи и глубины резания и уменьшаются с увеличением скорости резания.

При работе плохо заточенным инструментом глубина наклепа примерно в два-три раза больше, чем при работе острозаточенным инструментом. Применение СОЖ значительно уменьшает глубину и степень упрочнения поверхностного слоя.

При обработке металлов и, особенно, пластичных материалов (например, резцом) в непосредственной близости к режущей кромке резца на его переднюю поверхность налипает обрабатываемый материал, образуя металлический нарост.

Читайте также:  Печь-щепочница своими руками: чертежи с размерами, а также другие рекомендации по изготовлению обычных, пиролизных, турбо и печей из консервных банок

Этот нарост имеет клиновидную форму, а его твердость в два-три раза превышает твердость обрабатываемого материала. Являясь «продолжением» резца, нарост (рис.

2) изменяет геометрические параметры резца (δ1 < δ, где δ – исходный угол резания; δ1 – угол резания с учетом нароста), участвует в резании металла и оказывает влияние на результаты обработки, износ резца и силы, действующие на резец.

Рис.1. Нарост на резце:α – величина нароста: δ и δ1 – углы резания соответственно до и после образования нароста

При обработке нарост периодически скалывается и образуется вновь; отрыв частиц нароста происходит неравномерно но длине режущего лезвия, что приводит к мгновенному изменению глубины резания. Эти периодически повторяющиеся явления увеличивают шероховатость обработанной поверхности.

При скорости резания v < 5 м/мин и обработке хрупких металлов, например чугуна, нарост, как правило, не образуется. С увеличением пластичности обрабатываемого металла размеры нароста возрастают.

Наибольший нарост на инструменте из быстрорежущей стали образуется при скорости резания v = 10–20 м/мин, а на инструментах из твердых сплавов – при и v > 90 м/мин. На этом основании не рекомендуется производить чистовую обработку на этих скоростях.

С увеличением подачи нарост увеличивается, поэтому при чистовой обработке рекомендуется подача 0,1–0,2 мм/об. Глубина резания существенного влияния на размеры нароста не оказывает.

Для уменьшения нароста рекомендуется уменьшать шероховатость передней поверхности режущего инструмента, по возможности, увеличивать передний угол лезвия γ (например, при γ = 45° нарост почти не образуется) и применять СОЖ. При черновой обработке образование нароста, напротив, благоприятно сказывается на процессе резания.

Источник: http://weldworld.ru/theory/obrab-rezaniem/teoriya-rezaniya/process-struzhkoobrazovaniya-i-klassifikaciya-struzhki.html

Процесс стружкообразования. Классификация стружки

Главная » Статьи » Профессионально о металлообработке » Резание металлов

Рекомендуем приобрести:

Процесс резания (стружкообразования) является сложным физическим процессом, сопровождающимся большим тепловыделением, деформацией металла, износом режущего инструмента и наростообразованием на поверхности инструмента. Знание закономерностей процесса резания и сопровождающих его явлений позволяет рационально управлять этим процессом и изготовлять детали более качественно, производительно и экономично.

При резании различных материалов образуются следующие стружки (рис. 2.6): сливные (непрерывные), скалывания (элементные) и надлома.

Сливная стружка (рис. 2.6, а) образуется в процессе резания пластичных металлов (например, мягкой стали, латуни) при высокой скорости резания, малых подачах и температуре 400… 500 °С.

Образованию сливной стружки способствует уменьшение угла резания δ (при оптимальном значении переднего угла γ) и высокое качество СОЖ (смазочно-охлаждающая жидкость).

Угол резания δ= 90° – λ = α + β, где α — задний угол резания; β — угол заострения.

Стружка скалывания (рис. 2.6,5) состоит из отдельных связанных один с другим элементов и имеет пилообразную поверхность. Такая стружка образуется в процессе резания твердой стали и некоторых видов латуни при малой скорости резания и больших подачах. При изменении условий резания стружка скалывания может перейти в сливную, и наоборот.

Стружка надлома (рис. 2.6, в) образуется при резании мало- пластичных материалов (чугуна, бронзы) и состоит из отдельных кусочков.

Режущий инструмент деформирует не только слой, но и поверхностный слой обрабатываемой детали.

