Разработка рациональных режимов резания при эксплуатации круглопильных станков

Учреждение образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет заочный

Кафедра деревообрабатывающих станков и инструментов

Специальность «Технология и техника деревообрабатывающих производств»

Специализация «Технология деревообработки»

Пояснительная записка

КУРСОВОЙ РАБОТЫ

по дисциплине: Резание древесины и дереворежущий инструмент

Тема: Разработка рациональных режимов резания при эксплуатации круглопильных станков

Специальность: «Технология деревообрабатывающих производств»

Специализация «Технология деревообработки»

Исполнитель

Студента 3 курса группы 1 Радкевич М.М.

Руководитель

Ассистент Аникеенко А.Ф

Минск 2015

Исходные данные

Обрабатываемый материал и его характеристики

Древесина - сосна; Влажность w =12%

Габаритные размеры обрабатываемого материала до обработки

Доска необрезная 60x300x4000 мм

Реферат

Пояснительная записка включает 35 страниц формата А4, 3 таблицы, 2диаграммы, 5 рисунков, 9 источников информации.

ДИСКОВАЯ ПИЛА, ДРЕВЕСИНА, РЕЗАНИЕ, СТАНОК, ДЕТАЛЬ, ИНСТРУМЕНТ, ПРИСПОСОБЛЕНИЕ.

Целью данной курсовой работы является:

Разработка рациональных режимов резания при эксплуатации круглопильных торцовочных станков. При выполнении курсовой работы необходимо выбрать наиболее подходящее оборудование для обработки материала, подобрать нормализованный инструмент с необходимыми параметрами и определить оптимальные режимы для данного процесса, обеспечивающие наибольшую производительность при минимальных экономических затратах.

Результатом курсовой работы является наиболее рациональный метод получения необходимой детали - это и выбор наиболее подходящего оборудования для обработки, выбор типового инструмента и определение его основных параметров, а также определение режимов обработки.

Графическая часть включает:

·        Общий вид станка - 2 листа А4;

·        Кинематическая схема- 1 лист А4;

·        Функциональная схема - 1 лист А4;

·        Чертёж режущего инструмента - 1 лист А4;

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

. Общая часть

.1 Возможные технологически операции изготовления заданной детали

.2 Выбор и обоснование технологической операции получения детали

.3 Выводы по разделу

. Технологическая часть

.1 Последовательность технологических операций получения готовой детали

.2 Выбор оборудования для заданного процесса обработки и его обоснование

.3.Технические данные станка

.4 Технологические операции, выполняемые на станке

.5 Функциональная схема станка

.6 Кинематическая схема и её описание

.7 Краткое описание конструкции станка

.8 Требования к качеству обработанной поверхности, факторы, влияющие на качество обработки

.9 Обоснование линейных и угловых параметров режущего инструмента, Выбор типового инструмента, подготовка его к работе

.10 Последовательность наладки и настройки станка

.11 Требования техники безопасности работы на станке, экологические требования

.12 Выводы по разделу

. Расчетная часть

.1. Кинематический расчет механизмов резания и подачи

.2 Расчет полезной мощности механизма резания и подачи, исходя из технической характеристики привода станка, построение ручьевой диаграммы

.3 Расчет и анализ предельных режимов обработки (использование полной полезной мощности) из условия качества поверхности и производительности инструмента

.4 Расчет фактических сил резания

.5 Построение графика скоростей подачи для рассматриваемого оборудования

.6 Расчет потребного количества дереворежущего и абразивного инструмента на год

.7 Выводы по разделу

. Выводы по проекту

. Список использованной литературы

Введение

Обработка древесины и древесных материалов резанием занимает ведущее место в деревообрабатывающей промышленности. Она является наиболее сложной и дорогостоящей частью процесса производства изделий из древесины и древесных материалов. При обработке на деревообрабатывающих станках изменяется форма и размеры заготовок путем снятия с них стружки режущими инструментами.

Современные деревообрабатывающие станки являются сложными технологическими машинами. В их состав входят механизмы резания, подачи, базирования, настройки и регулирования, загрузки и разгрузки деталей. Приводы станков включают механические, электрические, пневматические, гидравлические, вакуумные, электромагнитные устройства для обеспечения заданного закона движения рабочих органов. Мощность приводов колеблется в широких пределах.

Оборудование деревообрабатывающих производств быстро обновляется в связи с непрерывным совершенствованием технологических процессов. За последние годы претерпели изменения универсальные и специальные станки, автоматы и автоматические линии. Повысились надежность оборудования в работе, точность обработки деталей, долговечность механизмов и безопасность работы, улучшились эксплуатационные свойства дереворежущих инструментов. В результате улучшились условия эксплуатации дереворежущего оборудования, расширились его технологические возможности.

В соответствии с заданием предусматривается разработка рациональных режимов резания при эксплуатации круглопильного станка ЦДК-4-3. Круглопильные станки применяют для распиловки досок, брусьев в размер.

Существенным преимуществом этих станков перед другими являются:

·        малая ширина пропила;

·        возможность индивидуальной распиловки с учетом особенностей древесины;

·        простота конструкции;

·        отсутствие необходимости тщательной сортировки пиломатериала;

·        сравнительно малая стоимость;

·        плавность работы;

·        малый шум.

