автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Совершенствование процесса резания древесины в условиях разнопородного сырья

На правах рукописи

КАПУСТИН Александр Валерьевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ В УСЛОВИЯХ РАЗНОПОРОДНОГО СЫРЬЯ

Специальность 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного

хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Йошкар-Ола 2003

Работа выполнена на кафедре деталей машин, теории механизмов и машин в Марийском государственном техническом университете и Institut für Werkzeugmaschinen, Universität Stuttgart, ФРГ.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Мазуркин Петр Матвеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Рыкунин Станислав Николаевич;

кандидат технических наук, доцент Чемоданов Александр Николаевич

Ведущая организация: Уральский государственный лесотехнический университет.

Защита состоится 28 октября 2003 г. в 14 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.115.02 при Марийском государственном техническом университете по адресу: 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл.Ленина, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Марийского государственного технического университета.

Автореферат разослан 19 сентября 2003 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета к.т.н., доцент

П.Ф. Войтко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в России получили широкое распространение малообъемные лесозаготовки, характеризующиеся небольшими объемами заготавливаемой древесины, сезонностью и технологическими особенностями, связанными с переработкой древесного сырья непосредственно на лесосеке.

В условиях малообъемных лесозаготовок происходит быстрое изменение объемов и процессов первичной обработки древесины. На лесосеках часто выполняют продольную распиловку бревен различных пород малыми партиями, используя при этом одно и то же станочное оборудование. В связи с этим, при резании древесины с различными свойствами необходимо оперативное и точное определение режимов резания с учетом физико-механических свойств и параметров каждого дерева. Для выбора режима резания определяется касательная сила резания и сравнивается с допустимой нагрузкой на режущий инструмент, и предельными энергосиловыми показателями пильного механизма.

В отечественной практике широко применяется способ определения силы резания с использованием поправочных коэффициентов на отклонение основных физико-механических свойств от базовой породы древесины. В качестве базовой (эталонной) породы принимают сосну. Коэффициент породы выражает отличие обрабатываемой древесины от эталонной. Эти коэффициенты приспособлены к крупным, рассортированным партиям древесины, пропускаемым через специализированное высокопроизводительное станочное оборудование. Поэтому пилы затачиваются с постоянными значениями параметров и вместе со станком настроены под определенную породу. В условиях малообъемных лесозаготовок, на лесосеке, сортировать древесину по породам перед распиловкой не выгодно, поэтому на одном станке может обрабатываться сразу несколько древесных пород, и каждая из них требует переналадки пильного механизма.

Применение типовых, стационарных станков при малых объемах распиловки древесины технологически невыгодно. Это обстоятельство привело к созданию за рубежом и в России малогабаритных распиловочных устройств.

Однако практика эксплуатации таких станков, снабженных приводами меньшей мощности, чем у стационарного, специализированного станочного оборудования, показывает необходимость уточнения методик и расчета режимов резания древесины.

В связи с этим возникла задача более точного и одновременно оперативного расчета энергосиловых показателей резания древесины для условий разно-породного сырья малообъемных лесозаготовок.

Цель работы. Повышение технологической эффективности за счет снижения сил и энергозатрат на продольную распиловку древесного сырья с динамичными свойствами в условиях малообъемных лесозаготовок. В соответствии с этим установлены следующие основные задачи исследования:

1) провести обзор и анализ существующих методик определения энергосиловых показателей резания;

2) провести теоретические исследования взаимодействия резца с древеси-

ной, определить общие закономерности и значимые

•чгеешплягаивир*

БИБЛИОТЕКА С.Пет.рв«>г / .

оэ ,

3) провести лабораторные исследования резания пьезометрическими измерениями и разработать статистические модели для энергосиловых показателей;

4) проверить достоверность статистических моделей;

5) внедрить разработанные модели и конструкции пильных механизмов в производство и учебный процесс.

Объект исследования. Объектом исследования является древесина различных пород в условиях малообъемных лесозаготовок, а также модифицированная древесина MDF (medium density fiberboard) как эталон для расчета энергосиловых показателей.

Предмет исследования. Физико-механические характеристики лесоматериалов различных пород, а также древесноволокнистой плиты MDF.

Методы исследования. Применялись пьезометрические измерения составляющих сил резания для различных режимов пиления, статистическая обработка экспериментальных данных, сопоставление физико-механических характеристик различных лесоматериалов, математическое моделирование процесса пиления, многофакторный анализ. Экспериментальные исследования выполнены методами фотосъемки, хронометража и пьезометрических измерений.

Научная новизна. Предложены статистические модели для расчета энергосиловых показателей резания различных пород древесины; обоснован эталонный материал MDF для расчета коэффициента породы; впервые предложены статистические модели изменения угла между скоростью подачи и результирующей силы резания; разработан станок для распиловки лесоматериалов (патент РФ №2122939).

Положения, выносимые на защиту:

1) методика моделирования коэффициента породы древесины по материалу на древесной основе MDF;

2) математические модели и методика расчета энергосиловых показателей резания;

3) результаты экспериментальных исследований процесса закрытого резания MDF;

4) технические и технологические решения, позволяющие оптимизировать процессы пиления древесины.

Достоверность выводов и результатов исследований. Научные положения и выводы обоснованы экспериментально и расчетами по статистическим моделям. Достоверность результатов исследований подтверждена лабораторными опытами с применением современных методов программной тензометрии, выполненных в Institut fuer Werkzeugmaschinen, Uni Stuttgart, а также производственными испытаниями.

Значимость для теории. Разработана методика определения энергосиловых показателей резания MDF, на ее основе разработан способ идентификации статистических моделей этих показателей на другие породы древесины; определены статистические модели изменения угла между скоростью подачи и результирующей Силы резания MDF.

Значимость для практики. Разработка биотехнических моделей резания позволила создать алгоритм для определения показателей режима резания и кинематических параметров малогабаритных распиловочных станков.

Апробация работы. Основные научные положения диссертации и отдельные ее разделы были заслушаны и одобрены на научно-теоретических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов МарГТУ в 1998 ... 2002 гг., на международной научно-практической конференции «Рациональное использование лесных ресурсов» (г. Йошкар-Ола, 1999), а также в Institut for Werkzeugmaschinen, Universität Stuttgart, ФРГ (2000 - 2001).

Реализация работы. Результаты исследований были внедрены в институте станков и автоматов Штуттгартского университета (IfW, Stuttgart, Germany), на ОАО «Марийский ЦБК» г. Волжск и ООО «фабрика Маэстро» г. Йошкар-Ола, а также в учебный процесс МарГТУ.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 7 статьях, а также получен патент РФ №2122939 на конструкцию механизма станка для распиловки лесоматериалов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Объем работы составляет 170 страниц, включая 44 иллюстрации, 20 таблиц, 126 формул, список литературы из 116 наименований и 11 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрена актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель, задачи, научная новизна исследований. Определены основные положения, выносимые на защиту, а также значимость для теории и практики.

В первом разделе отражено состояние вопроса по литературным источникам в России и за рубежом, показана актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследований.

Исследованиям процессов резания древесины были посвящены работы российских ученых Амалицкого В.В. Бершадского А.Л., Боярского М.В., Вызова В.И., Воскресенского С.А., Иванова C.B., Кряжева H.A., Любченко В.И., Ма-зуркина П.М., Манжоса Ф.М., Овчинникова В.В., Печёнкина В.Е., Пижурина A.A. Торопова A.C., Цветковой Н.И., Фергина В.Р. и многих других. Из зарубежных авторов следует отметить R. Fischer, U. Heisel, H. Jostmeier, E. Kivimaa, G. Maier. G. Pahlitzsch, J. Troger и других. Эти работы в основном посвящены рассмотрению взаимодействия режущего инструмента с древесиной, вариантам движения резца относительно плоскостей анизотропии древесины, а также вариантам конструкций режущего инструмента и способам обработки древесины. Основным результатом исследований является снижение энергосиловых показателей резания с одновременным повышением качества реза, а также повышение производительности резания при режимах, обуславливающих сохранение режущих свойств инструмента.

Однако в этих работах недостаточно уделено внимание поиску закономерностей изменения энергосиловых показателей в условиях разнопородного сырья. Нами было выявлено, что наиболее перспективным направлением теории резания является биотехническое моделирование энергосиловых показателей. Биотехническое направление связано с применением общего закона, сочетающего в себе аналитические и экспериментальные исследования, накопленные более чем за 150

лет. Биотехническая теория резания учитывает древесину как продукт прошлой жизнедеятельности растущего, а затем отмершего по каким-либо причинам дерева, ч*о позволяет применить при описании динамики свойств образцов древесины биотехнический закон.

Во втором разделе рассмотрены теоретические основы резания древесины в *

условиях малообъемных лесозаготовок.

Процесс резания древесины характеризуется множеством параметров, нахо- »

дящихся в тесной связи между собой. На основные качественные и количествен- ]

ные показатели этого процесса, включающие силу резания, шероховатость среза, производительность, износостойкость режущей кромки, влияет большое количество внешних факторов. Основной задачей теоретического описания резания древесины ставится разработка относительно точной математической модели.

Если принять ширину стружки Ь=1, то общий закон резания можно сформулировать как

Рк=Ке, (1)

где е - толщина стружки, м; К - удельная сила (давление) резания Н/мм2, то есть как некоторую зависимость Р=/(е), которую можно представить в виде графика (рис. 1).

с учетом радиуса затупления резца. По Мазуркину П.М.

Радиус затупления режущей кромки р учитывается в общей биотехнической закономерности, а затраты внешней силы можно описать уравнением биотехнического закона в виде

Рк = Р, + Р2 = а1Ха2 + а3ха4ехр(-а5ха6), (2)

где а/...Об - параметры модели (2), Р] - закон аллометрического роста, Рг - закон гибели.

