在實(shí)際生產(chǎn)中,盡管木材的切削方式不同,但是從切削運(yùn)動(dòng)和刀具幾何形狀組成來看,卻有相同之處,都可以看做是一把楔形切刀和一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)所構(gòu)成的直角自由切削過程。這個(gè)最簡單、最基本的切削方式,在一定程度上,可以反映各種復(fù)雜切削方式、切削機(jī)理的共同規(guī)律。
1、木材切削的概念
借助于刀具,按預(yù)定的表面,切開工件上木材之間的聯(lián)系,從而獲得符合要求尺寸、形狀和表面粗糙度的制品,這樣的工藝過秤,稱之為木材切削。,大多數(shù)情況下,工件被切掉一層相對變形較大的切屑,以獲取制品,如鋸切、銑削、磨削、鉆削等大部分切削方式、少數(shù)情況,切下的切屑就是制品,如單板旋切、刨切等。也有的情況,被切下的切屑和留下的木材均為制品,如削片制材。
2、切削運(yùn)動(dòng)
切削時(shí)刀具具備兩種基本運(yùn)動(dòng)方式,一種是直線運(yùn)動(dòng)刀具,如刨刀【圖1-1(a)】;另一種是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)刀具,如銑刀【圖1-1(b)】。刨削時(shí),一般只要刀具相對工件做直線運(yùn)動(dòng)V,便可以完成切削過程。有時(shí)切削層較厚,受刀具強(qiáng)度和加工質(zhì)量等因素的限制,需要分?jǐn)?shù)層依次切削,才能滿足工藝要求。這時(shí)要求刀具切去一薄層切屑后,退回原處,讓工件或刀具在垂直y的方向做直線運(yùn)動(dòng)U,然后刀具再切下一層木材。如此交替進(jìn)行,逐層切削,直至切完需要切除的木材。
銑削時(shí),僅依靠刀具的回轉(zhuǎn),只能切下一片木材,要切除一層木材,必須在刀具回轉(zhuǎn)的同時(shí),使工件與刀具間做相對的運(yùn)動(dòng)。
![木材切片機(jī)切削圖 木材切片機(jī)切削圖](/uploads/allimg/121013/1-1210131QQ1552.jpg)
由此可知,要完成一個(gè)切削過程,通常需要兩個(gè)運(yùn)動(dòng):主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
(1)主運(yùn)動(dòng)
從工件上切除切屑,從而形成新表面所需要的最基本運(yùn)動(dòng),稱之為主運(yùn)動(dòng)。與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)相比,主運(yùn)動(dòng)一般速度高,消耗功率大。主運(yùn)動(dòng)速度用V表示,通常主運(yùn)動(dòng)由刀具完成。主運(yùn)動(dòng)可以是直線運(yùn)動(dòng),如刨削,也可以是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),如銑削。主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),主運(yùn)動(dòng)速度的計(jì)算公式為:
V=(πDn)/6X10
4 m/s
式中:D—刀具(工件)或鋸輪直徑(mm):
n—刀具(工件)或鋸輪轉(zhuǎn)速( r/min)。
有些刀具,如成型銑刀和鉆頭,由于刃口上各點(diǎn)的速度因回轉(zhuǎn)半徑不同而異,因此在確定主運(yùn)動(dòng)速度時(shí),應(yīng)計(jì)算最大速度。這是考慮到速度大的刃口部分,發(fā)熱磨損也大。
(2)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)
使切屑連續(xù)或逐步從工件上切下所需的運(yùn)動(dòng),稱之為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以用不同的進(jìn)給量來表示:
每分鐘進(jìn)給量,即進(jìn)給速度u-單位時(shí)間內(nèi)工件或刀具沿進(jìn)給方向上的進(jìn)給量( m/min)。
每轉(zhuǎn)進(jìn)給量U
n—刀具或工件每轉(zhuǎn)一周兩者沿進(jìn)給方向上的相對位移(mm/r)。
每雙行程進(jìn)給量U
str—刀具或工件相對往返一次兩者沿進(jìn)給方向上的相對位移( mm/str)。
每齒進(jìn)給量Uz-刀具每轉(zhuǎn)一個(gè)刀齒,刀具與工件沿進(jìn)給方向上的相對位移( mm/z)。
進(jìn)給速度與每轉(zhuǎn)或每齒進(jìn)給量之間的關(guān)系為:
U=(U
n·n)/1000 =(U
z·z·n)/1000 m/min
式中:z-銑刀齒數(shù);圓鋸片齒數(shù);帶鋸鋸切時(shí)為鋸輪每轉(zhuǎn)切削齒數(shù)。
n—刀具(工件)或鋸輪轉(zhuǎn)速( r/min)。
主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以交替進(jìn)行,如刨削,也可以同時(shí)進(jìn)行,如銑削。若同時(shí)進(jìn)行,則產(chǎn)生的相對運(yùn)動(dòng)稱之為切削運(yùn)動(dòng)。切削運(yùn)動(dòng)速度V’的大小為主運(yùn)動(dòng)速度V 和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度U的向量和。
如圖1-1所示。絕大多數(shù)木材切削過程的主運(yùn)動(dòng)速度比進(jìn)給速度大許多,所以通常可以用主運(yùn)動(dòng)速度的大小、方向代表切削運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向。
由于刀、鋸等刀具表面大部分是以直線或圓作為母線形成的,因此構(gòu)成切削運(yùn)動(dòng)能基本運(yùn)動(dòng)單元是直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。任何切削加工方式,不管它多復(fù)雜,從切削運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)來看,都是由基本運(yùn)動(dòng)單元按照不同的數(shù)量和方式組合而成的。常見的運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)組合有:
一個(gè)直線運(yùn)動(dòng),如刨削、刮削;
兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng),如帶鋸鋸切、排鋸鋸切;
一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和一個(gè)直線運(yùn)動(dòng),如銑削、鉆削、圓鋸鋸切;
兩個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),如仿型銑削。
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