1. Общая часть

.1 Возможные технологические операции изготовления заданной детали

Круглопильные станки применяются во многих деревообрабатывающих производствах и характеризуются большим числом типов и широким диапазоном технических показателей. В качестве режущего инструмента в них используется круглая пила. По технологическому назначению круглопильные станки можно разделить на три основные группы: для продольного, поперечного и форматного распиливания.

Исходные данные: обрабатываемый материал и его характеристики: древесина - сосна, влажность W=12%, габаритные размеры обрабатываемого материала до обработки: доска необрезная 60×300×4000мм.

Рисунок 1.1 Эскиз получаемой продукции.

Данный процесс пиления можно реализовать несколькими разновидностями пиления.

Круглопильные станки используются для продольной и поперечной распиловки брёвен и брусьев, для распиловки досок вдоль, поперёк и под углом к направлению волокон.

Такая широкая область применения объясняется простотой устройства узлов резания и возможностью получения больших скоростей резания, что обуславливает их высокую производительность (скорость резания =60 70 м/с и более, а скорость подачи U = 50 80 м/мин и более), получается высокое качество пропила (высота неровностей при пилении R = 100÷1200 мкм). Нужно отметить такое преимущество, как простота конструкции, монтажа , эксплуатации ,низкие текущие расходы.

Недостатками данного процесса является повышенная потребляемая мощность по сравнению с ленточными пилами.

Фрезерование - процесс резания вращающимися резцами, при котором траекторией резания является циклоида.

В деревообрабатывающей промышленности нет ни одного станка более универсального, чем фрезерный.

Для получения высокой чистоты обрабатываемых заготовок на фрезерных станках применяют большие скорости резания, достигаемые большими числами оборотов шпинделя.

Скорость подачи составляет U=6-42 м/мин; частота вращения фрезы=6-7 тыс. мин^-1; большая потребляемая мощность Р=18-36 кВт. Получают высокое качество поверхности обработки (высота неровностей R=16-300

мкм ).

Недостатки, как видим, фрезерных станков - высокая потребляемая мощность (фрезерование - энергоемкий процесс), значительная продолжительность процесса обработки по времени.

Ещё фреза является дорогим режущим инструментом, что связано со сложностью её конструкции и изготовления.

Пиление ленточными пилами происходит при непрерывном равномерном движении пильной ленты и подачи. На лёгких ленточнопильных станках (с диаметром пильных шкивов 400÷1000 мм) подача осуществляется вручную. Для распиливания материала под углом стол может быть наклонен до 45.

Средняя скорость резания в ленточнопильных столярных станках 20÷30 м/с, мощность привода относительно небольшая (P 2÷5 кВт). Подача может быть ручная или до 20 м/мин. Частота вращения пильных шкивов колеблется в пределах n = 700÷1400 . В результате обработки получаем минимальную толщину пропила (т. к. лента натянута), а следовательно можем обрабатывать ценные породы древесины.

Недостатками ленточнопильных станков является то, что в результате обработки ими шероховатость поверхности получается выше, по сравнению с круглопильными станками. Также данные станки могут обрабатывать ограниченные по длине пиломатериалы. Ещё у них повышенная мощность на обработку одного метра погонного материала в сравнении с круглопильными станками.

1.2 Выбор и обоснование технологической операции получаемой детали

Как видно из всего вышеизложенного, каждый вариант изготовления заданной детали имеет свои преимущества и недостатки. Я выбираю круглопильные станки. Во-первых, круглопильные станки предназначены для продольного и поперечного пиления, они просты в устройстве и в обслуживании, более экономичны по сравнению с ленточными пилами. Во-вторых, получается высокое качество пропила. В третьих, простота устройства углов резания. В четвёртых, шероховатость поверхности значительно ниже, чем у ленточных пил.

Необходимую деталь будем получать путем резания в размер заданной заготовки. Заготовка представляет собой необрезную доску с линейными параметрами 60×300×4000. Процесс резания будем осуществлять на круглопильном станке при помощи дисковой пилы. В результате обработки на выходе получим обрезную доску размерами 60×200×4000 (рисунок 1.1).

1.3 Вывод по разделу

В данном разделе мы рассмотрели различные технологические процессы получения заданной детали из заготовки, и выбрали процесс продольного пиление на круглопильном станке. Благодаря преимуществам изложенным выше.

2. Технологический раздел

.1 Последовательность технологических операций получения готовой детали

Начальной операцией является получение из бревна необрезной доски толщиной 60 мм шириной 300 мм и длинной 4000мм. Это можно выполнить на лесопильной раме или ленточнопильном станке. Затем на круглопильном станке получаем обрезную доску размером 60мм толщиной 200 мм шириной и в длину 4000мм путем опиливания боковых кромок пилой в размер.

2.2 Выбор оборудования для заданного процесса обработки и его обоснование

Выделим станки, на которых можно получить необходимую заготовку. Ознакомимся с их техническими данными, выберем наиболее нам подходящий станок:

Таблица 2.1 Сравнение технических данных различных круглопильных станков.

Исходя из приведённых параметров следует, что станок ЦДК-4-3 наиболее подходит нам, для получения заданной заготовки.

2.3 Технические данные машины

Таблица 2.2 Технические данные станка ЦДК-4-3

Класс точности Н по ГОСТ 8-77[9]

2.4 Технологические операции, выполняемые на машине

Станок многопильный ЦДК-4 предназначен для прямолинейной продольной распиловки в размер по ширине досок и брусков с механической подачей. Применяется в мебельном, домостроительном и деревообрабатывающем производстве. Распиловка материала производится дисковыми пилами, которые устанавливаются на специальной оправке, закрепленной на пильном валу. Распиливаемый материал подается в зону резания гусеничной цепью, звенья которой движутся по призматическим направляющим, обеспечивающим точность и прямолинейность распиловки.