Значение толщины стружки е может приниматься до 2 мм, а значение радиуса затупления режущей кромки должно обеспечивать процесс резания в условиях постоянства напряжения о=сол.5< в пределах относительной деформации е < 0,6 по аналогии со сжатием в замкнутом пространстве.

Математическая статистическая модель (2) состоит из двух составляющих.

Первая составляющая Р] = а]Хй2 характеризует рост силы резания от увеличения площади зоны резания. При учете реальных размеров образца древесины и реаль-

ных размеров резца при определённых значениях е+р происходит стабилизация значения Р]. Поэтому Р/ более всего зависит от е. А с учетом тела инструмента с некоторого значения е начинается дальнейший рост силы.

Вторая составляющая Р2 = азх"4 ехр(-а5хаб) описывает сопротивление древесины воздействию лезвия резца. Соответственно, значение силы Р2 во многом зависит от изменения радиуса затупления р и меньше от изменения толщины стружки е.

Общая сила PK-=Pt+P2 имеет сложный характер изменения и зависит от соотношений между ей да также соотношений между р и размерами структурных элементов древесины.

В формуле (1) сила Рк динамична на всем пути резания L, соответственно, К есть среднее давление только по сечению стружки, а вдоль стружки К*const. Рассматривая среднюю касательную силу по длине стружки, мы находим ее среднее значение как сумму мгновенных сил по длине резания L

Рк - средняя касательная сила резания; Рк - касательная сила резания, изменяющаяся по длине резания 0...Ц т - число экспериментальных замеров по длине I.

При учете касательной силы резания получаем условно распределенную нагрузку по сечению стружки (рис. 2), а при учете мощности и затрат энергии

Рлх

Рис. 2. Силы воздействующие на тело лезвия резца

(полезная работа) - по объему стружки. В итоге, в любом из этих двух случаев пространство напряженного состояния сводится к стружке.

Средняя толщина стружки при пилении круглыми пилами и фрезами равна

(3)

х

\

2/zUh

Из формулы (4) видно, что толщина стружки характеризуется кинематическими параметрами резания: скоростью подачи и и скоростью инструмента V, а также характеристикой образца древесины - высотой реза Л.

■ Суммарные силы на резце складываются из сил сопротивления резанию и сил сопротивления воздействия тела резца на древесину:

рх =Рлх +(рзх +Рпх); ру =Рлу + (Рзу + Рпу); Р=>/Рх2+Ру. (5)

где Р, ,РУ, - составляющие силы резания; РЛх, Рлу - составляющие сил сопротивления резанию на лезвии резца; Рзх, Рзу - составляющие силы сопротивления задней кромки; Рщ, Рпу - составляющие силы сопротивления передней кромки; Обозначим силы, воздействующие на тело резца

>3х +рПх =Рзш

Рзу+Рпу=Рзпу.

Составляющие силы определяются по формулам:

Рх - 2стол рО + Гл) + °0Песр («8 +

сстрз2 сси 2 а

Ру =СТ0Песр(1-^'88) +

2 2 ср соя а

2tgа

+ (8)

где <7о - предел прочности при сжатии волокон; Гл, fз - коэффициенты трения; а - задний угол резания; 5 - угол резания; р - радиус заточки; еср - средняя толщина стружки. Все величины имеют размерность в системе СИ.

В условиях разнопородного сырья малообъемных лесозаготовок, где предмет обработки может быстро изменять свои свойства, следует рассматривать прочностные характеристики изменяющимися во времени, а геометрические параметры резца - постоянными.

Формулы (7) и (8) для расчета сил резания имеют значения, характеризующие механические свойства древесины: пределы прочности и упругости древесины при различных видах нагружения. Таким образом, в этих формулах отражена объективно существующая связь между показателями механических свойств обрабатываемого материала и силовыми характеристиками резания. Поскольку для каждой породы древесины имеются свои показатели механических свойств, то эти формулы отражают зависимость силы резания от породы древесины.

Особый интерес представляет зависимость силы резания от плотности древесины. В упрощённом случае можно предположить, что имеется прямая пропорциональность между силой резания Р и плотностью. Таким образом, удельную силу резания для данной породы можно определить по её плотности путем экстраполяции уже имеющихся данных о плотности и удельной силе резания для двух других пород.

Обычно влияние породы древесины на энергосиловые показатели резания оценивают в относительных единицах, принимая за единицу силу резания сосны в конкретных условиях. Однако, в условиях малообъемных лесозаготовок, свойства множества отобранных образцов породы сами по себе могут быть различны. Это объясняется различными условиями роста деревьев (разнообразием почв, клима-

тических условий, характером местности, взаимным расположением деревьев в лесу и т.п.).

Чтобы определить прочностные характеристики, рекомендуется в качестве эталонного образца взять искусственно полученный материал на древесной основе. Материал по возможности должен иметь одинаковые прочностные характеристики, а также иметь близкие по значению к древесным породам прочностные характеристики. В качестве образцового материала предлагается взять Medium Density Fibeiboard MDF.

Математическое соответствие плотности р (кг/м3) к породе древесины было определено формулой:

ап=0,0002569р1>23678. (9)

Максимальная относительная погрешность формулы (9) не превышает 18,2%.

Для условий разнопородного сырья малообъемньтх лесозаготовок расчет силы резания можно представить в виде произведения общей биотехнической модели (2) на коэффициент породы древесины, то есть:

Рл=а1ха2ехр(-а3ха4)хап; Р}П =а5ха<> хап, (10)

где а1... а« - параметры модели (10).

Таким образом, исходя из формул (1) и (4), для расчета энергосиловых показателей достаточно иметь статистическую модель (10) изменения сил резания в зависимости от кинематических параметров резания. В диссертации приведены' графики по теоретическим расчетам.

В третьем разделе рассмотрена методика лабораторных и производственных экспериментальных исследований, определены значимые факторы, влияющие на энергосиловые показатели пиления.

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории деревообрабатывающих производств Штутггартского университета, Германия (Institut fuer Werkzeugmaschinen, Universitaet Stuttgart, ФРГ) по программе DAAD. На основании значимых факторов была собрана экспериментальная установка, общий вид которой приведен на рис. 3. Устройством, регистрирующим значение силы резания, является пьезометрическая трехосевая измерительная головка 5 (Kistler, typ 9272), которая жестко крепится к станине станка и при исследованиях остается неподвижной. Измерительная го-Рис. 3. Общий вид эксперименталь- ловка способна динамически фиксировать вели-ной установки: 1 - трехосевой ста- чину возникающих усилий с частотой дискрети-нок с ЧПУ МАКА KPF - CNC - 552; зации до 20000 Гц и точностью порядка 99,8 %. 2 - электропривод пилы; 3 - пъеэо- Головка позиционируется таким образом, чтобы метрическая измерительная головка; одна из ее измерительных осей (X - координата, 4 - пуль управления; 5 - компьютер; составляющая Рх) была параллельна 6 - блок усилителей сигнала.

направлению подачи режущего инструмента, (рис. 4). Соответственно, вторая измерительная ось (У - координата, составляющая Ру) будет измерять силу, перпен-

Пропил формируется дисковой однозубой пилой (0200мм) с передним углом у=5 В качестве экспериментальных образцов были взяты бруски MDF 110x80x20 мм. Пропил формировался по торцу наибольшей длины образца. Тарировка пьезометрической головки производилась с помощью образцового динамометра непосредственно на экспериментальном стенде.

250

2М

1

■ Я

!1М

| 50

3

0

-30

4,31 4,32 4,33 4,34 4,35 4,36 4,37

Врем*, С

Рис. 5. Осциллограмма пиления MDF

Обработка осциллограмм пиления (рис. 5) (нахождение максимумов, минимумов, амплитудно-частотной характеристики) проводилась с помощью программного обеспечения Next View 2.0. Полученные данные заносились в таблицы, которые приведены в приложениях к диссертации.

При экспериментальных исследованиях особое внимание уделялось влиянию на силу резания скорости инструмента V, глубины пропила пазовым фрезерованием А и скорости подачи режущего инструмента на заготовку древесины U. Первая

п*4200 об/ммм 1М,в м/мии | 1

Г

Ру !

А 1 In JU U

и третья переменные являются основными факторами режима резания, а глубина прорези характеризует заготовку древесины.

Опыты по определению силы воздействия одного зуба пазовой фрезы на опытный образец проводились при следующих значениях постоянных и переменных факторов.

Постоянные факторы: влажность МОР 20 - 25%; направление резания -встречное; температура окружающей среды, в которой находились образцы и экспериментальная установка 18 - 20°С; геометрические параметры режущего инструмента (передний угол у = 5°, задний угол а = 25°).

Переменные изменяемые факторы: скорость инструмента У=15...80 м/с; скорость подачи инструмента 11=0.01...0.08 м/с; глубина резания Н=2...Ю, мм. Значения переменных факторов комбинировались друг с другом в последовательном порядке. Каждая серия включала в себя 27 комбинаций планирования экспериментов.

В четвертом разделе приведены результаты анализа лабораторных исследований, составлены математические модели энергосиловых показателей резания.

При моделировании рассматривались, в основном, средние значения Рх и Рг. Скорость резания рассчитывается как геометрическая сумма скорости инструмента V и скорости подачи V. Аналогично геометрическая сумма двух составляющих образует силу резания, а отношение двух составляющих сил Рх и Ру показывает тангенс угла наклона <р общей силы резания. Поэтому возможны различные стратегии моделирования и изучения влияния принятых переменных факторов.

При моделировании были получены 54 одно-, 12 двух-, и 2 трехфакторные модели изменения составляющих силы резания.

Однофакторное моделирование включало в себя три этапа.

1. Влияние скорости инструмента на составляющие силы резания.

