Глебов И.Т., Неустроев Д.В. Справочник по дереворежущему инструменту

Подождите немного. Документ загружается.

И. Т. Глебов, Д. В. Неустроев

СПРАВОЧНИК

по

дереворежущему

инструменту

МИНИСТЕРСТВО

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Уральская государственная лесотехническая академия

И.Т. Глебов, Д.В. Неустроев

Справочник

по

дереворежущему

инструменту

Екатеринбург 2000

УДК 674. 05: 621. 9 (075. 32)

Справочник по дереворежущему инструменту/ Глебов И. Т.,

Неустроев Д. В.; Урал. гос. лесотехн. акад. Екатеринбург, 2000. 253 с.

ISBN 5–230–25674–5.

В справочнике даны общие сведения о дереворежущем инструменте,

его износе, затуплении, стойкости, приводятся инструментальные

материалы, сведения по их термообработке, расчету и проектированию

дереворежущих инструментов. Описаны типовые конструкции

дереворежущих инструментов различного функционального назначения и

даны основы их рациональной эксплуатации.

Ил. 103. Табл. 86. Библиогр.: 41 назв.

Печатается по решению редакционно–издательского совета Уральской

государственной лесотехнической академии.

Рекомендовано УМО по образованию в области лесного дела

Министерства образования Российской Федерации в качестве учебного

пособия.

Рецензенты: кафедра производственного обучения Уральского

государственного профессионально-педагогического университета,

Брусин Н. А., директор научно–производственной внедренческой фирмы

УРАЛДРЕВ–ИНТО, канд. техн. наук

ISBN 5–230–25674–5 © Уральская государственная

ЛР N020371 от 12. 02. 97 лесотехническая академия, 2000

Предисловие

Эта книга предназначена для студентов специальностей 170402,

260200 лесотехнических вузов, изучающих конструкции и эксплуатацию

дереворежущего инструмента. Книга может быть использована также ин-

женерно-техническими работниками в своей практической деятельности.

В настоящее время студентам для выполнения учебных проектов ре-

комендуются “Справочник мастера-инструментальщика деревообрабаты-

вающего предприятия” (В. Ф. Фонкин, 1984) и справочник “Дереворежу-

щий инструмент” (В. Г. Морозов, 1988). Однако эти книги, во-первых,

предназначены для рабочих и ИТР, а во-вторых, они уже устарели.

Предлагаемая книга имеет дидактическую направленность. Она

предназначена для систематического чтения, повторения пройденного ма-

териала и позволит не только быстро получить справку, но и вспомнить за-

бытый материал. Для повторения по разделам приведены контрольные во-

просы.

Книга не претендует на роль учебника, и поэтому основная часть

вопросов в ней изложена без логических рассуждений и доказательств.

Тема книги рассматривается авторами как подсистема, то есть как

один из разделов целого, и поэтому материал излагается в тесной взаимо-

связи с другими частями системы – резанием древесины, станками и при-

способлениями.

Термины и обозначения, использованные в книге, унифицированы,

единицы измерения физических величин приведены в соответствие с дей-

ствующими стандартами. Использован многолетний опыт преподавания

дисциплины по режущему инструменту и результаты научных исследова-

ний, выполненных в Уральской государственной лесотехнической акаде-

мии.

Введение

При обработке древесины резанием лезвия режущего инструмента,

преодолевая силы трения, нагреваются, истираются, затупляются, нагре-

вают корпус инструмента, например пилы, которая теряет жесткость и ус-

тойчивость в работе. Указанные явления возникают не мгновенно, а разви-

ваются постепенно во времени.

Если режущий инструмент с острыми режущими кромками установ-

лен на деревообрабатывающем станке, а на станке начинают обработку за-

готовок с некоторым первоначальным режимом, то во время работы по ме-

ре затупления лезвий режим резания непрерывно изменяется. Многие па-

раметры, характеризующие работу станка, меняются. На рис. 1 показано

изменение некоторых из них во времени.

Рис. 1. Изменение параметров работы станка во времени

Произ-

водите-

льность

Шеро-

хова-

тость

Точ-

ность

Мощ-

ность

Надеж-

ность

Безопас-

ность

работы

Время, ч

Значение

параметра

Производительность станка по времени может не меняться, но ше-

роховатость обработанной поверхности увеличивается за счет вырывов

волокон древесины и появления длинных опережающих трещин.

