Разработка рациональных режимов резания при эксплуатации пил ленточных

 

 

1. Общая часть

 

1. Возможные технологии механической обработки получения   готовой продукции и обоснование выбранной.

 

Задачей нашей курсовой работы является получения 2-х кантного бруса высотой 150 мм из бревна с вершинным диаметром 300 мм и длинной 6000 мм.

Эскиз получаемой продукции представлен на рисунке 1.1:

 

Рисунок 1.1 – Эскиз получаемой продукции

Для получения заданной пилопродукции (двухкантного бруса)  можно использовать лесопильные рамы, круглопильные, а также ленточные станки. Каждый из перечисленных способов имеет свои преимущества и недостатки по сравнению с другими, которые оказывают значительное влияние при распиловке древесины.

             Лесопильные рамы распиливают бревна и брусья с помощью полосовых пил, натянутых в пильной рамке, совершающей возвратно-поступательные движения. Бревна и брусья подаются на возвратно-поступательно движущуюся в направляющих  пильную рамку с закрепленным в ней поставом пил. Лесопильные рамы имеют следующие достоинства: высокая производительность, определяемая непрерывной подачей бревен и большим числом пил, одновременно участвующих в работе; наибольшая жесткость инструмента при прочих равных условиях по сравнению с его жесткостью в других станках; проходной принцип работы; Но также есть существенные недостатки: большие потери материала в опилки из за широкого пропила, наличие массивного фундамента.

Распиловка круглыми пилами позволяет достичь скоростей резания до 110 м/с, что обеспечивает высокую точность и качество пропила. Недостатками круглопильных технологий являются: неадекватность высоты пропила диаметру пильного диска (30-35% от величины диаметра), поперечная неустойчивость пильного диска в пропиле.

 

 

 

 

 

              В мировой практике на подавляющем большинстве крупных и малых лесопильных заводов в качестве головного оборудования используются ленточные станки (85% мирового лесопиления). Это объясняется рядом их преимуществ: удельные энергозатраты на единицу обрабатываемой площади при ленточном пилении до 25% ниже, чем при рамном; меньшие потери обрабатываемого материала в опилки (т.к. толщина ленточной пилы значительно меньше рамной); меньшие динамические нагрузки при проведении технологического процесса, исходя из этого заданную деталь, получим при помощи ленточного станка, к недостатка данного вида оборудования можно отнести: невысокую производительность и сложность подготовки инструмента.

Исходя из приведенного выше делаем выбор в пользу ленточных станков, так они обладают рядом существенных достоинств в сравнении с незначительными недостатками.

 

2. Выбор оборудования для изготовления детали.

 

Для производства двухкантного бруса и других операций, связанных с распиловкой бревен, могут применяться лесопильные рамы, круглопильные, ленточнопильные и фрезерные  станки. В случае использования ленточнопильных станков в подобных случаях используются ленточнопильные  бревнопильные станки типа ЛБ240, 2ЛБ150, имеющие следующие преимущества: уменьшение сил резания и отходов древесины в опилки за счёт малой толщины пропила; высокое качество поверхности получаемых пиломатериалов; возможность обработки лесоматериалов при больших скоростях подачи (до 80 м/мин.); высокая точность распиловки; не требуют специального фундамента и сортировки сырья;

Станки устанавливают в специализированных цехах лесопильных заводов и деревообрабатывающих комбинатов.

            В нашем случае для распиливания  бревна на двухкантный брус  наиболее оптимальным вариантом является сдвоеный бревнопильный ленточнопильный станок 2ЛБ150 так он дает возможность обрабатывать бревно одновременно с двух сторон, а его максимальной высоты пропила достаточно для распиловки бревна заданного диаметра.

 

 

 

 

 

 

 

3. Основные технические данные машины и её краткое описание.

 

Таблица 1.1 – Техническая характеристика станка 2ЛБ150

 

Показатель	Значение
Диаметр пильных шкивов, мм	1500
Ширина шкива, мм	200
Высота пропила наибольшая, мм	710
Расстояние от пилы до станины станка, мм	630
Ширина полотна пилы, мм	230
Толщина полотна пилы, мм	1,4; 1,6
Длина полотна пилы, мм	9350
Натяжение пильной ленты, МПа	140
Скорость резания, м/с	45
Градация перемещения пильного блока, мм	1,0
Масса станка (без электро- и гидрооборудования), кг	17500
Габаритные размеры, мм -длина -ширина -высота	5570 1745 3810

 

Привод пильной ленты осуществляется с помощью электродвигателя, вращательное движение которого передается пильным шкивам через клиноременную передачу. Торможение шкивов осуществляется тормозом.