2.6 Кинематическая схема машины и её описание

В кинематической схеме станка имеются следующие цепи:

         передача вращения от электродвигателя М1 пильному валу I через упругую муфту 1;

         Передача движения подачи от электродвигателя M2 через привод 9 подачи, редуктор 10 и цепную передачу гусеничной цепи конвейера подачи. От перегрузок механизм защищён срезным штифтом:

         подъём и опускание пильного вала при помощи маховичка 2 и червячной пары 7,8;

         Подъём и опускание суппорта с прижимными роликами при помощи маховичка 16, конической зубчатой пары 14,15 и пары винт-гайка XI, 17;

         управление изменением скорости подачи конвейера- маховичком 3 через пару винт-гайка XII, 4;

2.7 Краткое описание конструкции машины

В составе станка имеется:

Станина имеет шесть соединенных между собой деталей: корпус, основание, два кронштейна, два кожуха. На станине располагаются все узлы и детали станка. Она обеспечивает жесткость всей конструкции.

На переднем нижнем кронштейне станины крепится направляющая линейка , имеющая корпус, направляющую часть с фиксирующей рукояткой. В передних кронштейнах располагается когтевая завеса. Для опускания когтевой завесы служит рукоятка.

По вертикальным направляющим станины перемещается суппорт , которым осуществляется прижим распиливаемого материала к конвейерной цепи. Прижим древесины производят два длинных и четыре коротких ролика. Все ролики неприводные, подпружиненные, вращаются в шариковых подшипниках

На кронштейне основания в полости суппорта закреплен расклинивающий нож, направляющий движение заготовки и исключающий ее выброс. Опилки из зоны резания поступают по лотку к горловине, которая подсоединяется к эксгаустерной системе цеха.

Настройка суппорта на толщину распиливаемого материала осуществляется по шкале перемещением его по вертикальным направляющим винтовым механизмом путем вращения маховичка .

Противовыбрасыватель имеет три ряда когтевой защиты. Он исключает обратный вылет распиливаемого материала в сторону станочника. Для освобождения материала от когтевой завесы служит рукоятка.

Механизм резания имеет корпус, внутри которого на шариковых подшипниках вращается пильный вал . На одном конце вала располагается эластичная муфта, которая передает крутящий момент непосредственно от вала приводного электродвигателя. На другом конце вала располагаются шайбы для крепления дисковой пилы. Шайбы имеют эластичные антишумовые прокладки.

Со стороны эластичной муфты вал имеет шариковый подшипник. Подшипниковая опора со стороны пилы более усилена и имеет спаренный подшипник. При установившемся режиме работы температура подшипниковых опор не должна превышать55⁰С.

Корпус подшипников пильного вала крепится на двух эксцентриковых втулках в гнездах станины.

К наружной втулке присоединяется приводной электродвигатель фланцевого исполнения. Путем поворота эксцентриковых втулок осуществляется червячной парой от маховичка . Пильный вал по высоте выставляется так, чтобы нижние зубья пилы находились ниже рабочей поверхности подающей цепи на2−3мм.

Механизм подачи включает следующие элементы:

− привод;

− редуктор;

− цепную передачу;

− конвейер.

Привод подачи имеет двухскоростной асинхронный электродвигатель и клиноременный вариатор для бесступенчатого изменения скорости подачи.

В механизме подачи используется червячный редуктор РЧУ 80-20. Цепная передача, осуществляемая втулочно-роликовой цепью с шагом19,05мм, передает крутящий момент на ведущий вал гусеничной цепи.

Конвейер состоит из рамы, ведущей звездочки, туеров и гусеничной цепи, которая перемещается по текстолитовым направляющим, закрепленным на раме.

Долговечность и точность работы станка во многом зависят от износа направляющих гусеничной цепи. С целью снижения износа текстолитовых направляющих предусмотрена в станке непрерывная принудительная система смазки , включающая в себя электродвигатель, плунжерный насос, гидробачок и систему трубопроводов к направляющим. Насос включается одновременно с приводом подачи. Перед работой проверяется наличие масла в насосе и гидробачке по маслоуказателю. Используется масло «Индустриальное 20».

Электрооборудование станка имеет: шкаф, пульт управления, три электродвигателя, конечные выключатели и местное освещение.

Электрошкаф располагается на станине. Он содержит пусковую, блокировочную и защитную аппаратуру для электродвигателей.

Электродвигатели осуществляют привод механизмов резания, подачи и масляного насоса.

Пульт управления имеет кнопки 4, 6, 7, 8с графической символикой, раскрывающей их значение.

Электрическая система обеспечивает торможение пильного вала путем подачи постоянного пульсирующего электрического тока в обмотки электродвигателя привода пильного вала.

Система обеспечивает следующие блокировки: при открытой двери суппорта, поднятой когтевой завесе противовыбрасывателя, снятом ограждении конвейерной цепи станок в работу не включается:

− двигатель подачи включается только после пуска двигателя пильного вала.

Станок имеет специальный винт для подключения его к общему контуру заземления.

2.8 Требования к качеству обработанной поверхности, факторы, влияющие на качество обработки

Качество деталей определяется точностью механической обработки, а также шероховатостью поверхности.