Деформация поверхностного слоя металла зависит от различных факторов, ее глубина составляет от сотых долей до нескольких десятых долей миллиметра.

Под действием деформации поверхностный слой металла упрочняется, увеличивается его твердость и уменьшается пластичность, т.е. происходит так называемый наклеп обрабатываемой поверхности.

Чем мягче и пластичнее обрабатываемый металл, тем интенсивнее процесс образования наклепа. Чугуны обладают значительно меньшей способностью к упрочнению, чем стали.

Глубина и степень упрочнения при наклепе возрастают с увеличением подачи и глубины резания и уменьшаются с увеличением скорости резания. При работе плохо заточенным инструментом глубина наклепа примерно в два-три раза больше, чем при работе острозато- ченным инструментом.

Применение СОЖ (смазочно-охлаждающая жидкость) значительно уменьшает глубину и степень упрочнения поверхностного слоя.

При обработке металлов и, особенно, пластичных материалов (например, резцом) в непосредственной близости к режущей кромке резца на его переднюю поверхность налипает обрабатываемый материал, образуя металлический нарост.

Этот нарост имеет клиновидную форму, а его твердость в два-три раза превышает твердость обрабатываемого материала. Являясь «продолжением» резца, нарост (рис. 2.7) изменяет геометрические параметры резца (δ1 90 м/мин.

На этом основании не рекомендуется производить чистовую обработку на этих скоростях.

С увеличением подачи нарост увеличивается, поэтому при чистовой обработке рекомендуется подача 0,1…0,2 мм/об. Глубина резания существенного влияния на размеры нароста не оказывает.

Для уменьшения нароста рекомендуется уменьшать шероховатость передней поверхности режущего инструмента, по возможности, увеличивать передний угол лезвия γ (например, при γ= 45° нарост почти не образуется) и применять СОЖ. При черновой обработке образование нароста, напротив, благоприятно сказывается на процессе резания.

Источник: https://www.autowelding.ru/publ/1/rezanie_metallov/process_struzhkoobrazovanija_klassifikacija_struzhki/23-1-0-119

Общие понятия об основах резания древесины

РЕФЕРАТ

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ОБ ОСНОВАХ РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ

Выполнил:_______________

_________________________

Проверил:________________

_________________________

Усть-Илимск 2004
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ОБ ОСНОВАХ РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ

Обработка древесины, при которой изме­няются ее размеры, форма и внешний вид, но остается неизменным состав вещества древе­сины, производится ручным или механизиро­ванным способом.

При отдельных видах ме­ханической обработки древесины (при пиле­нии, строгании, фрезеровании) состав волокон может нарушиться, в то время как при прессовании и гнутье остается постоянным.

В большинстве случаев древесина обрабаты­вается с нарушением волокон; основным спо­собом этого вида обработки является резание.

Известны три вида резания:

-с отделением стружки (пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление);

-без отделения струж­ки (лущение шпона, срезание ножевой фане­ры, раскрой фанеры, на ножницах);

-расслоение или раскалывание древесины (колка дров, производство клепки для бочек, коло­той драни и кровельной щепы).

Процесс резания состоит в том, что под воздействием силы в древесину внедряется резец, перерезающий волокна древесины и от­деляющий от нее частицы в виде стружки или опилок.

Резец представляет собой клин, имеющий лезвие (режущую кромку), переднюю, зад­нюю и боковые грани (рис. 1). Плоскость, вдоль которой прямолинейно перемещается режущая кромка резца, или плоская поверхность древесины, остающаяся после прохода резца, называется плоскостью резания.

Рис. 1. Элементы рез­ца:

oo 1 – режущая кромка-лезвие резца, oo 1 m 1 m – передняя грань, oo 1 n 1 n – задняя грань, omn .

o 1 m 1 n 1 – боковые грани, lfda – плоскость реза­ния, δ – угол резания, β – угол заострения, α – задний угол, γ – перед­ний угол.

Угол, образуемый передней и задней гра­нями резца, называется углом заострения , или углом заточки ; угол между передней гранью резца и плоскостью резания — углом резания . Между задней гранью резца и плоскостью резания образуется задний угол ; меж­ду передней гранью резца и перпендикуля­ром к плоскости резания — передний угол .

https://www.youtube.com/watch?v=JJmav4eCsBY

Правильный выбор углов заострения, ре­зания, переднего и заднего углов имеет большое практическое значение: чем больше угол заострения, тем большее усилие при­ходится применять на резание или строгание древесины.