Всего получено 18 эмпирических формул по зависимости каждой составляющей Рх и Ру силы резания. Здесь приведены только шесть - для глубины реза й=<3 мм. Модели состоят из двух частей каждая из которых описывается законом

спада (гибели).

- скорость подачи 0,01 м/с:

Рх =97,18ехр(-0,062У0'7468); (11)

Ру = 23,29 ехр(-0,007V1'091); (12)

- скорость подачи 0,06 м/с:

Рх = 453,926 ехр(-0,4549У0,4085); (13)

Ру =-396,613ехр(-0,1506IV) + 66,3688ехр(-0,61555У°'32158); (14)

- скорость подачи 0,08 м/с:

Рх= 696,7 ехр(-0,445У0,4231); (15)

Ру = 1733,5 ехр(-0,2014У) + 264,85ехр(-1,709У0'1844). (16)

Доверительная вероятность формул (11...16) оказалась не ниже 95,3%. 2. Влияние скорости подачи на составляющие сил резания (18 формул)

Рассмотрим статистические зависимости для V = 36,6 м/с и Ь = 8 мм: Рх=37,67 + 2,13и1>834; (17)

Ру =46,2ехр(-2,204и°'369) + 7,305. (18).

Статистические однофакторные модели, где переменной являлась скорость подачи, получились наиболее удачными с доверительной вероятностью в пределах 99% для всех формул.

3. Влияние глубины резания на силу резания (18 зависимостей) Р=/(И).

- при подаче 0,01 м/с и скорости инструмента 15.5 м/с:

Рх = -78,67 + 271,98Ь0'14; (19)

• Ру =19,77 +69,77Ь0,98; (20)

- при подаче 0,06 м/с и скорости инструмента 36.6 м/с: Рх=2245,8Ь°'74; (21)

Ру = 12,38ехр(-203,2611) + 776,8Ь; (22)

- при подаче 0,08 м/с и скорости инструмента 89 м/с: РХ=992,56Ь0'72; (23) Ру=Ю,12-8,9Ь015. (24)

Наиболее точная формула получилась для составляющей силы Ру, где доверительную вероятность составила 99%. Сила Ру во многом зависит от глубины ре-за.

Двухфакторное моделирование включало в себя три этапа.

1. Анализ зависимости составляющих силы резания от скорости инструмента и скорости подачи пилы Рх = /(Ц, V); Ру = /(V, V).

В результате анализа получается шесть идентификаций биотехнического закона: три для составляющей Рх и три для составляющей Ру. По каждой математической модели получена максимальная относительная погрешность Дтал.

- при глубине реза 2 мм, Д^ = 5,1%:

Рх = 3140,4( ехр (70,982и2,4919) - ехр (-0,09748V0'1347)) х

х ехр (-1,0207V0,3333);

Ру = 3140,3(ехр(-0,5472и°,04989)-0,5995ехр(-0,0000987У2,0383))х

х ехр (-0,5849 V0,5003);

- при глубине реза 8 мм, Дм, = 27,3%:

Рх = 3140,2(ехр (37,493и1,6884) - ехр (-0,1148У0'5524)) х

х ехр (-1,4049V0'2875);

Ру = 3140,3(ехр(-2,4047и1'0266) - 0,9419ехр(-3,1251-10"7 V3-674)) х

хехр(-0,3069У0,6761);

(25)

(26)

(27)

- при глубине реза 10 мм, Дгаах = 11,9%:

Рх =3140,1(ехр(25,54У1,5316)-ехр(-0,02507и1'0464))х ^

хехр(-1,3039и°'3035); Ру = 3143,4( ехр (-122,ги2'6073) - 0,9654 ехр (-3,4415 • 10"6 V2-8166)) х ^

хехр (-0,301 IV0'6585). Графически двухфакторная модель представляет собой поверхность (рис. 6), приведённая по моделям (27) и (28).

Рис. 6. График изменения составляющих сил Рх, Ру в зависимости от скорости резания V и скорости подачи и, при глубине резания А=8 мм.

Составляющая Ру принимает отрицательные значения при одновременном уменьшении скорости резания V и увеличении скорости подачи С/. Изменение знака составляющей Ру характеризует ее переход от силы отжима к силе затягивания. На рис.6 изменение составляющей силы резания Ру с положительного значения на отрицательное происходит плавно, однако при проведении экспериментов наблюдались скачкообразные изменения. Это связано с динамичностью силы Ру, которая в опыте не может принимать нулевые значения в ходе регистрации.

В некоторых случаях мы исключали пограничные значения силы Ру из-за близости этих значений к переходной зоне от отжима к затягиванию. В переходной зоне происходят сложные процессы, пока не поддающиеся моделированию. К тому же, построение корректирующих формул для математического описания силы Ру в пограничной (переходной) зоне не имеет практического смысла, потому что значение возникающих усилий колеблется в сравнительно малых пределах от 6 до 12 Н, не вносящих существенного изменения в расчеты и в работу режущего инструмента в целом.

2. Изменение общей силы резания в зависимости от скорости инструмента, скорости подачи пилы при различных глубинах резания Р —f(U, V).

Совместное влияние скорости инструмента V и скорости подачи U на силу резания Р можно представить в виде статистических моделей: при глубине реза 2 мм (А^ = 1,01%):

Р = 3141,3( exp (244,308U3,1216) - 0,8937 ехр (-0,001478V0'9662)) х

xexp(-0,8592V0'3634); при глубине реза 8 мм (Дтах = 13,37%): Р = 3140,9(exp(48,466U1,89) - 0,7182 ехр (-0,00002282 V2,707)) х

xexp(-l,0183V0'3621); при глубине реза 10 мм (Лт„ = 13,17%): Р = 3140,3(exp(48,658U1,89) - 0,8238exp(-0,0008407V1,8165)) х

х ехр (-0,9619U0'3673). Результаты моделирования представлялись в виде сравнительных таблиц (табл.1). Максимальная относительная погрешность подчеркивалась.

Таблица 1

Сравнительная таблица экспериментальной и расчетной силы резания Р, при h=8 мм

Данные полученные экспериментально Данные полученные по модели (32)

скорость подачи U, м/с скорость инструмента V, м/с фактическая сила, Р,Н теоретическая сила Р,Н остаток, 6= Р-Р относительная погрешность Д, % доверительная вероятность |юо-д|,%

0,01 15,60 63,0 63,4 -0,4 -0,62 99,48

0,06 15,52 115,6 116,0 -0,36 -0,31 99,69

0,08 15,41 165,6 164,9 0,74 0,44 99,56

0,01 34,12 4U 39,5 1,65 4,01 95,99

0,06 34,77 60,6 59,9 0,73 1,20 98,80

0,08 34,96 75,9 78,3 -2,36 -3,11 96,89

0,01 81,94 18,0 20,4 -2,41 -13.37 86.63

0,06 82,08 26,3 25,7 0,62 2,35 97,65

0,08 81,61 33,0 30,9 2,05 6,20 93,80

Из сравнения следует, что доверительная вероятность наихудшей модели (32) находится в пределах 86,6%, что говорит о достаточно высокой их достоверности.

3. Оценка характера изменения угла между силой резания и направлением вектора скорости подачи.

При конструировании режущего инструмента также уделяют внимание направлению силы резания. Обычно оно оценивается относительно направления вектора скорости подачи. Этот параметр характеризуется углом ср, который можно найти, исходя из соотношения проекций сил Рх и Рг.

На основании экспериментов и статистического моделирования для Тангенса угла д> были получены следующие зависимости:

(31)

(32).

(33)

при глубине реза Ъ=2 мм (Дтах = 14,78%):

Ь&р = 80,04( ехр (-2,0419и0'7925) - ехр (-0,1473V0'325')) х

хехр(-3,4624У°>003178);

при глубине реза Ь=8 мм (Дта* = 20,01%):

1ёФ = 79,95(ехр(-1,7803и0'2467) - ехр(-0,2524У°'39б7))х

хехр(-2,2009У0,1375);

при глубине реза 11=10 мм (Дтах = 23,02%):

1ёф = 80,03( ехр (-4,0632и1,2648) - ехр (-0,006992У0,8405)) х х ехр (-1,4224 V0'2262).

Доверительная вероятность моделей (34)... (36) составляет не ниже 76%.

Эксперименты показали, что при изменении параметров резания угол между результирующей силы резания и направлением подачи находится в интервале от -15° до 43°. Угол со знаком минус появляется, когда составляющая Ру меняет свое направление на противоположное.

Максимальные отклонения силы резания от направления подачи происходят, когда составляющие Рх и Ру приблизительно равны. Это происходит при небольших нагрузках, когда Рх и Ру изменяются в пределах 5 - 25 Н.

Рассмотренные выше двухфакторные зависимости позволяют анализировать совокупное влияние двух заданных параметров V и и, определяющих режим работы распиловочного устройства.

Трехфакторное моделирование.

Математические исследования позволили получить достаточно достоверную трехфакторную модель изменения сил резания от кинематических параметров: скорости инструмента V., скорости подачи и и глубины резания А.

Зависимости составляющих силы резания Рх и Ру имеют вид:

Рх =3140ехр(0,2216Ь0'8318)-(ехр(5,2863и1'0221)- (3?)

- ехр(-0,0173 V0'8920)) х ехр(-1,8127У0'2750);

Ру = 3140ехр(0,02373Ь0,7832 - 5,3864и0,05145 - 0,2964У0'4105). (38)

Доверительная вероятность моделей (37) и (38) находится не ниже 70%. Трехфакторные зависимости можно рекомендовать для предварительных расчетов. Добавление в модель новых факторов влечет за собой увеличение процента относительной погрешности и из-за этого теряет смысл учета более чем трех факторов одновременно.

