CN115570204B - 一种棒材恒功率动态进给锯切方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种棒材恒功率动态进给锯切方法；通过计算求得在正常切削状态(如锯片转动线速度为120m/min，单齿进给量为0.1mm)下，锯片在切削棒材时的最大功率，即锯片与棒材切削时最大弦长处的切削功率为基准功率，令锯片在其他锯切弦长时，通过改变单齿进给量γ，使锯切过程仍为基准功率，这样就提高了棒材切削效率，提高生产率。本发明方法针对现有锯切采用恒转速恒进给量的锯切方法不足，以圆盘锯锯片与被切断棒材的最大锯切截面所需功率为基准，在其余锯切截面动态调整圆盘锯进给量以实现恒功率动态进给锯切，此锯切方法大大地节省了锯切时间，达到锯切最佳效率，提高锯切产量。
Description
技术领域
本发明属于棒材锯切领域；尤其涉及一种棒材恒功率动态进给锯切方法。
背景技术
目前棒材锯切工艺都是根据锯片的直径，齿数，转速确定棒材的锯切进给速度；一般普通锯切状态下，锯片进给速度V与锯片转速n，单齿进给量γ，锯片齿数Z的关系如下：
其中：V的单位为mm/min，n单位为r/min，γ单位为mm。
由上式可以看出，在锯片转速n恒定的情况下，锯片进给速度仅与锯片齿数Z，锯片转速n和设置的单齿进给量γ有关，这样对于不同直径的被锯切棒材，锯切速度都是恒定的，因此效率较低。锯片在锯切方向是匀速运动的，而且进给速度与被锯切棒材的直径无关，这样就不能充分利用锯机和锯片锯切能力，存在效率较低和产能利用率低的问题。针对这种情况，本发明提出了一种恒基准功率锯切，即根据锯切弦长改变单齿进给量γ的锯切方法，以提高锯切效率。
发明内容
本发明的目的是提供了一种棒材恒功率动态进给锯切方法。本发明方法以圆盘锯锯片与被切断棒材的最大锯切截面所需功率为基准，在其余锯切截面动态调整圆盘锯进给量以实现恒功率动态进给锯切过程，此锯切方法可节省锯切时间，达到锯切最佳效率，提高锯切产量。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种棒材恒功率动态进给锯切方法，包括以下步骤：
步骤1，首先根据锯片半径R和被锯切棒材半径r以及进给深度α可计算切入角θ：
由余弦定理可知，见公式（I）
（I）
即切入角θ：见公式（II）
（II）
其中：α取值范围为0到2r。
由此可知切入角θ为收敛函数，其变化趋势如图2所示，具有最大极值
步骤2，由图1可知，当切入角最大时，即是最大弦长处，此时，参与锯切的锯片齿数也是最大值, 见公式（III）
（III）
步骤3，计算最大标准功率常数C可计为,见公式（IV）
（IV）
其中：根据锯片锯切性质局限，单齿进给量γ取值范围为0.05-0.25，综合考虑锯片寿命及锯切效率，取中间数0.15作为标准功率的单齿进给量值。
此时到最大标准功率常数C作为固定值，由于在锯切其他非最大弦长时，参与锯切的齿数也会相应变化，因此可求得在其余弦长时的最大标准功率常数C下的单齿进给量γ,见公式（V）
（V）
其中z为参与锯切的齿数，当计算的出的单齿进给量γ超过其最大值0.25时，令单齿进给量γ恒为0.25。
步骤4，在锯片转速恒定的情况下，根据锯片半径，所锯切棒材半径和进给深度α所形成的恒功率动态进给速度V的表达式如下：见公式（VI）
（VI）
由上式（VI）中，n，C均为常数，Z为参与锯切的齿数，θ为切入角，α为进给深度，γ为单齿进给量，θ恒功率动态进给速度V的曲线趋势与的曲线趋势相反。
本发明工作原理：通过计算求的在正常切削状态（如锯片转动线速度为120m/min，单齿进给量为0.1mm）下，锯片在切削棒材时的最大功率，即锯片与棒材切削时最大弦长处的切削功率为基准功率，令锯片在其他锯切弦长时，通过改变单齿进给量γ，使锯切过程仍为基准功率，这样就提高了棒材切削效率，提高生产率。
由此便得出了恒功率动态进给速度V的表达式，根据此公式设置锯片进给速度，可根据锯片直径，齿数，棒材直径变化在锯切过程中动态改变锯切速度，有效提高棒材锯切速度，提高生产效率。
本发明具有以下优点：
（1）本发明方法根据锯片直径，锯片齿数，棒材直径自动调整锯切进给速度，该方法简单，确保恒基准功率锯切，即根据锯切弦长改变单齿进给量γ的锯切方法，以提高锯切效率；
（2）本发明方法简单，容易操作，减少了工作量，提高了产量。
