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鋸床鋸切力來源,鋸切合力、分力及鋸切功率

時間:2020-08-14 23:36 點擊次數:

在鋸床鋸齒作用下,被切層金屬、切屑和已加工表面金屬層都要產生彈性變形和塑性變形。鋸齒鋸切切屑時,鋸齒前面受到切屑的壓力Fn和摩擦力Ff,鋸齒后面受到工件表面的壓力Fna和摩擦力Ffa,這些力的合力就是作用在刀具上的鋸切合力Ff,如圖1所示。
鋸床鋸切力的來源

綜上所述,鋸切力來源于兩方面:一是鋸切層金屬、切屑和工件表層金屬的彈性變形和塑性變形所產生的抗力;二是鋸齒與切屑、工件表面間的摩擦阻力。

 

鋸切合力、分力及鋸切功率

1.鋸切合力與分解

鋸切合力的大小和方向是變化的,很難測量。為了測量和應用方便,通常將鋸切合力分解為三個相互垂直的鋸切分力,如圖2所示。

鋸切合力與分解

三個分力的作用如下:

鋸切抗力Fx——沿著鋸齒鋸切方向的抗力。它消耗鋸齒鋸切過程中的主要功率,是初選鋸切功率、選取帶鋸床電動機功率和設計帶鋸床傳動機構的依據。

進給抗力Fz——垂直于鋸齒的鋸切方向。與鋸齒的進給方向相反。在鋸切過程中該力的變化將會引起鋸齒在進給方向的振動,對鋸齒的壽命有重要影響。

側向力Fy——垂直于鋸切抗力和進給抗力組成的鋸切面。由于鋸切過程基本都是二維鋸切,斜向分齒帶鋸條的分齒角度較小,因此實際鋸切中相比于其他兩個分力該力很小,但是該力會引起帶鋸條在垂直于鋸切平面方向的振動,容易導致帶鋸條在鋸切過程中發生偏轉。

鋸切合力為

三個分力的關系隨帶鋸齒的幾何參數、材料、鋸切用量和磨損情況的不同,其比例可能在較大的范圍內變化。

2.單位鋸切功率、單位時間內的金屬切除量和鋸切功率

(1)單位鋸切功率是指每切除單位體積的金屬材料所消耗的功率,用Pc表示。

(2)單位時間內的金屬切除量是指單位時間內所切除材料的體積,是衡量鋸切效率高低的一個指標,用Qc表示。如果已知單位鋸切功率,則可計算出鋸切功率Pc:

式中,Pc——單位鋸切功率,kW·s/m?;

Qc——單位時間內金屬切除量,mm*/s。。

對于帶鋸床,有

式中,b——帶鋸條寬度,mm;

An——帶鋸床的鋸切效率,c㎡/min。

(3)鋸切功率是指各個鋸切分力消耗功率的總和,用Pc表示。在鋸齒鋸切過程中,沿Fy方向的速度為零,因此該方向上不消耗功率,進給速度相比于鋸切速度很小,Fz消耗的功率與Fx相比很小,可忽略不計,因此鋸切功率可按下式計算:

式中,Vs——鋸切速度,m/s;

Fx鋸切抗力,N。

用式可求帶鋸床電動機功率Pe為

式中,ηc——帶鋸床的總傳動效率,一般ηc=0。7~0。75。

3。鋸切力比壓

鋸切力比壓是指單位鋸切面積上的鋸切抗力,用kc表示。

式中,kc——鋸切力比壓,工程常用單位為MPa;

Ab——當量鋸齒的鋸切面積,m㎡;

Ab=ab

式中,a——鋸齒的進給量,mm,具體見式;

b——帶鋸條厚度,mm,如圖3所示。帶鋸條鋸齒的基本形式與分布方式

通過鋸切力比壓可以建立鋸切抗力與鋸切面積之間的關系式,如果鋸切力比壓已知,則可利用下式計算出鋸切抗力Fx:

 


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