Для сравнения полученных зависимостей с теоретическими представим на рис. 7 поверхности, вычисленные по теоретическим и эмпирическим моделям.

Из сравнения поверхностей видно, что хорошая сходимость наблюдается в случае когда скорость инструмента изменяется от 60 до 85 м/с (зона выделена пунктирными линиями). Большое расхождение при малых скоростях резания на-

(35)

(36)

блюдается из-за больших нагрузок на пилу и появлению сложных динамических процессов изгиба полотна пилы.

Скорость инструмента Ум/с

06

корость подачи и м/с

Рис. 7. Графики зависимости силы резания от кинематических параметров Р-/(У,и), полученные теоретическим и экспериментальным (по моделям) путем, для глубины реза И-8 мм.

Поэтому нами было выполнено сравнение полученных статистических моделей с методикой расчета проф. А.Л. Бершадского, по степенным формулам ЛТА и по табличной силе для березы с влажностью 5% (рис.8).

У-15,5м*с

1 —

3

4 — А В

мо

0,05

0,10

0,15 0,20

Средняя толщина стружки е^, мм

0^5

0,30

0,35

Рис. 8. Сравнительные графики изменения силы резания от средней толщины стружки по разным методикам: 1 - статистические модели; 2 - степенная формула ЛТА; 3 - табличная сила; 4 - методика проф. А.Л. Бершадского. Зона А - линейное возрастание силы резания; зона В - ускоренное, нелинейное возрастание силы.

В пятом разделе диссертационной работы приведены результаты производственных экспериментов.

Эксперименты проводились в производственном отделе Штуттгартского института станков и автоматов (Германия). Экспериментальным станком являлась фрезерная машина с механической подачей фирмы Ношая. Машина оснащена механизмом автоматической подачи заготовки с плавным изменением скорости от 5 до 20 м/мин. Подача осуществляется после зажима заготовки в специальном гусеничном устройстве.

При полном проходе заготовки древесины выполняются следующие операции: подрезка и фрезеровка всех четырех краев рейки, фрезеровка фигурного профиля, фрезеровка продольных пазов для соединения реек. В производственном эксперименте исследовался участок фрезеровки края фигурной рейки. Резание осуществлялось полузакрытым способом дисковой пилой с высоколегированным резцом на глубину от 2 до 10 мм, передний угол резца у=5°.

Для производственного эксперимента были отобраны образцы березы и сосны с базовой влажностью 15...25%. Опытный образец представлял собой брус размерами 500x60x30 мм. В процессе распиловки замерялась мощность на приводе пилы. На рис. 9 и 10 изображены графики зависимости касательной силы резания от средней толщины снимаемой стружки для основных древесных пород.

Средняя толщина стружки сер, мм

Рис. 9. Графики зависимости касательной силы резания от средней толщины снимаемой стружки для мягких пород древесины: 1 - пихта \М=15%; 2 - ель \\М5%, сосна \У=15%; 3 - тополь \У=15%; 4 - пихта \У=40%; 5 - липа \У=15%, осина \У=15%; 6 - ель \У=40%; 7 - ольха \У=15%, сосна \У=40%; 8 - тополь \У=40%; 9 - липа \У=40%; 10 - осина \У=40%; 11 -ольха \М=40% (пунктиром нарисована кривая, полученная экспериментально для сосны, а сплошные линии - расчетные).

9 0,09 0,1 0,15 0,2 ' 0,2! 0-1

Средняя толщина стружки е^нн

Рис. 10. Графики зависимости касательной силы резания от средней толщины снимаемой стружки для твердых пород древесины: I - береза \У=15%; 2 - лиственница АУ= 15%; 3 -бук \У=15%; 4 - ясень клен >У=15%; 5 - дуб \У=15%; 6 - береза \У=40%; 7 - ли-

ственица \У=40%; 8 - бук W=40%, вяз \У=40%; 9 - МОИ, ясень \У=40%; 10 - граб W=15%, клен \У=40%; 11 - дуб \У=40%; 12 - граб W=40%. (пунктиром нарисованы кривые, полученные экспериментально для берёзы и МОР, а сплошные линии - расчетные).

С ростом прочностных характеристик породы древесины увеличиваются и энергосиловые затраты, в данном случае сила резания Р. Как отмечено гипотезой В.И. Любченко, это увеличение происходит по законам, близким к линейным, о чем говорят параллельные друг к другу кривые (рис. 9, 10).

Параметры резания зависят от средней толщины стружки, поэтому зависимости касательной силы резания, от скорости инструмента и скорости подачи, а также от глубины резания будут аналогичны графикам на рис. 9 и 10.

С увеличением А граница между зонами А и Б смещается влево, поэтому предложенная методика расчета режимов резания учитывает с некоторым запасом предельное значение толщины стружки [еср] = 0,25 мм.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для определения энергосиловых показателей резания в условиях малообъемных лесозаготовок необходимо и достаточно иметь следующие значения параметров: скорость инструмента V, скорость подачи и и глубину резания И.

2. Вместо базисной породы сосны воздушно-сухого состояния с коэффициентом а„= 1 для малообъемных лесозаготовок следует принять модифицированный материал на древесной основе МБР. Данный материал обладает достаточно схожими физическими свойствами с древесными породами и при этом имеет постоянные физико-механические характеристики по всему объему.

3. Впервые предложено множество из 54 однофакторных моделей резания древесины для условий малообъемных лесозаготовок. Модели показывают изменение силы резания в зависимости от кинематических параметров и глубины резания. Однофакторные зависимости удобно применять для точных расчетов режимов резания.

4. Впервые предложены 12 двухфакторных моделей, рассматривающих совокупное влияние кинематических параметров на силу резания и ей составляющие. Также дана двухфакторная модель изменения угла между направлением резания и силой резания, которая позволяет прогнозировать поведение силы резания при переходе от отжима к затягиванию или наоборот.

5. Впервые предложены трехфакторные модели составляющих силы резания древесины. Трехфакторная модель позволяет с доверительной вероятностью в 70% оценить взаимное влияние параметров резания на составляющие силы резания. Трехфакторные модели удобно использовать на стадии проектирования технологических процессов малообъемных лесозаготовок

6. Применительно к малообъемным лесозаготовкам рекомендуется скорость инструмента 70 м/с для твердых пород древесины (бук, дуб, ясень и др.) и 80 м/с для мягких и средних пород (липа, ель, сосна, береза). Верхний предел скорости инструмента ограничивается конструктивными особенностями инструмента и пильного механизма в целом; также рекомендуется использовать скорость подачи свыше 4 м/мин для мягких пород древесины и свыше 2,5 м/мин для твердых и пород. При этом средняя толщина стружки не должна превышать 0,25 мм.

7. Относительная погрешность изменений энергосиловых показателей резания в производственном эксперименте не превышает 6,5%, что позволяет сделать вывод о достаточно высокой достоверности статистических моделей.

8. Характерной особенностью изменения энергосиловых показателей резания является возрастание в два этапа: первый - возрастание происходит по линейному закону, и второй - идет резкое увеличение затрачиваемой энергии и, как следствие, ускоренное возрастание нагрузки на лезвие резца. Выбор кинематических параметров резания сводится к определению средней толщины стружки, при которой изменение силы резания происходит линейно (на первом этапе в зоне А, рис. 9, 10).

9. Расчёты экономической эффективности и технологические схемы установки распиловочных устройств на лесосеках и нижних складах показали применимость статистических моделей и дали экономический эффект в виде уменьшения себестоимости продукции на 3% и увеличения рентабельности продукции на 3,2%.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Капустин, A.B. Особенности расчета коэффициентов породы древесины / A.B. Капустин; Марийский государственный технический университет.-Йошкар-Ола, 2003. - 5с.: 1ил. - Библиогр.: 2 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 13.02.2003, №290-В2003.

2оо?-А

-^^»1 58 55

2. Капустин, A.B. Моделирование энергосиловых показателей резания в зависимости от кинематических параметров резания древесины/ A.B. Капустин; Марийский государственный технический университет. -Йошкар-Ола, 2003. - 8с.: 2ил. - Библиогр.: 5 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 13.02.2003, №289-В2003.

3. Капустин, A.B. Математическое моделирование процессов резания древесины / A.B. Капустин; Марийский государственный технический университет. -Шестые Вавиловские чтения. - Йошкар-Ола, 2002 - С.204 - 205.

4. Капустин, A.B. Экспериментальное исследование процесса закрытого резания MDF / A.B. Капустин, П.М. Мазуркин, П.Ф. Войтко; Марийский государственный технический университет. - Йошкар-Ола, 2003. - 12 е.: 8 ил. - Библиогр.: 1 назв.- Рус. Деп. в ВИНИТИ 16.07.03 № 1395-В2003.

5. Структура свободной струи с периодическим изменением импульса высокого давления жидкости при гидроокорке лесоматериалов / Г.Ф. Кислицина, A.B. Капустин; Рациональное использование лесных ресурсов: Материалы меж-дунар. науч.-практ. конф., посвященной 80-летию со дня рождения Дмитриева Ю.Я. - Йошкар-Ола, 1999. - С.165-168.

6. Капустин, A.B. Расчет гидропривода подающих механизмов деревообрабатывающих станков / A.B. Капустин; МарГТУ Сборник статей 49-й студенческой конференции. - Йошкар-Ола, 1996. - С.32-34.

7. Капустин, A.B. Моделирование движения объемного тела с помощью углов Эйлера /A.B. Капустин // Сборник статей 48-й студенческой конференции Мар-ГТУ.- Йошкар-Ола, 1995. -С.40-41.

8. Пат. 2122939 РФ, МКИ В 27 В 5/00 Станок для распиловки лесоматериалов / АС. Торопов; A.B. Капустин; Заявлено 07.08.97; Опубл. 10.12.98.-4с.

