автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности шлифования древесины бука жестко-упругими абразивными инструментами

ш>л!нсышй ДЕРКШШЙ Л1С0ТЕХН1ЧНЙЙ УНШРСИГВТ

ргз о;.

¡ ¡ ! i — '

1

На правах рукогшоу

кгйко Орест Антонович

. П1ДВЩЙННЯ ЕФЕКТИШОСП ШЛШВАННЯ ДЕРЕВИНЙ БУКА ЖОРСТКО-ПРУШШИ АБРАЗЙВШМ ШСТРУМКНТАШ

Спец1альн1сть 05.03.01 - процеси ыехзн1чно! обробкн, верстати

та 1нструывнти

АВТОРЕФЕРАТ дисертяцН на здобуття каукового ступеня кандидата техн1чних наук

ЛЬВШ-1995

Робота виконана не кафедр1 технологи матер1ал1в 1 Наенерно! граф1ки УкраЕнського державного л!сотехн1чного ун!вврситету

Науковий кер1вник - кандидат техн1чних наук, В. 0. Бвгр1Ячук

Науковий консультант - кандидат техн1чних наук,

доцент G.I. Грицишин

0ф1д1йн1 опоненти

доктор.. техн1чних наук, професор Ю. I. Бабей

кандидат техн1чних наук, доцент В. В. Шостак

Пров1даа уотанова

Украйюький провтно-конструкторський. технод8г1чний 1нститут л1сово1 промисловост!, м.1вано-Франк1вськ

Загнет в1д<5удеться 'Ь^С " 'у^^&^СгЛ 1995 р. в годин на зас1данн1 спец1ал1зове^о^вчено1 ради Д 04.03.01 в УкраЗЕнському державному л1сотехн1чному ун1верситет1 (290057, м.Льв1в, вул. Цушк1иа, 103, зал зас1дань)

3 дасертац1ею можна ознайомитися в б1бл1отец1 Укра5нського державного л1сотехн!чного ун1верситету

Автореферат роз1слано 995 р.

Вчений секретар м. I. В1блюк

спец1ал1зовано1 вчено! ради

- Я -

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальн1сть теми

Бозперэрвний р1ст зимог до якост1 продукцП мвблевих 1 ; двровооОроСних л1дприемств обумовлкють кеобх1др1сть вдосконалення те'хнолог1й 1 сиособ1в обробки дврев!ши.

В загальяому тэтлолоПчкому процэс1 виготовлеяня вироб1в з доревини ¡Шфування - один 3 Н9йб1льш в1дпов1дальних 1 трудом1стких процвс1в. По даним В. М. Буглзя трудом1стк1сть процэсу !Пл1фуванця у меблевому вкробництв1 склада в 12... 13 $ в1д вагалыга! трудон1сткост1.

'■На сучасному етап1 пайб1лыг широко для чистового шл1фув8ння . дерёвини використозузтьоя тл1фувальла шкурка, яка но завжди в1дпав1дае вимогаи впребнзщтвя. Гстотними надол1каыи II- з в1дносно кизькч зггаоост1йк1сть, порШшно валика соб1варт1сть, поступовэ яоПршення р!кучс1 здатност! в ироцес! робота, складн1сть, а 111к0ли 1 немохливАсть шл1фув8шш дэталай складного проф.1лю та ; л1кв1дац11 к1нематично! хеилястос?1, яка часто присутня на ■ оороблювзн1й поверхн!.

Перэрахован1 нодол1ки створюють пввн1 труднощ1 в справ1 мвхан1аац11 1 автоматизац11 процосу шл1фуввння деревгаш.

В останя1 роки було зроблено Оагато спроб створвиня нових вид1в 1нсгрумент1в для шл1фування деравшга, як1 здатн! зам!нити ; шл1фуЕальку шкурку.

В результат 1 вкстаримонхальних дослХджень в Укрзйюькому державному л1сотвхн1чному ун1верситет1 стЕорений новий високопродуктизний 1нструмэнт для кал1бруваннн-шл1фувзт>я ви; б1в з деревини та дарэвиниих мат9р.1ал1в - жорсткий абразивиий круг. Сьогодн1 Ц1 круги впроЕаджвн1 на Сагатьох меблевих та дбревообробних ' ' п1дприемстЕах, до показали високу техя1ко-оконсм1чку ефективн1сть в робот1.

Треба в1дзначи?н, що ыожлив1сть виксристашш коротких эоразивних круг!в для чистового пл1фування вироб1в з доревиш; обложена окремгага його недолХками, а сада: вигспснеюям- иотужного теплового потоку, що призводить до появи припэлквань на сорсолюван1й повергн1, ударним характером роооти зарна, великою 1мов1рн1стю появи к1шматично" хвил1.

Результатом продозяояня експэримэнтальиих доолШйяь в

Украйгському державному л1сотехн1чному ун1вврситвт1 стало створення нового корстко-пружного абразивного круга, в робот1 якого усунен1 недол1ки, що гальмувади використання абразивних круг1в в проц9с1 чистового пш1фування виро01в а деревини. Основним недол1ком робота цього 1нструмента з мала продуктивн1сть процесу^ шл1фуваиня.

Отже, враховуючи пище викладене, можна зрооити висновок про те, що задача розрооки ефективних спосо01в та 1нструмент1в для шл1фування деревини та деревинних матер1ал1в мае важливе практична значения 1 в духе актуальною..

Мет» .роботи

^Розробка жорстко-пружних абразивних 1кструмент1в,' як1 забезпечать п1двитення продуктивност1 процесу чистового шл!фування деревини, питомо! продуктивное« круга шляхом використання в 1нструиент1 сегмент1в з р1зним об'емним вм1стом зерна та в'яжучого.

Нвукова новизна

Створений новий вид 'абразивного 1нструмента для чистового шл1фування деревини та деревинних матер1ал1в - ком01нований жорстко-пружний круг, який дав змогу п1двищити продуктивн1сть процесу шл1фування деревини I питому пр0далтивн1сть самого 1нструмента за рахунок використання сегмент1в з р1зниы об'емним вм1стом зерна та в'яжучого.

