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帶鋸切斷面特征紋路成因猜想

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1#
發(fā)表于 2014-8-5 23:39:18 | 只看該作者 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
這個(gè)帖子中:
( [& _2 _* a- T0 d  M# h2 K) T
有沒有仿形鋸床2 Q/ N9 g8 q3 B9 C
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=365135, S- }6 A, P1 D/ n% Y

; I- u+ h+ J8 F! H@樵薪  和 @fajue2000 總工 探討了一個(gè)有趣的話題:帶鋸斷面紋路& R( U1 d9 C: l( \/ h; O0 ^

1 f% `  z, B2 Z" j9 B
上網(wǎng)查詢了一番,然而木有找到相關(guān)中文資料。但是這里:
有個(gè)頗為值得借鑒的文章,解釋了為何帶鋸會(huì)嘯叫。
' a# q# A+ u2 V( H  }! g4 L" r1 R$ I
作者說,當(dāng)切割厚料或復(fù)切時(shí),帶鋸條往往發(fā)生嘯叫,這雖然很煩人但是并不意外。
當(dāng)嘯叫發(fā)生時(shí),就會(huì)產(chǎn)生這樣的斷面紋路。這張照片的拍攝需要一點(diǎn)技巧,就是把
斷面?zhèn)认蜿柟庖粋€(gè)很小的角度,因此這些細(xì)微的波浪顯得非常清晰。
6 X  b! r3 X" f9 B' c" F

! n9 R* O. ?% e& R+ z- |
測(cè)量顯示,這些紋路的高低差僅有0.25毫米而已。

4 `0 A7 E7 ?: }2 u; B- y4 k' g; A) S
他說,這些波紋和嘯叫是直接關(guān)聯(lián)的,一旦波紋開始形成,就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的鋸切
產(chǎn)生震蕩而繼續(xù)產(chǎn)生新的波紋。補(bǔ)充說明:這個(gè)后續(xù)的波紋和鋸切速度以及進(jìn)給
速度方向相關(guān):
' T+ m. x& B2 S5 z& ?

$ J  {" ?! o6 F5 s" ^' l
為了說明產(chǎn)生嘯叫的根源,這哥們特意做了一套模型:

2 n! j% h" V* U, _! U/ o' \為嘛鋸路的節(jié)距和鋸齒相同? 這個(gè)嘛,嘿嘿,每個(gè)槽不都是每個(gè)鋸齒開出來的么。。。  n3 y* b$ e% n, j+ D8 R8 k7 \: M; k* J
左圖中,破損的鋸齒位于鋸路左側(cè)的波峰因而整體偏右。
右圖中,破損的鋸齒位于鋸路左側(cè)的波谷因而整體偏左。
這忽左忽右的變化,就是震動(dòng)的源頭。隨著鋸切的進(jìn)行,波紋-震動(dòng)-波紋的循環(huán)周而復(fù)始。
一旦停止進(jìn)給,這些波紋就會(huì)被后續(xù)的鋸齒磨平(見第一張圖),嘯叫消失。
作者還指出,這種左、右、中的鋸齒分布比左、右、左、右、中的排布更容易產(chǎn)生噪音。

' y4 h  J5 N; d) c
作者還提到焊接有鎢鋼牙的帶鋸條應(yīng)該更好,因?yàn)槊垦蓝际菨M切,無需左右歪斜,但是太貴而且不易復(fù)磨所以不感冒。。。。

好了,現(xiàn)在開始猜想帶鋸開金屬棒料斷面紋路的成因。
- d/ a% m. Z$ R* q% n
為了降低嘯叫,所以有的鋸條的鋸牙做成非均勻的,但為了不夾鋸條,大家還是
把鋸牙左右掰開。因此上述的現(xiàn)象理應(yīng)在金屬鋸切中體現(xiàn)。然而金屬比木頭難切
多了,因此那種顯著的波紋不會(huì)出現(xiàn)。
正因?yàn)殡y切,因此后續(xù)鋸齒的突然切入,會(huì)導(dǎo)致鋸條產(chǎn)生一個(gè)輕微的讓刀,從而
鋸片有所歪斜,這會(huì)讓正在切削的鋸齒發(fā)生過切(異向歪斜的鋸齒)或者
淺切(同向歪斜的鋸齒),在下一個(gè)鋸齒到來前,狀態(tài)持續(xù),產(chǎn)生一小段痕跡。
然而這個(gè)影響不會(huì)很遠(yuǎn),因?yàn)殇彈l的柔性很快就吸收了這種讓刀,因此不會(huì)在棒
材的中部產(chǎn)生足夠的影響。