В то же время при малых углах заострения резко снижается стойкость резца, который быстро выходит из строя; лезвие его тупится, гнется, мнется на сучках или ло­мается.

Поэтому для железок рубанков уста­новлен наиболее выгодный угол заострения (заточки) — в 23—25°, а передний угол или, как его иногда называют, угол наклона (присадки) резца колеблется от 40 до 52° (в зави­симости от назначения инструмента, характе­ра материала и вида обработки).

В процессе резания древесины происхо­дит ряд сложных явлений, вызванных внед­рением резца в древесину и образованием стружки. Чтобы яснее представить себе про­цесс резания, его следует расчленить на эле­менты. Так, различают простое и сложное ре­зание.

Простое («открытое») резание можно производить лезвием, имеющим большую ши­рину, чем ширина самого изделия (строгание гладильными ножами или циклей).

Траекто­рия резания, или путь режущей кромки, при этом прямолинейна, а процесс резания про­исходит при постоянной скорости и толщине стружки.

Сложное резание имеет криволинейную траекторию резания и переменную толщину стружки. Длина режущей кромки резца (лез­вия) может быть меньше ширины обрабаты­ваемого изделия. Сложное резание встречается при процессах пиления, гладкого или профильного фрезерования, долбления, свер­ления.

По отношению к направлению волокон различают три основных вида резания — тор­цовое, продольное и поперечное.

При торцовом резании (рис. 2, а) резец движется в направлении, перпендикулярном к волокнам древесины, и происходит попереч­ное перерезание волокон. При резании в то­рец стружка скалывается по слоям, а по­верхность получается шероховатой. Торцовое резание обозначают знаком.

При продольном резании (рис. 2, б) резец движется вдоль волокон, сравнительно легко разделяя слои, поэтому поверхность полу­чается гладкой. Форма стружки зависит от толщины снимаемого слоя.

Толстая стружка надламывается по длине, более тонкая полу­чается в виде непрерывной ленты (строгание фуганком, получение древесной шерсти на станках и др.).

Усилие, которое нужно при­ложить к резцу определенной ширины для снятия слоя древесины одинаковой толщины (при постоянной скорости движения резца), называется удельной силой резания .

Удельная сила резания вдоль волокон примерно в 2—3,5 раза меньше, чем резания в торец. Резание вдоль волокон обозначают знаком ||.

Поперечное резание (рис. 2, в) происходит при движении резца в плоскости волокон, перпендикулярном их направлению. При та­ком резании стружка получается короткой и ломкой, а поверхность шероховатой. Толь­ко при тепловой обработке (распаривании) и при обжиме древесины перед резцом полу­чается стружка в виде непрерывной ленты хорошего качества (лущение шпона).

Рис. 2. Виды реза­ния:

а – торцовое, б – про­дольное (вдоль воло­кон),в – поперечное (поперек волокон)

Удельная сила резания древесины попе­рек волокон примерно в четыре раза меньше, чем резания в торец. Поперечное резание обозначается знаком ≠. Помимо указанных выше основных видов резания, на практике применяют резание под углом (рис. 3, а, б, в), в этом случае резец движется под некоторым углом к направлению волокон.

Рис. 3. Резание под углом:

а – поперечно-торцовое, б – продольно-торцовое, в – продольно-попереч­ное.

Чистота обработки поверхности древеси­ны (по ГОСТ 7016-54) характеризуется сте­пенью ее гладкости, количеством и размером неровностей и зависит от многих факторов: породы, структуры и влажности древесины, направления волокон к обрабатываемой пло­скости; толщины снимаемой стружки; углов и скорости резания; диаметра рабочих валов и числа резцов; качества заточки резцов и точности установки; состояния оборудова­ния; способов надламывания стружки (во из­бежание отщепа).

Более чистая поверхность древесины по­лучается при резании вдоль волокон, при подпоре волокон древесины перед резцом и надламывании стружки. Для этой цели в станках на валах имеются стружколоматели и прижимы.

В рубанке волокна подпирает леток (со стороны подошвы), а стружку над­ламывает двойная железка; крутой край на­кладки служит, стружколомателем.