Вперше експериментально досл1джено вплив об*ему зерна та в'яжучого основно! 1 додатково! фракц1й сегмйнт1в, к1лькост1 сегмент1в дано! фракиП на продуктивн1сть, процесу шл1фувакня, об'ем деревини, що зн1маеться, об'ем шл1фувального круга, який зношуеться в процес! роботи, шорстк1сть оброблювано* поверхн1 та силов1 параметри. Отримано математичн! модел1 для визначення продуктивност1 процесу шл1фування, об'ему деревини, що зн1мавться, об'ему 1нструмента, що зношувться, одиничних складових сили р1зання та 1х в1даошення.

Теоретично обгрунтований 1 експериментально пЛдтвердкзний ваб1р режимншс параметр1в при. шл1фуванн! деревини бука комб1нованим 1нструментом.

Практична ц1нн1сть 1 реал1зац!я результат^ досл!джень

На основ! результат1в заводських випробувань, як! проводились в умовах Отин1йськоЗЕ меблвво! фабрики, розроОлено рекомендяци оптимальшис об'вм1в зерна та в'яжучого, к!лысост1 сегмент1в дано* фрькци, що забезпечують зб!лиення продуктивном! процесу

шл1фування на 20...40 %.

Розроблений комсяновшшй жорстко-пружнпй 1лструмент не допускав засашзакня робочого абразивного шару i мае високу питому продуктивн1сть. •'

Осповп! положения» як1 еппосятьоя на захпст :

1. Теоретично обгрунтовакий 1 експерпментально п1дтвердж8ний еовий п1дх1д для. п1двшцення ефекшвност1 обробкп деревини бука корстко-пружниш абразнвниш 1нструмептами на ochobI використання д1лянок з р!зною р1кучою здатн1ств.

2. Встаяовлен1 залекност!, як1 дають мо«ошв1сть обгрунтувати вяб1р величин швкдкоот! р1зання, прижиму 1лструмента до детал!, ШВИДКССТ1 подач1 та it напрямку пря шл1фуваня1 деревши бука.

3. Отриман! залешост! 1 зроблен1 висновкя по впливу на працездатн1сть комб1яовашпс 1нптру>л9нт1в об'вмного вм1сту зерна та в'якучого в сегментах: основиоХ i додатково? фракций, к1лькост1 сегмент 1в додатково* фрзкц1*.'

4. Практики! рекомеядэци по визяачошга величини рекямгоа та структурой napGMGTpin при тл1фуванн1 деревини бука комбЛнованиш етрстко-ггружншл абразивними 1яструментзми. " . '

Апроб8Ц1я робота

OchobhI результата дасертац1"ло1 робсти допов1дались i эбг'оворювались на Рвспублисанськ^'г науково-техн1чн1й конференцП 'Научно- технический прогресс в лесной и дерввообребатывавдей 1рошил9шости" (Ки?в) 1S91 р.; на пауксво-тешХяякт, конференц1ях L сем!нар к УкраХнсьного державного , л1сотэхн1чного ун!версцтэту ЛЬВЗ-В) 1988, 1992, 1993, 1994, p.p.

Публ1кец12

Эп результатами виконаяах дссл1дж0нь опубликовало оИд (рукованкх праць 1 отримано автороьке св!доцтво.

Структура та обсяг робота

Дисертац1йнэ робота складавться 1з вступу, чотярьох розд!л!в сновкого юксту, 1 практичиюс рекомендации осноенпх bhchokxIb, ор1л1.ку гякористаних джэрел 1 додатк!в. Осношшй матер1ал иккадений на 151 стор1н.д1 машинописного тексту , м1отить 74 иеунка, 6 таблиць 1 б1бл1ограф1ю в к!лькост! 72 назв.

3MICT F060TH .

У ncryni двчгьс.я обгрунтувакня теми дисертиц1йно1 робсти, "I ктуадьн1сть, а такой коротка анотад!я проведено! робота.

- в -

В первому розд1я! виявлено особливост1 процесу чистового вл1фувення дере вши, проведений анал1тичний огляд роб1т, присвячених чистовому шл1фувашго, в результат! якого вивчено вшив твердост1 абразивного 1нструыента на основн! показники процесу : ил1фування та ' проведений анал1з. 1снуючих метод1в п1двищення продуктивност! процесу обробки.

Визначена проблема, що виникав в процес1 чистового шл1фування дере вини, суть яко! на дум?су автор!в полягаа в нпйшвидшому • отриманн1 необхЗднЫ якост1 оброблювано! поверхн1.

Для досягнення нэобх1дно! шорсткост1 поверхн! потр!бно зменшувата зернист1сть 1нструмента. Вшсонання Ще! умови призводить до п1двадв!шя температура в зон1 шл1фуввння.'.

3 друго! сторонн, для п1двид9ння швидкост1 усунення ■ м1кронор1шостей ка оброблюван1й поверхн! 1 зыеншення температура в зон! ил!фування (що не допустить утворення припалювань) необх1дн9 використання в шл1фувальних кругах абразивного матерЮлу бШьшого номера зернистост!. •

Як правило цв проблему вир1шують, вшсористовуши багаторазове пл1фування з поступовим зменшенням зернистост1 абразивного 1нструмента. Наприклад для тог л цсб з еих1дно1 шорсткост! оброблювано! цоверхн1 деревини {упах -- 65 ыкм отримати кИщеву Гулах = 16 мкм, необх!дне трьохразове шл1фувалня зернист!стю Л 25, И 12, та * 6. Сл1д в1дм1титп, що такий спосЮ ви„ 1иання проблема, цо виникае в процес! чистового шл1фування деревини, носить екстенсивний характер, оск1льки поредоачаз зб1льшення к1лькост1 "* 'г обладнання або часу на обробку.

