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標題: 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
標題: 帶鋸切斷面特征紋路成因猜想
這個帖子中：
x7 {6 w* w2 x) u: V+ D# N有沒有仿形鋸床
% J9 N, `/ h+ _; `http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=365135
5 J" ]2 H+ e3 O. c
6 `5 k$ @7 t& o1 }" H, F# |8 \@樵薪 和 @fajue2000 總工 探討了一個有趣的話題：帶鋸斷面紋路
8 m* R( w8 \/ r" H
( h6 Y& P1 m$ U" p. s. E1 r6 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：
有個頗為值得借鑒的文章，解釋了為何帶鋸會嘯叫。4 s! S: Y9 ]" i: X
3 i) B2 O# D! J
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]
8 X3 A# [- f, [ `/ q* C2 W6 g7 X, J6 R9 K- t) r6 P
測量顯示，這些紋路的高低差僅有0.25毫米而已。
[attach]327420[/attach]/ i# y5 e9 `+ i, C% l# Z
2 \. }' o$ R1 M1 B' Z2 p
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]- H6 Y# n6 Z8 k9 B+ e0 P# _ ?
. d. ^; Q9 U R6 ?* t5 z7 d U
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]& I9 r% ~' C3 c# m
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。。。8 Q& O! b* t* L1 R4 Q- W& x
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]+ e5 I& W8 z0 F1 N, b1 ?% 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。
( n+ P, n) a+ g' O
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。
! p' H0 C6 \, x7 T* @! Y俯視圖（從鋸縫頂端看下去，入口處）:
[attach]327442[/attach]
1 }; v, i6 i- _0 I9 y" _. s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]
) {" ^ w) `3 i" Y4 z7 o0 x; {: ?! J; q+ s& Y0 d
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)。
$ X2 N4 T4 {6 B; a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
& h5 f. q0 v/ }2 V2 C3 u鋸齒間隔（不會太多）：
& m3 k: C( s- H5 T: _7 t; ]% q6 I[attach]327426[/attach]
$ g9 b$ }- e$ z2 j' h: s* j7 d0 P+ M" H3 N* H) R
[attach]327428[/attach]
( T) I. ^' w: F6 Z1 Q# Q
9 i4 ^3 l* d) B- P/ e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]
/ C' m. ?: ]+ o: ]6 K& E9 E2 t. k[attach]327429[/attach]
* p w6 k9 G& @+ A% A3 o& e& B! |% c[attach]327440[/attach]
% v a1 I- V7 `' d @- s
& M$ [8 r Q' Y8 q這張最清晰：
8 j/ M/ t2 {4 t( H! A# \6 `1 T O[attach]327430[/attach]
# L( C/ ]# q" ]6 r# r5 s+ c
% J2 f, u X7 F) s, ]( x# F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。。。* n1 @& z/ O5 u+ ^4 S
[attach]327432[/attach]
% ?; v9 e$ R, N/ N! a[attach]327433[/attach]
) v! z0 H# s& V% h' G4 j[attach]327434[/attach]; |7 D) i* ^) B" o
[attach]327435[/attach]
' a; T0 L5 ~" h5 L, Y[attach]327436[/attach]: O8 l: @1 j/ d
[attach]327437[/attach]4 o8 W" W5 I) g4 f1 C7 J
[attach]327438[/attach]
6 V" S' T+ k+ W& t9 n[attach]327439[/attach]* d8 v: o; P5 G& s
[attach]327441[/attach]9 F5 C& N0 ]6 W6 E
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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。。。。。
0 g7 W* r/ m. Y& r; K X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。。
0 c$ U) o, C' R9 p/ X1 V1，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。
8 K1 D# H& W- b- P h; e& t2，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。
9 x O* }+ m' y& K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）
8 v5 U( P, k0 ~& @! I/ Z。。。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。
9 C! Z' _$ {5 s; Y* M8 r9 |9 f此現(xiàn)象可認為是鋸條鋸切區(qū)域剛性不足。 W7 @# u3 o! J1 E4 v
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。
- v/ U' K" ^% T* z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 ）/ R5 O+ ~* H. C# d; m
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。。。。）; p3 L- j- f; |2 \: i
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。
& r; {8 |. r2 [! L% _- c6 A3 a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 + A- o% E$ b; g! ?
fajue2000 發(fā)表于 2014-8-6 10:32 
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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 ...