Точность, т.е. пределы отклонения действительных размеров деталей от заданных чертежом, устанавливается ГОСТ 6449-53[3] ” Допуски и посадки в деревообработке ”.

Шероховатость поверхности древесины, т.е. Степень соответствия её теоретическим гладким поверхностям, определяется согласно ГОСТ 7016-68[3] “ Древесина, шероховатость поверхности и обозначение” 1975г.

Точность обработки и шероховатость поверхности деталей разных изделий различны и зависят от точности станка, его наладки, базирования, режимов резания, состояния инструмента, структуры древесины.

По ГОСТ 7016-68[3] шероховатость обработанной поверхности характеризуется среднеарифметической величиной максимальных высот неровностей (расстояние от вершины гребня до дна впадины) и визуальным определением наличия или отсутствия не вполне отделенных от поверхности древесины отдельных волокон (ворсистости) и пучков волокон или частиц древесины (мшистости).

При продольном пилении дисковыми пилами решающие влияние на шероховатость поверхности оказывает подача на резец, в меньшей степени - объёмный вес, затупление пил и кинематический угол встречи. Влияние высоты пропила и влажность древесины незначительно.

При пилении с подачей на резец с> 0,8 мм. шероховатость поверхности характеризуется глубиной вырывов.

Увеличение кинематического угла встречи θ от минимального при входе пилы до максимального на выходе из пропила приводит к изменению толщины стружки, а следовательно, к изменению глубины рисок на высоте пропила.

.9 Обоснование линейных и угловых параметров режущего инструмента. Выбор типового инструмента, подготовка его к работе

Круглая пила - тонкий многорезцовый дереворежущий инструмент с зубьями, насеченными на внешней кромке. Конструкция и параметры круглых пил характеризуются размерами и формой диска в поперечном сечении, числом и профилем зубьев.

Диаметр пил выбирается в зависимости от конструкции станка, толщины распиливаемого материала, диаметра зажимных фланцев и других факторов. Рекомендуется применять минимально возможный диаметр пилы, так как при этом снижается расход мощности на резание, повышается качество распиловки и устойчивость пил. Минимально допустимый диаметр пилы может быть определен по следующей формуле:

где

h- Высота пропила, мм.

- Высота выхода пилы из пропила, мм.

 = 10,мм

Диаметр зажимной шайбы

При окончательном выборе диаметра пил необходимо учитывать запас на переточки, т.е.  , где - запас на переточки по радиусу пилы, Ориентировочно можно принять =25, мм для пил диаметром до 500 мм.

Рекомендуется ( ГОСТ 980-80)[5] следующие значение диаметров пил и зажимных фланцев, мм.

Диаметр пилы 160...360

Диаметр фланцев 100

Толщина пилы, мм, в общем случае определяется устойчивость полотна и связана с диаметром соотношением

деталь станок поверхность обработка

По ГОСТ 980-80[5] для каждого диаметра предусмотрено несколько толщин пил. Меньшее значение пил по толщине следует принимать при квалифицированной подготовке пил к работе, применение направляющих, охлаждение и т.п.

Выбор пил по числу зубьев зависит от требований к шероховатости поверхности распила. С увеличением числа зубьев уменьшается подача на резец и повышается точность обработки и класс шероховатости поверхности.

В тех случаях, когда к шероховатости поверхности не предъявляются большие требования, особенно на станках с ручной подачей, следует работать пилой с меньшим числом зубьев.

Шаг зубьев пил, радиус окружности впадин и высоту зубьев, мм, серийно выпускаемых пил определяют по следующим формулам:

t=23,5 мм

 = 17

= 21

r- радиус окружности впадин

h- высота зубьев

где U- скорость подачи м/мин; -подача на зуб, мм; n-частота вращения пилы, .

Зубья пил для продольной распиловки целесообразно плющить, так как плющение улучшает поверхность распиловки. У пил с плющеными зубьями число зубьев меньше в 1,5 раза чем с разведёнными.

По ГОСТ 980-80[5] принимаем пилу со следующими параметрами: Передний угол γ=35, Угол заострения β=40, Задний угол α=15, D= 360, d= 50B=2,5 z= 48;

-0181

Цифры указывают: 34 инструмент для обработки неметаллических материалов,

- дисковая пила, 0- для продольной распиловки, последние четыре цифры определяют конкретные размеры пилы.

γ=35β=40α=15δ=55 D= 360, d= 50B=2,5 z= 48

Правка. Правкой исправляют местные и общие дефекты формы полотна . Для обнаружения этих дефектов пилу устанавливают в горизонтальном положении на три опоры и проверяют ее короткой поверочной линейкой с двух сторон. Границы дефектов очерчивают мелом. Способ правки зависит от типа дефекта. Слабые места С исправляют ударами проковочного молотка с круглым бойком вокруг дефектного места, постепенно ослабляя удары по мере удаления от него. Удары наносят с обеих сторон пилы. Тугие места Т исправляют ударами проковочного молотка внутри зоны дефекта, от границ к середине. Удары наносят с обеих сторон пилы. Выпучину В исправляют ударами проковочного молотка со стороны выпучины. Чтобы не изменить общего натяжения полотна, между пилой, положенной выпучиной вверх, наковальней помещают картонную или кожаную прокладку. Изгиб пилы И (складки у зубчатой кромки, отогнутые участки кромки, горбатость и одностороннюю крыловатость диска) исправляют ударами правильного молотка (с продолговатым бойком). Качество правки пилы проверяют на специальном приспособлении. Критерием оценки качества правки служит величина наибольшего отклонения боковой поверхности пилы в периферийной части от плоскости торцевой поверхности коренной шайбы, указываемая индикатором. При определении неплоскостности пилу устанавливают на вал, зажимают шайбой и вращают за рукоятку Пила считается выправленной, если отклонения мм, от плоскости (коробление, выпучины и др.) на каждой стороне пильного диска не превышают для пил диаметром до 450 мм-0,1; 450...800 мм - 0,2; 800. ..1000 мм 0,3. Отклонения от плоскостности центральной части пилы в зоне фланцев не должны превышать 0,05 мм [3].