2 E( h9 |: C0 ~' c0 p$ w) D
俯視圖(從鋸縫頂端看下去,入口處):  

4 H4 ]( E# y* Y4 [* j0 c
出口處恰恰相反,突然失去一個(gè)鋸齒的切削平衡,鋸片再次歪斜,導(dǎo)致局部過切和淺切。

( r1 h+ ^) M6 E# u( [1 }
% v7 [6 _; A$ Y& c
這兩幅圖似乎還說明了一個(gè)情況:入口出口處都有有讓刀,因此鋸縫略窄(有待驗(yàn)證)
5 ~/ c) t; H# ~5 c4 K  W2 ~% v
因而,如果是方料,會(huì)產(chǎn)生等寬條紋(自上而下都是一樣的情況),條紋的間隔就是
5 p) N, _1 p+ O; r; S鋸齒間隔(不會(huì)太多):
2 U! ?) t# {2 I- v
4 E' @" @8 O& ]/ {" j! i- }7 w7 |+ j2 {) J+ }9 W: H* ]

% z$ n# j0 m. x5 j" q: @& d  O8 q& V% w5 v9 A
如果是圓料,就會(huì)產(chǎn)生這樣的條紋(也是等寬排列哦,只不過是圓形的等距排列):
! B, ^! N) p4 l4 p4 S

/ m: E& C( B/ r' \8 A9 ?3 I! Y7 F* c$ I2 V. z6 C

( M9 E# e) C! n0 W: a$ V這張最清晰:
2 o1 g% d; s  A) S& {; E3 s+ Y' \( T9 Y9 M2 P1 X- b

' z: C7 I. M* U$ y! o; j0 L至于為何有的不是這樣, 恐怕是鋸條尚鋒利,讓刀作用不明顯吧。。。
  N+ }! ?/ F# b! V9 C! @$ ?  m9 e/ @6 T1 E- y' b/ _2 M: |
9 }: I, v, y5 b) p
$ q1 f* U0 `" A& a) {0 B
' ~' _7 ]+ @8 U; @

4 X: \* E2 d2 C2 Z) y4 @, p* }
$ [. U9 x' ]6 u) N8 {2 ^
$ n, D- V6 k0 Z4 Q# n0 p  f& r& D/ q3 @

% ~/ B" R2 n% S9 i  y/ ]8 i' Z' S7 a4 o. `6 S+ U! K

2 L/ u$ q* I9 c3 ~5 s  

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  • · 采用|主題: 929, 訂閱: 40
2#
發(fā)表于 2014-8-6 06:35:30 | 只看該作者
樓主研究的透徹,頂一下。
3#
發(fā)表于 2014-8-6 07:34:50 | 只看該作者
分析的很透徹,就象慢走絲線割,第一刀很粗糙,要靠修幾刀才光滑
4#
發(fā)表于 2014-8-6 07:52:24 | 只看該作者
在個(gè)帖子還可以挖深,,,,,樓主繼續(xù)。
5#
發(fā)表于 2014-8-6 08:10:50 | 只看該作者
圖文并茂,好!
6#
發(fā)表于 2014-8-6 08:20:16 | 只看該作者
圓鋸鋸塑料也有紋路啊
7#
發(fā)表于 2014-8-6 10:12:41 | 只看該作者
一篇論文中的話

