Optimization of designing on cutter parameters of PCD saw blades by simulation analysis

Abstract

The cutter parameters of PCD circular saw blades play a decisive role in the wood cutting process, they directly affect the machining surface quality and tool life. Simulation analysis of the cutting stress and deformation of PCD wood circular saw blades with different cutter parameters is carried out using the finite element method. The results show that the maximum shear stress of the PCD saw blade in cutting process are all in a safety range with safety coefficient of about 3.5–4.0, and the maximum displacement of PCD saw blades are about 4.8–4.9 μm in the axial direction and about 10 μm in radial and rotation directions. It was found that the best cutter parameters of the PCD circular saw blades are rake angle γ = 15° and rear angle α = 15°, in which the relative low stress of 58.9 MPa and relative smaller displacement of can be achieved.

Параметри різця ріжучої пластини циркулярної пилки грають вирішальну роль в процесі різання деревини, вони безпосередньо впливають на якість обробленої поверхні і термін служби інструменту. Аналіз моделюванням зусилля різання і деформації полікристалічних алмазів полотен циркулярної пилки з різними параметрами різця виконаний з використанням методу скінченних елементів. Результати аналізу показують, що максимальні напруги зсуву полотна пилки з полікристалічними алмазами при різанні знаходяться в безпечному діапазоні з коефіцієнтом безпеки ~ 3,5–4,0 і максимальний зсув полотен пилки складає ~ 4,8–4,9 в осьовому напрямку, ~ 10 мм в радіальному та в напрямку обертання. Виявлено, що найкращі параметри різця циркулярної пилки з полікристалічними алмазами – це передній кут γ = 15° і задній α = 15°, при яких може бути досягнуто відносно низьке (58,9 MПa) зусилля і відносно малий (4,822 мкм) зсув.

Параметры резца режущей пластины циркулярной пилы играют решающую роль в процессе резания древесины, они непосредственно влияют на качество обработанной поверхности и срок службы инструмента. Анализ моделированием усилия резания и деформации поликристаллических алмазов полотен циркулярной пилы с различными параметрами резца выполнен с использованием метода конечных элементов. Результаты анализа показывают, что максимальные напряжения сдвига полотна пилы с поликристаллическими алмазами при резании находятся в безопасном диапазоне с коэффициентом безопасности ~ 3,5–4,0 и максимальный сдвиг полотен пилы составляет ~ 4,8–4,9 в осевом направлении, ~ 10 мм в радиальном и направлении вращения. Обнаружено, что лучшие параметры резца циркулярной пилы с поликристаллическими алмазами – это передний угол γ = 15° и задний α = 15°, при которых могут быть достигнуты относительно низкое (58,9 MПa) усилие и относительно малый (4,822 мкм) сдвиг.