Силы давления подающих вальцов и прижимных элементов
Обрабатываемая заготовка, двигаясь через станок, попеременно занимает три позиции. Самый стабильный процесс подачи соответствует той позиции, когда заготовка подается одновременно передней и задней группами подающих вальцов (или прижимается к конвейеру этими группами), воспринимая усилие резания Fs, направленное против подачи. Более тяжелыми (экстремальными) режимами для механизма подачи являются позиции, когда при наличии усилия резания Fsтяговое усилие развивается воздействием либо только передней, или только задней групп подающих (прижимных) вальцов, т.е. в начале резания или в конце его. На рис. Х а, б, в соответствующее положение заготовки показано пунктирной линией.
Используя рассмотренные в предыдущем разделе положения, определим тяговые усилия, соответствующие экстремальным условиям работы станков.
где Fтв1 – тяговое усилие, развиваемое передней группой из pвальцов, Н; Fтв2 – тяговое усилие, развиваемое задней группой из (l– p) вальцов, Н; FQк- давление к –го рифленого подающего вальца; φ1 – коэффициент сцепления рифленого вальца с древесиной (табл. 2 приложения).
В продольно-фрезерных станках с задними гладкими подающими вальцами:
где – Fтв– тяговое усилие, развиваемое задней группой из (l– p) гладких подающих вальцов; FQк– давление к –го гладкого подающего вальца; φ2- коэффициент сцепления гладкого вальца с древесиной (табл. 3 приложения).
В станках с конвейерной подачей:
где Fтк1– тяговое усилие от передней группы pприжимов скольжения и pприжимов качения (роликов); Fтк2- тяговое усилие от задней группы (m- p) прижимов скольжения и (m- p) роликов; φ3– коэффициент сцепления конвейера с древесиной (табл. 4 приложения).
При FQ1= FQ2= … FQк, FQ1= FQ2 = … FQк, Fq1= Fq2= … Fqj, Fq1= Fq2 = … FQi, и одинаковом количестве подающих вальцов (прижимов), расположенных перед режущим инструментом и позади него, т.е.
,
,
, уравнения (), () и ()примут вид:
;
;
.
Усилия сопротивления подаче, соответствующие рассматриваемым условиям работы станков (рис. 4 а, б, в), для различных типов механизмов подачи (при F′q1= F′q2= … = F′qj; F′′q1= F′′q2= …= F′′qi; F′Q1=F′Q2 =…=F′QК) имеют вид:
,
где F′св– сила сопротивления подаче при воздействии на заготовку передней (задней) группы рифленых подающих вальцов;
;
(при F′q1= F′q2= … F′qj; F′′q1= F′′q2= … F′′qi),
где Fск– сила сопротивления подаче при воздействии на заготовку передней (задней) группы прижимных элементов механизма подачи конвейерно-гусеничного типа. Следует помнить, что для обеспечения подачи нужно выполнить условие (10): Fт= α∑ Fc.
Решая уравнение (10)относительно F′Q, F′Q, F′′Q, F′′Q, путем подстановки значений Fти Fcиз выражений ( ), получим после математических преобразований:
станки с вальцовой подачей
;
(при F′q1= F′′q2= …= F′qj;F′′q1= F′′q2= … F′′qi);
;
(при F′q1= F′′q2= …= F′qj;F′′q1= F′′q2= … F′′qi);
станки с конвейерно-гусеничной подачей
;
(при F′q1= F′′q2= …= F′qj);
;
(при F′′q1= F′′q2= … F′′qi).
Здесь при определении F′qи F′′qимеется ввиду, что в конкретном станке с конвейерно-гусеничной подачей, как правило, имеется только один тип прижимов – скольжения или качения.
Давление прижимов с контактирующими элементами скольжения в продольно-фрезерных станках должно исключить динамические вертикальные перемещения детали под воздействием вертикальной составляющей силы резания FN.
В конструкциях деревообрабатывающих станков чаще всего используются прижимы либо постоянного, либо переменного давления.
В первом случае сила давления F′qjобеспечивается за счет собственного веса прижима, причем F′q1= F′q2= …= F′qj– const. Меньшие значения F′qсоответствуют легким станкам с шириной обработки 300-400 мм, что соответствует порядка 300 Н, станков с шириной обработки 600 мм – 450-500Н.
Во втором случае давление прижима осуществляется регулировкой пружин сжатия. Суммарное настроечное давление прижимов, установленных перед режущим инструментом, определяется по формуле:
,
где р′ – количество прижимов, установленных перед режущим инструментом;F′qj1–сила давления j–го прижима перед инструментом; α1 – коэффициент динамичности силы FN, принимаемый = 2; β = в/В, где в и В соответственно ширина сучка и заготовки; γ – коэффициент влияния пружины (в расчетах принимают γ = 1).
При F′q11= F′q12= … = F′qj1= F′q1, р′ F′q1= α1 β γ FN, откуда
.
Суммарное настроечное давление прижимов, установленных позади режущего инструмента, находится по формуле
,
где m– общее количество прижимов с контактирующими элементами скольжения; F′qj2- давлениеj-го прижима позади режущего инструмента. При F′q21= F′q22= … = F′qj2= F′q2, (m- р′) F′q2= α1 β FN, откуда
.