Анализ влияния угла резания на шероховатость поверхности пропила при продольном пилении древесины дисковыми пилами с пластинками твердого сплава с различной степенью затупления зубьев
Агапов А.И., Русских Д.П. (ВятГУ, г. Киров, РФ)
The analysis influence of a corner of cutting on a roughness of a surface kerf at ripping of wood by disk saws with plates of a firm alloy with a various degree bluntness of tooths.
Существуют рекомендации по выбору угловых параметров дисковых пил как для обработки различных пород древесины, так и для обработки плитных древесных материалов. Однако при использовании дисковых пил, оснащенных пластинками твердого сплава, для обработки натуральной древесины обычно используются пилы с угловыми параметрами зубьев для обработки клееных древесных материалов (ДСтП, ЦСП). Рекомендаций же по выбору угловых параметров пил при обработке мягких пород древесины (сосна, ель, пихта) нет. Возникает так же необходимость определения оптимального периода стойкости данных пил в этих условиях.
С целью определения оптимального периода стойкости дисковых пил оснащенных пластинками твердого сплава при продольном пилении древесины одной из поставленных задач было изучить влияние угла резания на шероховатость поверхности пропила.
Для решения поставленной задачи были проведены экспериментальные исследования в производственных условиях на Кировском МДК при продольном раскрое пиломатериалов толщиной 40мм на черновые заготовки. Пиление проводилось на прирезном станке итальянского производства модели PO 680/D с верхним расположением шпинделя и гусеничной подачей. Условия экспериментальных исследований: диаметр пил 315мм, ширина пропила 3,0мм, уширение на сторону 0,4мм, число зубьев 24, скорость резания 48м/с, подача на зуб 0,35 мм. Напайки выполнены из пластинок твердого сплава ВК-15. Задний угол a = 15°, угол косой заточки по задней грани φ = 20º, угол резания δ варьировался в диапазоне от 55 до 75°. Распиливались сосновые пиломатериалы влажностью 8…10%. Шероховатость поверхности контролировалась прибором ТСП-4.
После обработки полученных результатов проводился статистический анализ данных. В ходе статистического анализа была подтверждена гипотеза об однородности дисперсий выборок каждого опыта по критерию Кохрена.
Результаты исследований представлены на рисунках 1 и 2.
Lp = 80 км Lp = 40 км Lp = 0 км Rmmax, мкм град δ, град
Рисунок 1 – Влияние угла резания зубьев круглых пил с различной степенью затупления на шероховатость поверхности пропила
δ = 65° δ = 75° δ = 55° Rmmax, мкм град Lp, км
Рисунок 2 – Влияние продолжительности работы зубьев круглых пил с различным углом резания на шероховатость поверхности пропила
Были получены следующие уравнения регрессии.
Для зависимостей представленных на рисунке 1:
при Lp = 0 км:
Rmmax = 0,94×δ + 34,3
при Lp = 40 км:
Rmmax = 0,73×δ + 76,8
при Lp = 80 км:
Rmmax = 0,66×δ + 108,2
Для зависимостей представленных на рисунке 2:
при δ = 55°:
Rmmax = 0,72×Lp + 86,4
при δ = 65°:
Rmmax = 0,73×Lp + 96,3
при δ = 75°:
Rmmax = 0,65×Lp + 105,1
Гипотеза об адекватности моделей подтверждена по F‑критерию Фишера /1/.
По результатам исследований можно сделать вывод о том, что увеличение угла резания приводит к увеличению шероховатости поверхности пропила. С увеличением продолжительности работы инструмента увеличивается и поле рассеивания (±3σ) контролируемого параметра, однако угол резания на поле рассеивания не оказывает значительного влияния. Увеличение угла резания так же приводит к снижению интенсивности роста шероховатости поверхности пропила с увеличением пути резания, что объясняется уменьшением интенсивности износа резца с увеличением угла резания при постоянном заднем угле.
С целью получения общей закономерности о влиянии угла резания была получена зависимость шероховатости поверхности пропила от угла резания и пути резания:
Rmmax = 0.91×δ – 0.0035×Lp×δ + 0.92×Lp + 36.15
Полученное выражение позволяет определить величину шероховатости поверхности пропила с учетом продолжительности работы инструмента и угла резания при данных условиях резания.
Литература
1. Кацев П.Г. Статистические методы исследования режущего инструмента. – М.: Машиностроение, 1974. – 231 с.