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標(biāo)題: 帶鋸切斷面特征紋路成因猜想 [打印本頁]
作者: 動靜之機 時間: 2014-8-5 23:39
標(biāo)題: 帶鋸切斷面特征紋路成因猜想
這個帖子中：
% n" Z5 R u0 h i- c4 x% Q: Q有沒有仿形鋸床
0 \% V8 \% o+ ?' _, lhttp://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=3651350 u; i! @# Z( |1 x+ `
7 h1 B5 P, z, ?4 w
@樵薪 和 @fajue2000 總工 探討了一個有趣的話題：帶鋸斷面紋路
; I; c, l' Z3 j. `, i# j
3 x1 f! S2 d, ]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：
有個頗為值得借鑒的文章，解釋了為何帶鋸會嘯叫。
7 v. P: R: H8 J7 r! i$ K
9 ~3 D+ B5 w: I作者說，當(dāng)切割厚料或復(fù)切時，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，就會產(chǎn)生這樣的斷面紋路。這張照片的拍攝需要一點技巧，就是把
斷面?zhèn)认蜿柟庖粋€很小的角度，因此這些細微的波浪顯得非常清晰。
[attach]327419[/attach]* ^% G7 T$ D1 c3 V
4 ~. z4 L- u, X% c
測量顯示，這些紋路的高低差僅有0.25毫米而已。
[attach]327420[/attach]
" F. [3 S- j: p/ s& P8 ]/ J+ b
7 T; `* p: f: @+ p# A; e# q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。補充說明：這個后續(xù)的波紋和鋸切速度以及進給
速度方向相關(guān)：
[attach]327421[/attach]
' g2 V' C0 M' J" n/ B , w1 t& v! Y* N; w* u' U% b4 g5 T( l
為了說明產(chǎn)生嘯叫的根源，這哥們特意做了一套模型：
[attach]327422[/attach]& ^+ _* T7 b; K, _' E# _
為嘛鋸路的節(jié)距和鋸齒相同？ 這個嘛，嘿嘿，每個槽不都是每個鋸齒開出來的么。。。
' L4 a; Y, {4 ~; ~& j) O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，就是震動的源頭。隨著鋸切的進行，波紋-震動-波紋的循環(huán)周而復(fù)始。
一旦停止進給，這些波紋就會被后續(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。
[attach]327423[/attach]7 z9 W5 U! z. k
作者還提到焊接有鎢鋼牙的帶鋸條應(yīng)該更好，因為每牙都是滿切，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。
7 E2 b% q1 Y8 x6 @4 m
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出現(xiàn)。
正因為難切，因此后續(xù)鋸齒的突然切入，會導(dǎo)致鋸條產(chǎn)生一個輕微的讓刀，從而
鋸片有所歪斜，這會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），在下一個鋸齒到來前，狀態(tài)持續(xù)，產(chǎn)生一小段痕跡。
然而這個影響不會很遠，因為鋸條的柔性很快就吸收了這種讓刀，因此不會在棒
材的中部產(chǎn)生足夠的影響。
7 L3 M) r3 s* A. S俯視圖（從鋸縫頂端看下去，入口處）:
[attach]327442[/attach]1 J E" i$ j3 x8 k! t
出口處恰恰相反，突然失去一個鋸齒的切削平衡，鋸片再次歪斜，導(dǎo)致局部過切和淺切。
[attach]327425[/attach]
$ r' F. y9 W2 A3 o/ Z
1 \8 G( @; K, u: A這兩幅圖似乎還說明了一個情況：入口出口處都有有讓刀，因此鋸縫略窄(有待驗證)。
7 f' k, x# J7 M& Y因而，如果是方料，會產(chǎn)生等寬條紋（自上而下都是一樣的情況），條紋的間隔就是
h/ |2 l! ^* ~鋸齒間隔（不會太多）：
1 o1 j2 J" C' ^* H[attach]327426[/attach]
/ l- i! A$ `: u& v8 w; O) |' b
% Y1 S' k" n3 X+ ~7 t* J( x* ~; f[attach]327428[/attach]" A" ?; F: |8 U- K
9 \. u) w4 A8 d" R& A5 B0 j如果是圓料，就會產(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）：
[attach]327427[/attach]- A: M" Z: p, C- y0 R$ L
[attach]327429[/attach]
& W6 X. L$ B) Y! o, b[attach]327440[/attach]
* _# N0 A' Y/ d3 u3 x- n3 w3 W& a3 s" @9 C; `
這張最清晰：
+ l4 X8 t2 J2 e( M1 o[attach]327430[/attach]9 t, f% B! k+ W. V# K5 J5 R
+ f& l) S* @5 }9 m0 w; P' Y