9. Капустин, A.B. Оптимизация процессов пиления древесины в условиях малообъемных лесозаготовок /A.B. Капустин // 2-я международная научно-техническая конференция «Проблемы экологии на пути к устойчивому развитию регионов». - Вологда: Вологодский государственный технический университет, 2003.-СЙНЦ.

Просим принять участие в работе диссертационного совета Д 212.115.02 или прислать ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 424000, Республика Марий Эл, г.Йошкар-Ола, пл. Ленина 3, МарГТУ, ученому секретарю.

ПЛД№ 2018 от 06.10.03. Подписано в печать 18.09.2003. Усл.п.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 2659

Отдел оперативной полиграфии Марийского государственного технического университета 424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Общие сведения о резании древесины

1.2 Способы резания в условиях малообъемных лесозаготовок и деревообрабатывающих производствах

1.3 Методы расчета энергосиловых показателей

1.4 Выводы, цель и задача исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ КРУГЛЫМИ ПИЛАМИ В УСЛОВИЯХ РАЗНОПОРОДНОГО СЫРЬЯ

2.1 Исходные предпосылки

2.2 Особенности закрытого пиления

2.3 Основные направления резания древесины

2.4 Методика расчета энергосиловых показателей пиления

2.5 Математическая модель энергосиловых показателей

2.6 Выводы

3. МЕТОДИКА ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Общие сведения

3.2 Экспериментальная установка по резанию древесины

3.3 Измерительная аппаратура

3.4 Методика лабораторных экспериментов

3.4.1 Факторы, влияющие на силу резания

3.4.2 Факторы, варьируемые в процессе эксперимента

3.4.3 Условия проведения лабораторных исследований

3.4.4 Обработка результатов экспериментов

3.5 Условия проведения производственных экспериментов

3.6 Методика производственных экспериментов

3.7 Выводы

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ

4.1 Результаты экспериментов

4.2 Однофакторное моделирование

4.2.1 Влияние скорости инструмента на составляющие силы резания

4.2.2 Влияние скорости подачи на составляющие силы резания

4.2.3 Влияние глубины резания на составляющие силы резания

4.3 Двухфакторное моделирование

4.3.1 Зависимости составляющих силы резания от скорости инструмента и скорости подачи пилы

4.3.2 Зависимости энергосиловых показателей от скорости инструмента, скорости подачи пилы и глубины резания

4.3.3 Характер изменения угла между силой резания и направлением резания

4.4 Трехфакторное моделирование

4.5 Проверка математической модели

4.6 Выводы 96 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1 Общие сведения о проведении производственных испыта

5.2 Результаты производственных экспериментов

5.3 Энергосиловые расчеты с использованием математической модели в условиях малообъемных деревообрабатывающих производств

5.4 Технология применения малогабаритных распиловочных устройств в условиях разнопородного сырья малообъемных лесозаготовок

5.5 Оценка экономической эффективности малогабаритных распиловочных устройств

5.5 Выводы

Актуальность темы. В настоящее время в России получили широкое распространение малообъемные лесозаготовки, характеризующиеся небольшими объемами заготавливаемой древесины, сезонностью и технологическими особенностями, связанными с переработкой древесного сырья различного сорта непосредственно на лесосеке.

В условиях малообъемных лесозаготовок происходит быстрое изменение объемов и процессов первичной обработки древесины. На лесосеках, верхних и нижних складах нередко выполняют продольную распиловку бревен различных пород малыми партиями, используя при этом одно и то же станочное оборудование. В связи с этим, при резании древесины с различными свойствами необходимо оперативное и точное определение режимов резания с учетом физико-механических свойств и параметров каждого дерева. Для выбора режима резания определяется касательная сила резания и сравнивается с допустимой нагрузкой на режущий инструмент, и с предельными энергосиловыми показателями пильного механизма.

В отечественной практике широко применяется способ определения силы резания с использованием поправочных коэффициентов на отклонение основных физико-механических свойств от базовой породы древесины. В качестве базовой (эталонной) породы принимают сосну. Коэффициент породы выражает отличие обрабатываемой древесины от эталонной. Эти коэффициенты приспособлены к крупным, рассортированным партиям древесины, пропускаемым через специализированное высокопроизводительное станочное оборудование. Поэтому пилы затачиваются с постоянными значениями параметров и вместе со станком настроены под определенную породу. В условиях малообъемных лесозаготовок, на лесосеке, сортировать древесину перед распиловкой не всегда удается, поэтому на одном станке может обрабатываться сразу несколько древесных пород, и каждая из них требует переналадки пильного механизма.

Применение типовых, стационарных станков при малых объемах распиловки древесины технологически невыгодно. Это обстоятельство привело к созданию за рубежом и в России малогабаритных распиловочных устройств.

Однако практика эксплуатации таких станков, снабженных приводами меньшей мощности, чем у стационарного, специализированного станочного оборудования, показывает необходимость уточнения методик расчета режимов резания древесины.

В связи с этим возникла задача по более точному и одновременно оперативному расчету энергосиловых показателей резания древесины для условий малообъемных лесозаготовок.

Цель работы. Повышение технологической эффективности за счет снижения сил и энергозатрат на продольную распиловку древесного сырья с динамичными свойствами в условиях малообъемных лесозаготовок.

Объект исследования. Объектом исследования является древесина различных пород в условиях малообъемных лесозаготовок, при условии динамичного изменения породного состава обрабатываемой древесины в процессе продольной распиловки. Древесноволокнистая плита MDF (medium density fiberboard), топляк, сплавная древесина.

Предмет исследования. Физико-механические характеристики лесоматериалов различных пород, а также древесноволокнистой плиты MDF.

Методы исследования. Применялись пьезометрические измерения составляющих сил резания в различных режимах пиления, статистическая обработка экспериментальных данных, сопоставление физико-механических характеристик различных лесоматериалов, математическое моделирование процесса пиления, многофакторный анализ. Экспериментальные исследования выполнены методами фотосъемки, хронометража и пьезометрических измерений.

Научная новизна. Предложены статистические модели для расчета энергосиловых показателей резания различных пород древесины; обоснован эталонный материал MDF для расчета коэффициента породы; впервые предложены статистические модели изменения угла между скоростью подачи и результирующей силой резания; разработан станок для распиловки лесоматериалов (получен патент №2122939).

Положения, выносимые на защиту:

1) методика моделирования коэффициента породы древесины по материалу на древесной основе MDF;

2) математические модели и методики расчета энергосиловых показателей резания для условий малообъемных лесозаготовок;

3) результаты экспериментальных исследований процесса закрытого резания MDF;

4) технические и технологические решения позволяющие оптимизировать процессы пиления древесины.

Достоверность выводов и результатов исследований. Научные положения и выводы, изложенные в настоящей работе, обоснованы экспериментально и расчетами по статистическим моделям. Достоверность результатов исследований подтверждена лабораторными опытами с применением современных методов программной пьезометрии, а также производственными испытаниями.

Значимость для теории. Разработана методика определения энергосиловых показателей резания MDF, на ее основе разработан способ идентификации статистических моделей этих показателей на другие породы древесины; определены статистические модели изменения угла между скоростью подачи и результирующей силы резания.

Значимость для практики. Разработка статистических моделей резания позволила создать алгоритм для определения показателей режима резания и кинематических параметров малогабаритных распиловочных станков.

Применение расчетов по моделям позволит уменьшить нагрузки на режущий инструмент и продлить его срок службы, а также повысить производительность малогабаритного распиловочного оборудования.

Апробация работы. Основные научные положения диссертации и отдельные ее разделы были заслушаны на научно-теоретических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов МарГТУ в 1998-2003 гг., на международной научно-практической конференции «Рациональное использование лесных ресурсов» (г. Йошкар-Ола, 1999), а также в отделе Holzbearbeitung (Деревообработка) Institut fuer Werkzeugmaschinen (Институт станков и автоматов), Universitaet Stuttgart, ФРГ.

Реализация работы. Результаты исследований были внедрены при Институте станков и автоматов Штуттгартского университета (IfW, Stuttgart, Germany), на ОАО «Марийский ЦБК» г. Волжск и фабрике «Маэстро» г. Йошкар-Ола, а также введены в учебный процесс Марийского государственного технического университета.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 7 статьях. Также получен патент на конструкцию станка для распиловки лесоматериалов №2122939.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Объем работы составляет 175 страниц, включая 47 иллюстраций, 21 таблицу, 129 формул, список литературы из 118 наименований и 12 приложений.

Основные выводы и рекомендации

Разработка нового режущего инструмента, а также новых математических моделей резания древесины и древесных материалов является актуальной задачей и приобретает существенное значение для дальнейшего развития теории и практики лесозаготовительных и деревообрабатывающих технологий. Новая система математических моделей для расчета режима резания , древесины и материалов на древесной основе в условиях малообъемных лесозаготовок может найти практическое применение в науке, образовании, малом и среднем бизнесе России.

Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные по теме диссертации, позволили сформулировать следующие выводы и рекомендации.

1. В результате обзора статей, научной литературы, патентной и технической информации было выявлено, что существующие методы исследований сил резания и теоретическое обоснование процессов, происходящих на режущей кромке, рассматривают силы применительно к значительным объемам обрабатываемой древесины. Однако зачастую у разных исследователей имеются расхождения в количественном определении коэффициентов удельной силы резания К по формуле (1.7). При этом для условий разнопородного сырья малообъемных лесозаготовок отсутствуют оптимальные способы резания и недостаточно исследованы пилы и процесс пиления.

