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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 帶鋸切斷面特征紋路成因猜想 [打印本頁(yè)]

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作者: 動(dòng)靜之機(jī)    時(shí)間: 2014-8-5 23:39
標(biāo)題: 帶鋸切斷面特征紋路成因猜想
這個(gè)帖子中：
8 s  R" Y# G! z* n$ j$ C4 ~+ i有沒(méi)有仿形鋸床
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=365135
! J; f/ |) M4 R& K
@樵薪  和 @fajue2000 總工 探討了一個(gè)有趣的話題：帶鋸斷面紋路
: h* X; Q$ r# ~8 p

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：

http://woodgears.ca/bandsaw/squeal.html

有個(gè)頗為值得借鑒的文章,，解釋了為何帶鋸會(huì)嘯叫。

1 h5 W! }# ~  K) S) N

作者說(shuō),，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?yáng)光一個(gè)很小的角度,，因此這些細(xì)微的波浪顯得非常清晰,。

[attach]327419[/attach]

, q) R: [9 ?9 B4 J4 I

測(cè)量顯示，這些紋路的高低差僅有0.25毫米而已,。

[attach]327420[/attach]
$ }+ d- P. f: k; w7 z& ^
: B. j4 Y0 }9 R: H1 u0 `* W0 f+ T, r5 p

他說(shuō),，這些波紋和嘯叫是直接關(guān)聯(lián)的，一旦波紋開(kāi)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(shuō)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)：

[attach]327421[/attach]

1 `: e% f& e2 A; h3 d7 @

為了說(shuō)明產(chǎn)生嘯叫的根源，這哥們特意做了一套模型：

[attach]327422[/attach]
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(kāi)出來(lái)的么,。,。。
" b* a2 z4 U/ L. O& i

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(jiàn)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]
- s& c, @: p4 f1 f, }

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(wú)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(kāi)始猜想帶鋸開(kāi)金屬棒料斷面紋路的成因,。

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(kāi),。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(guò)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(lái)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,。

俯視圖（從鋸縫頂端看下去,，入口處）:  

[attach]327442[/attach]

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(guò)切和淺切。

[attach]327425[/attach]
7 @) h) i9 a5 T0 X$ x

這兩幅圖似乎還說(shuō)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),。

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
鋸齒間隔（不會(huì)太多）：
7 q4 `! H2 o7 h% T[attach]327426[/attach]
% v' f- s2 W! F: {8 j( o2 a1 T
/ D! c/ t/ G: ]. h[attach]327428[/attach]
9 l7 D) }7 R" j5 J& r' Z, N
, h5 v) `- z* t# @% b  [! j

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(guò)是圓形的等距排列）：

[attach]327427[/attach]
[attach]327429[/attach]
9 q* R) _. ^6 g3 W6 |4 i[attach]327440[/attach]

這張最清晰：
4 t+ c" G( d9 b3 F[attach]327430[/attach]
9 R7 s) g& a3 h! ?/ j( m
1 S( _. s' I' S' c9 ~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,。,。,。
- T6 W: P% \/ q4 |: H[attach]327432[/attach]
4 |" a- q3 [2 C; L8 U8 e4 j[attach]327433[/attach]
' A5 o& ]+ d7 d& s& y6 N[attach]327434[/attach]
[attach]327435[/attach]
[attach]327436[/attach]
, m% i. d! d1 n( D9 y! L3 p& b# g/ y2 W[attach]327437[/attach]
[attach]327438[/attach]
' V3 E  K' F9 z+ D- C: r2 M[attach]327439[/attach]
[attach]327441[/attach]
& f* C7 ^7 x+ X( ?7 k1 M

, N% e" O3 d) G9 s' S  

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作者: liujiaoce    時(shí)間: 2014-8-6 06:35
樓主研究的透徹，頂一下,。

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作者: 健將    時(shí)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

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作者: 東海fyh126    時(shí)間: 2014-8-6 07:52
在個(gè)帖子還可以挖深,，，,，,，，樓主繼續(xù),。

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作者: zsdwx    時(shí)間: 2014-8-6 08:10
圖文并茂,，好！

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作者: 小白丶經(jīng)典    時(shí)間: 2014-8-6 08:20
圓鋸鋸塑料也有紋路啊

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作者: shaokuang    時(shí)間: 2014-8-6 10:12
一篇論文中的話

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作者: fajue2000    時(shí)間: 2014-8-6 10:32
看到樓主如此深入細(xì)致研究這個(gè)鋸切問(wèn)題,，做過(guò)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(méi)覺(jué)得能看明白,。就光說(shuō)那鋸切模型，真辨不出具體區(qū)別和差異,。,。。,。,。
所以，本人鑒于自己經(jīng)驗(yàn)提幾個(gè)反向問(wèn)題 還請(qǐng)樓主再幫忙細(xì)致點(diǎn)分析,。,。
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(wèn)題,，二是高速下離心力導(dǎo)致鋸條與鋸輪摩擦力減小問(wèn)題,。
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(wèn)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(wú)關(guān)系,，全新鋸條（變距齒）同樣有這個(gè)現(xiàn)象。

