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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 |倒序瀏覽 |閱讀模式
這個帖子中:1 Y' t; B2 L2 C; c
有沒有仿形鋸床$ P% ?( ^- F  R3 \# z
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=365135
( n, y4 \$ y; m$ u9 y0 }" [" L- H
' B6 f) ^- J+ z+ P8 }6 T@樵薪  和 @fajue2000 總工 探討了一個有趣的話題:帶鋸斷面紋路
9 x, H' I$ b, _
+ y8 U! O' }( [+ q6 N) I
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。
- N: p6 |1 H# U2 D2 j+ d0 U* o: p
  f* M% x2 z$ a
作者說,當切割厚料或復(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。

4 w0 l0 Q& q0 S! ~7 t
2 h# U( ~' W* u& |# G1 G
測量顯示,這些紋路的高低差僅有0.25毫米而已。
3 R: `2 D8 t! \) f3 p! L

5 r4 G& x/ {1 M4 c( {
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):

* k$ d" I: r) C7 B  k) y* J
; e2 ~4 K6 I' Q
為了說明產(chǎn)生嘯叫的根源,這哥們特意做了一套模型:

- W& q/ I' e; N# E/ x( {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。。。7 k; W+ ?7 r6 B: k/ g
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。
$ r( B( L* N% @, s0 y
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。

  Z; d* c8 \$ Y3 ~, J  V
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。
( G6 D" E/ u" A- b3 ?1 A
俯視圖(從鋸縫頂端看下去,入口處):  

% C0 M- h" R1 v3 T. a
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。
/ X6 c. `' T) z9 B- G/ V) q

6 b' `' V7 \: X( V9 A0 r
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)

# c' L/ M% U6 P$ V4 @; O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
2 A9 _& j) D! j/ R鋸齒間隔(不會太多):
8 A% O- G  s# M; h& U+ f
+ f) n! l" ]4 T: x
) d5 ]8 y# ]; ^$ h; r9 }! v
0 l& g/ M1 a2 Z$ K$ w0 ^# G9 K, t+ g, {- e! B8 Z8 h6 p/ `
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):
& i& x8 a7 x. p' ]
1 o' _* ?% K/ k% b  ]  m7 e; c

+ X& m5 L6 |7 t" b. n  S+ W8 u3 X) ~  e' J- p: j: u
這張最清晰:; L9 l) N/ [8 b' v- `; K- W

/ G" Y( j$ G3 {! l; ~3 D/ Y+ ^
4 |4 C" r, G- T( K8 \( `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。。。
% |) D4 [' {, O  h. s4 L8 j, h) ]6 Z5 m
( A2 W4 ?! q0 \  L- R! Y1 h
, Y' g) Q3 M8 ]* H$ U
% q+ Z+ N3 m! p7 N1 [2 z$ z

$ ?) `5 s! t- V; J
! [* p+ F' B- e# y8 }$ r" g% }- e7 S! o7 U! Y

# y8 ^: t% }9 C2 m. }! ]: I0 X6 t: \2 A. r/ s# Y+ C2 t
  w) G8 H2 ~" D0 W- N$ E" h

# G* o- w) _) V) p  

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  • · 采用|主題: 929, 訂閱: 40
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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。。。。。( k* c: U6 \* B: W* v5 n. P
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。。
8 }" L% c; l: f; B7 p- P0 \5 k1,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。
  D. d. C6 i! F5 O9 s+ @* p2 n0 [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。
9#
發(fā)表于 2014-8-6 10:59:11 | 只看該作者
順便再引個疑惑的問題,請高手辨證。
$ E/ G0 `7 h' t5 ^8 N當鋸切寬度比較大時(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): e/ F; i9 o) ~8 d6 B& v
。。。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。1 B; l. u1 \; d0 h8 i
此現(xiàn)象可認為是鋸條鋸切區(qū)域剛性不足。
( a" G2 w, L! W8 x  U! n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。  m& E" V* t' J4 X! X# C
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 )* i- ]' M* |( F+ W/ Q0 E- E
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。。。。)
3 h# Q, x4 [8 D3 J: R3 j8 C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。6 Q3 z. s0 X7 p6 Y( j% }9 w, I( W
請高手們琢磨下,此法靠譜么?

點評

產(chǎn)生速度差是為了增加鋸帶局部張力?個人愚見,我覺得進給速度和切削線速度要是有個計算關(guān)系式就好了。。。一直沒有琢磨出來。。。如果一個帶輪裝變頻電機另一個帶輪裝磁粉制動器 是不是也可行 成本低  發(fā)表于 2014-9-22 08:55
據(jù)說此項技術(shù)的深入開發(fā)已由中國鋸床行業(yè)協(xié)會交由浙江大學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 動靜之機 于 2014-8-6 13:14 編輯 6 h2 W" N6 O; g1 O2 E$ y$ j
fajue2000 發(fā)表于 2014-8-6 10:32
& T# U' D+ H* |8 y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 ...

2 N. n3 b/ C' F: `. M回復(fù)朱總:) D; z$ X6 G9 u/ b

& K( h: G" t8 ?6 z% z# a8 D1 t您客氣了。
% C$ f2 V9 B6 G, w8 I" \! K3 r# J5 {: g% |" t5 Z; a# }+ p
1. 3 E/ y& ~* I# N- d+ q1 g, J" S
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
8 x5 Q& D/ Q# g& w% d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6 O8 |% P2 t& g  h8 U# ?4 D
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
: G& R, S2 z# L0 M: d1 S9 \8 o' r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1 ?, A! Y/ `- Q" x$ K
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。。。& J7 |! y! W0 U, ~% S/ C% j; j( u7 W
5 M: y( ?* `$ {4 k. n( c! i1 n1 d
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
5 y! N% r' \7 e/ M% R5 U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,1 U- P* K$ I7 r: F9 |1 j9 b+ _# H
張力、進給壓力、對稱性等原因共同造就了這種波紋。
$ o0 R# i( C) r+ b1 a8 \* K) t( d
" h$ S3 p) D* l5 B* X7 a4 ^  x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
" Y+ T0 U. _( P; }1 H' }! K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
& i. P$ C# i) a/ H5 e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8 B+ a3 d) L4 `6 ]
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。2 ]1 ?8 }6 Y9 J9 C' ^& ?
(這仍然是俺的猜測,如有謬誤,還請海涵)
) d( y% M$ b" S4 Y2 W6 }1 C, p% e1 n2 |; S# s; Q$ j  i( `7 f
再打個不太恰當?shù)谋确剑@三根用滾齒機加工的齒軸。* N) Z3 w! I8 w' G' K# j
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:
; r7 f6 N- M  {, K  p# U9 _6 ~1 z: q. K3 s) k& ^0 Y" D

. O5 J3 L  A. k( }, f水平有限,俺只能從紋路與齒距幾乎相當這個事實出發(fā),推測出:6 E' ?! X3 E- y; h5 \
鋸齒讓刀---鋸片偏移---切深有變   這個簡單的邏輯。
' V3 s  K8 q3 @$ @5 c0 Q/ b$ `( b/ y% @' A* z
欣賞一下不同頻率導(dǎo)致駐波圖案變化的精彩視頻唄
1 i- h# f& U. x  ]* L4 P5 g* A+ U$ L8 c
( _2 G* M$ L1 A8 m) M/ u5 S
/ A6 u( D" M5 [. S' v

- C) A  Q; @" F4 A2 F8 T. g6 _2 c7 P) Q
: g; K! c" n& [/ l

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點評

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