. Проведений апал1тичний анал!з дозволяв зробити -сл1дуючий висновок: створення д1лянок з р!зшш об'бмним вм!стом зерна та в'яжучого в абразивному 1нструмент1 (надал1 ' абразивний круг, з сегментами, в яклх об'емний вм!ст зерна та в'яжучого с зм!нний ; будемо називати комб1нованим, причому согменти з п1дзвдониы об'емним вм1стом зерна та в'яжучого будуть утворювати основну фракц1ю, а з гор!вняно малим. - додаткову) е перспективним напрямком п1двищення продуктивной!! процесу шл1фувзння. Ала не дивлячись на актуальн1сть проблеми, це питания не стало предметом широкого та всеб!чного вивчення. Попередп1 досл1даення показали, ад процес чистового шл1фуванлл деревини жорсткс,-пружними «Сразившим кругами (з;орстко-пру?>няй 1нотрумент прзд-тавляе собою к1льцэ, яке складасться з павно" к1лькоет1 тргшецевндшх абраз:шних сегыект!в, зв'язаних м!» собо» еластичнмми прокладками

1 з'вднаних з центром обертання за допомогою рад1альних елемент!в) заслуговув увагя 1 потробув детального досл1дження.

Виходячи з анал1зу стану питания, для досягнення поставлено! мети в робот1 вир1шували сл!дугч1 задач1:

, - обгрунтувати шб1р режимних параметр 1в в процес1 шл1фування деревини бука кокб1нооаниш1 абразивники кругами;

-провести досл!дження вплгеу об'емного вм1сту зерна 1 в'яжучого в сегментах горстко-пружного абразивного 1нструмента та к!лькост1 сегмент1в дэдатковоТ фракц11 на основн! показники, цо зсарактерлзують процес ш.п1фування деревини комб1нованими кругами 1 датя оц1нку впливу структурних параметр1в на працездатн1сть ап1фувальних 1нструмоит1в:

- розробити i вэдати практкчн1 рекомендаЦН. по використанюо комб!новалих жорстко-пружних 1нструмент1в, провести 1х промислове випробувакня в .умовах експлуатац11.

В другому розд1л1 проведен1 двяк1 теоретичн1 досл1дження ттроцэоу шл!фування комбЗлованими жорстко-пружними кругами.

Пронес шлХфування жорстко-прухним кругом мае ряд к!нематичних особливостей, до пришввгово в!др1зняв його в1д прсцчсу шл1фування аорстким абразивним 1нструментом (рис.1).

Рис.1. Схема плоского шл1фузандя комбХнованим кругом

- в -

Швидк1сть будь-яко! точки К на л1я11 контакту 1нструмента 1 детал1 складаеться з в!дносно5 та переносно! Уе швидкостей: ;

\ж ^е ' (1)

Поза зоною контакту 1нструментв 1 детал1 швидк1сть точки В

буде визначатись з виразу:

= (2) В зон1 контакту ця ж точка будв мати швидк!сть:

Вектор шввдкост1 р!зання в точц1 К направлений та л1н11 контакту шл1фувального !нструмента 1 оброблювано! деталД. При умов1, що ср<ф0 абсолвтну швидк1сть знайдвмо, як:

Ук - Уе.С08^Уг.8Икр - и).й0.С08<р0. [1+1^1 (4)

Якщо 1«Л0, то совф0 и 1 1 ш о. П1сля двяких пвретворень отримаемо:

^ - . (б) Отже, при умов1, що величиною прижиму Г в пор1внянн1 з величиною рад1уса 1нструмента И можна нехтувати, будомо вважати, що швидк!сть р!зання жорстко-прукного абразивного 1нструманта • в процес! шл1фування залишавться пост1йною 1 р1вна*

ув - 7К . Т - ш-Л0 (6)

Визначена довжина зони контакту абразивного 1нструмента 1 ил1фовано! двтал!:

Ч^^Г^М-ЧНН2 (7)

Л «о Ьйо ,

Знак "м!нус" в первому сп1вмножнику виразу (7) в1дпов1дае випадку, коли напрямок подач! оброблюваного'ыатер!алу сп1впадав з напрямком швидкост1 р1зання (попутне шл1фування). Як видно з (7), довжина контакту круга 1 детал1 при зустр!чному шл!фуванн! б1льша н!ж при попутньому.

Визначено к!льк!сть свгмэнт1в т, що одночасно приймають участь в шл1фуванн!, як в!диошення "овкини контакту до довхини хорда 1с, що стягу8 два рад!уси на границ! сегмента :

п г1± _ZL_i.J2.J__

с I ы.Я0 Л йо ^ й0

- • -

1 Розраховано иаксямальну величину прижиму 1вструмента до детал1, при як1й можпве шл!фуваяня з ударними наваятэженнями, то не призводять до поили дефвкт1в на оброблюван1й поверхя1 в залежнос:т1 в1д к1лькост1 свгмнпв п_:

Г * 1 2

Г = —- -Г—1 (9)

1 а

"о

та тсвдоа эластично! прокладки 0 1 висоти сегмента

«о'»2

г-ь/

(10)

щри йа * 100 ММ. П0 « 24, в - 4 ж. ^ I 30 т Г »0.845...0.880 ММ.

В третьему рсэжШ приведено обгрунтувэння вибору абразивного та в'яжучого иатер1ал!в, викладеяз технолог!* виготовлення комб1новааих 1нструмент1в, визначен! критерИ оц1нки якост! ял1фувалъних 1фуг1в, приведена методика ст1йк1сних та силових досл1дсвнь. Дано опис експеримантально! установки для проведения ' ст1йк1снкх досл1давнь та апаратуря 1 пристосувпнь для проведения сшивах досл1джань.

В четвертому роздШ приводен! результат експврикентальних досл1д«инь впливу об'смного вм!сту верна та в'яжучого в сегментах основно! 1 додатковс! фракШй. к1лысост! сегмент1в додатково! фракдП, довжани ол1фування, швидхост1 р!зання, ивидкост! подач1, Ееличзети лрижпму 1нструмекта до детал!, напрямку подач1 Сброблгваного матэр1алу на освовв! покаапики процесу шл1фувшшя кочОНювзними жсрстко-пружннми кругами.