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作者: fajue2000    時(shí)間: 2014-8-6 10:59
順便再引個(gè)疑惑的問(wèn)題,，請(qǐng)高手辨證,。
! y- s  A1 d; \& N" q  P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(guò)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(shuō)是鋸切力過(guò)低）
# q" Q- @( s3 Q1 g9 U$ c1 y) Y7 C  \,。。,。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。
7 c3 F9 b& M( r9 `2 Z此現(xiàn)象可認(rèn)為是鋸條鋸切區(qū)域剛性不足,。
8 F: {8 M7 r9 a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(wú)法保證。
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 ）
5 ^* M1 U6 o6 t) @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�電機(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(lái)消除鋸切震動(dòng)和噪音,。,。。,。）
( G( C+ D0 z) ]  H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。
5 w$ C" f% P2 @) W2 {請(qǐng)高手們琢磨下,，此法靠譜么,？

---

作者: 動(dòng)靜之機(jī)    時(shí)間: 2014-8-6 11:37

/ l8 S6 L; Z5 s% ?6 b% [- w* {4 a

fajue2000 發(fā)表于 2014-8-6 10:32
( w& b- u3 G% s9 |' o* n看到樓主如此深入細(xì)致研究這個(gè)鋸切問(wèn)題，做過(guò)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 ...

+ l, X8 x6 J& a9 B/ V6 T$ X回復(fù)朱總：
6 }5 [( J: ~: T. n! ]& Q2 l
) {8 V" v. C+ k- J+ r您客氣了。
) U. h& |5 O- X0 {. M  X# v
# H* g. n. x- j3 F# y/ d1.
外文鏈接中對(duì)嘯叫的分析顯然還沒(méi)有達(dá)到登堂入室的水平,，但該文
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
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(méi)有達(dá)到您所
( I5 b+ J& p& u, g) _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
6 Y$ D3 j9 Z* d# ^6 D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,。,。。

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
斷面紋路來(lái)由的聯(lián)想,，這是僅有的一點(diǎn)聯(lián)系。正如7樓資料所述,，
張力,、進(jìn)給壓力、對(duì)稱性等原因共同造就了這種波紋,。
. v! ^$ D& M+ p5 O. \- R
俺因此覺(jué)得,，無(wú)論是等齒鋸還是變齒鋸都會(huì)產(chǎn)生波紋，只不過(guò)產(chǎn)生的條
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
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
$ j+ }9 N, j3 C$ N5 m! t# ~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(jué)上就會(huì)更平整,。
" a' r8 U  i$ s7 H- P（這仍然是俺的猜測(cè),，如有謬誤，還請(qǐng)海涵）
9 _2 z& ^  E+ Z
, u. L: ?' Z* w1 u; x6 O2 a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,。
一般地，就可以說(shuō)最后一個(gè)沒(méi)有波紋了,，其實(shí)還是有的,，只不過(guò)小多了：
6 r- ]9 V6 C6 ~* ~2 [; b8 ~[attach]327510[/attach]

: t0 A4 g1 S( X) G% O: P) N& ]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：
鋸齒讓刀---鋸片偏移---切深有變   這個(gè)簡(jiǎn)單的邏輯,。

, V7 e6 w' d; y8 z& F5 R2 p5 |. j欣賞一下不同頻率導(dǎo)致駐波圖案變化的精彩視頻唄
) \: A; w; j5 I0 S! A& chttp://www.56.com/u63/v_OTI4OTA2NTI.html
2 f" C8 v& z% L5 S
$ [5 z/ l& @  i) D  @# V& k
* E2 ^8 v6 D: R  p& J2 U" t8 u1 O

0 G7 V. t% f" t, }
% y" K: l9 ~' t

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作者: 動(dòng)靜之機(jī)    時(shí)間: 2014-8-6 13:10

fajue2000 發(fā)表于 2014-8-6 10:59
4 G1 f& q9 @* a8 `0 h; T" j順便再引個(gè)疑惑的問(wèn)題,，請(qǐng)高手辨證。
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) ...

9 N/ e' T4 T  ~- G  e感謝您跟蹤討論,。

根據(jù)您的指引，找到AMADA資料,。
+ o% O: T$ h. D8 }- s[attach]327517[/attach]

資料顯示脈沖動(dòng)作作用于切削和進(jìn)給兩個(gè)方面。如圖所示：
  j; m( s( o! K[attach]327518[/attach]

8 f# x0 o2 C# W6 c# C從除顫角度而言,，此舉把穩(wěn)定振動(dòng)的條件（穩(wěn)定的速度和壓力）
4 t( o, |7 J$ o1 k7 @  J5 e7 p破壞了,，振動(dòng)變得隨機(jī)因而幅度比以前（穩(wěn)定的）振動(dòng)要小。
所以（理論上）切削變得穩(wěn)定,、高效,。