При сня­тии более тонкой стружки поверхность древе­сины получается более чистой, чем при сня­тии толстой.

Для получения чистой поверхности большое значение имеет качество заточки резцов: тупой резец не перерезает и не разделяет во­локна, а мнет их и разрывает — в результате получается нечистая поверхность; острый ре­зец легко разрезает и разделяет волокна дре­весины. Обрабатывать древесину следует по направлению волокон, так как при обработке против слоя получается менее чистая поверх­ность (с отщепами, отколами, задирами).

Читайте также:  Производство пластиковой упаковки из вторсырья: блистерной, пэт, пвх, из полиэтилена и полипропилена, гибкая и жесткая тара, используемое оборудование

На чистоту поверхности оказывает влия­ние скорость резания. Как указывалось ра­нее, резание происходит за счет движении резца относительно древесины или при движении древесины относительно резца. Линия относительного движения лезвия резца я и является траекторией резания .

Под скоростью резания понимается относительная скорость движения лезвия резца. Для большинства станков (круглопильных, строгальных, фрезерных, шипорезных, верлильных) скорость резания определяют по формуле:

где V — скорость резания в м/сек ;

π — 3,14;

d — диаметр режущего инструмента в мм ;

n — число оборотов инструмента в минуту.

Скоростью подачи на основном деревооб­рабатывающем оборудовании (круглопильных, строгально-калевочных, рейсмусовых, двусторонних шипорезных станках) назы­вается та скорость, с какой механизм подачи равномерно подает деталь на режущий инст­румент.

На станках с ручной подачей (круглопильных, фуговальных, сверлильных, дол­бежных и односторонних шипорезных) ско­рость подачи определяется теми же фактора­ми, но зависит от опыта и усилий рабочего-станочника.

На торцовых станках с прямолинейным движением суппорта скорость подачи зави­сит от скорости подачи суппорта. Во всех видах ручного инструмента и ручного элек­трифицированного инструмента скоростью подачи можно считать скорость движения инструмента относительно обрабатываемой древесины.

Источник: http://MirZnanii.com/a/189731/obshchie-ponyatiya-ob-osnovakh-rezaniya-drevesiny

Управление процессом стружкообразования

>

Характерные особенности процесса резания состоят:

  • во-первых, в том, что лезвия режущего инструмента срезают припуск слоями, толщина поперечного сечения которых обычно меньше 1 мм (лишь на тяжелых станках толщина срезаемого слоя доходит до 2 мм и более);
  • во-вторых, физико-механические свойства поверхностных слоев, которые подвергаются пластическому деформированию и превращению в стружку, отличаются от свойств исходного материала заготовки;
  • в-третьих, в результате деформирования и разрушения материала срезаемого слоя происходит возникновение из монолитной массы двух новых поверхностей – одной на обрабатываемой заготовке, а другой – на срезанной стружке.

Как было рассмотрено выше, в зависимости от свойств обрабатываемого материала и условий резания различают следующие виды стружек (рис.4): сливную, суставчатую, скалывания и надлома.

Однако, учитывая то, что процесс резания осложняется наличием сливной стружки, для последней используют дополнительную классификацию: ленточная прямая, запутанная; непрерывная спиральная, штопорообразная, винтовая, цилиндрическая; дробленая плоская (элементы до 3-5мм) и спиральная (элементы до 1-1,5 витков) и т.п.

Использование в современном машиностроении автоматизированных производств, станков с ЧПУ и “безлюдных” технологий сделало актуальной проблему управления процессом стружкообразования.

При этом, необходимо было решить следующие основные задачи: уменьшить отрицательное влияние стружки на шероховатость обработанной поверхности и долговечность работы режущего инструмента и приспособлений; улучшить условия удаления стружки из зоны резания и транспортировки ее от станка; обеспечить безопасные условия труда рабочим.

Для решения этих вопросов российскими и зарубежными исследователями были разработаны системы автоматизированного управления (САУ) процессом стружкообразования при различных условиях резания.

Конечная цель в этих работах – придать стружке (дроблением или завиванием) такую форму, которая свела бы на “нет” ее отрицательные стороны.

Поскольку наибольшие проблемы возникают при сливной стружке, то на первом этапе создания САУ были предложены различные классификации форм этих стружек по степени дробления и завивания.