В ; якост! дсказникиз, до характеризуют процес пгл!фувш1ня деревини асразйвними кругами, нами принят! сл1дуюч1:

- об'ем деревами, знятий в процвс1 яцИфування 0;

~ об*ем круга, яки» зносився в процес! шл1фування д, питома продуктивн!сть абразивного 1нструмента я; " - нормальна 1 дотична штзм! складов! сияй р1зання РШТУ та

- мжкя^кня гштсмо! нормально! схладово! сили р1залня Р1ЩТУ до догачко! - Рштх, к; .

В результат! екгперимеатальнях . досл1дж0НЬ ввливу режимних ! лктор1к на осноен! показники, що хзрактвризуйть проаво шл!фуваш1я

ж

- 1в -

деревини бука комб1нованими жорстко-пружними 1нструментами (ц1 досл1джэкня проводились за класичною методикою, а 1х результата п1длягали статистичн1й обробЩ) встановлено, що:

- при швидкост! р!зання V = 9...11 м/с як1сть оороблюваио! поверхн1 в найкращою - висота м1кронер1вностей не перевщуе величини 32 мкм. При V < 9 м/с ефектмБн1сть процесу шл1фування обмежена величиною ^упах, яка стшювить 38...54 мкм. При V > 11 м/с в!дбувавться 1нтенсивнв засалювання робочо! поворхн1 абразивних сегмент1в 1з-за р1зкого - зб1лшвння дикам1чно! *орсгкосг1 1нструмента;

- при величин1 прижиму 1нструмвнта до детал! 1 = 0.8...0.9 мм питома продуктивнЮть комбХнованого 1нструманта в максимальною 1 складав 400...2650 см3/см3. При малих значениях Г об'вм деревини, по зн!маеться в результат1 обробки в м!н!малышм (глибина шйфування при незм1нних 1нших режишшх факторах складав 0.001...0.01 мм). При Г > 0.9 мм р1жуча повврхня абразивного 1нструмента зазнае 1нтеисивного зносу, а величина м!кронер!вностей на шл1фован1й поверхн1 р1зко зб1ль увться 1з-зв значних ударних навантажень;

-величина швидкост1 подач1 оброблюваного матер1алу практично не впливае на шорстк!сть шл1фовано$ повв, л! та питому продуктивн1сть абразивного 1нструмвнта;

-величини швидкост! р1зання, прижиму круга до оброблювано! поверхн!, швидкост! подач! та III напрямку не впливають на в1дношення питомих складових сили р!зання, а тому 1х зм1на не призведе до !стотного покращання р!жучо! здатност! комб1нованих 1нструмент!в;

-результата екопериментальних досл!дкень по обгрунтуванню режимних параметр1в повн1стю п1дтвердаують результата, отриман1 при теоретичних досл!дженнях к1нематичних особливостей процесу тл1фування деревини бука комб1нованими жорстко-пружними 1нструментами.

При досл!даенн! впливу структурних параметр!в на основн! показники нами буа ревл1зований В-план ~з ДФП типу 25~1 в ортогональн1й частш1.

В результат! обробки екопериментальних даних для вс!х пока?ник1в процесу шл!фування от^иман^ р!вняння porper.il чипу :

у . ь0 +Дь^ ♦ |1ь11.х1 + Дь ^Х^. (11)

. .И

- tl -

де Y - значения внхЗдного параметра;

bc - вЗльний член р1вняння perpeclï;

bl' ^ii* ~ ксеф1ц1внти, як1 виражають ефекти парного i другого порядку, nspHi взаемодИ;

X - незал9»11 зм1нн1;

к - число $>актор1я, як1 включэи1 в дослЗдження.

Bel кооф1ц1бнти для р1внянь perpeclft наведен1 в додатку дисертац1йно1 робота.

В результат! данкх досл1дакнь наш встановлений характер впливу отруктурних параметр1в абразивних сегмент1в на ochobhI покязники, що характеризуясь процес шл1фування лврепини бука комб1нэЕаними жорстко-пружними пбразивяими Знструментями.

Зб1лысення об'емного вм1сту в'яжучого в сегментах основио! фрэкцП в1д 11 до 13 % призводить до зб1ль&чнкя питомо! продуктивност.1 1яструмонта, зменшення об'ему зЗшл1фовано! деревини та об'ему спрацьовано! частшш абразивного круга. Дэлыпий pic? VB оф навдаки спричиняз змениештя q 1 зб1льшекня Q та А, що пояснюоТься втратою м1цност1 закр1пленяя абразивних зерен..

Пптома продуктивШсть абразивного круга росте 1з зС1.гьшенням об'аму в'яжучого в сегментах додатковоХ фракцИ. Пор1вняно невеликий ш1ст в'яжучого в сегментах додатково! Фраки!ï не дозволяв створити товстих MiCTO'wlB la фенол-формальдегЗдноТ смоли, як1 О призвали до 361-шпоння крихкост1 системи абрвзивнв 1«рно - й'яжучий матер1ал i втрати адгез!йних сил взэемозв'язку, як m m спостэр1гали у Еипадку, коли Уроф > 14 Ним 1 пеяенгвть^л .зменгаення об'ему з1пл1фовано! деревини та об'ему зновдноУ чзстини Инструмента з ростом об'емного вм1сту в'яжучого в сегментах додатково! фракцП,.

ЗбЬпьшекня к!лькост1 сегмент1в додатково! фраки! Ï прпзводить в диному Еиподку до росту питомо! продуктивном i круга, ■ зйому дере вши та зкосу 1нструментз i до зменшення в1днсдак;;л к. Не лог1'Ш1, оск1льки гб1льшення к1лькост1 "м'яких" сегмеьИв спричиляс зб1лылення крихкост1 абразивного йару, отвертели б!льш опрнятлив1 у.чови для шл1фування деревини, зментути одночьсьо -щсг:ост1Як:!.стъ круПз.

3 ростом вм1сту знрна в сегментах ochobhoï фраки!ï в!д 14 до-46 % зсЯлыяуеться I об'ем зЬалЗфовано! деревини. Подзлшпй рют 7.Ч(,р>ф припвовдгь до зм«наеяня Q. АналоПчним ч 7..\ywr»p •зо.южност! tuïtomoï пр:>дуктиЕНост1 1нструмента в1д.730рОф.