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。。。
1 ^5 v6 \, t" x! O, ?; b; u2 K[attach]327432[/attach]
3 e2 V! v. v, A$ d, I[attach]327433[/attach]
( [ @9 ?8 t7 g. z" t$ Q[attach]327434[/attach]$ D' }4 ? g: Q4 ^
[attach]327435[/attach]
. K2 j$ @ Z7 w. r; n[attach]327436[/attach]
3 i; S2 N% O7 d& M# y8 K[attach]327437[/attach]
/ w% ~; |0 ^- ~[attach]327438[/attach]
8 f3 T6 f9 Y4 O& f1 | Q: @+ s9 j[attach]327439[/attach]
; g' |. ^% O* l1 e8 I4 H- I[attach]327441[/attach]
1 g& }: v1 K( T
( d; @( Y" x' Y9 ]! D/ r- T+ O9 W" k0 G
作者: liujiaoce 時間: 2014-8-6 06:35
樓主研究的透徹，頂一下。
作者: 健將 時間: 2014-8-6 07:34
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
作者: 東海fyh126 時間: 2014-8-6 07:52
在個帖子還可以挖深，，，，，樓主繼續(xù)。
作者: zsdwx 時間: 2014-8-6 08:10
圖文并茂，好！
作者: 小白丶經(jīng)典 時間: 2014-8-6 08:20
圓鋸鋸塑料也有紋路啊
作者: shaokuang 時間: 2014-8-6 10:12
一篇論文中的話
作者: fajue2000 時間: 2014-8-6 10:32
看到樓主如此深入細致研究這個鋸切問題，做過5年鋸床產(chǎn)品設(shè)計的我深感慚愧！ 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。。。。。
1 f. d. Z, W6 E9 t所以，本人鑒于自己經(jīng)驗提幾個反向問題 還請樓主再幫忙細致點分析。。+ g: n q- v& d2 J+ ]
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，抗拉強度低的材料時，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)下會出現(xiàn)兩個更實際，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。! y( j1 ^+ B: g, v; Q# O8 f6 Q, O. _
2，據(jù)我個人經(jīng)驗，金屬材料鋸切時產(chǎn)生此類對稱性波紋的最主要原因是鋸齒變齒距問題。我曾采用市場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）同樣有這個現(xiàn)象。
作者: fajue2000 時間: 2014-8-6 10:59
順便再引個疑惑的問題，請高手辨證。
% @6 \) z9 {0 m+ ~9 C8 w0 [當(dāng)鋸切寬度比較大時（這里的大小只能是根據(jù)鋸條剛性而論，本人曾設(shè)計過一臺可鋸切直徑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，（其進刀量和鋸切精度與鋸帶張緊力成線性關(guān)系，同時鋸條疲勞壽命和張緊力亦呈線性關(guān)系。）在切割寬料時，會出現(xiàn)切口的左右兩端低，中段高的現(xiàn)象（鋸切進給力與線速度不匹配或說是鋸切力過低）, E1 m/ B! S, A* A6 `. E
。。。理想狀態(tài)下一整個鋸切截面應(yīng)該是各點高低相等，但實際狀態(tài)下總存在鋸條撓曲。
# }0 b6 D- B K& b2 c1 ]此現(xiàn)象可認為是鋸條鋸切區(qū)域剛性不足。$ I( J7 P6 D: _4 f7 i2 e) ]* u
由于剛性不足 導(dǎo)致 1鋸切效率低下，2 鋸切振動，噪音 。3，失穩(wěn)造成鋸切精度無法保證。
/ i' \9 W/ C' S4 q4 e) ?而日本的阿瑪達鋸床（本人認為鋸床行業(yè)頂尖，比德國貝靈格，美國DOALL等都出眾 ）3 y, X- D( A: E" F1 @5 U' g
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)動電機，傳統(tǒng)鋸床都是一個主動輪，一個從動輪結(jié)構(gòu)。。其大致原理是由左右?guī)л喌乃欧姍C產(chǎn)生速度差，從而導(dǎo)致鋸帶出現(xiàn)振動，這人為的振動的波形恰好與鋸切時出現(xiàn)的進切震動波形剛好是鏡像關(guān)系，由此來消除鋸切震動和噪音。。。。）
5 P) {% L5 m! D) p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鋸帶剛性從而提高生產(chǎn)率和切割精度。( B( X% O7 Z- b0 X2 \ @
請高手們琢磨下，此法靠譜么？
作者: 動靜之機 時間: 2014-8-6 11:37
本帖最后由 動靜之機 于 2014-8-6 13:14 編輯
: \! U5 }0 s: V9 Q# hfajue2000 發(fā)表于 2014-8-6 10:32 
; h% {& j! ~* l1 l! d. H- c
看到樓主如此深入細致研究這個鋸切問題，做過5年鋸床產(chǎn)品設(shè)計的我深感慚愧！ 我反復(fù)看了樓主的圖和文字，可 ...