Вальцевание. Вальцевание пил производится с целью создания начальных напряжений, необходимых для компенсации температурных напряжений, возникающих при неравномерном нагреве диска пилы в процессе пиления, и уменьшения опасности потери устойчивости. Сущность вальцевания заключается в ослаблении средней части пилы за счет ее удлинения при прокатке между двумя роликами под давлением.

Вальцевать пилу достаточно по одной окружности радиусом 0,87К. радиуса пилы без зубьев в течение трех-четырех оборотов пилы. Сила прижима роликов для новых непрокованных пил при вальцевании по одной окружности с радиусом 0,8К устанавливается в зависимости от диаметра и толщины пильного диска и составляет 15,5...24 кН для пил диаметром 315...710 мм и толщиной 1,8...3,2 мм [1]. Правильно провальцованная пила при установке в горизонтальной плоскости на трех равномерно расположенных точечных опорах при свободном провисании средней части должна приобретать равномерную вогнутость. Величины вогнутости провальцованных пил, работающих со скоростями резания 40... 60 м/с, измеренные с обеих сторон на расстоянии 10... 15 мм от края центрального отверстия пилы, должны быть 0,2...0,6 мм для пил диаметром З15...710мм.

Проковка. Проковка пил не механизирована и требует высокой квалификации пилоправа. Она заключается в нанесении ударов проковочным молотком по центральной части пилы, лежащей на наковальне. Наковальня имеет плоскую рабочую поверхность размером 170×250 мм с твердостью 56 НRС. Масса наковальни 56 кг. Отечественный и зарубежный опыт работы показывает, что наковальни с такой поверхностью легко осваиваются как при проковке, так и при натяжении диска. Проковочный молоток с круглым бойком имеет массу 1.72 кг, правильный молоток с косым бойком - 1,65 кг. Пилоправные линейки имеют длину 200, 480 и 950 мм. Перед проковкой пилу размечают для определения точек нанесения ударов, проводят 12...16 радиусов, равномерно делящих диск, и 6...8 концентрических окружностей на равном расстоянии друг от друга, причем наружная окружность отстоит на 20...30 мм от окружности впадин зубьев, а внутренняя - на 30...40 мм от окружности диаметра зажимных фланцев. Удары молотком наносят с одинаковой силой на всей поверхности пилы по радиусам от периферии к центру в точках их пересечения, с окружностями. В том же порядке и по тем же точкам пилу проковывают с другой стороны. Степень ослабления средней части пилы проверяют так же, как и при вальцевании.

Заточка. Заточка зубьев обеспечивает заданные угловые параметры зубьев и остроту режущих кромок. Пилы обязательно должны быть острыми. Пиление тупым инструментом увеличивает потребление электроэнергии, ухудшает качество продукции и является причиной поломки пил. Большое значение на устойчивую работу и долговечность дисковых пил имеет техническое состояние станка и способ подачи материала в зону пиления. Станок, у которого имеются значительные (более 0,02 мм на 100мм длины) радиальные биения пильного вала должен быть соответствующим образом обслужен, и все неисправности безотлагательно устранены. Целесообразно посадить пилу на вал и проконтролировать боковые биения пилы индикатором. Отклонения от плоскости хода величиной 0,01-0,03 мм в зависимости от диаметра допускаются.

Для заточки пил используют отечественные полуавтоматы моделей ТчПТ4, ТчПА-3, ТчПТб-Гл, станки различных зарубежных фирм.

Заточку пил производят абразивными кругами. Режимы заточки: скорость круга 30...35 м/с, продольная подача 1...3 м/мин, поперечная подача 0,01...0,02 мм/ ход. Отклонение от прямолинейности рабочей поверхности направляющей линейки в станке должно быть не более 0,2 мм на длине 1000 мм (допускается только вогнутость). Допуск непараллельности плоскости вращения пилы направлению подачи материала не должен превышать 0,1 мм на 1000 мм [3]. При установке пил целесообразно применять самоцентрирующие фланцы с подпружиненной конической втулкой.

При заточке на специализированных станках отечественного и импортного производства подача пилы осуществляется упором в затачиваемый зуб. При заточке на универсально-заточных станках необходимо ориентировать зуб пилы относительно шлифовального круга.

2.10 Последовательность наладки и настройки машины

Закрепите пилу между упорными и прижимными фланцами на пильному валу.

Для уменьшения шума применяются сменные шайбы различных диаметров в зависимости от диаметра пилы и обрабатываемого материала.

При помощи маховичков установите пильный вал по высоте так, чтобы нижние зубья пилы находились ниже рабочей поверхности цепи на 2-3 мм.

При помощи маховичка установите суппорт на толщину распиливаемого материала, ориентируясь по шкале перемещений суппорта.