301лысвння оо'емкого р.м1сту зерна в сегментах . ком51л<-л»ач'ч-.•

круга по р!зному мохе ышшати на йога працездатн1сть.

Зростання 0 з п1двищенням у39р0ф в1д 44 до 4в * пояснювться зб1льшенням к!лькаст1 одночасно працшчих зерен, а змвншення об'ему частини круга, що зносилась при аналог1чних умовах -зб1льшекням адгезивних сил взаемозв'язку м1ж абразивними зернами., зниження а з ростом У30рОф в1д 46 до 48 X можна поясните там фактом, що великий об'емяий вм1ст зерна в сегментах основно! фракцП змоншуе об'вм пор, пог!ршуючи умови р1зання. 301льшення д при цих умовах очевидао пояснювться втратою ы!цност1 закр1плвння зерен через малий в1дсоток в'яжучого матер1алу, що • припадав на ... оданицю робочо! поверхн!.

Встановлено, що у вс1х досл1дженнях зб1льшення к!лькост1 сегмент!в додатково! фракц11 до 12 спричиняз р1ст вс1х основних показник1в процесу шл1фування комб1нованими жорстко-пружними кругами окр1ы в1даошення питомо! нормально! складовоо! сили р1зання до дотично!.

В результат! досл!дкень встановлено, що при еластичному шл1фуванн! величина складових сили р!зання в значн1й м1р! заложить в1д величини режимних фактор1в: швидкост1 р1зання, швидкост1 подач1 та прижиму 1нструмента до оброблювано! детал1.

Визначено, що показник процесу шл1фування, жий представляв собою в1дношвння питомо! нормально! складово! сили р!зання до дотично!, зв1льнений в!д впливу режимних фактор1в. Тому цей показник був принятий як один з основних показник1в процесу шл!фування деревини комб1нованими жорстко-пруж1Шми кругами.

В результат! анал!зу вид1лено три найб1льш характврних випадки роботи комб!нованих 1нструмент!в для р1зних сп1вв!дношень об'емного вм!сту зерна та в'яжучого в сегментах основно! 1 додатково! фракцШ.

В першому з них об'емний вм1ст зерна та в'яжучого заф!ксован1 ча нижн1й меж! 1нтервалу вар1ювання.

Величина зносу "м'яких" ! "твердих" сегмент1в !з зб1лыпзнням" довжини.шл1фування стр1мко зроотав, що пояснювться малою к1льк1стю в'яжучого в роОочому шар!.

Встановлено, що комб1нован1 кр^-и з такими харктеристиками абразивних сегмент!в з!шл1фовують з оброблювано! поверхн! шар деревини найб1льшо! товщини. Глибина шл1фування для них становить 0.03...0.05 мм. ^

3 друго! сторони, завдяки 1нтенсивному зкосу штома ...ктибн1сть таких 1нструмент1г дуже невелика 1 становить

400...450 сыэ/см3. Шорстк1сть шПфованоГ поверхн! при цьому зростае 1з зб!льшв1шяы довжини шл1фування.

Отриман! результата дають моклив1сть припустити, що шл1фувальн1 круга, в- сегментах яких об'емний вм1ст зерна та в'яз ;чого м1н1мальний, працюють в режим1 зыосу.

Попередн1мн досл1дженнями встановлено, до зничайшй «орстко-пружний круг, в сегментах якого V3ep » 48 * i Vfi = 15 %, та комб1новвнкй, в якому об'емний вм1ст зерна та в'яхучого в сегментах ochobhoï 1 додатково! фракц1Я б1льший за верхню мику 1нтервалу вар1ввання, спричиняють в процес! ал!фування припалювання на оброблюван1Л поверхн1, що поясняться засатоьанлям р!жучого шару.

Сегмента ochobhoï Фракц11 комб1нованого круга, в mais V^aE -48 % 1 Увоф » 15 % не засалюються. Цей факт безумоыю пояснюеться наявн1стю в 1нструмент1 "м'яких" сегмент1в додатково* фракцП. Саме ц1 сегмента переривають процес засаливания, приймаючи основиу частку робота по зр!занню стружки на ееоо. Сегмента ochobhoï фракцИ в свою чергу не дають стр1кко зб1льшуьзтаоь висот 1 м1кронер1вностей на шл1фован1й поверхн1. Ала в робот1 такого Инструмента присутн1 IctothI недол1ки:

1. В результат! 1нтенсивногозносу сегмент1в додатково! фракцИ пнтома продуктивн1сть 1нструмент1в дукэ мала I складае 550...700 см3/см .

2. На оброблюван1й поверхн1 при шл1фув^нн1 досл1дхуваним кругом виникав хвиляст1сть. Причиною появи цього дефекту в велика р!знйця у величин! об'емного вм1сту зерна.та в'яжучого в сегментах ochobhoï 1 додатково! фракц1й, внасл1док чого сегмента ochobhoï фракц11 майже не зношуються на в!дм1ну в1д "м'яких" сегмеит1в, зное яких дуже великий. В результат!, значка р!зновисотн!с'гь робочогс japy спричиняв ударний характер робота 1нструмонта,що 1 . призводить до появи хвилястост!• Пост1йне вир1внювання абразивно! поверхн1 шляхом правки значно зменшув ресурс роботи таких круг!в.

Очевидно, що ц! недол1ки можна усунути, якщо зменяшти р1зницю у величин! об'емних вм!ст!в зерна та в'яжучого в сегментах р1зних фракШй комб1н^ваного 1нструмента.

На рвс.2 представлен! звлежност1 зносу, глибшш ил1фування та шорсткост! оброблювано! поверхн1 в!д довжини ил1фува;шя при робот1 круга, в якому об'емний вм1ст зерна та в'яжучого в сегментах ochobhoï ! додатково! фракц1й заф1ксован! в сервдин1 1нтервалу вар!ювання.

- и -

Ркс.2.. галэжйсть а)зносу сегмент!в р, б)глибюш шл1фув8ння h, . в) иэрсткост1 оброблювано! поверхн1 Й^иах в!д довхини ил1фуваш!я L; 1 - заос счгмент1в додатково! фракцЦ; ?. -- зноо сятэнт1в основно! Фракц11; Т30роф 46 S; vbоф - 13 - 42 %; Ч^хф ж 9 %; п^ - 12.