回復(fù)朱總：
1 V Q7 j% d6 V5 X) ?+ o6 n5 ^; x( v x, O% R' s# w# |
您客氣了。
" } K5 j/ \3 K# Q) B7 d6 V
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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; I/ j/ ?# W+ K& y) C
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
; j% N: G, v6 P4 R9 ], {, K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# |! ?/ u" G8 d3 t; r* J8 Z6 F
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
% O5 }/ p- U, K% s* t# S6 }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。。。
. u, g5 A; v7 j% u' [" A; b- H. G8 e) E! _
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
O, z, T' p' }0 I) x' U6 M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，
0 I/ A z5 o" C- I0 T張力、進給壓力、對稱性等原因共同造就了這種波紋。
2 C" f, V/ s9 s9 l' D
6 v, J r0 D }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 T6 r+ r) ?! l+ ^) K9 I, d
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
+ n$ \. ?+ U: u4 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# g# C) h* j* _3 d4 c
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。1 E+ J3 c0 Y) ^" U# Z; ^# Y2 V
（這仍然是俺的猜測，如有謬誤，還請海涵）1 w) l2 T1 r* I4 f4 p1 L
0 n+ r: x$ M5 N+ U
再打個不太恰當(dāng)?shù)谋确剑@三根用滾齒機加工的齒軸。
8 i6 J+ r5 ~0 F3 ~: [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：0 m# m) {# ^% g/ w0 V2 V: J" G
[attach]327510[/attach]; | z& T; i$ y/ }- K5 l o
l0 h: p9 L0 G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：) L- u! e' T6 K3 ~8 d/ ?5 u
鋸齒讓刀---鋸片偏移---切深有變 這個簡單的邏輯。% m- @" G+ ]% |- l1 F; e
% O l9 ?4 z1 w5 v& O) C/ N9 z
欣賞一下不同頻率導(dǎo)致駐波圖案變化的精彩視頻唄& j1 ?$ p* D& C" ?, u4 t" g% |
http://www.56.com/u63/v_OTI4OTA2NTI.html1 z8 v/ S2 p2 N: k/ G+ [) `
6 L2 ~- Y* s; ?) O$ C; |
1 S' \' W1 }; O- f" _/ o
( N. C) ]$ \7 F) l% L
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! }) h( o# T1 ~, q, {
作者: 動靜之機 時間: 2014-8-6 13:10
fajue2000 發(fā)表于 2014-8-6 10:59 ! v6 d* K+ C2 |0 a' V {
順便再引個疑惑的問題，請高手辨證。
- W* C* A$ e$ z/ w) v4 q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 ...
感謝您跟蹤討論。( Z& x, ]$ j; h' w! Z, x. i
1 [( O# h8 X) v7 m# b
根據(jù)您的指引，找到AMADA資料。9 s9 w& b8 l& ~2 D! ^" |, x
[attach]327517[/attach]) ~; o) i9 R7 |7 o8 R
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資料顯示脈沖動作作用于切削和進給兩個方面。如圖所示：
1 @2 i% {9 F4 d }- O g[attach]327518[/attach]
2 S3 ~, N: d9 o5 `7 S$ M6 j- U+ q2 I
9 R( x0 ]: u E3 ~6 Q8 \2 t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）, a. F+ _# c! M0 z: X- C
破壞了，振動變得隨機因而幅度比以前（穩(wěn)定的）振動要小。0 x* T( q# g7 f2 |* K8 B+ J& C
所以（理論上）切削變得穩(wěn)定、高效。 & j9 E+ a3 q7 p4 h8 S" M
5 `+ H3 Z9 p4 B( o
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- ~2 T+ X' w9 k1 Q/ z! _ c
帶輪同步加減速。。。0 _; C& t8 f7 o ?) L9 Q
* h* f Q& {7 ~0 Q
這份資料是加拿大哥倫比亞大學(xué)的，值得一看：
( W0 A) H. R6 ?/ ?/ A- v[attach]327521[/attach]: ?/ F+ |: H3 X
+ w. f, l, N7 [0 X& V4 d. i為省積分，可以去此處下載：
; w k: A% B" w6 l4 H( }$ ehttps://circle.ubc.ca/bitstream/handle/2429/6068/ubc_1996-0610.pdf
1 U# f8 n6 k1 ]. j
7 v& I" Q- z o' x, l詳細論述了影響鋸路走向和穩(wěn)定性的的各種因素9 j7 s* b9 Y5 N# e
[attach]327519[/attach]8 `! N. V' A# |, W+ e
[attach]327522[/attach]
% ~) n/ u O- d2 v2 g/ t! w[attach]327523[/attach]
5 r- s7 x/ y' w5 O( \. j$ d[attach]327524[/attach]) R0 [, X+ O: w
[attach]327525[/attach]+ y5 |! t& P; y4 ~
[attach]327526[/attach]) h* @6 Y6 F- ]! J5 s0 V4 @9 v3 L
! e+ e1 q( M' V' z) S" f
; w2 f: X5 C% ^* ?1 c. s
/ q" l, T/ f$ M; }& w! |0 `0 ~& B- z0 @
作者: fajue2000 時間: 2014-8-6 13:45
動靜之機 發(fā)表于 2014-8-6 13:10
# v( O( ^' b3 e) P1 N感謝您跟蹤討論。
2 Y, ?9 G5 j% p; e6 f$ W3 s+ s( u1 g1 _% W1 H
根據(jù)您的指引，找到AMADA資料。
" h# m4 ?* M2 p% Q. I0 y& O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。）
) ~/ O) `5 \( c3 B6 h6 D/ `# ?阿瑪達宣傳頁標榜的切削效率是 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。中國帶鋸床國家標準規(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準更低。）8 c7 |, h* Q7 F- k8 n: l
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。。。; p7 X% g1 m0 ~; N
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
, ~( U c6 k2 w6 y5 F
想向您請教鋸切震動鋸背方面的知識 B! @/ S5 o8 v* @: C" q2 ^
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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