! t |7 |0 w- Q* S回復(fù)朱總：) M' O. B7 m x2 [( R; N( F7 Q0 m
% M7 N$ h0 @3 Q7 W3 ^+ O
您客氣了。
M* ?) `5 t0 s7 V# K$ e) X( _, P' i4 _, G
1. $ S! X5 ^9 j, ]; @' s: u. B' I' R5 ~% M
外文鏈接中對嘯叫的分析顯然還沒有達到登堂入室的水平，但該文$ f' |+ J- ~# i H' D# J
對鋸齒波紋正反饋導(dǎo)致嘯叫的分析是值得肯定的。 看了該網(wǎng)站其它; i% i4 {$ X3 f8 S
內(nèi)容，也都是關(guān)于自制帶鋸的一些DIY之作，估計遠沒有達到您所
* v* {% |% M. K! c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: i+ V& `6 w& W- v6 v
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。。。
, a; y- }& b( B$ n: H( h. R- b. [$ W$ f1 B- P
2. 該外文內(nèi)容對于鋸條震動緣由的描述，導(dǎo)致了俺對金屬棒料鋸切! C! r+ P' L7 l# A3 |- `
斷面紋路來由的聯(lián)想，這是僅有的一點聯(lián)系。正如7樓資料所述，
S; J/ Y2 t4 j. P. y張力、進給壓力、對稱性等原因共同造就了這種波紋。+ ]$ [: T6 L, r" o9 ?0 {
, p0 H' V0 I$ i6 k; _. [俺因此覺得，無論是等齒鋸還是變齒鋸都會產(chǎn)生波紋，只不過產(chǎn)生的條# H) i+ b0 z$ g/ p9 t
件可能會有差異（上述條件的非線性組合）。如果使用同一臺機器，所有
: Y. ^4 f0 r* e0 \8 g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
F# O u2 y6 B齒要小得多，因此波紋會理論上應(yīng)該比變齒鋸的窄得多，視覺上就會更平整。
/ x; }# f% A; E# b/ l/ E( ~: l- P（這仍然是俺的猜測，如有謬誤，還請海涵）" a) B1 R4 B# y$ D9 r8 j+ ?
* O, ^, Z9 P2 }: O
再打個不太恰當(dāng)?shù)谋确剑@三根用滾齒機加工的齒軸。0 G, }- y; e0 |3 [
一般地，就可以說最后一個沒有波紋了，其實還是有的，只不過小多了：
" C% x8 d. P2 e' \ z& o[attach]327510[/attach]
. D7 Z6 W W+ R4 ^5 d' z
# G5 `) d' p9 [, A/ j) H5 }6 ?水平有限，俺只能從紋路與齒距幾乎相當(dāng)這個事實出發(fā)，推測出：6 G' B! D- t! s
鋸齒讓刀---鋸片偏移---切深有變 這個簡單的邏輯。
! l" x! W+ C( `/ L n
8 K; t5 C, P4 U. z% Y& h: t欣賞一下不同頻率導(dǎo)致駐波圖案變化的精彩視頻唄5 p. i7 I- ~5 ^/ ~. ^' S8 L
http://www.56.com/u63/v_OTI4OTA2NTI.html
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' F$ W; m$ b) ?
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8 M) u2 b+ b2 c( l) A/ _; Q( ~
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作者: 動靜之機 時間: 2014-8-6 13:10
fajue2000 發(fā)表于 2014-8-6 10:59 ) N) L* Y. N, w) q6 ~) w
順便再引個疑惑的問題，請高手辨證。9 y; Q1 N4 x% ~$ V. t4 p* j
當(dāng)鋸切寬度比較大時（這里的大小只能是根據(jù)鋸條剛性而論，本人曾設(shè)計 ...
& s1 b5 t! D" u7 L感謝您跟蹤討論。. T, l) b5 R0 m5 z7 n& s# l
. i" Y/ K& F+ ?5 O e根據(jù)您的指引，找到AMADA資料。7 r. c+ p+ o1 m/ `) q3 f
[attach]327517[/attach]4 b5 W% H+ Z4 v$ k# b
. G) X0 h3 N y- q8 z' Q資料顯示脈沖動作作用于切削和進給兩個方面。如圖所示：6 |+ N. b+ x- V. x; d& z
[attach]327518[/attach]) Z# B5 k/ ]( B: V3 ?