в результат1 ябаланеиваност! м1ж величиною зносу сегмент1в та глиоиною ал!фуьання, имтсма продуктивп1сть таких круг1и мак'.:имал1на 1 складав 2300.,.»650 см3/см3.

в рис.2 видно, що з початку юл1фування до точки, в raclfi L -i СО м, сегмента додатково! фракц!! ночинавть зношуватись, а не сегменте» основно! фраки!! налипав стружко. По м!р1 зСИдывэаня довкшш шл!фування до L » 200. м, зное "m'hkjw* овлинПп pcovw. В цей момент сегмента основно! фраки!! очизаються в!д перук.п«, шму ta в 1дход1в тл1фування. Це явище е головним в ripouecl ул 1фук.чння дер*шш комб1нсваними жорстко-пружними кругами. JVjüo стало магливим т!льки завдяки приоутност1 сегмен'Лв додатково! фрикцП, лк1 Оеруть на себе основну роботу по зр1звнвю стружок. F¡ цой час, розвинтажен! в1д роботе, сегмента основно! фракцП ачкщаять овою робочу шверхню. Одп!ею з ймов!рних причин такого очищеняя е гюстШн! рад!альн1 коливакня сегмент1в. Вишлено, ир олмоиний нище даич^.т-р роооти-е здоб1льшго пост1йник i никл i чним.'

i- результат! досл!джонь встеновлано, що п:л!фувальн1

К0Мб1Я0В£Ш1 *0рстк0-лружн1 1НСТРУМ8НТИ, В ЯКИХ Об'йМИИЙ вм1ст зерна та в'яжучого в сегментах основно! 1 додатково! фракцШ заф1ксован1 приблизно в середин1 1ятервалу вар1ювання здьтн! првцювати за рахунок цикл1чного самоочищения без правки, максимально використовуючи весь ресурс роботи.

Отже в залежност1 в1д величина зм1нних фактор1в У30рОф, увоф, 730рд1>, Увд8 та Пдф комб1нован1 шл!фувальн1 1нструменти мскуть працювати в режимах засалювання, зносу або цнкл!чного самоочищения.

Роботу досл1джуваних 1нструмент1в можна розд1лити на два пер1оди.

В першому пер1од1 зное сегмвнт1в комб1нованого круга р1зко зростае. Висота м1кронер1вностей на оброблюван1й поверхн1 навпаки стрибкопод1бно зменшуеться. Глибина шл!фування поступово зб1лыпувться до свого середнього значения. Цей пер1од характеризуемся активним осипанням зерен, як1 були викришен1 в результат! правки з робочо! поверхн1 С9гмент1в, що в причиною 1х !нтенсивного зносу. На початку шл1фування активно зношуються також еластичн! прокладки, як1 виступають над робочою поверхнев ил!фувального 1нструмента п1сля правки внасл!док !х невелико! жорсткост!. Тривал!сть цього пер1оду дукв мала.

Другий пер1од - пер1од стаб1л1зац11 роботи круга. Тут глибина шл!фування 1 шорстк!сть шл1фовано! поверхн! незначно коливаютьея навколо сво!х середн1х значень. В залекност1 в!д сп1вв!дношвння об*емкого ш1сту зерна та в'яжучого в сегментах основно! 1. додатково! фракц!й комб1нован1 1нструменти, як ми вже визначили -ран1шо, можуть працювати протягом цього пер1оду в рэжим1 зносу,-засалювання або цикл!чного самоочищения. В останньому випадку <1нець другого пер1оду буде визначатись ресурсом роботи абразиших: :егмент!" (м1цн1стю клеевого з'еднання прокладка - сегмент та4 зисотою робочого шару абразивних сегмент1в). У вс1х 1нших виладках гривал!сть цього пер1оду, аналог!чно з роботою жорстких круг!в, 5уде обмежена довжиною шл!фування Ь = 800...Е200 п.м.

основн1 шсноЕка

1. На основ1 виконаних досл1джень вшшву режимних та ггруктурних парамвтр1в на . показники, що характеризуют процес !л1фування деревини бука комсНкованими адрстко-пруигами кругами 5ир1шена важлива науково-техн!чна задача - п!даищено ефективн1сть

il - м -

абразивно? обробки шляхе* шяксдястаиня овшенПв з pisam об'бмтм bmIctom зерна та в'яжучаго-

В якост1 абразиву два етвореного круге застосовано карб1д xpeMHlu чэрний марок 54 С 1 Е5 С зврнист1стю #25. в якост! зв'язки - фенолфортяююгИява смола ЕЖ-2 та поровхоподЭбна фенсльне в'яжуче ОФП.

2. Анал1тично знавдаио малину довюшя контакту 1нструиента 1 датал1. яка стеновнть * 3.58 ш щж вюсористанн! зустр1чно! схеая ял1фування та 1к - 3-S7 ш щж попугаи схем! обробк» ДЛЯ пост1Кних явидкост1 р1ааюиц »мглкост! подач1, ввлгаии приему та ряд1уса досл1дхуваного щ&хчи

Отрямано впразж для ясямчаяая максшально! велгигси приему круга до обрсблюаноХ лежавший при якИ мокшее . ил1<3увания з ударнши нэвантаженвямв. m m прюводять до поязх дефект1я ira шифсвани noBepiHi. При твшштх розм1р*х ебразивяях сегмевпв 1 елвстичнихпрокладок f »= ÏLS45. . .0.888 ММ.

Влявлено. мо авкясЗгть «¡удь-яхоХ точки на лШХ контакту 1нструмента 1 детал1 окадовася s ацж в1лносвоХ 1 вереяосао! яждкасте!. Встановлего, щ шттввв з«1аа BEiuacôoYl еврагмвних сегмент 1в при вход1 да зад» зиштакту дркзводать до появя удэрво! сюш, а при вимд! 1з altít жив - мкякав Подальв! коллвання plsyrax влеиевт1в. .