Стружкозавивание – процесс, который происходит из-за неравномерности деформации по сечению срезаемого слоя, причем, неравномерность еe по ширине вызывает боковые завивания, неравномерность по толщине – вертикальное завивание.

Стружкодробление – разделение стружки на отдельные элементы (различных форм и размеров), которое происходит, если в стружке возникают напряжения (>[ ]изг) больше предельно допустимых для обрабатываемого материала. Наиболее известны следующие способы дробления (завивания) сливной стружки:

  • управление геометрией режущего инструмента,
  • назначение режимов резания в пределах области устойчивого стружколомания,
  • использование инструментов с лунками, уступами и накладными стружколомами на передней поверхности,
  • использование схем резания, позволяющих получить стружку заданных размеров,
  • управление динамикой резания,
  • управление кинематикой резания.

Управление геометрией режущего инструмента

. Этот способ наиболее эффективен при использовании инструментов с перетачиваемой режущей частью. Известно, что наибольшее влияние на процесс стружкообразования оказывают: передний угол, главный угол в плане и угол наклона режущей кромки.

Уменьшение переднего угла γ до его отрицательных значений γ =+5…

-10 дает возможность увеличить деформации срезаемого слоя и в зависимости от предела прочности обрабатываемого материала и напряжений, возникающих в стружке, создаются условия для завивания или ломания стружки.

Изменение переднего угла достигается заточкой либо всей передней поверхности, либо фаски под заданным углом, либо установкой на передней поверхности накладных стружколомов (рис.17).

Рис.17. Формы передней поверхности инструмента:

  1. плоская с накладным стружколомателем и отрицательным углом γ;
  2. то же с положительным углом γ;
  3. с порожком;
  4. с отрицательной фаской и накладным стружколомателем;
  5. с лункой и отрицательным углом γ;
  6. с лункой и положительным углом γ;
  7. с двойной лункой;
  8. с тройной лункой

Как правило, размеры фаски “f” должны быть меньше толщины срезаемого слоя “а”. Однако, необходимо учесть, что с уменьшением переднего угла возрастают силы резания и, соответственно, нагрузки на деталь и инструмент.

Увеличение главного угла в плане до значений =90 также приводит к возрастанию деформации ε0 в структуре и способствует ее завиванию. Отрицательные факторы в этом случае – уменьшение прочности и ухудшение теплоотвода в районе вершины резца.

Изменением величины угла наклона режущей кромки управляют не только формой стружки, но и определяют направление ее движения.

Положительные углы увеличивают деформацию ε0 срезаемого слоя, что ведет к завиванию или ломанию стружки и способствуют движению стружки в направлении обрабатываемой поверхности.

Отрицательные факторы: возрастание сил резания и увеличение шероховатости обработанной поверхности детали.

При отрицательных углах стружка движется в направлении обрабатываемой поверхности, однако, вероятность получения стружки желаемой формы связана, в основном, с механическими характеристиками обрабатываемого материала. Отрицательные факторы: уменьшение прочности и ухудшение теплоотвода в районе режущей кромки.

Геометрические способы управления стружкообразованием дают возможность эффективно управлять, в основном, формой стружки.

Назначение режимов резания в пределах области устойчивого стружколомания.

Этот способ наиболее эффективен при использовании инструментов со сменными (поворотными) многогранными пластинками (СМП), имеющими различные количество граней (режущих кромок) и формы передней поверхности.

Учитывая высокую себестоимость инструментов на базе СМП, современные инструментальные фирмы стремятся установить для каждого типа СМП эффективные области применения, в первую очередь, с учетом возможностей устойчивого стружкодробления.

Известно, что наибольшее влияние на процесс стружкообразования из режимов резания оказывают величины подачи и глубины резания.

Поэтому, как правило, зоны устойчивого дробления стружки определяют путем испытания СМП различных форм в координатах: глубина резания t и величина подачи S (при постоянных: скорости резания V, геометрии инструмента, форме СМП и других факторах).

В этом случае для каждого типа СМП создается специальная карта (диаграмма), по которой легко установить диапазоны режимов резания с устойчивым стружкодроблением.