Численное значение шероховатости может превысить допускаемое

значение (на рис. 1 показано пунктирной линией), что приведет к

появле

нию брака. Точность размеров обрабатываемой детали в течение работы режу-

щего инструмента непрерывно понижается за счет увеличивающихся сил

резания и износа лезвия. Фактические размеры детали могут выйти за гра-

ницы предельных отклонений. Это тоже ведет к образованию брака.

Мощность механизма резания по мере затупления лезвий инстру-

мента непрерывно растет и может превысить значение установленной.

Увеличение мощности вызывает повышенный нагрев двигателя и его ава-

рийную остановку.

Надежность работы инструмента и станка понижается из-за увели-

чения сил резания.

Надежность – это комплексное свойство, которое включает в себя

безотказность, долговечность и ремонтопригодность. Безотказность –

свойство инструмента сохранять режущие способности в течение некото-

рого времени. Во время работы инструмента его лезвия непрерывно затуп-

ляются, и степень их затупления приближается к некоторому пределу, ко-

торый и характеризует предел режущих способностей. Дальнейшая работа

инструментом вызывает перегрузку двигателей и узлов станка, а также

приводит к появлению бракованных деталей.

Долговечность инструмента характеризуется степенью его износа.

Безопасность работы режущего инструмента по мере его затупления

непрерывно понижается. При работе затупленным инструментом силы ре-

зания возрастают и опасность вырыва, выброса заготовки увеличивается.

Таким образом, многие факторы, характеризующие режим резания и

конструкцию станка, зависят от режущего инструмента, его способности

долгое время сохранять режущие свойства.

Требования, предъявляемые к дереворежущему инструменту.

Дереворежущий инструмент оптимальной конструкции должен удовлетво-

рять следующим требованиям [1].

Требования технологические:

– высокая производительность;

– высокое качество обработки деревянных поверхностей;

– требуемая точность обработки деталей;

– достаточная износостойкость инструмента.

Требования монтажа инструмента:

– простота и точность подготовки к работе;

– легкость и точность установки инструмента в станок.

Требования к технологии изготовления инструмента:

– простота и точность изготовления;

– исключение брака термической обработки (поводка инструмента,

трещин и т. д.).

Требования эксплуатационные:

– оптимальные линейные и угловые параметры;

– стабильность параметров при переточках;

– надежность в работе;

– эстетичный внешний вид;

– виброустойчивость;

– безопасность в работе;

– низкий уровень шума;

– длительный срок службы инструмента;

– низкая стоимость;

– соответствие требованиям действующих нормалей и стандартов.

ЧАСТЬ I

Общие сведения о дереворежущем

инструменте

1. Основные понятия и определения

1.1. Лезвие

Лезвие [2, 3] – это клинообразный элемент режущего инструмента,

предназначенный для проникновения в материал и отделения срезаемого

слоя. Элементами лезвия являются передняя поверхность, одна или не-

сколько задних поверхностей, режущие кромки и углы.

Лезвие в поперечном сечении имеет форму клина. Его элементами

являются передняя поверхность, одна или несколько задних поверхностей,

режущие кромки и углы.

Передней поверхностью лезвия А

называется поверхность лезвия,

контактирующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой

(рис. 2).

Задней поверхностью лезвия А

называется поверхность лезвия,

контактирующая в процессе резания с поверхностью резания (она обраще-

на к обработанной поверхности). Если у лезвия имеется несколько задних

поверхностей, то одна из них называется главной задней поверхностью А

а остальные – вспомогательными задними поверхностями А

Режущими кромками лезвия инструмента называют линии пере-

сечения передней поверхности с задними. Часть режущей кромки, форми-

рующая большую сторону сечения срезаемого слоя, называется главной

режущей кромкой К, остальные – вспомогательными режущими кромками

, К

. Главная режущая кромка пересекается со вспомогательными режу-

щими кромками в вершинах лезвия.

Относительное положение передней и задних поверхностей лезвия

фиксируется главным и вспомогательными углами заострения. Главный

угол заострения

измеряется между передней и главной задней поверх-

ностями. Вспомогательные углы заострения измеряются между передней и

вспомогательными задними поверхностями.