Подъем и опускание верхнего пильного шкива производится электродвигателем, передающим движение суппорту через цепную, червячную и винтовую передачи.

Изменение угла наклона верхнего пильного шкива осуществляется вручную с помощью винтовой передачи. Требуемое натяжение пильной ленты устанавливается действием груза.

Перемещение верхней направляющей ленточной пилы осуществляется от электродвигателя. Нижняя направляющая закреплена неподвижно на станине.

На станке установлен ловитель пильного полотна.

 

 

4. Обоснование и расчёт линейных и угловых параметров режущего инструмента.

 

Расчет будем производить на основании следующих данных:

распиливаемая порода – дуб;

• влажность – 65%;

 

• требуемая шероховатость – Rm = 400 – 800 мкм;
• диаметр шкивов – 1500 мм;
• мощность – 55 кВт;
• скорость резания – 45 м/с;
• максимальная скорость подачи – 90 м/мин;

Для расчетов из справочной литературы примем:

• радиус приращения (для абсолютно затупленного инструмента) – 35 мкм;
• начальный радиус – 10 мкм;
• зубья пилы – разведенные (αλ =0,25);
• угол перерезания волокон θ = ψ ≈ 90°.

 

Заданный параметр шероховатости по ГОСТ 7016-68 соответствует третьему классу шероховатости. Исходя из этого, по соответствующим таблицам принимаем подачу на зуб мм.

1. Запишем формулу для  определения скорости резания, м/с:

                                                                  ,                                                       (1.1)

где D - диаметр шкива, мм

n - частота вращения пильного шкива, мин-1

Отсюда получаем, что частота вращения шкива n, мин-1 :

                                                                                                                        (1.2)

Где VP - скорость резания, VP =45 м/с

 

2. Запишем скорость подачи VS, м/мин:

                                                                                                     (1.3)

Где Vp - скорость резания, м/с

t -  зубьев пилы, мм

Sz – подача на зуб (принимаем Sz=1,1мм).

Отсюда шаг зубьев пилы t, мм:

                                                                                                 (1.4)

Где VS – скорость подачи ( принимаем максимальную),  VS=90 м/мин

мм

3. Определим ориентировочное  значение толщины полотна пилы  S, мм:

                                                                                                 (1.5)

 мм

4. Ориентировочная длина  полотна пилы равна:

                                                                                       (1.6)

где lmax - максимальное расстояние между осями шкивов, мм

 мм.

 

5. Выбор типового инструмента

 

В соответствии с ГОСТ 6532 – 77 выбираем пилу с параметрами, близкими к расчётным. Соответственно для заданного технологического процесса пиления будем использовать пилу с параметрами:

• Ширина пилы – 125 мм;

 

• Шаг зубьев – 30 мм;
• Толщина полотна пилы – 1,2 мм;
• Высота зуба – 10 мм;
• Длина полотна пилы – 8500 мм;
• Передний угол γ=15°;
• Угол заострения β=50°.

Рисунок 1. 3 – Профиль зубьев ленточной пилы

 

Выбор данного профиля зуба обусловлен следующими факторами:

Распиливаемый материал – дуб, соответственно зуб с прямолинейной задней гранью не подходит, т.к. необходима большая впадина;

Выбор между криволинейной и ломанной гранью сделан в пользу второй, т.к. в нашем случае величина подачи ограничена мощностью, а не производительностью, а значит нет необходимости увеличивать впадину зуба.

 

6. Выводы по разделу

 

Для получения необходимого качества распила с минимальными потерями в отходы нужно правильно подобрать станок и используемый режущий инструмент. Решая поставленную задачу выбран ленточнопильный станок 2ЛБ150. Учитывая породу и влажность распиливаемого материала,  подобрана стандартная пила по ГОСТ 6532 – 77, с оптимальными угловыми и линейными параметрами.