3. В результвт1 еигтциипшвцнт досд1дашь ашкву реюогнжх фвктор1в ва ocbobhI шжваипя, цо характерюукл щсщс влЦувавня дзревани бука комб1вдиаыяии «орстяо-пруиюв« 1встру*ежта»«

bpt8bcej»s0. цо: . • ' • л.

- щя кБядкост1 piaeŒE W = 9...11 »sc яЦсть обролшзлю! asoepzHl в нчЯкрмщв - етсста м1храв0р1вяоств® переющуе веяпшш 32 na. Bps V < э т/с е$вкиген1сть проиесу елЗ$гв&чня оЯееявва веягааов Я^нх. am становиъ мм. IÇa V » il wc в1дзувазпся 1ДИИСМНИ писаяднйгея • ровочоХ ncaapxjtl вСрдаеииии. сагиеят1в Зв-яа plsxoro >б1лы)вннд лшам1чж>Х ■

- даряжост! !нлцшя>; - , •

- еря Banoei врящг ЗЕгхруяаагадо детая1 Г » 0.В...0.S км шешка г4г^ктжш1стьмж51ное»,аго 1встру*9нта «мюсдааяьаос 1

•эибвдзе 400___2655 аР/ом3- Лря малхх значениях f об'ем деревдни,

№» ги1мз-пъся в результат! ссройш е м1н1мьльни» (гжбява шш4|ув5ета пр» вазн!яваа 1ашх ретикх факторах ааэдее !).<Ю1...п.сГи|). Ца f > D.e im plîrn поьэрхяя - айразашего Лшгтг^штаКа зазвав 1жеевсшввиго а«юсу. а величава м1кроязр1гаод?ев

на шл1фован1й поверхн1 р1зко зб1лыпувться 1з-за значних ударних навантажень;

- величина ШВИДК0СТ1 р1зання, прижиму круга до оброблювано! поверхн1, швидкост1 подач1 та II напрямку не впливають на в1дышення питомих склаДових сшш р1зання, а тому !х зм1на не призведе до 1стотного покращення р1жучо! здатноот1 комб1нованих 1нотрумент1в.

Результата експериментальних досл!джень по обгрунтуваннв режимних параметра повн1стю п1дтверджують результата, отриман1 при теоретичных досл1дженнях к1нематичних особливостей процесу шл1фування деревини бука комб1нованимн копстка-пружними 1н1струментами.

4. В результат! експериментальних досл1дконь впливу структурних фактор!в на основн1 показники, що характеризуете процес шл1фування деревини бука комб1нованими жорстко-пружними 1нструментами встановлено, що:

- об'ёмний вм!ст зерна та в'яжучого в сегментах основно! фракцП впливають на основн1 показники процесу шл1фуваннл. 1з 1х зб1льшенням питома продуктивн1сть 1нструмента спочатку росте, а починавчи з середини 1нтервалу вар1ювання - зменшуеться. Р1ст вели'шни об'емкого вм1сту зерна та в'яжучого в сегментах основно! ФракцП призводить до зб1льшення в1дношення питома! нормально! складово! сили р1зання до дотично!, що . в результат1 поПршуз р1жучу здатн1сть комб1нованих шл1фувальних круПв;

- об'ёмний вм1ст зерна та в'яжучого в сегментах додатково! ФракцП впливають на основн1 показники процесу шл1фування. Зб1льшення об'емного вм1сту в'яжучого в сегментах додатково! фракцП призводить до росту питомо! продуктивное1 1нструмента. При цьому зростае зносост1йк1сть шл1фувального круга та незначно зменшуз'. ся об'ем з1шл1фовано! деревини. Зб1льшення об'емного вм1сту зерна в сегментах додатково! фракцП дещо зменшуе питому продуксивн1сть 1нстру!.шнта, спричиняз р1ст глибшш шл1фування та об*ему зношено! частини круга;,

- зб1лыпоння к1лькост1 сегмвнт1в додатково! ФракцП зб1льшуе питому продУлтявн1сть, об'ем з!пл1фовано! деревини та зносост1йк!сть комб1нованих 1нструмент1в.

5. Встановлено, що в залекност! в1д вэличйки об'емного вм1сту зерна та в'яжучого в сегментах основно! 1 додатково! фракц1й ком01новаш!й коротко-прукниЯ абразишшй 1нструмонт може працювати в.режимах зносу, сасалювання 1 цикл1чного самоочищання.

- te -

Выявлено, що в режим! зносу працюють т1 комб1нован1 1нструменти, об'емний вм!ст зерна та в'яжучого в яких можливо м1н1мальний. Глибина шл1фування в даному випадку найб1льща i становить 400...450 см3/см3.

Встановлено, то в режим1 засалювання працюють комб1нован! 1нотрумонти з можливо максимальним об*емким bmîctom зерна та в'яжучого в сегментах ochobhoï i додатково! фракЩй. Усувути припалювання на оброблюван1й деревин1, як1 виникають внесл1док затупления р1жучо! поверхн! 1нструмента, можна шляхом використання даже "м'яких" сегмент1в додатково! $ракц11, «о в свою чергу призввде до появи 1стотних недол1к1в при робот!:

- в результат! 1нтенсивного зносу еегмепПв додаткова! фракц1Т . питома продуктивн1сть таких круг!в ' невелика i складае q * 550...700 см3/см3;

- на оброблюван1Й поверхн1 при Шл1$ув8пн1 виниквв хвиляст!сть, причиною чого е значна р1зниця у величин! об'емного вмХсту зерна та в'яжучого в сегментах ochobhoï i додатково! фракц1й. В результат!, значна р!зновисотн!сть робочого иару спри^инле удерний характер росоти !нструмента, що 1 призводать до появи хвилйстост!. ПостШш вир1внввачня робочо! поверхн1 оляхсм правки зменшув ресурс робота таких 1нструмвнт1в. ,