Положение лезвия на корпусе инструмента фиксируется либо зад-

ним, либо передним углами, либо углом резания.

Задний угол

– угол в секущей плоскости между задней поверхно-

стью и плоскостью резания (см. рис. 2).

Передний угол

– угол в

секущей плоскости между пе-

редней поверхностью лезвия и

основной плоскостью (норма-

лью к плоскости резания).

α1

α2

Угол резания

– угол в

секущей плоскости между пе-

редней поверхностью и плоско-

стью резания, равный сумме уг-

лов

Сумма углов резания

= 90°.

Рис. 2. Элементы лезвия

1.2. Координатные плоскости. Системы координат

Угловые параметры лезвия в рабочей документации на инструмент,

при изготовлении и контроле инструмента, установке его в станок и в

процессе резания измеряются в прямоугольной системе координат Р

tР

где Р

– основная плоскость; t – рассматриваемая точка режущей кромки;

– плоскость резания.

Основная плоскость Р

– это координатная плоскость, проведенная

через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно направ-

лению скорости главного (или результирующего) движения резания.

Плоскость резания Р

– это координатная плоскость, проходящая

через режущую кромку параллельно направлению скорости главного (ре-

зультирующего) движения резания (она перпендикулярна основной плос-

кости).

В зависимости от ориентации основной плоскости различают три

системы координат: инструментальную Р

vи

tР

nи

, статическую Р

vс

tР

и ки-

нематическую Р

vк

tР

nк

Инструментальная система координат ориентирована относи-

тельно лезвий режущего инструмента (рис. 3, а). Она применяется при из-

готовлении и контроле режущих элементов инструмента. При работе с этой

системой координат принимают, что направление скорости главного дви-

жения резания проходит через режущие кромки касательно к окружности

их вращения или вдоль режущих кромок (при расположении их вдоль пря-

мой линии).

nи

vи

vк

nс

nк

а б

Рис. 3. Угловые параметры зубьев режущих инструментов

в системе координат:

а – инструментальной; б – статической; в – кинематической

Статическая система координат ориентирована относительно на-

правления скорости главного движения резания, которое может быть не

параллельно линии вершин лезвий (рис. 3, б). Она применяется для при-

ближенных расчетов углов лезвия в процессе резания и для учета измене-

ния этих углов после установки инструмента на станке.

Кинематическая система координат ориентирована относительно

направления скорости результирующего движения резания (рис. 3, в). Она

применяется для учета реальных значений угловых параметров режущих

элементов инструментов в процессе резания.

В зависимости от того, в какой системе координат измерены угло-

вые параметры, их называют соответственно инструментальный передний

или задний угол (

), статический передний или задний угол (

), ки-

нематический передний или задний угол (

1.3. Секущие плоскости

Линейные углы лезвий режущих инструментов измеряются в секу-

щих плоскостях: главной Р

, нормальной Р

и плоскости схода стружки Р

Главной секущей плоскостью Р

называется координатная плос-

кость, перпендикулярная линии пересечения основной плоскости и плоско-

сти резания. На рис. 4, а она совпадает с плоскостью чертежа. В инстру-

ментальной системе координат она называется инструментальной главной

секущей плоскостью Р

, в статической – статической главной секущей

плоскостью Р

, в кинематической – кинематической главной секущей

плоскостью Р

Нормальной секущей плоскостью Р

называется плоскость, пер-

пендикулярная режущей кромке в рассматриваемой точке.

Секущей плоскостью схода стружки Р

называется плоскость,

проходящая через направления схода стружки по передней поверхности

лезвия и скорости резания в рассматриваемой точке режущей кромки. На-

правление схода стружки характеризуется углом схода стружки

. Этот

угол становится важным для некоторых процессов, связанных с рацио-

нальным отводом стружки.

Углом схода

стружки

называ-

ется угол, измеряе-

мый в плоскости, ка-

сательной к перед-

ней поверхности

лезвия, между на-

правлением схода

стружки и нормалью

к главной режущей

кромке (рис. 4, б).

Рис. 4. Углы схода стружки:

а – точение; б – сверление

1.4. Взаимосвязь углов резания, измеряемых

в различных секущих плоскостях

На рис. 5 показан процесс резания скошенным лезвием. Режущая

кромка К лезвия наклонена к основной инструментальной плоскости Р

vи