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8#
發(fā)表于 2014-8-6 10:32:50 | 只看該作者
看到樓主如此深入細(xì)致研究這個(gè)鋸切問題,做過5年鋸床產(chǎn)品設(shè)計(jì)的我深感慚愧! 我反復(fù)看了樓主的圖和文字,可能是自身領(lǐng)悟能力有限,實(shí)在沒覺得能看明白。就光說那鋸切模型,真辨不出具體區(qū)別和差異。。。。。6 {* U% }+ }' ]6 c2 q
所以,本人鑒于自己經(jīng)驗(yàn)提幾個(gè)反向問題 還請(qǐng)樓主再幫忙細(xì)致點(diǎn)分析。。; y; T7 p2 R( f+ f3 x. b( N7 h
1,關(guān)于圖中的“嘯叫”的原因分析太片面。在鋸切木頭類硬度低,抗拉強(qiáng)度低的材料時(shí),帶速普遍很高,(提高生產(chǎn)效率 600米—2000米/分)高線速度狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)更實(shí)際,更容易引起所謂“嘯叫”的誘因,一是鋸條固有頻率共振問題,二是高速下離心力導(dǎo)致鋸條與鋸輪摩擦力減小問題。3 _& u3 w- H: G9 b6 S) A
2,據(jù)我個(gè)人經(jīng)驗(yàn),金屬材料鋸切時(shí)產(chǎn)生此類對(duì)稱性波紋的最主要原因是鋸齒變齒距問題。我曾采用市場(chǎng)上極少的等齒距的鋸條試切割,發(fā)現(xiàn)并未出現(xiàn)此類波紋。這與樓主所述刀具鋒利和鈍化無關(guān)系,全新鋸條(變距齒)同樣有這個(gè)現(xiàn)象。
9#
發(fā)表于 2014-8-6 10:59:11 | 只看該作者
順便再引個(gè)疑惑的問題,請(qǐng)高手辨證。9 a7 X7 l/ I. V9 @1 i( o
當(dāng)鋸切寬度比較大時(shí)(這里的大小只能是根據(jù)鋸條剛性而論,本人曾設(shè)計(jì)過一臺(tái)可鋸切直徑2.2米鋼錠的臥式帶鋸床,也能順暢工作。)由于鋸條是一薄片狀鋼帶類刀具,(其進(jìn)刀量和鋸切精度與鋸帶張緊力成線性關(guān)系,同時(shí)鋸條疲勞壽命和張緊力亦呈線性關(guān)系。)在切割寬料時(shí),會(huì)出現(xiàn)切口的左右兩端低,中段高的現(xiàn)象(鋸切進(jìn)給力與線速度不匹配或說是鋸切力過低)
) h; S# t2 M9 Z8 V8 m。。。理想狀態(tài)下一整個(gè)鋸切截面應(yīng)該是各點(diǎn)高低相等,但實(shí)際狀態(tài)下總存在鋸條撓曲。
* {0 e. g  z( w) a; S% [( o# f# V此現(xiàn)象可認(rèn)為是鋸條鋸切區(qū)域剛性不足。7 r$ M5 Q, t7 H
由于剛性不足 導(dǎo)致 1鋸切效率低下,2 鋸切振動(dòng),噪音 。3,失穩(wěn)造成鋸切精度無法保證。% b* [# Q  C* b6 C+ k# ~  Y1 l, d
而日本的阿瑪達(dá)鋸床(本人認(rèn)為鋸床行業(yè)頂尖,比德國(guó)貝靈格,美國(guó)DOALL等都出眾 )$ M( w, Z9 i6 S# t( P
其中有一款所謂脈沖消振的鋸床異常優(yōu)秀(此鋸床左右?guī)л喍佳b有伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī),傳統(tǒng)鋸床都是一個(gè)主動(dòng)輪,一個(gè)從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)。。其大致原理是由左右?guī)л喌乃欧姍C(jī)產(chǎn)生速度差,從而導(dǎo)致鋸帶出現(xiàn)振動(dòng),這人為的振動(dòng)的波形恰好與鋸切時(shí)出現(xiàn)的進(jìn)切震動(dòng)波形剛好是鏡像關(guān)系,由此來消除鋸切震動(dòng)和噪音。。。。)
6 ^" j3 a$ B, m% @' a! _根據(jù)日本人所描述,用此法,能大幅度降低噪音和提高鋸切時(shí)鋸帶剛性從而提高生產(chǎn)率和切割精度。' h' S! [- p; U6 G' `6 {" L& f
請(qǐng)高手們琢磨下,此法靠譜么?

點(diǎn)評(píng)