В реким 1 цикл1чного самоочищения робота досл!дауваного круга не призводать до появи дефект!в на оброблюввн1Й поверхн!, а його . сегмента не _ зазнаоть 1нтенсивного опряцшаиня. При умов1 самоочищения, комб1нован1 жорстко-пружн! круги здатн! . працювата без правки, повн1стю використовутт весь ресурс робота, якиЭ в даному випадку буде визначатись висотою абразивних сегмэнт1в. Питома продуктивнЮть.таких 1нсурумент1в максимальна ! складае 2300...2650 см3/см3, ■..'■-,- ' / /

6. Встановлено оптимальн1 значеная об'ешгого вм!сту зерна та в'яжучого е сегментах ochobhoï 1, ДодатковЫ фракЩй, при яких будуть створен1 найб1льш спраятлив! умови дяя .самоочщонкя робочо! поверхн! 1нструмонта i дитома продуктивн!сть ост&чяьсго s максимальною. При тл1фуванн1 деревини бука ц! значения лежать в сл1дую'цк Интервалах: ' Увоф = 12...14 %; > VBgpcx$ - 45...47 3; У^ф = 10... 11 %; Vcepzs® = 42...43 « 10... 12.

7. А!Гал1з ефективност! шл!футання комб!новачйми корстко-пругкними . абразивними !яструиевтамкi (яа лршад1 Отин1Ясьхо1 moC.iîip.oï фабрики) показав, що Екровэдашшл досл1джувапях itpyrlE дало змо^у п1дЕивдата продуктавн1сть роОотй йа 20...4С

Публ!кац!1 здобгзача во той! днсертгцИ

1. Патргпо^ И.В, Кийко О.А, Береза П.С, БагриЯчук в.А.

Уеханнческоз шлифование профильных деталей // Научно-технический прогресс в лесной и доревообраббатстащей промышленности : Тезисы докладов XVIII научно технической конференции. - Киев. - 1991. 0.Г...17.

2. К1йко O.A. Новий Лнструмэпт для чиотового шл!фувшшя дерзвшш. Кауковий Bicianc. Вип.1. - Льв1в: УкрДЛТУ, S994. -С.91...94.

. 3. К1йко O.A. Голубвць B.SI, Грпцяшн C.I. Вплив ивидкост! р1загал, швлдкост! подач! та воличлни прижиму на силов! показники процесу пл1фуваш!я ксмбЗдованиш! корстко-прушими образивними [фугами. Науковий в!сник. Вип.З. - Льв1в: УкрДЛТУ«- 1995. -с.143...145.

4. Itifcto" О.А, ГолуСзць B.U, Гряцыкш СЛ. Ешаш С9гмент!в додатково! фракц1! на працездатн1сть коиб1нованого корстко-пруж-ного абразивного 1нструкента. Науковий Blcmcc. Вил.З. - Льв1в: УкрДЛТУ, 1995. - с.138...141.

5. KiSiiO О.А, Голубзц^ В.У, . Багр1Ёчук В.О. Валив напрямку подач1 на силов! показшжл при чистовому ал1фуЕанн1 комб 1новсшгад! зорстко-лруканга! абразившолн Инструментами. Науковий в!сшк.

V Бип.З. - Льв!в: УкрДЛТУ, 19Э5. - с.145...146.

6. К!йко О.А, Губер D.M. Силов! показшпа прл чистовому шл!фуванн! деревини зкорстко-пруеткми кругами // Ново в технолог!! л!сово! та деревообробно! прсмисловост1: Науков1 прац!, г.6. -Льв!в-Харк1в: 1нститут технолоПчно! к!бэрнетики л1сопрс>,«елового комплексу, 1993. - с.99...100.

7. Багрийчук В.А., Петрами И.В., КнЗко O.A. Шлифовальный инструмент. Авторское свидетельство СССР $ 1Б83276, кл. В 24 D 5/0в, 1988.,

а. "агр1йчук В.О., Патршак I.B., К!йко O.A. Створешш 1нстру1.!енту для проф1льного ил1фування пагонакних деталей. Заключний зв1т / шифр 52-33-87, Я ДР 01870048928, 1яв. й 02900009867/. - Льв!в: ЛЛТ1, 1933.

В1дгуки н- авторефэрат в двох екзегаллрах з заМренши п!дш1сами просимо надсилати за адресою:

290057, м.Льв!в, пул.Пугх1на, 103, Спац!ал'!зоБШ1а Ечена рада.

I. - 23 -

Kyiko O.K. Increase of fcba ocaeh tiEt>or grinding efflalenoy with rlgtd-elastto nbraslre tools.

Thnxin for a candidate of technical sciences degree, speciality 05.03.01 - ргоооввоа of aaohine-toola und tools. Ukrainian State University of forestry and Hcjr4 Tpohnolotfy, Lvov, 1095. Hanunorlpt.

йеатэ ;

The paper deals with the тгауе of increase of abrasive toola productivity during timber grinding. As a result of the carried out гезеагсЬез the efficiency of the abrasive processing oi beech timber by raeance of the изз of savants with different volumetric

• grain content and binder has been Increased, the choice of the

• performance parameters in the, ргосевз of grinding has been theoretically substantiated and experimentally proved, practical 'recommendation for the use of combined rigid-elastic tools have beer, worced out. factory testa of the abrasive wheels have be.en carried out, data concerning grinding process productivity increase ha3 been given.

Кнйко Q.A. Павшакне эффективности ядяфования древеенш бута »естко-упруташ абразивными юютруыенташк

-Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических нале по специальности 05.03.01 - процесса цахошческой обработка, станки и инструменты,- Украинский государственный лесотехнический университет, Львов, 1095. • '

Рукопись.

Резюме

В работе рассматриваются пути повышения, производительности абразивного ваструмоита плл шлифования древесины. В результате прово денных исследовав повышена эффективность эброзидаой обработки древесины путем ксяользования сегментов с различным объемнчм содэржанива зерна л езязущего, теоретически обоснован 2 экспэргаонтольио подтверждая выбор рекимннх параметров в процессе шлифования, разработаны практические рекомендации ко использованию комбинированных жестко-упругвх инструментов. Проведены- заводские ' испытания ■ исследуэках абразивных кругов, приводятся данные о ' повышении производительности процессу шлифования.

Юдачов! слова: .

тл1фувйюш,1 1нотруцект, абрааквкиЗ сегмент.