После проведения каждого эксперимента форма стружки фиксируется с позиций травмоопасности, возможностей транспортировки и влияния на условия работы технологической системы и классифицируется по этим признакам для каждого сочетания подача-глубина резания проведенного эксперимента. Диаграммы с зонами устойчивого стружкодробления, построенные для выпускаемых инструментальной промышленностью сменных многогранных пластин (рис.18 и 19), позволяют решить вопрос об управлении процессом стружкообразования на стадии подготовки программ для станков с ЧПУ.Рис.18. Типовая сменная многогранная пластина
Рис.19. Диаграммы стружкодробления для резца с типовой СМП и углами в плане: φ=45 (а), φ=60 (b), φ=75 (c), φ=90 (d),

Основными достоинствами таких диаграмм являются наглядность и простота использования.

Использование инструментов с лунками, уступами и накладными стружколомами на передней поверхности.

Эти изменения конструкции инструмента дают возможность устанавливать при резании удобные форму, размеры и направление движения стружки, за счет резкого увеличения деформаций по ее ширине и толщине. Лунки и уступы формируются как на инструментах, подвергаемых заточке, так и на сменных многогранных пластинках.

На затачиваемых инструментах действующими стандартами предусматриваются либо одинарные (для малых подач), либо двойные канавки (для больших подач). Количество уступов на сменных многогранных пластинках определяется их формой, размерами и назначением инструмента.

Конструктивные особенности передней поверхности нестандартных СМП составляют, как правило, “ноу-хау” фирмы производителя, так как определяют условия стружкообразования при резании.

Использование схем резания, позволяющих получить стружку заданных размеров.

Управление процессом стружкообразования путем выбора схем резания применяется при больших величинах толщины или ширины срезаемого слоя.

В этом случае влияние на процесс стружкообразования осуществляется изготовлением стружкоразделительных канавок на режущих кромках инструмента или путем предварительного нарезания кольцевых (винтовых) канавок на обрабатываемой поверхности детали.

Количество, формы и размеры стружкоразделительных канавок на режущей кромке определяются типом режущего инструмента, свойствами обрабатываемого материала и припуском на механическую обработку. Для некоторых инструментов, например протяжек, форма, размеры и количество канавок устанавливаются государственными или заводскими стандартами.

Управление динамикой резания.

Изменение динамических параметров в системе инструмент-деталь-станок позволяет оказать существенное влияние на форму стружки и износ инструмента.

Наиболее эффективным в этом плане, оказалось наложение на режущий инструмент в процессе его работы ультразвуковых или низкочастотных колебаний.

Причем, исследования показали, что ультразвуковые колебания эффективны при работе токарных резцов и алмазных сверл, а низкочастотные- при глубоком сверлении.

Основные недостатки этого способа – необходимость установки дополнительного оборудования и его высокая себестоимость.

Управление кинематикой резания.

Широкое применение в машиностроении станков с ЧПУ и инструментов со сменными многогранными пластинками (СМП) позволило использовать для управления процессом стружкообразования различные виды прерывистой (дискретной) подачи.

Этот способ дает возможность получать желаемую по форме и размерам стружку независимо от режимов резания и геометрии режущего инструмента путем периодического останова или отвода инструмента от поверхности резания.

Наиболее часто используются схемы обработки со следующими видами дискретной подачи инструмента (рис.

20): с кратковременным остановом- рекомендуется при обработке малопластичных материалов на черновых и получистовых операциях и с отводом под углом – рекомендуется при обработке вязких материалов.

Кроме этих вариантов, находит применение дискретная подача с отводом по векторному треугольнику – рекомендуется при обработке сложно-профильных (фасонных) поверхностей; с отводом по окружности – для чистовых операций.

a) с кратковременным остановомb) с отводом под углом

Рис.20. Способы кинематического дробления стружки

Дискретная подача с кратковременным периодическим остановом характеризуется тем, что через определенное расстояние l, как правило, большее величины подачи S, производится кратковременный останов инструмента в течение заданного промежутка времени t.

На станках с ЧПУ программирование выбранного вида дискретной подачи осуществляется на этапе разработки управляющей программы. Основные недостатки этого способа связаны с увеличением шероховатости Rа обработанной поверхности и времени на обработку детали.

>

Источник: http://www.texnologia.ru/documentation/cutting_of_metals/5.html

Ссылка на основную публикацию