Угол встречи, угол контакта, среднее значение толщины стружки

Для определения силы, затрачиваемой при резании, разработаны таблицы и номограммы, построенные на зависимости определяемой величины от угла встречи, угла контакта, средней толщины стружки и угловых параметров резцов.

Угол встречи. Угол между касательной к траектории движения резца в данной точке и направлением волокон древесины называется углом встречи и обозначается буквой φ. Он показывает, под каким углом перерезаются резцом волокна древесины. Изменение угла встречи приводит к значительному изменению величины сопротивления древесины резанию. Если одновременно с резанием происходит и подача заготовок, то траектория перемещения резца относительно древесины не совпадает с направлением резания, а образует с ним так называемый кинематический угол встречи Θ (рис. 11), который при направлении подачи, перпендикулярном направлению резания, равен.

Θ = arctg U/60 ^. v,

где U — скорость подачи, м/мин; v — скорость резания, м/с.

Так как скорость резания значительно превышает скорость подачи, то в случае прямолинейного движения резца значение угла Θ близко к 90°. Исходя из этого, в некоторых определениях силы резания при прямолинейном движении резца толщина стружки определяется так:

u_z = e.

В случае вращательного движения резца кинематический угол встречи Θ а следовательно, и .угол φ будут иметь переменные значения, так как вектор (в данном случае прямая, отражающая направление рабочего движения и величину его скорости: на рис. 11 – линии U и v) скорости подачи имеет постоянные направ­ление и величину, а вектор скорости резания — переменное на­правление и постоян­ную величину.

Рис.11. изменение кинематического угла встречи

при пилении круглыми пилами (u – вектор движения подачи

v – вектор движения резания)

Так, в точке А (на входе резца в древесину) кинематический угол встречи равен Θ₁ а в точке В (на выходе резца из древесины) будет Θ₃ . В расчетах обычно применяют среднее значение Θ_СР:

Θ_СР = Θ₁ + Θ₃/2.

Толщина стружки в данном случае будет иметь также переменное значение. Среднее значение её определяют по формуле

e = u_z ^.sin ^. Θ_СР.

Зная радиус ок­ружности резания R, расстояние от центра пилы до нижней пласти заготовки а, величину выступающей части пилы С и толщину заготовки h, можно определить значение • углов Θ₁ и Θ₃:

Θ₁ = arcсos R – C / R;

Θ₃ = arcсos а / R.

Угол встречи φ будет равен сумме значений кинематического угла Θ и угла между направлением волокон древесины и направлением подачи, который можно обозначить буквой λ:

φ₁ = Θ_{1 +} λ ; φ₂ = Θ₂ + λ ; φ_ср + λ.

Рис. ill. Изменение кинематического угла встречи при пилении круглыми пшшми («— вектор движения подачи, у — вектор движе­ния резания)

Когда волокна древесины расположены параллельно направлению подачи, то , λ = 0, а угол встречи φ₁ = 0.

Толщина стружки в данном случае будет иметь также перемен­ное значение. Среднее значение ее определя­ют по формуле

"е >**•&,•• slri'V^?*

Угол контакта. Если древесина обрабатывается вращающимися резцами, то стружки срезаются по кривой, которая при расчете принимается за дугу окружности, описываемую режущей кромкой резца. Угол, заключенный между радиусами, соединяющими крайние точки этой дуги (точки А и В на рис. 11) с центром вращения резцов, называется углом контакта и обозначается буквой ψ. Величина угла контакта зависит от толщины h обрабатываемой заготовки, расстояния а от нижней пласти заготовки до центра вращения режущего инструмента, радиуса R окружности резания и определяется то формуле

φ = arcсos R – C / R – arcсos a / R

где C – высота выступающей части пилы, мм.

Средняя толщина стружки. При обработке древесины вращающимися резцами толщина стружки изменяется. Среднюю толщину стружки е_ср можно определить, зная объем древесины Q_z срезанной за один проход резца, и длину L дуги контакта древесины с резцом (дуга АВ на рис. 11).

Объем стружек, снимаемых за один проход резца, равен

Q_z = u_zbh,

где b – ширина стружки, мм; h – толщина снимаемого слоя (при шилении круглыми пилами – толщина заготовки), мм; и_ъ – подача на один зуб, мм. Длина дуги контакта, мм, равна

L = 2πRφ / 360 ,

Где R – радиус вращения режущей кромки резца, мм; φ – угол контакта, град.

Средняя толщина стружки будет

е_ср = Q_z / Lb = u_zbh360 / 2πRφb = u_zh360 / 2πRφ .