Функционально-элементный анализ простого резца

УДК

DOI:

Аннотация

Даже сейчас, в XXI в., все еще нет отдельно изложенной теории профилирования резца, однако имеющиеся теоретические основы теории резания древесины способны вооружить конструкторов необходимыми данными. Но для этого на рассматриваемый объект надо посмотреть с другой стороны, в некоторых моментах скорректировать имеющиеся данные, представить их в ином свете и использовать при проектировании инструмента, анализе и профилировании его режущих элементов. Эффективным и новым в данном случае инструментом исследования является функционально-элементный анализ. На основании функционально-элементного анализа у резца выделены плоские передняя и задняя грани и прямая режущая кромка, располагающаяся перпендикулярно к вектору скорости резания. Элементы резца: режущая кромка, передняя и задняя грани. Функции элементов и самого объекта описаны в естественной форме, с обязательным наложением на них особых условий и ограничений. На резце-клине исходным элементом является его режущая кромка — край, находящийся на смыкании и окончании передней и задней поверхностей резца. Этот край (кромка) и осуществляет резание, отделение от предмета его части путем силового концентрированного воздействия на локальную область. Клиновая форма резца придает режущей кромке необходимую прочность и жесткость, передает энергию. Функционально-элементный анализ показал, что взаимосвязанные элементы простого резца (передняя и задняя грани) в зависимости от толщины срезаемой стружки, переднего угла и других условий резания содействуют выполнению функций резания по-разному. Кроме того, это содействие ограничено простотой формы резца-клина. Поэтому для повышения эффективности резания рассмотренные элементы резца следует выполнять более сложными, оснащать его дополнительными элементами, приспосабливать резец к конкретным режимам и условиям резания.

Сведения об авторах

• © С.В. Иванов, канд. техн. наук, доц.
• Е.С. Шарапов, канд. техн. наук, доц.
• А.С. Королев, асп.

Поволжский государственный технологический университет, пл. Ленина, д. 3,
г. Йошкар-Ола, Республика Марий Эл, 424000;
е-mail: sharapov_evgeniy@mail.ru

Ключевые слова

Литература

1. Амалицкий В.В. Оборудование отрасли. М.: МГУЛ, 2006. 584 c.
2. Воскресенский С.А. Резание древесины М; Л.: Гослесбумиздат, 1955. 200 с.
3. Грубе А.Э. Дереворежущие инструменты. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Лесн. пром-сть, 1971. 344 с.
4. Дешевой М.А. Механическая технология дерева: приемы, орудия и машины, используемые при механической обработке дерева. Ч. 1 : приемы механической обработки дерева. Л.: [Б. и.], 1934. 511 с.
5. Зотов Г.А., Швырев Ф.А. Подготовка и эксплуатация дереворежущего инструмента: учеб. для профтехучилищ. 4-е изд., перераб. и доп. М: Лесн. пром-сть, 1986. 301 с.
6. Иванов С.В. К терминологии и способу измерения сил при резании древесины // Науч. тр. МЛТИ. 1974. № 76. С. 25–42.
7. Иванов С.В., Шарапов Е.С. Резание древесины: обзор, анализ и формулировка понятия // Лесн. журн. 2013. № 6. С. 86–90. (Изв. высш. учеб. заведений).
8. Любченко В.И. Резание древесины и древесных материалов: учеб. пособие для вузов. М: Лесн. пром-сть, 1986. 296 с.
9. Морозов В.Г. Дереворежущий инструмент: справ. М.: Лесн. пром-сть, 1988. 344 с.
10. Некрасов С.С. Сопротивление хрупких материалов резанию. М.: Машиностроение, 1971. 186 с.

Ссылка на английскую версию:

UDC 674.05

Functional and Element Analysis of a Simple Cutter

S.V. Ivanov, Candidate of Engineering, Associate Professor

E.S. Sharapov, Candidate of Engineering, Associate Professor

A.S. Korolev, Postgraduate Student

Volga State University of Technology, Lenin sq., 3, Yoshkar-Ola, Republic of Mari El, 424000, Russia; e-mail: sharapov_evgeniy@mail.ru

Even now, in 21 century, there is no separately explained theory of simple cutter profiling, however, available theoretical bases of the wood cutting theory are capable to arm designers with necessary data. But it is necessary to look at considered object from the other side and to correct available data in some moments, to present in other light, otherwise, to line up to other mission, especially for cutting tool designing, for the analysis and profiling it’s cutting elements. Based on the functional element analysis were marked main cutter’s elements – front face, back face and cutting edge which is perpendicular to the cutting velocity vector. Elements of the simple cutting tool are: cutting edge, front surface, back surface. Elements and the whole of object functions were described in the natural form, with necessary imposition on them special conditions and limits. On the cutter-wedge main element is the cutting edge, the edge which located on the connection and at the end of the front and back faces of the cutter. This edge effect on cutting process: separation from the object of the part by the forceful, concentrated impact on the local area of this subject. V-shaped form of the cutting edge gives the required strength and rigidity, transfer the energy. Functional element analysis of the simple cutter showed that the interrelated elements of cutter – front and back, surfaces assist to cutting process function by cutting edge differently, depending on the thickness of the chips, rake angle and other cutting process conditions. In addition, assistance is limited by simple shape of the cutter-wedge. Therefore, to increase the efficiency of the cutting process reviewed elements of the cutter should be made more complex, equipped cutter with additional elements, adapt cutter to the specific terms and conditions of cutting process.

Keywords: cutter, wedge, creeping, element, function, resistance, deformation, division.

REFERENCES

1. Amalitskiy V.V. Oborudovanie otrasli [Woodworking Equipment]. Moscow, 2006. 584 p.

2. Voskresenskiy S.A. Rezanie drevesiny [Wood Cutting]. Moscow, 1955. 200 p.

3. Grube A.E. Derevorezhushchie instrumenty [Woodcutting Tools]. Moscow, 1971. 344 p.

4. Deshevoy M.A. Mekhanicheskaya tekhnologiya dereva: priemy, orudiya i mashiny, ispol'zuemye pri mekhanicheskoy obrabotke dereva. Ch. 1 : priemy mekhanicheskoy obrabotki dereva [Wood Mechanical Technology: Receptions, Tools and Equipment, used in Wood Mechanical Technology. Part 1: Wood Technology Methods]. Leningrad, 1934. 511 p.

5. Zotov G.A., Shvyrev F.A. Podgotovka i ekspluatatsiya derevorezhushchego instrumenta [Preparation and Operation of Woodcutting Tools]. Мoscow, 1986. 301 p.

6. Ivanov S.V. K terminologii i sposobu izmereniya sil pri rezanii drevesiny [To Nomenclature and a Way of Wood Cutting Forces Measurements]. 1974, no. 76, pp. 25–42.

7. Ivanov S.V., Sharapov E.S. Rezanie drevesiny: obzor, analiz i formulirovka ponyatiya [Wood Cutting: Overview, Analysis and Concept Formulation]. Lesnoy Zhurnal, 2013, no. 6, pp. 86–90.

8. Lyubchenko V.I. Rezanie drevesiny i drevesnykh materialov [Wood and Wood Materials Cutting]. Мoscow, 1986. 296 p.

9. Morozov V.G. Derevorezhushchiy instrument [Woodcutting Tools]. Moscow, 1988. 344 p.

10. Nekrasov S.S. Soprotivlenie khrupkikh materialov rezaniyu [Cutting Resistance of Friable Materials]. Moscow, 1971. 186 p.

Received on August 26, 2014