2. Теоретические расчеты процессов резания древесины методом фрезерования показали следующие результаты: а) для определения энергосиловых показателей резания на основе биотехнического закона необходимо и достаточно иметь следующие параметры: скорость инструмента V, скорость подачи U и глубину резания h, которые будут определять среднюю толщину отделяемой стружки еср\ б) силы сопротивления трению боковой кромки резца при закрытом фрезеровании, а также силы возникающие в результате вибрации пилы ±РБ составляют приблизительно 1-2 % от общей силы резания и могут не учитываться в расчетах.

Можно также считать, что трение боковых кромок и вибрация устраняются конструктивными мерами, например, при введении угла поднутрения Я (рис. 2.2) и изготовления антивибрационных прорезей на полотне пилы.

Основной удельной работой пиления древесины является работа передней грани резца при отделении стружки. При закрытом резании она составляет 83 - 95% от общей силы резания. Значение силы по задней грани резца составляет 3 - 13%, а значение силы на режущей кромке составляет около 1% от общей силы резания; в) анизотропное строение древесины можно описать моделью (2.12). Расчеты по биотехническим уравнениям позволили сделать вывод о том, что основная часть работы резания затрачивается на перерезание волокон.; г) зависимость энергосиловых показателей от породы древесины можно представить в виде коэффициента породы ап, который в свою очередь зависит от плотности древесины. Закон изменения этого коэффициента от плотности близок к линейному (рис. 2.4). Совокупность моделей (2.12) изменения удельной силы от направления анизотропии древесины и коэффициента а„ дает достаточную картину влияния древесной породы на составляющие силы резания; д) для исследования энергосиловых показателей в условиях разнопородного сырья малообъёмных лесозаготовок необходимо за базовую породу принять материал на древесной основе MDF (medium density fiberboard). Данный материал обладает схожими физическими свойствами с древесными породами и при этом имеет относительно постоянные физико-механические характеристики по всему объему. Использование MDF для исследования энергосиловых показателей, позволит объективно рассмотреть характер изменения составляющих силы резания Рхи Ру.

Ранее за базисную породу принималась сосна. Однако свойства множества отобранных образцов сосны в условиях лесозаготовок сами по себе могут быть различны (это объясняется различными условиями роста деревьев: разнообразием почв, климатических условий, характером местности, взаимным расположением деревьев в лесу и т.п.), в отличие от MDF, физические свойства которого задаются при его изготовлении и относительно постоянны. Следует также отметить, что однородность структуры способствует длительному сохранению величины затупления р [мкм] резца; е) изменение энергосиловых показателей следует описать при помощи одно-, двух- и трехфакторных моделей. Наиболее точным является однофакторное моделирование. Наименее точной является трехфакторная модель. Однако трехфакторные статистические закономерности позволяют глубже понять процесс резания.

3. Разработка методики лабораторных и производственных исследований позволила сделать следующие выводы: а) с целью изучения энергосиловых показателей резания древесины в зависимости от различных параметров резания в Федеративной Республике Германия была собрана специальная экспериментальная установка, которая позволяет варьировать условия опыта в широком диапазоне значений параметров. Эксперименты на этой установке были выполнены в период научной стажировки по DAAD программе в Штуттгартском университете при институте станков и автоматов IfW; б) разработанная экспериментальная установка отвечает таким современным научным требованиям, предъявляемым к проведению эксперимента по резанию древесины и MDF как: оснащение точной пьезометрической аппаратурой, высокие показатели надежности и стабильности измерений, безопасную и удобную конструкцию; в) программа экспериментальных исследований охватывает весь диапазон режимов резания в условиях разнопородного сырья малообъемных лесозаготовок; г) точность измерений составляет 0,5% и обоснована расчетом необходимой частотной характеристики измерительных каналов, выбором оптимальных пьезоизмерительных датчиков, при этом допустимая погрешность регистрации и обработки результатов экспериментальных данных составляет не более 1%; д) проведенные производственные исследования подтверждают закономерности полученные в лабораторном опыте. Максимальное расхождение результатов экспериментов в том и другом случае не превышает 10%. Предпочтение стоит отдавать результатам лабораторных измерений, приложение 7.

4. Основываясь на результатах лабораторных исследований процесса резания MDF, было выявлено нижеследующее. а) значение энергосиловых показателей резания зависит от скорости резания К по статистическим закономерностям (4.1). (4.18), корректировка значений на другие породы древесины возможна при помощи поправочного коэффициента на породу древесины. Применительно к малообъемным лесозаготовкам можно рекомендовать скорость инструмента от 55 до 80 м/с для твердых пород древесины (бук, дуб, ясень и др.) и от 70 до 100 м/с для мягких пород (липа, ель, сосна). Верхний предел скорости инструмента ограничивается конструктивными особенностями инструмента и станка в целом; б) скорость подачи режущего инструмента U и глубина резания h влияет на величину силы резания по закономерностям (4.19). (4.36), (4.37). (4.54). От скорости подачи лесоматериала зависит производительность оборудования, поэтому рекомендуется использовать скорость подачи (для одного зуба пилы) от 4 до 5 м/мин для мягких пород древесины и от 2,5 до 3,5 м/мин для твердых пород; в) для энергосиловых показателей резания выявлены совокупные зависимости от скорости резания V и скорости подачи инструмента U при различных глубинах резания h (двухфакторные модели составляющих сил резания (4.55). (4.60) и результирующей силы резания (4.62). (4.64)). Корректировка энергосиловых показателей относительно других пород древесины возможна при помощи поправочных коэффициентов. Двухфакторные модели позволяют выявить наиболее оптимальные значения кинематических параметров резания для повышения производительности и эффективности резания; г) угол <р между результирующей силой резания и скоростью подачи изменяется в зависимости от кинематических параметров резания по закономерностям (4.66) - (4.68). Он может принимать как положительные значения, так и отрицательные. При положительных значениях угла (р сила Ррез является затягивающей силой, при отрицательных - силой отжима. Переходного состояния, когда (р = 0, а следовательно, и составляющая Рх = 0, достичь невозможно из-за сложных динамичных процессов в момент перехода. Применительно к малообъемным лесозаготовкам следует избегать крайних значений угла ср, что уменьшит износ режущей кромки инструмента и увеличит срок службы. В лабораторных экспериментах угол (р менялся в пределах от -15° ДО 43°; д) полученные трехфакторные модели энергосиловых показателей (4.69), (4.70) позволяют с доверительной вероятностью в 70% оценить взаимное влияние параметров резания на составляющие силы резания. Трехфакторные модели удобно использовать на стадии проектирования технологических процессов малообъемных лесозаготовок; е) существующие системы расчётов энергосиловых характеристик обладают рядом преимуществ и недостатков перед системой статистических моделей. Особенностью разработанных расчетных моделей является простота использования и удобная применимость их в условиях разнопородного сырья малообъемных лесозаготовок и деревообрабатывающих производств.

5. На основании результатов производственных исследований были сформулированы следующие выводы. а) относительная погрешность энергосиловых показателей резания в производственном эксперименте не превышает 6,5%, что позволяет сделать вывод о достаточно высокой достоверности математических моделей, наибольше отклонение от лабораторных опытов получалось при высоких скоростях инструмента и подачи; б) для исследуемой пилы диапазон оптимальных скоростей резания находится в пределах от 30 м/с до 80 м/с, независимо от обрабатываемой породы. При выборе скорости инструмента можно не учитывать влияние породы древесины; в) скорость подачи материала должна находится в пределах от 2 до 4 м/мин на один зуб. В этом интервале подач не происходит резких увеличений энергозатрат, в следствие чего увеличивается качество обработки и долговечность инструмента; г) кинематические параметры резания - скорость инструмента V и скорость подачи U - определяют среднюю толщину стружки, от величины которой зависит сила резания. С увеличением толщины стружки увеличивается затрачиваемая мощность. Характерной особенностью мощности является возрастание ее в два этапа: первый - возрастание происходит плавно, приближенно к линейному закону, и второй - идет резкое увеличение затрачиваемой мощности и, как следствие, возрастание нагрузок на кромку резца. Выбор кинематических параметров резания сводится к определению средней толщины стружки, при которой изменение мощности происходит плавно (первый этап); д) изменение мощности от глубины резания происходит по линейному закону. Глубина резания не является определяющим параметром при выборе режима резания. Глубина всегда должна выбираться в зависимости от технологической схемы обработки, и это справедливо для любого обрабатываемого материала; е) используя статистическое моделирование, для каждого инструмента можно подобрать интервалы оптимальных кинематических параметров резания с точки зрения энергоемкости процесса обработки; ж) увеличение энергосиловых показателей резания в зависимости от породы древесины происходит по законам, близким к линейным. Отсюда можно использовать систему коэффициентов пород, где эталонной породой является MDF; з) производственные испытания статистических моделей резания в условиях разнопородного сырья малообъемных лесозаготовок и деревообрабатывающих производств на ОАО «Марийский ЦБК», г. Волжск и ООО «Фабрика Маэстро», г. Йошкар-Ола показали свою применимость и дали удовлетворительные результаты; е) расчёты экономической эффективности и технологические схемы установки распиловочных устройств на лесосеках и нижних складах показали применимость статистических моделей и дали экономический эффект в виде уменьшения себестоимости продукции на 3% и увеличения рентабельности продукции на 3,2%.

1. Агапов, А.И. Кинематика процесса пиления древесины на лесопильных рамах: Учеб. пособие /А.И. Агапов. Горький: ГТУ, 1981. -99с., ил.

2. Агапов, А.И. Трансформация углов резания при пилении древесины рамными пилами /А.И. Агапов // Деревооб. пром-сть. 1989. -№5. -С.6-7.

3. Азаренок, В.А. Исследование процесса стружечного и бесстружечного резания /В.А. Азаренок // Изв.Вуз.Лесн.жур.-1972.-№1.-С.78-82.

4. Ашкенази, Е.К. Анизотропия древесины и древесных материалов /Е.К. Ашкенази.-М.: Лесн.пром-сть, 1978.-224с. 82.-С6. №63.-51-55с.