進(jìn)給壓力脈動(dòng)好辦，至于怎么實(shí)現(xiàn)速度脈動(dòng),，俺倒是愿意兩邊
帶輪同步加減速,。。,。
4 V. B  Y, b- q/ ]; Z: a
這份資料是加拿大哥倫比亞大學(xué)的,，值得一看：
[attach]327521[/attach]
" p+ T6 Q/ o0 A
- j4 h! M; w. G為省積分，可以去此處下載：
' t% A. ~) r- F$ n5 `0 b5 Hhttps://circle.ubc.ca/bitstream/handle/2429/6068/ubc_1996-0610.pdf

詳細(xì)論述了影響鋸路走向和穩(wěn)定性的的各種因素
8 o9 c* I  [, Y& E$ t& N[attach]327519[/attach]
[attach]327522[/attach]
! y9 `2 f! ~# H8 w: I" ~[attach]327523[/attach]
[attach]327524[/attach]
2 S7 Y  Q/ O) B. Q( ?[attach]327525[/attach]
[attach]327526[/attach]
! ~( A9 o, b3 m2 H


3 C. O3 X( p: C" Y% ?

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作者: fajue2000    時(shí)間: 2014-8-6 13:45

動(dòng)靜之機(jī) 發(fā)表于 2014-8-6 13:10
9 k& ]/ n8 y4 T感謝您跟蹤討論,。
9 h, f. @7 o0 C8 ?
根據(jù)您的指引,，找到AMADA資料。

那個(gè)在鋸帶背部施加脈沖的目的另有玄機(jī),，好多年前在上海展會(huì)上見(jiàn)過(guò)一次阿瑪達(dá)采用了此項(xiàng)技術(shù)的帶鋸床,，記得那臺(tái)機(jī)器加工能力是最大直徑400毫米，售價(jià)接近300萬(wàn)人民幣,。（同等加工能力的國(guó)產(chǎn)鋸床市場(chǎng)售價(jià)是1.6萬(wàn)人民幣,。）
阿瑪達(dá)宣傳頁(yè)標(biāo)榜的切削效率是  切割304不銹鋼棒 達(dá)到220—260平方厘米/分鐘  （國(guó)內(nèi)鋸床切割此類材料能達(dá)到50平方厘米/分鐘就算逆天了。中國(guó)帶鋸床國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定切割45號(hào)碳鋼棒效率為不低于80平方厘米/分鐘,，這還只是針對(duì)切割能力300或以下的鋸床,，更大型號(hào)的鋸床切割效率標(biāo)準(zhǔn)更低。）
之后,，我陸續(xù)都有參加國(guó)內(nèi)的知名展會(huì),，從沒(méi)再見(jiàn)過(guò)采用這項(xiàng)背部施加脈沖的鋸床在中國(guó)參展過(guò)。,。,。
打字實(shí)在太麻煩，那個(gè)在背部施加脈沖的技術(shù)的目的性一時(shí)半會(huì)說(shuō)不完，感興趣的可以和我電話聯(lián)系,。（當(dāng)年離開(kāi)鋸床行業(yè)后自己做了個(gè)高頻低幅的氣壓沖擊裝置,，最高也只能達(dá)到35HZ的沖擊頻率，與自己切合日本人技術(shù)下的計(jì)算模型所要求的頻率至少還差一半,，,。。,。當(dāng)時(shí)因?yàn)殡x開(kāi)了鋸床行業(yè)所以這個(gè)課題一直擱置到現(xiàn)在也沒(méi)進(jìn)一步深入去分析,。。）

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作者: 冷水黃金    時(shí)間: 2014-8-8 11:38
強(qiáng)頂

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作者: Miles_chen    時(shí)間: 2014-8-8 16:36
……佩服

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作者: 江雪寒橋    時(shí)間: 2014-8-9 21:16
不錯(cuò)

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作者: on027    時(shí)間: 2016-12-8 09:05
高人,，認(rèn)真態(tài)度太佩服了,！

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作者: ltzian    時(shí)間: 2016-12-8 13:36
學(xué)習(xí)了。,！

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作者: 品茶論劍    時(shí)間: 2020-4-10 03:13
學(xué)習(xí)了,。！

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作者: 超聲振動(dòng)切削    時(shí)間: 2020-12-23 10:29

fajue2000 發(fā)表于 2014-8-6 13:45
那個(gè)在鋸帶背部施加脈沖的目的另有玄機(jī),，好多年前在上海展會(huì)上見(jiàn)過(guò)一次阿瑪達(dá)采用了此項(xiàng)技術(shù)的帶鋸床,，記 ...

1 q9 u' f" f4 p: W  N7 Z% T想向您請(qǐng)教鋸切震動(dòng)鋸背方面的知識(shí)

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作者: 蘇州萬(wàn)坤信息    時(shí)間: 2021-6-30 13:52
感謝樓主分享，很不錯(cuò),！

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