По шкале установите направляющую линейку на требуемую ширину выпиливаемых деталей и закрепите рукояткой.

При помощи маховичка установите требуемые скорости подачи при работающем станке, график максимальных скоростей подачи представлен на рисунке. График составлен для работы на станке ЦДК-4-3 20.018. Максимальные скорости подачи применяются при распиловке сухого материала мягких хвойных пород острой, хорошо подготовленной пилой.

Для обеспечения нормальной точности обработки обращайте внимание на качество подготовки пилы к работе. Пилу выправьте, зубья разведите. При получении не прямолинейности реза дополнительно отрегулируйте положение прижимных роликов вместе с ползунами.

Точный размер ширины выпиливаемых деталей устанавливайте обработкой и замером пробных деталей и корректировкой положения направляющей линейки. Базовая кромка заготовок должна быть прямолинейной и при обработке должна плотно прилегать к направляющей линейке. При распиловке необрезного материала направляющую линейку снимайте.

В процессе эксплуатации станка возникает необходимость в регулировании отдельных составных частей станка для восстановления их нормальной работы.

Регулирование уровня конвейерной цепи относительно уровня стола станка. Уровень конвейерной цепи должен быть выше уровня стола на 3-7 мм. Регулируйте при помощи мерных прокладок толщиной не более 3-4 мм, которые подкладываются под направляющие по мере износа.

Регулируйте зазор между суппортом и направляющими станины поджатием клина винтами. Зазор между суппортом и направляющими станины должен обеспечивать перемещение суппорта без рывков, заеданий и должен быть не более 0,08 мм.

Усилие прижима распиливаемого материала к конвейерной цепи прижимными роликами регулируйте сжатием или ослаблением их пружин, помещённых в корпусе суппорта.

Регулирование зазора между когтями. Зазор между когтями не должен превышать 1 мм. При увеличении зазора отрегулируйте его до требуемой величины винтами в противовыбрасывателе и за счёт замены компенсационного кольца к когтевых завесах.

При получении неравномерности ширины или толщины отпиливаемых изделий дополнительно под настройте направляющую линейку двумя винтами, имеющимися на линейке.

При заклинивании пиломатериала выключите привод пильного вала и подачи, поднимите пилу, когтевую завесу. Кратковременный включением кнопки реверса подачи выведите заготовку из зоны резания.

При распиловке сырого материала твердых пород затупленной пилой, а также при работе строгальной пилой и пилой с пластинками из твердого сплава, скорости подачи уменьшите на 25%, Скорость подачи должна быть такой, что бы не было перегрузки электродвигателя привода пильного вала.

Степень загрузки электродвигателя контролируется амперметром, установленным на пульте управления.

2.11 Требования техники безопасности работы на машине, экологические требования

Общие условия безопасности и промсанитарии. Деревообрабатывающие станки принадлежат к опасным рабочим машинам в связи с высокими скоростями движения режущих инструментов и большой скоростью подачи обрабатываемых заготовок.

Травмирование рабочего может произойти в процессе работы на станке и во время его наладки или технического обслуживания. Основные виды травм при работе на станке происходят вследствие: непосредственного воздействия режущего инструмента; воздействия вращающихся и возвратно-поступательно движущихся механизмов станка; выброса обрабатываемой заготовки или ее части; выброса инструмента, частей разорвавшегося режущего инструмента или рабочей части передаточных механизмов; падения плохо закрепленных частей машины; ушибов при падении рабочего у станка; действия недопустимых вибраций и шума; действия электрического тока.

При настройке, смене инструментов и техническом обслуживании станков возможны следующие травмы: порезы о неподвижный режущий инструмент; защемление пальцев и ушибы рук; серьезные травмы при случайном включении станка в процессе его наладки или технического обслуживания.

Для предупреждения несчастных случаев при работе на дереворежущем станке и создания санитарных и эргономических условий необходимо следующее:

надежное и полное ограждение режущих инструментов в процессе работы;

механизация подачи, чтобы рабочему не приближать рук к режущим инструментам;

полное и надежное ограждение вращающихся элементов, а также ограждение быстроходных поступательно-движущихся частей станка;

предотвращение выброса обрабатываемой детали или её части из станка с помощью специальных приспособлений;

применение прочных, надежных ограждений скоростных режущих инструментов для предохранения от вылета их частей при разрыве, использование надежных инструментов, прочность которых должна проверяться на центробежно-разрывной машине, применение составных инструментов с центробежно-клиновым креплением резцов;

Автоматическое блокирование механизмов резания и подачи, чтобы при случайном отключении механизма резания отключалась и подача, а при пуске станка невозможно было бы включение подачи ранее включения механизма резания и при выключении станка блокировка исключала бы возможность выключения только одного механизма резания без выключения механизма подачи;

гарантированное закрепление частей станка, которые могут при падении нанести травму обслуживающему рабочему;

снижение возможностей травматизма при падении рабочего путем придания станку обтекаемой формы, без выступающих острых частей, а также путем устройства ковриков и фрикционных позиций на полу и частях станка, где возможно скольжение;

Заземление электродвигателей и станин станков и применение закрытой электроаппаратуры для предохранения от электрических травм;

снижение вибраций и шума станка посредством тщательного уравновешивания вращающихся частей, в том числе и режущего инструмента; исключения биения вращающихся частей от геометрической неточности и наличия зазоров в сопряжениях; повышения жесткости элементов станка; надежного устройства фундамента под станок; применения вибропрокладок; применения малошумных режущих инструментов, приближающихся по форме к телу вращения, без больших выступов. Желательно также устройство звукоизоляционных ограждений зоны режущего инструмента, малошумных шевронных и косозубых зубчатых колес, роликовых передаточных цепей и бесшовных ременных передач.