5. Бершадский, A.JT. Резание древесины /А.Л. Бершадский. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1958. - 328 с.

6. Бершадский, А.Л. Резание древесины / A.JI. Бершадский, Н.И. Цветкова. Минск: Вышейш.шк., 1975.-304с.

7. Бершадский, А.Л. Справочник по расчету режимов резания древесины /А.Л. Бершадский. М.: Гослесбумиздат, 1962.-124с.

8. Бершадский, А.Л. Расчет режимов резания древесины /А.Л. Бершадский. М.: Лес. Пром-сть, 1967. - 175с.

9. Боровиков, Е.М. Лесопиление на агрегатном оборудовании /Е.М. Боровиков и др. -М.: Лесн. пром-сть, 1985.-216с., ил.

10. Боярский, М.В. К математическому описанию влияния наклона волокон на прочность древесины /М.В. Боярский // Сборник по обмену производственным и научным опытом. Йошкар-Ола: Маркни-гоиздат, 1974. - Вып.7. - С.69-72.

11. Бакиев, Р.Ш. Контактные напряжения на резце и влияние вибрации на процесс резания древесины: Автореф. дис. канд. техн. наук /Р.Ш. Бакиев. М., - 1972. - 22с.

12. Воскресенский, С.А. Теоретический анализ условий расслоения древесины режущей пластиной /С.А. Воскресенский // Лесоинж. дело. 1959. - №1. - С.46^18.

13. Воскресенский, С.А. Резание древесины /С.А. Воскресенский. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1955. - 199с.

14. Выгодский, М.Я. Справочник по элементарной математике /Выгодский М.Я. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1957.- 412с., ил.

15. Выгодский, М.Я. Справочник по высшей математике /М.Я. Выгодский. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1956.- 412с., ил.

16. Гамов, В.В. Учет структурно-механических свойств древесины при раскалывании и резании /В.В. Гамов // Изв. Вузов. Лесн. журн., -1974. -№3. С.66 70.

17. Грачев, И.А. Резание древесины и древорежущий инструмент: Оборудование отрасли: Лабораторный практикум для всех форм обучения спец 26.02/ И.А. Грачев, А.Н. Вохмянин, Л.Г.Красовская,-Л.:ЛТА, 1990.-90с.

18. Грудачев, В.Г. Алгоритм поиска эмпирической зависимости удельной работы резания древесины /В .Г. Грудачев, П.М. Мазуркин //Материалы науч. конф. по итогам НИР за 1974г.- Йошкар-Ола: МарПИ, 1975. С.23-24.

19. Глебов, И.Т. О взаимосвязи напряжений в процессе резания /И.Т. Глебов // Труды УЛТИ. Свердловск, 1969,- Вып. 20,- С.25-27.

20. Гутер, Р.С. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта /Р.С. Гутер, Б.В. Овчинский. М.: Наука, 1970.-432с.

21. Дешевой, М.А. Механическая технология дерева: Т.1. /М.А. Дешевой. -М.: Гостехиздат, 1934,- 350с.

22. Древесина (справочная информация) // Технология металлов. -1999.-№5.-С.22-25.

23. Еремин, С.А. Совершенствование процесса поперечного пиления лесоматериалов путем обеспечения саморегулирования режимов обработки: Автореферат дис. канд. техн. наук /С.А. Еремин. -Йошкар-Ола, 2000. 20с.

24. Ивановский, Е.Г. Резание древесины /Е.Г. Ивановский. М.: Лесн. пром-сть, 1975. - 200с.

25. Ивановский, Е.Г. Новые исследования резания древесины /Е.Г. Ивановский и др. М.: Лесн. пром-сть, 1972. - 128с.

26. Ивановский, Е.Г. Станки и инструменты по механической обработке древесины /Е.Г. Ивановский. -Л.: Лесн. пром-сть, 1961. 123с.

27. Ивановский, Е.Г. Фрезерование и пиление древесины и древесных материалов /Е.Г. Ивановский-М.: Лесн. пром-сть, 1971. -230с.

28. Капустин, А.В. Особенности расчета коэффициентов породы древесины /А.В. Капустин; Марийский государственный технический университет. Йошкар-Ола, 2003. - 5с.: 1ил. - Библиогр.: 2 назв. -Рус,- Деп. в ВИНИТИ 13.02.2003; №290-В2003.

29. Капустин, А.В. Математическое моделирование процессов резания древесины /А.В. Капустин // Шестые Вавиловские чтения. Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2002.-С.204-205.

30. Капустин, А.В. Расчет гидропривода подающих механизмов деревообрабатывающих станков /А.В. Капустин // Сборник статей 49-й студенческой конференции МарГТУ,-Йошкар-Ола, 1996-С.32-34.

31. Кошкин, А.В., Справочник по элементарной физике /А.В.Кошкин, М.Г. Ширкевич /Под. ред. Д.И. Сахарова. -М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1960. -208с.

32. Красовская, Л.Г. Сложное резание древесины: Учеб. пособие для студентов всех видов обучения /Л.Г. Красовская и др. Л.: ЛТА, 1978.- 68с., ил.

33. Кряжев, Н.А. Фрезерование древесины /Н.А. Кряжев. М.: Лесн. пром-сть, 1979,-200с.

34. Курапцев, Н.Ф. Теоретические и экспериментальные исследования работы режущих органов бесстружечного резания древесины: Дис. канд. техн. наук /Н.Ф. Курапцев. М., 1971. - 158с.

35. Коршунов, А.Н. Исследование процесса резания древесины различными режущими инструментами перпендикулярно к направлению волокон: Автореферат дис. канд. техн. наук /А.Н. Коршунов. Л., 1955.-21с.

36. Курицин, В.Н. Особенности резания мерзлой древесины /В.Н. Курицин. -М.: Лесн. пром-сть, 1981. 105с., ил.

37. Ларионов, А.И. Особенности резания мерзлой древесины /А.И. Ларионов.- М.: Лесн. пром-сть, 1972. 80с.

38. Леонтьев, Н.Л. Техника статистических вычислений /Н.Л. Леонтьев. М.: Лесн. пром-сть, 1966 - 250с.

39. Лопатин, A.M. Совершенствование конструкций и обоснование параметров зубьев дискового ножа кустореза: Автореферат дис. канд. техн. наук /A.M. Лопатин. Йошкар-Ола, 2002. - 19с.

40. Любославский, В.Д. Измерение удельной работы резания на станке CP6-55 /В.Д. Любославский.- Л., 1973,- 24с., ил.

41. Любославский, В.Д. Специальные виды резания древесины и древесных материалов: Учеб. пособие /В.Д. Любославский и др.- Л., 1977.- 80с„ ил.

42. Любченко, В.И. Резание древесины и древесных материалов: Учебное пособие для вузов /В.И. Любченко. М.: Лесн. пром-сть, 1986.-296с.

43. Мазуркин, П.М. Алгоритмы расчета режимов пиления древесины: Метод, разработки для спец 0512, 0901, 0902 /П.М. Мазуркин,-Йошкар-Ола: Изд. МПИ, 1981. 62с.

44. Мазуркин, П.М. Моделирование в биометрии, экологии и природопользовании: Примеры для практических занятий и НИРС /П.М. Мазуркин, А.А. Колесникова. Йошкар-Ола: МарГТУ, 1998. -52с.

45. Мазуркин, П.М. Поперечное бесстружечное пиление древесины /П.М. Мазуркин //Комплексная механизация и автоматизация лесо-складских работ и переработка низкокачественной древесины и ее отходов: Тез. док. Химки / ЦНИИМЭ, 1973, - С.60-62.

46. Мазуркин, П.М. Исследование усилий при продольном бесстружечном резании древесины /П.М. Мазуркин // Изв. вузов. Лесной журнал. 1975. - №5. - С.86-89.

47. Мазуркин, П.М. Некоторые результаты сравнения бесстружечного и опилочного пиления древесины вдоль волокон /П.М. Мазуркин //Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса: Межвуз. сб. науч. тр. Л.: РИ-ОЛТА, 1975,- Вып. 4. - С. 117-120

48. Мазуркин, П.М. Биотехническое проектирование: Справ.-метод, пособие /П.М. Мазуркин. Йошкар-Ола: МарПИ, 1994. - 348с.

49. Мазуркин, П.М. Биотехническое моделирование процессов резания древесины: Научное издание /П.М. Мазуркин. Йошкар-Ола: Мар-ГТУ, 2001.-80с.

50. Мазуркин, П.М. Моделирование удельной работы резания древесины /П.М. Мазуркин //II международный симпозиум «Строение, свойства и качество древесины. 96»: Труды /Сост. Б.Н. Уголев. -М.: МГУЛ, 1997.-С.328-333.

51. Методология экспериментальных исследований процессов резания древесины: Утв. техн. упр. Минлесбумпрома СССР. 06.01.81. Архангельск: Б.п., 1982. - 78с., ил.

52. Малышев, В.А. Технология дерева / В.А.Малышев, А.П. Гавриленко. -4-е изд. М.: Госиздат, 1932. - 369с.

53. Матвейко, А.П. Взаимосвязь между силой резания и удельной работой резания при продольной распиловке древесины /А.П. Матвейко //Тр. /ЦНИИМЭХимки, 1970.-Сб. 108.-С. 18-24.

54. Никишов, В.Д. Исследование механических свойств древесины не-разрушающими методами: Автореф. дис. канд. техн. наук /В.Д. Никишов. -М.: МЛТИ, 1976. 24с.

55. Новые способы резания древесины: Учеб. пособие /Сост. В.Е. Печенкин, П.М. Мазуркин. Горький: ГГУ, 1979. - 90с.

