帶鋸切斷面特征紋路成因猜想

動靜之機

這個帖子中：
有沒有仿形鋸床
! }8 @, J" R% x5 Lhttp://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=365135

@樵薪  和 @fajue2000 總工 探討了一個有趣的話題：帶鋸斷面紋路
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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

有個頗為值得借鑒的文章，解釋了為何帶鋸會嘯叫。
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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,。

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測量顯示,，這些紋路的高低差僅有0.25毫米而已。

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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)：

為了說明產(chǎn)生嘯叫的根源,，這哥們特意做了一套模型：

( Y8 E. S) L/ a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。,。,。
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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。

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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,。,。。,。

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好了,，現(xiàn)在開始猜想帶鋸開金屬棒料斷面紋路的成因。

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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。

俯視圖（從鋸縫頂端看下去,，入口處）:  

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,。

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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)。

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
鋸齒間隔（不會太多）：
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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）：

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這張最清晰：
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+ Q% T( V2 y) ^0 [% S5 B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,。。,。

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liujiaoce

樓主研究的透徹，頂一下,。

健將

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

東海fyh126

在個帖子還可以挖深,，，,，,，,，樓主繼續(xù)。

zsdwx

圖文并茂,，好,！

小白丶經(jīng)典

圓鋸鋸塑料也有紋路啊

shaokuang

一篇論文中的話

fajue2000

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,。。,。,。。
( @+ }7 D# i3 g8 ]' L6 E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,。。
5 g7 J' U- r' G9 k4 ^2 g+ @* e1,，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。
: ^2 W. P' `: K% a2 ^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,。

fajue2000

順便再引個疑惑的問題,，請高手辨證,。
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）
- u# X# P& @$ o,。。,。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。
此現(xiàn)象可認為是鋸條鋸切區(qū)域剛性不足,。
( Q2 j  W' P& h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。
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 ）
0 H6 I% t: h- l* m* B; F! n7 f& X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�電機產(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,。,。。,。）
, O8 ]* X; d- F/ B) y5 E$ y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,。
請高手們琢磨下,，此法靠譜么？

動靜之機

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fajue2000 發(fā)表于 2014-8-6 10:32
% q: |0 h& r8 t2 |6 {- x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：

您客氣了,。
4 }* d; Q/ @$ _9 v) M9 W
; |- ~: r$ U' L1.
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 X+ J7 ?9 _" ^6 m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
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
/ o, a0 U, e# m, T: m) V7 x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
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)容對于鋸條震動緣由的描述,，導(dǎo)致了俺對金屬棒料鋸切
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,，
張力,、進給壓力、對稱性等原因共同造就了這種波紋,。

: t, w0 Y# D8 O# A3 @& ?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
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
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
1 t! |: K! E8 a/ A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,。
8 |+ i/ ~! M6 J" j8 |7 m（這仍然是俺的猜測,，如有謬誤,，還請海涵）

) A' y8 k- y  p8 B: D, N再打個不太恰當?shù)谋确剑�這三根用滾齒機加工的齒軸,。
# ^" p8 }7 E! Z% G% s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：
8 C8 ~: y4 t8 X' [+ r2 m0 a& u

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：
鋸齒讓刀---鋸片偏移---切深有變   這個簡單的邏輯,。
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欣賞一下不同頻率導(dǎo)致駐波圖案變化的精彩視頻唄

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