Шумовые характеристики у некоторых станков превышают санитарную норму (80 дб), что свидетельствует о необходимости дальнейшего санитарно-гигиенического совершенствования дереворежущих станков.

Средствами снижения травматизма в процессе наладки или технического обслуживания станка служат:

·   фиксаторы неподвижного состояния рабочих шпинделей и валов и подающих органов во время смены инструментов;

·   рационально устроенные головки и рукоятки крепежных гаек и болтов взамен гаечных ключей, срыв которых при работе служит главной причиной ушиба рук;

·   блокированные пусковые устройства, исключающие включение станка в процессе настройки или технического обслуживания (пусковые устройства в этом случае блокируются с тем органом станка, который должен быть открыт при обслуживании.

Обеспечение рабочего комфорта на станках связано с рациональным размещением органов управления и рабочих зон, а также с соответствием их антропометрическим критериям. Существенным фактором био- и психокомфорта является цветность и освещенность станка и рабочих зон.

Техническая эстетика рекомендует следующие цвета для окраски станков: бледно-зеленый - для общей окраски; оранжевый, повышающий внимание, - для окраски органов управления, смазки и др.; красный - для обозначения опасных зон.

Перед началом работы необходимо:

·   изучить паспорт станка и руководство по его эксплуатации;

·   осмотреть ограждение пилы (должно быть опущено и закреплено), блокировочное устройство и сигнализацию. Горение на корпусе электрошкафа сигнальной лампы свидетельствует, что схема станка находится под напряжением;

·   проверить исправность заземления станка и подключение его к общей цепи;

·   отрегулировать тепловые реле пускателей, регулятора и времени. Обгоревшие контакты аппаратуры зачищать мелким надфилем. 3 а п р е щ а е т с я зачистка наждачной бумагой;

·   проверить уровень масла в гидроприводе и насосе по рискам маслоуказателя, при отсутствии долить. П о м н и т е! Насос, запущенный без масла, выйдет из строя в течение нескольких секунд;

·   настроить на малое давление предохранительный клапан, несколько вывинчивая регулировочный винт;

·   запустить станок, постепенно доведя давление до 15 кгс/см. Гидросистема должна работать устойчиво, бесшумно и после этого отключи манометр;

·   убедиться в исправности стружкоприемника и аспирационной системы;

·   проверить освещение рабочего места.

Во время работы необходимо:

·   обкатать станок на холостом ходу;

·   после 2-х часовой работы станка проверить нагрев подшипников (не более 80°С);

·   подачу материала производить плавно без рывков. Надвигать материал без резких толчков. На педаль нажимать плавно, без ударов;

·   отрезать детали длиной менее 300 мм только с помощью шаблонов с зажимными устройствами;

·   следить за тем, чтобы в станок не поступал пиломатериал с металлическими предметами (гвозди, осколки металла и др.);

·   не обрабатывать мерзлую и обледеневшую древесину;

·   передвигать доски по столу станка при помощи крючков;

·   не тормозить пильный диск нажатием детали;

·   не стоять в плоскости вращения пильного диска.

После окончания работы необходимо:

·   остановить станок и обесточить от электросети;

·   произвести очистку станка от опилок, пыли и грязи;

·   убрать рабочее место, инструмент и приспособления, сложить готовые детали и оставшийся материал;

выполнить правила личной гигиены и доложить руководителю работ о её завершении.

2.12 Выводы по разделу

В этом разделе мы выяснили последовательность технологических операций для получения заданной детали. Выбрали оптимальное оборудование и инструмент для получение необходимой детали. Выяснили как наладить станок для безопасной работы учитывая технику безопасности и экологические требования.

3. Расчётная часть

.1 Кинематический расчёт механизмов резания и подачи

Кинематический расчёт предусматривает расчёт скоростных показателей станка по кинематической схеме для основной пилы.

Где D - диаметр пилы, мм; D=360 мм;

n - частота вращения пилы, ( принимаем n = 2940)

Скорость подачи , м/мин, рассчитывается по формуле

Где,  - подача на резец, необходимая для получения заданного класса шероховатости поверхности,

z - Число зубьев пилы. z= 48 шт.

3.2 Расчёт полезной мощности механизма резания и подачи исходя из технических характеристики привода машины, построение “ручьевой” диаграммы

Полезная мощность на резание основной пилы определяется по формуле:

Где,  - полная мощность электродвигателя;

 - Потери мощности в подшипниках качения;

- Потери мощности в упругой муфте;

Потери мощности  ,кВт

Графически потери мощности показаны на “ручьевой” диаграмме.

Диаграмма 3.1 графические потери мощности.