產(chǎn)生速度差是為了增加鋸帶局部張力?個(gè)人愚見,我覺得進(jìn)給速度和切削線速度要是有個(gè)計(jì)算關(guān)系式就好了。。。一直沒有琢磨出來。。。如果一個(gè)帶輪裝變頻電機(jī)另一個(gè)帶輪裝磁粉制動(dòng)器 是不是也可行 成本低  發(fā)表于 2014-9-22 08:55
據(jù)說此項(xiàng)技術(shù)的深入開發(fā)已由中國(guó)鋸床行業(yè)協(xié)會(huì)交由浙江大學(xué)某一課題組來深入挖掘,挖掘了似乎一年多了,也沒聽說有定論或出實(shí)際產(chǎn)品了。  發(fā)表于 2014-8-6 11:07
10#
 樓主| 發(fā)表于 2014-8-6 11:37:47 | 只看該作者
本帖最后由 動(dòng)靜之機(jī) 于 2014-8-6 13:14 編輯
0 T7 Z) r- n: d0 D
fajue2000 發(fā)表于 2014-8-6 10:32
  j+ M/ p, P4 g- r% x' f7 G看到樓主如此深入細(xì)致研究這個(gè)鋸切問題,做過5年鋸床產(chǎn)品設(shè)計(jì)的我深感慚愧! 我反復(fù)看了樓主的圖和文字,可 ...
7 B5 r! ?$ ^3 j2 G* Y
回復(fù)朱總:, _* d0 w/ S( A( U
, I2 E" C/ U+ R% b2 n
您客氣了。
& A* w  \) V  g4 O) q% q1 @# n, u) d2 s0 p+ A6 I  }, S' E
1. . C& ^8 c# q. K, V
外文鏈接中對(duì)嘯叫的分析顯然還沒有達(dá)到登堂入室的水平,但該文' g3 ]- F( E4 q8 I. Z; v
對(duì)鋸齒波紋正反饋導(dǎo)致嘯叫的分析是值得肯定的。 看了該網(wǎng)站其它
; G1 d" m$ F  n內(nèi)容,也都是關(guān)于自制帶鋸的一些DIY之作,估計(jì)遠(yuǎn)沒有達(dá)到您所0 A, l; E( G' i1 U. }, y" K9 E
提及的每分鐘數(shù)千米的高速狀態(tài)。顯然其所提及的嘯叫和您所指的. D$ t* X9 _9 ?+ _% R9 c$ A& x
應(yīng)該不同。您所指的嘯叫已經(jīng)接近于琴弦發(fā)聲和橡膠VS鋼帶打滑音。。。
0 A- K4 D/ M: a* S& j' y* w: s; ^( w+ m7 ]
2. 該外文內(nèi)容對(duì)于鋸條震動(dòng)緣由的描述,導(dǎo)致了俺對(duì)金屬棒料鋸切( n! {" U. F6 _8 N
斷面紋路來由的聯(lián)想,這是僅有的一點(diǎn)聯(lián)系。正如7樓資料所述,
9 Y* I, ?; G* l' O張力、進(jìn)給壓力、對(duì)稱性等原因共同造就了這種波紋。7 n8 j4 {0 i8 e+ a) x- L

6 q5 |! ?0 _$ u. R俺因此覺得,無論是等齒鋸還是變齒鋸都會(huì)產(chǎn)生波紋,只不過產(chǎn)生的條
' ]  z& b% |5 `件可能會(huì)有差異(上述條件的非線性組合)。如果使用同一臺(tái)機(jī)器,所有/ J3 c# h: E' U4 g) x& E% I
條件不變,僅僅將變齒鋸替換成等齒鋸, 由于相同特征的齒跨度比變距' }, b" N" H: Y9 a4 ]% x6 W
齒要小得多,因此波紋會(huì)理論上應(yīng)該比變齒鋸的窄得多,視覺上就會(huì)更平整。5 r) ~$ `  y8 F7 @% @) |) k: Z
(這仍然是俺的猜測(cè),如有謬誤,還請(qǐng)海涵)+ i# J. y/ T/ P) e8 l! W: o  c
, J! I) @8 g, P  [* O. ^% q
再打個(gè)不太恰當(dāng)?shù)谋确?,這三根用滾齒機(jī)加工的齒軸。
1 E  [' T' I+ y0 h* m" \$ Z. c# c' C一般地,就可以說最后一個(gè)沒有波紋了,其實(shí)還是有的,只不過小多了:( g. U& x' `! M9 q) T/ ~: l4 P6 l
, c- A! `/ N$ D5 Z

! `4 P* C& K# v: x, M' o水平有限,俺只能從紋路與齒距幾乎相當(dāng)這個(gè)事實(shí)出發(fā),推測(cè)出:0 l+ d0 m6 A9 O* A8 {3 R  F! I; d
鋸齒讓刀---鋸片偏移---切深有變   這個(gè)簡(jiǎn)單的邏輯。
& r+ P# p" l. t* [* P; v0 Q
% C0 @/ B: j+ F3 o) b$ b欣賞一下不同頻率導(dǎo)致駐波圖案變化的精彩視頻唄. i* M0 S4 H! y* L& Z
% Y& D7 v9 Z, _$ }  o
: ^0 H4 n1 I+ F' f) r- \
4 j+ J0 J+ `) j" R, J1 R6 j$ ]
; [* W4 S7 @% U# Z7 e! h4 X

. Q% m( i# R4 ^# z/ r, J2 Q! Y1 j/ p0 Z& y- r% t

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點(diǎn)評(píng)

大俠的認(rèn)真態(tài)度令人敬佩。  發(fā)表于 2014-8-10 08:29

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