附图说明
图1是本发明方法原理过程示意图；
图2是本发明方法过程中切入角θ随进给深度α变化趋势展示图；
附图中，1为锯片，2为棒材。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。应当指出的是，以下的实施实例只是对本发明的进一步说明，但本发明的保护范围并不限于以下实施例。
实施例
本实施例涉及一种棒材恒功率动态进给锯切方法，主要要素包含：锯片1及棒材2，计算参数包含：锯片1的半径R，棒材2的半径r，进给深度α，切入角θ及锯片1与棒材2的中心距L，如图1所示。另外，还涉及计算参数如：锯片1齿数Z，锯片2转速n，单齿进给量γ，最大标准功率常数C，锯切弦长S，锯片进给速度V等参数。
本实施例所涉及的一种棒材恒功率动态进给锯切方法，包括以下步骤：
步骤1，首先根据锯片1半径R和被锯切棒材2半径r以及进给深度α可计算切入角θ：
由余弦定理可知，见公式（I）
（I）
即切入角θ：见公式（II）
（II）
其中：α取值范围为0到2r。
由此可知切入角θ为收敛函数，切入角θ随进给深度α变化趋势，如图2所示，具有最大极值，
步骤2，由图1可知，当切入角最大时，即是最大弦长处，此时，参与锯切的锯片齿数也是最大值, 见公式（III）
（III）
公式（III）中Z为参与锯切的齿数；
步骤3，计算最大标准功率常数C可计为,见公式（IV）
（IV）
其中：根据锯片锯切性质局限，单齿进给量γ的范围值为0.05-0.25，取0.15作为标准功率的单齿进给量值。
最大标准功率常数C作为固定值，由于在锯切其他非最大弦长时，参与锯切的齿数也会相应变化，因此可求得在其余弦长时的最大标准功率常数C下的单齿进给量γ, γ数值计算公式（V）
（V）
其中Z为参与锯切的齿数，C作为固定值，当计算的出的单齿进给量γ超过其最大值0.25时，令单齿进给量γ恒为0.25。
步骤4，在锯片转速恒定的情况下，根据锯片半径，所锯切棒材半径和进给深度α所形成的恒功率动态进给速度V的表达式如下：见公式（VI）
（VI）
由上式（VI）中，n，C均为常数，Z为参与锯切的齿数，θ为切入角，α为进给深度，γ为单齿进给量（其计算见公式（V）），θ恒功率动态进给速度V的曲线趋势与的曲线趋势相反。
由此便得出了恒功率动态进给速度V的表达式，根据此公式设置锯片进给速度，可根据锯片直径，齿数，棒材直径变化在锯切过程中动态改变锯切速度，有效提高棒材锯切速度，提高生产效率。
本发明方法根据锯片直径，锯片齿数，棒材直径自动调整锯切进给速度，该方法简单，确保恒基准功率锯切，即根据锯切弦长改变单齿进给量γ的锯切方法，以提高锯切效率。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质。
Claims (1)
1.一种棒材恒功率动态进给锯切方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据锯片（1）半径R和被锯切棒材（2）半径r以及进给深度α，计算切入角θ：先得到余弦值，公式（I）所示，
（I）
再得切入角θ：见公式（II）所示，
（II）
其公式（II）中：α取值范围为0-2r；
切入角θ为收敛函数，具有最大极值；
步骤2，切入角θ为最大值时，即最大弦长处，计算出锯切的锯片（1）齿数为最大值，见公式（III）；
（III）
步骤3，计算最大标准功率常数C，见公式（IV）
（IV）
公式（IV）中：γ为单齿进给量，其取值为0.05-0.25；
调整γ为单齿进给量为0.15，可得最大标准功率常数C为固定值，并以此求得在其余弦长时在最大标准功率常数C下的单齿进给量γ，见公式（V）：
(V)
其（V）中，z为参与锯切的齿数，当计算的单齿进给量γ超过最大值0.25时，令单齿进给量γ恒为0.25；
步骤4，在锯片（1）转速恒定的情况下，根据锯片（1）半径R、所锯切棒材（2）半径r和进给深度α所形成的恒功率动态，计算进给速度V，其表达式如下，见公式（VI）：
(VI)
上式（VI）中，n，C均为常数，Z为参与锯切的齿数，θ为切入角，α为进给深度，γ为单齿进给量，恒功率动态进给速度V的曲线趋势与的曲线趋势相反。
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