3.3 Расчёт и анализ предельных режимов обработки: использование полной полезной мощности; получения установленного качества обработанной поверхности; производительности инструмента; устойчивой работы инструмента

Исходные данные:

Мощность электродвигателя привода пильного вала P= 15 кВт

Установленная мощность P=17,49 кВт

Полезная мощность P=14.1кВт

Скорость резания основной пилы V=55.4 м/с

Частота вращения пильного вала 2940 об/мин

Диаметр пилы D= 360 мм

Количество зубьев пилы z=48

Толщина диска пилы B=2.5 мм

Ширина пропила b=2.5 мм

Передний угол γ=35

Задний угол α=15

Угол заострения =40

Высота пропила h=60 мм

Влажность заготовки W=12%

Шаг зуба t=23,5 мм

Количество зубьев 48

Шероховатость  = 215-300 мкм

Коэффициент приращения округления режущей кромки

Коэффициент использования станка =0.8

начальный радиус округления режущей

кромки  = 3 мкм;

Средняя составляющая силы резания за оборот пилы

Расчёт предельных режимов резания производятся в следующей таблице

Таблица 3.1 Расчёт предельных режимов резания.

Радиус затупления резца, мкм

Подача на резец, мм.  при

3.4 Расчёт фактических сил резания

. Определяем силу резания по формуле [4]

. Определяем, кинематический угол встречи рассчитываем по формуле [4]

.

Где h - высота пропила, мм; R- радиус пилы, мм; a- подъём стола над центром пильного вала, мм;

3. Определяем длину дуги контакта, мм; по формуле [4]

4. Определяем подачу на резец, мм; по формуле [4]

5. Определим толщину стружки, мм;

. Определяем коэффициент, учитывающий затупление резца по формуле [4]

Где  -радиус затупления резца, мкм; -начальный радиус затупления, мкм,

=3 мкм;

По формуле [4] определим:

Где T- Время работы до заточки, мин (Принимаем T=480мин)

ε - коэффициент приращения округления режущей кромки

тогда

. Удельное сопротивление резанию по задней грани резца (пиление сосны) Н/мм.

при , по формуле [4].

.Удельная работа резания по передней поверхности резца (пиление сосны) Н/мм.

при , по формуле [4].

Где -угол резания, ==.

. Шаг зубьев пилы по формуле [4]

. Сила резания по формуле [4]

. Мощность резания по формуле[4].

.Сила резания по задней поверхности резца по формуле [4]

(при e>0.1):

кH

. Сила резания по передней поверхности резца по формуле[4]

. Радиальная сила по формуле [4]

где тр - угол трения, находится в интервале тр = 10-30°. Принимаем тр = 15°.

. Сопротивление подаче по формуле [4]

. Мощность подачи определяется по формуле[4]

3.5 Построение графика скоростей подач для рассматриваемого оборудования

На результате расчётов представленных в таблице 3.1 строим график скоростей подачи, представленный на рисунке 3.2

Рис 3.2 График скоростей подачи.

3.6 Расчёт потребного количества дереворежущего и абразивного инструмента на год

Годовой расход режущего инструмента рассчитывается исходя из формулы[4]:

Где R- расход инструмента данного типоразмера на один станок в год, шт;

- количество часов работы инструмента в год. z - число одинаковых инструментов в комплекте на один станок, шт. (z=1 шт); а - величина допускаемого стачивания рабочей части режущего инструмента, равная 10 мм; b- величина уменьшения рабочей части инструмента за одну переточку, мм (b = 0.2 мм); t- продолжительность работы инструмента между двумя переточками равна 8 ч; K- процент на поломку и непредвиденные расходы инструмента, принимаем 5%; l - число рабочих дней в году (l=247 дней); m=2 - число смен; n=1 - коэффициент использования времени (загрузки )станка; - количество часов работы смены, равное 8 часов.

Необходимое количество абразивного материала для заточки режущего инструмента на год определяется по формуле:

Где - расход абразивного инструмента на одну заточку, шт.

3.7 Выводы по разделу

Произвели расчёт рациональных режимов резания, проследили зависимость скорости резания от толщины заготовки и представили ее в виде графика, рассчитали потребное количество дереворежущего и абразивного инструмента, которое составляет 11и 6 штук в год соответственно.

4. Вывод по работе

Выполнив данную курсовую работу я подобрал оптимальный режим резания, обеспечивающий наибольшую производительность при минимальных экономических затратах, при эксплуатации круглых пил. Правильно выбранное оборудованье для распиловки позволит с наибольшей эффективностью и производительностью получить заготовку необходимых размеров.

В работе было сделано:

-        построен график скоростей подачи для данного оборудованья;

         установлена оптимальная подача;

         рассчитано потребное число дереворежущего инструмента в год ;

         произведены расчёты: полезной мощности механизма резанья и подачи,

         предельных режимов обработки, фактических сил резания.

5. Список использованной источников

1 Амалицкий В. В., Санев В. И. Оборудование и инструмент деревообрабатывающих предприятий. - М.: Экология, 1992. - 480с.

Грубэ А. Э. Дереворежущий инструмент. - М.: Лесная промышленность, 1974. - 344с.

Бершадский А. Л., Цветкова Н. И. Резание древесины. Минск, «Вышэйшая школа», 1975. - 304с.

А.А. Гришкевич, В.Н. Гагарин. Механическая обработка древесины и древесных материалов, управление процессами резания. 2012. - 88с.

Морозов В. Г. Дереворежущий инструмент. Справочник. - М.: Лесная промышленность, 1988. - 344с.

Амалицкий В. В., Амалицкий Вит. В. Оборудование отрасли. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2005. - 584с.

7 Интернет сайт. - <http://wood.nestorexpo.com>.

Интернет сайт. - <http://www.docload.ru/standart/Pages_gost/23721.htm>

Паспорт станка. 1980 - 50с.