! s, s: E% w' Q4 b3 w7 `, d% {* J
從除顫角度而言，此舉把穩(wěn)定振動的條件（穩(wěn)定的速度和壓力）6 N0 i7 |$ |) @* z% h2 _0 l
破壞了，振動變得隨機因而幅度比以前（穩(wěn)定的）振動要小。
8 v3 G* t8 ~% m- P* ?& u1 ]2 U; D所以（理論上）切削變得穩(wěn)定、高效。
( r2 B0 m9 d8 W( J) m- ~0 v
3 c8 l& s b4 h. h$ E" @進給壓力脈動好辦，至于怎么實現(xiàn)速度脈動，俺倒是愿意兩邊) x( ^: B$ }& H$ }
帶輪同步加減速。。。
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這份資料是加拿大哥倫比亞大學(xué)的，值得一看：) \7 o; a. a: j
[attach]327521[/attach]
2 }3 a% A& g# `
+ n$ j7 L6 I0 q) W& @2 ?為省積分，可以去此處下載：
' j9 [. ]/ o$ U/ @9 T) t2 ohttps://circle.ubc.ca/bitstream/handle/2429/6068/ubc_1996-0610.pdf
( L) @: w3 q! [2 E; y9 }7 B4 N- K* t: v; d% R4 O& N
詳細論述了影響鋸路走向和穩(wěn)定性的的各種因素7 ?. i2 \. B2 m
[attach]327519[/attach]! f- o( k, t; g+ Y
[attach]327522[/attach]& J8 ]# V. b& V: k2 q" d8 _
[attach]327523[/attach]& t+ f, K: f3 B! F9 W' I; _) R
[attach]327524[/attach]9 \9 M2 ]% ~& `, y
[attach]327525[/attach]0 k) n! l9 L) f6 X! ^
[attach]327526[/attach]
% P0 A( v/ }. E8 A6 C8 E" t! y$ R# v7 r. I# C6 g. G
$ m* ]! H2 P4 g! Q2 A5 D
: e) z4 w0 c/ d7 P; ]% w
l! `8 d; @( t" `
作者: fajue2000 時間: 2014-8-6 13:45
動靜之機 發(fā)表于 2014-8-6 13:10
2 f+ O$ M8 n" J( ^' ^感謝您跟蹤討論。0 o. ]+ Z4 A. T, x* u
1 V# T2 u7 X- \" o Q: V) ~" w
根據(jù)您的指引，找到AMADA資料。
6 U9 s1 }; i3 s* x! [3 O6 B那個在鋸帶背部施加脈沖的目的另有玄機，好多年前在上海展會上見過一次阿瑪達采用了此項技術(shù)的帶鋸床，記得那臺機器加工能力是最大直徑400毫米，售價接近300萬人民幣。（同等加工能力的國產(chǎn)鋸床市場售價是1.6萬人民幣。）
' c- ^2 l# t+ K& U* g) R8 D- P/ l/ e阿瑪達宣傳頁標(biāo)榜的切削效率是 切割304不銹鋼棒 達到220—260平方厘米/分鐘 （國內(nèi)鋸床切割此類材料能達到50平方厘米/分鐘就算逆天了。中國帶鋸床國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定切割45號碳鋼棒效率為不低于80平方厘米/分鐘，這還只是針對切割能力300或以下的鋸床，更大型號的鋸床切割效率標(biāo)準(zhǔn)更低。）+ C* o& F! w" `4 w
之后，我陸續(xù)都有參加國內(nèi)的知名展會，從沒再見過采用這項背部施加脈沖的鋸床在中國參展過。。。( O* b+ g; h& \4 ]8 w3 D# Z
打字實在太麻煩，那個在背部施加脈沖的技術(shù)的目的性一時半會說不完，感興趣的可以和我電話聯(lián)系。（當(dāng)年離開鋸床行業(yè)后自己做了個高頻低幅的氣壓沖擊裝置，最高也只能達到35HZ的沖擊頻率，與自己切合日本人技術(shù)下的計算模型所要求的頻率至少還差一半，。。。當(dāng)時因為離開了鋸床行業(yè)所以這個課題一直擱置到現(xiàn)在也沒進一步深入去分析。。）
作者: 冷水黃金 時間: 2014-8-8 11:38
強頂
作者: Miles_chen 時間: 2014-8-8 16:36
……佩服
作者: 江雪寒橋 時間: 2014-8-9 21:16
不錯
作者: on027 時間: 2016-12-8 09:05
高人，認真態(tài)度太佩服了！
作者: ltzian 時間: 2016-12-8 13:36
學(xué)習(xí)了。！
作者: 品茶論劍 時間: 2020-4-10 03:13
學(xué)習(xí)了。！
作者: 超聲振動切削 時間: 2020-12-23 10:29
W' Y6 g# D6 l7 J3 a4 h& T
想向您請教鋸切震動鋸背方面的知識8 q& ` z4 V( W
作者: 蘇州萬坤信息 時間: 2021-6-30 13:52
感謝樓主分享，很不錯！
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