Оборудование и инструмент деревообрабатывающих предприятий

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Важнейшими критериями работоспособности дереворежущих инструментов являются прочность при статическом или динамическом приложении нагрузки, жесткость и устойчивость при действии статических и динамических нагрузок, изгибные, крутильные и параметрические колебания, износостойкость и температуростойкость при обработке деталей в станках.

Оценка дереворежущих инструментов по указанным критериям осуществляется на стадии проектирования и при эксплуатации. На стадии проектирования рассчитывают рациональные геометрические параметры инструментов, проверяют размеры с учетом действующих нагрузок при резании, обосновывают необходимые запасы прочности, особенно в опасных сечениях, определяют жесткость режущей части инструментов с учетом требований к точности обработки деталей, устойчивость инструмента при действии сил в зоне резания при движении инструмента, частоты собственных колебаний для отстройки инструмента от резонанса при резании; оценивают срок службы инструмента, его долговечность и надежность в работе и др.

Расчеты основных характеристик инструментов осуществляются методами теорий сопротивления материалов, упругости, пластичности, теоретической механики, колебаний, надежности, долговечности деталей, механизмов и машин. При расчетах статической прочности инструментов используются сведения о механических свойствах инструментальных сталей, выбираются обоснованные допускаемые напряжения с учетом конкретных деформаций и нагрузок, а также учитываются форма и размеры инструментов. При расчете на усталость в отличие от статического расчета на прочность выбираются допускаемые,напряжения в зависимости от предела усталости материала, с учетом концентрации напряжений для хрупких и вязких материалов и характера цикла изменения напряжений. Расчет на усталость основывается на кривых усталости. Срок службы инструмента учитывается через коэффициент долговечности. Для обеспечения достаточной долговечности по износу назначаются допустимые значения удельных давлений.

При расчете на жесткость учитывают общую деформацию инструмента в рабочей зоне и деформацию поверхностных слоев (контактная жесткость). К числу задач жесткости относятся и расчеты на устойчивость. Обычно определяется критическая сила, действующая на инструмент, и соответствующие ей оптимальные параметры инструмента. Технические расчеты на колебания в основном ограничиваются подсчетом частоты колебаний инструментов во избежание явления резонанса и возможности борьбы с ним при работе станков. В станках наблюдаются колебания трех видов: вынужденные колебания под действием периодических сил; автоколебания (самовозбуждающиеся колебания); колебания вследствие переменной жесткости (параметрические колебания). Периодическими возмущающими силами, которые вызывают вынужденные колебания, являются силы резания, силы от неуравновешенности вращающихся деталей, подшипников и передачи.

На устойчивость следует проверять сверла, долота и пилы (рамные, ленточные, круглые). Существенным фактором, ограничивающим величину подачи, может быть также и виброустойчивость инструмента (системы инструмент — механизм крепления инструмента). Под виброустойчивостью понимается сопротивляемость инструмента вынужденным колебаниям.

Во время работы режущего инструмента возникают, как правило, незатухающие колебания, вызывающие дополнительные напряжения. При определенных условиях могут возникнуть критические или резонансные состояния с резким ростом амплитуды колебаний. Динамические напряжения в таких случаях могут превышать допустимые величины. Направления борьбы с резонансными явлениями можно показать на примере вынужденных колебаний одномассовой системы.

Общий принцип обеспечения виброустойчивости режущих инструментов сводится к изменению соотношения между собственной частотой колебаний системы и частотой возмущающих сил, т. е. исключению условий для возникновения резонанса. При выявлении достоинств и недостатков режущих инструментов их целесообразно также оценить по надежности, работоспособности, долговечности и технологичности изготовления.

Надежность — свойство режущих инструментов выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Наработка выражается продолжительностью или объемом работы инструмента в течение рассматриваемого периода (ч, цикл и др. единицы).

Работоспособность — состояние режущего инструмента, при котором он способен выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации.

Долговечность — свойство инструмента сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта. Долговечность режущих инструментов определяется, главным образом, их прочностью, жесткостью, вибро- и износоустойчивостью.

От надежности, работоспособности и долговечности зависит качество обработки изделий инструментами и ее эффективность. Поэтому оценка инструментов по этим показателям носит не только или не столько вспомогательный, но в большей мере принципиальный характер.

Способы повышения стойкости дереворежущих инструментов

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ДЕРЕВОРЕЖУЩЕМ ИНСТРУМЕНТЕ. 5.4. основные способы повышения стойкости дереворежущих инструментов.

Технология деревообработки. Оборудование и инструмент...

первом разделе изложены теоретические основы и описаны инженерные расчеты основных видов … Во втором разделе приведены сведения о дереворежущем инструменте, его...