56. Печенкин, В.Е. Бесстружечное резание древесины /В.Е. Печенкин, П.М. Мазуркин. -М.: Лесн. пром-сть, 1986. 144с.

57. Прокофьев, Г.Ф. Направления повышения эффективности переработки древесины на лесопильном оборудовании /Г.Ф. Прокофьев, Н.И. Дундин,- Деревобр. пром-сть. 2000,- №6. - С.5-8.

58. Расев, Л.И. Проблемы использования топляковой древесины в деревообрабатывающем производстве /Л.И. Расев //Труды МГУЛ.- М., 1997. С.30-35

59. Руководящие технические материалы по определению режимов пиления древесины круглыми пилами: Утв. Минлеспром СССР 13.04.86-Архангельск: ЦНИИ мех. обраб. древесины, 1988.-74с., ил.

60. Советский энциклопедический словарь. М.: Сов. Энциклопедия, 1979,- 1600с.

61. Санев, В.И. Обработка древесины круглыми пилами /В.И. Санев. -М.: Лесн. пром-сть, 1980. 232с., ил.

62. Санаев, В.Г. Физико-механические свойства элементов макроструктуры древесины /В.Г. Санаев //Строение, свойства и качество древесины: Междунар. симп. по современным проблемам древесиноведения (13-17 ноября 1990г.).-М. :МЛТИ, 1990.-С.70-76.

63. Строение, свойства и качество древесины //Тезисы докладов II Междунар. симп. (21-24 октября 1996г.) -М.: МГУЛ, 1996. 125с.

64. Сопотун, А.И. Определение напряженного состояния древесины при резании /А.И. Сопотун, М.Г. Бець //Изв. вузов. Лесн. журнал. -1991. -№6.~ С.75-82

65. Сопотун, А.И. Определение компонентов поля напряжений при резании древесины /А.И. Сопотун, М.Г. Бець //Лесн. журнал. 1991. -№3.-С.75-80.

66. Фергин, В.Р. Интенсификация процессов пиления древесины /В.Р. Фергин. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Лесн. пром-сть, 1988. -141с., ил.

67. Фергин, В.Р. Регулирование и контроль процессов продольного пиления древесины /В.Р. Фергин //Изв. вузов. Лесн. журнал.-1986-№4. С.55-58.

68. Чемоданов, А.Н. Лес и лесопродукция: Справочные материалы /А.Н. Чемоданов, Е.М. Царев. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2002. - 304с.

69. Шелгунов, Ю.В. Машины и обоудование лесозаготовок, лесосплава и лесного хозяйства: Учебник для вузов /Ю.В. Шелгунов, Г.М. Кутуков, Г.П. Ильин.- Лесн. пром-сть, 1982.-520с.

70. Щеглов, В.Ф. Лесопиление и деревообработка накануне XXI века /В.Ф. Щеглов //Деревообраб. промышленность-2000. №3. - С.2-3.

71. Ширнин, Ю.А. Технология и оборудование малообъемных лесозаготовок: Учебное пособие /Ю.А. Ширнин, Пошарников Ф.В. -Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. 398с.

72. Хухрянский, П.Н. Прочность древесины /П.Н. Хухрянский. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1955.-150с.

73. Яковлев, О.А. Испытание круглых пил для одновременного производства пиломатериалов и технологической щепы /О.А. Яковлев //Деревообр. пром-сть. -1988-№2 С. 14-15.

74. Список использованной иностранной литературы

75. Autorenkollektiv (Federfuhrung: Wolfgang Mtiller): Maschinen der Holzbearbeitung. 5. Auflage, VEB Fachbuchverlag Leipzig, 1988

76. Barz, E. Standzeitverlangerung bei Holzbearbeitungs- werkzeugen durch Hartverchromung / E.Barz // Holz als Roh-und Werkstoff.- 1966.- №26.-S. 58-66

77. Briihne, H. Untersuchung iiber den EinfluB der Faserrichtung auf die zur Holzbearbeitung erforderliche Zerspanungsarbeit / H.Brtihne. Diss. TH Dresden, 1930

78. Bier, H. Die spezifische Schnittkraft als Funktion der Schneidenabstump-fung beim Frasen / H.Bier, H.Hanicke // Holztechnologie.-1963.-№4.- S. 158-162

79. Dziobek, K. Zur Bemessung der Motorleistung von Holzkreissage- und Frasmaschinen / K.Dziobek // Industrie-Anzeiger.-1967.-№33.-S.681-684

80. Ettelt, B. Sagen, Frasen, Hobeln, Bohren. Die Spanung von Holz und ihre Werkzeuge / B.Ettelt. DRW-Verlag Stuttgart, 1987

81. Fischer, R. Die rechnergestiitzte Simulierung von Vorgangen der mecha-nischen Bearbeitung von Holzwerkstoffen / R.Fischer // Holztechnolo-gie.-1989.-№2.-S.30

82. Fischer, R. Die Bestimmung der Zerspankraft und ihrer Komponenten / R.Fischer, J.Troger, G.Lauter // Holztechnologie.-1976.-№31.- S.7

83. Heisel, U. Betrachtungen zum Stirnplanfrasen. / U.Heisel, J.Troger // H0B.-1991.-№11.-S.18 24

84. Beriihrungsloses MeBverfahren zur Beurteilung der Struktur bearbeiteter Holzoberflachen / U.Heisel, J.Troger, R.Steinhoff, A.Fischer. // HOB Die Holzbearbeitung.-1991 .-№1 l.-S. 18 24

85. Heisel, U. Qualitativ hochwertige Oberflachen durch Stirnplanfrasen / U.Heisel, J.Troger. // HOB.-1993.-№5.-S. 80 88

86. Harnisch, G. Langlochfrasen in Holz unter besonderer Beriicksichtigung des Vergleichs der gebrauchlichsten Fraserformen. / G.Harnisch. Diss.-Dresden.- 1929

87. Kotesovec, V. C. Sc. Orthogonalni rezani Frezo vani Dreva / V.C.Kotesovec. - Prag, Diss. 1980

88. Kroppelin, D. Zum EinfluB der Gestalt der Schneidenecke beim Kreissagen / D.Kroppelin, J.Troger // HOB.-1992.-№7.-S.45

89. Kroppelin, D. Untersuchung zum EinfluB der Gestalt der Nebenschneide auf einige HauptzielgroBen des Spanungsprozesses. / D.Kroppelin. -Technische Universitat Dresden, Diss.- 1975

90. Lang, M. Untersuchung eines kombinierten Plan- und Umfangplanfrasverfahrens mit kegelstumpfformigen Werkzeugen zur Bearbeitung von Holz und holzahnlichen Kombinationswerkstoffen / M.Lang. Technische Universitat Dresden.- Diss.- 1989

91. Maier, G. Holzspanungslehre / G.Maier. Vogel-Verlag.- 2000

92. Maier, G. Holzbearbeitungsmaschinen / G.Maier. Stuttgart, DRW-Verlag, 1987

93. Pahlitzsch, G. Untersuchungen beim Frasen von Spanplatten und Schichtstoff-Verbundplatten / G.Pahlitzsch, H.Jostmeier. Moderne Holzverarbeitung., 1966.

94. Pahlitzsch, G., Rose, P. Untersuchungen beim Kreissagen von Holz. / G.Pahlitzsch, P.Rose, // Holz als Roh- und Werkstoff.-1964.-№22.-S. 332-345

95. Salje, E. Liebrecht, R. Begriffe der Holzbearbeitung / E.Salje, R.Liebrecht, Vulkan Verlag, Essen, 1983

96. Salje, E. Rechnergestiitzte Schnittkraftmessung beim Frasen / E.Salje, W.Stuhmeier // HOB Die Holzbearbeitung. 1983. - №11, S. 28 - 34

97. Sitkei, G. Acta Facultatis Ligniensis / G.Sitkei. Universitaet Sopron, Hungaria, 1990

98. Sitkei, G. Mechanics of Agricultural Materials / G.Sitkei. Elsever, Amsterdan-New York, 1986

99. Scholz, D. Untersuchungen tiber den Leistungsbedarf von ein- und mehrschneidigen Holzfraswerkzeugen in Abhangigkeit von den Schnittbedingungen / D.Scholz // HOB Die Holzbearbeitung.-1971.-№2.- S. 55 61

100. Schulz, H. Entwicklungstendenzen in der HSC-Bearbeitung, Anforderungen an die Maschinen- und Werkzeugtechnik / H.Schulz. -Tagungsunterlagen zur 2. Schmalkalder Werkzeugtagung am 5. u. 6. Nov. 1996

101. Sommer, H. J. Spanungslehre, Maschinen und Maschinenwerkzeuge fur die Holzbearbeitung / H.J.Sommer. VEB Fachbuchverlag Leipzig, 1962

102. Stiihmeier, W. Frasen von Spanplatten mit hochharten Schneidstoffen / W.Stiihmeier. TU Braunschweig, Diss. 1989

103. Treoger, J. Aktueller Handlungsbedarf zur Bestimmung der Krafte am Schneidkeil / J.Treoger // HOB, Die Holzbearbeitung.-2001 .-№4

104. Troger J. Lauter G. Leistung und Schnittkraft beim Frasen von Spanplatten / J.Troger, G.Lauter // Holztechnologie.-1983.- №4.-S. 203 206

105. Troger, J. Zum Einfluft des Neigungswinkels beim Umfangs- und Stirn-frasverfahren /J.Troger.//HOB Die Holzbearbeitung.-1990.-№6.-S. 34-43

106. Sachsenberg, E. Zerspanung von Holz / E.Sachsenberg.-Maschinenbau, Berlin 1936, Heft 9/10

107. Walker, K. S. I. Cutting Speed and Cutting Forces / K.S.I.Walker // Wood.-1957.-№22.1. ТОх^ШМЖА^ одадо' л Щ4М