The analysis of influence of parameters of a cutting instrument and cutting modes on quality and power indicators in the conditions of roundup of logs
Authors: Сергеевичев А.В. , Кушнерев В.О. 
Published: September 2020

В сравнении с другими технологическими операциями оцилиндровка бревен самая ответственная, трудоемкая и энергоемкая технологическая операция, определяющая внешний вид готового изделия и его качество. В настоящее время в ведущих в этой области странах постоянно совершенствуются процессы оцилиндровки бревен, режимы обработки и режущие инструменты. В связи с этим исследование влияния параметров режущего инструмента и режима резания на мощностные и качественные показатели оцилиндровки бревен, следует считать актуальными. В задачи экспериментальных исследований входило изучение влияния параметров резцов и режима резания на мощностные и качественные показатели оцилиндровки бревен резанием; установление связи характера стружкообразования. В настоящей статье приведены результаты экспериментальных опытов и методика их выполнения, описана конструкция опытного узла резания, установленного на суппорте экспериментальной установки, приведены графические схемы и технические характеристики. Данная конструкция обеспечивает четыре степени свободы для резца, что позволяет ориентировать лезвие в пространстве и получать углы, необходимые для проведения экспериментов. Державка имеет два поворотных плоских шарнира с лимбами, а также устройство для поворота режущей кромки на требуемые углы скоса и положения резца. При проведении опытов в соответствии с методической сеткой определялась зависимость мощности на резание от основных режимных и инструментальных факторов при оцилиндровке сосновых и еловых бревен с влажностью 30%. Опыты выполнялись на основе методики однофакторного эксперимента. Результаты подвергались статистической обработке, в последующем обработка полученных данных производилась графическим методом с выявлением степенных зависимостей. На основе зависимостей мощности резания от основных факторов авторами были получены частные и общие зависимости мощности резания. В режущей охватывающей головке позиционного оцилиндровочного станка должны быть две группы ножей: ножи для черновой обработки и ножи для чистовой обработки. Основными доминирующими факторами, влияющими на мощность резания при оцилиндровке бревен черновыми резцами, являются подача на резец, главный угол в плане, угол скоса резца. Для чистовых резцов при равных прочих условиях доминирующим фактором является угол наклона режущей кромки резца. С увеличением подачи на резец в пределах от 0,2 до 0,6 мм/об, мощность резания при оцилиндровке черновыми резцами возрастает. С увеличением главного в плане чернового резца мощность резания уменьшается. С увеличением угла скоса чернового резца мощность резания возрастает. Для обеспечения нормальных условий оцилиндровки бревен многорезцовым инструментом в виде охватывающей роторной головки, в практике на позиционных станках рекомендуются следующие значения для черновых резцов: Sz = S0 = 0,4÷0,6 мм/об; φ = 50÷60°; ε = 15÷20°, резцы острые (ρ = 10–15 мкм), материал резцов – быстрорежущая сталь P9, P18. Резцы: цельные или оснащенные пластинками из быстрорежущей стали. Для обеспечения нормальных условий резания и требуемого качества поверхности обработки угол наклона чистовых острых резцов рекомендуется в пределах 20–30°.
In comparison with other technological operations roundup of logs the most responsible, heavy and power-intensive technological work defining appearance of finished product and its quality. Now in the countries conducting in this area processes of roundup of logs, processing conditions and cutting instruments constantly are improved. In this regard a research of influence of parameters of a cutting instrument and cutting mode on power and quality indicators of roundup of logs, it is necessary to consider urgent. Entered problems of the pilot studies: studying of influence of parameters of cutters and a cutting mode on power and quality indicators of roundup of logs cutting; establishment of communication of character of a cutting. Results of the experimental experiences and technique of their realization are given in this article, the design of experienced knot of the cutting established on a support of the pilot unit is described graphic schemes and principal specifications are provided. This design provides four degree of freedoms for a cutter that allows to focus an edge in space and to receive corners necessary for carrying out experiments. The chuck has two rotary flat hinges with limbuses, and also the device for turn of a trimming blade on the required rake angles and provisions of a cutter. When carrying out experiences according to a methodical grid dependence of power was defined on cutting from the major regime and instrumental factors at roundup of pine and fir-tree logs with humidity of 30%. Experiences were carried out on the basis of a technique of a one-factorial experiment. Results were exposed to statistical processing, in subsequent processing of the obtained data was made by a graphic method with identification of exponential laws. On the basis of dependences of power of cutting on major factors we received private and common dependences of power of cutting. In the cutting covering head of the positional machine, there have to be two groups of knives: knives for roughing and knives for smoothing. The major dominating factors influencing cutting power at roundup of logs draft cutters are: giving on a cutter, the main corner in the plan, a cutter rake angle. For fair cutters under equal other conditions the dominating factor is the slope angle of a trimming blade of a cutter. With increase in giving at a cutter ranging from 0,2 to 0,6 mm/cycle, cutting power at roundup by draft cutters increases. With increase in the main thing in respect of a draft cutter the power of cutting decreases. With increase in a rake angle of a draft cutter the power of cutting increases. For providing standard conditions of roundup of logs with the many knifes tool in the form of the covering rotor head, in practice on positional machines the following values for draft cutters are recommended: Sz = S0 = 0,4÷0,6 mm/cycle; φ = 50÷60 °; ε = 15÷20°, cutters sharp (ρ = 10–15 microns), material of cutters – quick cutting steel (R9, R18). Cutters: integral or equipped with plates from quick cutting steel. For providing standard conditions of cutting and the required quality of a surface of processing, the slope angle of fair sharp cutters is recommended within 20÷30°.