Влияние степени затупления круглых пил на шероховатость поверхности пропила при продольном пилении древесины с попутной и встречной подачами

ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ ЗАТУПЛЕНИЯ КРУГЛЫХ ПИЛ НА ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ ПРОПИЛА ПРИ ПРОДОЛЬНОМ ПИЛЕНИИ ДРЕВЕСИНЫ С ПОПУТНОЙ И ВСТРЕЧНОЙ ПОДАЧАМИ

Копылов В.В., Агапов А.И. (ВятГУ, г. Киров, РФ) The influence of the quip of the round saws for quality of the surfaces

В настоящее время для распиловки древесины широко применяются круглопильные станки. Они обладают высокой производительностью, дают хорошее качество распиловки при относительной простоте конструкций и невысокой стоимости.

Среди всего многообразия конструкций станков для продольной распиловки необходимо отметить станки с попутным пилением. Данный тип станков появился относительно недавно, и их работа в достаточной мере не исследована. Первый отечественный станок для распиловки бруса СБ8М был выпущен в 1980 году. Он был выполнен по одновальной схеме с верхним расположением пильного вала и оснащался плавающими пилами.

В настоящее время количество станков с попутным пилением значительно возросло. Их применяют не только для распиловки бруса, но так же используют и в качестве обрезных и прирезных станков.

Применение попутной подачи обусловлено рядом причин:

- во-первых, при попутном пилении отмечается более высокое качество поверхности пропила,

- во-вторых, составляющие силы резания направлены в сторону подачи материала, что позволяет снизить мощность привода механизма подачи.

- в-третьих, при попутном пилении срезаемая стружка меньше разрушается, поэтому основная ее часть удаляется из пропила межзубой впадиной, не налипая на пилы.

Однако у попутного пиления есть и свои недостатки. Прежде всего, это возможность затягивания и выброса материала в направлении движения заготовки. Поэтому необходимо обеспечить надежное базирование материала в механизме подачи.

Ранее были проведены исследования, целью которых было сравнение двух способов пиления по силовым и качественным показателям. Результаты этих исследований показали, что при попутном пилении мощность на резание несколько выше, чем при встречном, а шероховатость поверхности пропила меньше. Похожие результаты были получены в работе Н.К. Якунина /1/.

Однако необходимо отметить, что исследования проводились в лабораторных условиях, где распиловка производилась острыми пилами, (радиус округления режущей кромки не превышал 10-12 мкм). В производственных условиях затупление зубьев круглых пил к концу смены может достигать 80-90 мкм, что, несомненно, должно сказаться на силовых и качественных показателях процесса пиления.

С целью выявления влияния степени затупления круглых пил на качество

распиловки при попутном и встречном пилении были проведены экспериментальные исследования.

В ходе эксперимента постоянные факторы имели следующие значения: диаметр пилы - 315 мм; толщина полотна пилы - 2,8 мм; ширина пропила - 4,0 мм; количество зубьев на пиле - 18 шт; выступ пилы над заготовкой - 10 мм; угол резания - 70°; задний угол - 15°, угол косой заточки по задней грани - 10°, пилы оснащены пластинками твердого сплава ВК15; скорость резания в лабораторных условиях составляла 2,13 м/с, а в производственных - 24,6 м/с; порода древесины - сосна; влажностью в лабораторных условиях - 10+1,5% в производственных - 76+4%, высота пропила - 60 мм.

В качестве основных переменных факторов принимались: путь резания L (0; 40; 80 км) и подача на зуб UZ (0,2; 0,5; 0,8; 1,1; 1,4 мм). Подача на зуб изменялась за счет изменения скорости подачи образца.

В производственных условиях на двухвальном многопильном круглопильном осуществлялась наработка установленного пути резания.

Перед началом эксперимента пилы тщательно готовились, затем они устанавливались в станок на верхний и нижний вал в одной плоскости, нижний вал пилил встречно, верхний - попутно. Таким образом пилы работали в одинаковых условиях.

После наработки определенного пути резания пилы снимались, и замерялся радиус округления режущей кромки каждого зуба. Затем пилы устанавливались на лабораторную установку, и производилась распиловка подготовленных образцов с попутной и встречной подачами при различных подачах на зуб. На полученных поверхностях пропила производились замеры шероховатости.

Затем пилы вновь устанавливались в станок и работали до достижения следующего установленного пути резания. Далее пилы снова снимались, и в лаборатории повторно проводились замеры радиуса округления режущих кромок, производилась распиловка образцов на различных подачах на зуб и повторно замерялась шероховатость обработанных поверхностей.

Полученные результаты обрабатывались методами вариационной статистики. Показатель точности не превышал 3,6%.

Затупление пил оценивалось по радиусу округления режущей кромки. Среднее арифметическое значение радиуса округления для пути резания 0, 40, 80 км соответственно для встречного пиления составило: 12,3; 46,3; 74,8 мкм, для попутного пиления соответственно: 11,8; 50,5; 76,2 мкм. Проверка равенства средних значений по tK - критерию Стьюдента, показала, что разница между ними не является значимой и может быть отнесена к погрешности эксперимента.

Оценка шероховатости производилась по параметру Rm max Результаты замеров представлены на рисунке 1. Из графиков видно, что при попутном пилении шероховатость поверхности пропила меньше, чем при встречном. С увеличением подачи на зуб и степени затупления пил, шероховатость при встречном пилении возрастает более интенсивно, чем при попутном. На тупых пилах и при больших подачах на зуб разница в шероховатости при встречном и

попутном пилении достигает 300 мкм (Ь=80 км, Ш=1,4 мм).

__Подача на зуб иг, мм

встречное

------попутное

Рисунок 1 - Зависимость шероховатости поверхности пропила от подачи на зуб при различной степени затупления зубьев пил

Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

- для пил оснащенных пластинками твердого сплава, способ пиления не оказывает существенного влияния на степень затупления инструмента, т. е. при попутном пилении затупление происходит также как и при встречном.

- способ пиления оказывает влияние на шероховатость обработанной поверхности. При попутном пилении шероховатость ниже, чем при встречном. Разница в шероховатости растет с увеличением подачи на зуб и степени затупления инструмента. При большом затуплении эта разница весьма значительна и должна учитываться при расчете режимов пиления круглыми пилами.

Литература

1. Якунин Н.К. Подготовка к работе и эксплуатация круглых пил. - М.: МГУЛ, 2000. - 496 с.