автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Разработка рациональных режимов профильного фрезерования древесины

о л

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

СТРАКОВИЧ МИХАИЛ ФЕДОРОВИЧ

уда 674.023

РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕНШОВ ПРОШЕНОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ ДРЕВЕСИНц

Специальность 05.21.05 - "Технология и оборудование? деравообрабагавидюс производств, древесиноведение".

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск 1993

Работа выполнена на Ш"Белмузпром" и кафедра деревообрабатывающих станков и инструментов Белорусского государственного технологического университета.

Научный руководитель

ч?

Научные консультанты:

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие

кандидат технических наук, доцент 1В.И.НИКУЛИНСКИЙ! кандидат технических наук, доцент А.П.КЛУБКОВ; кандидат технических кгук, доцент А.П.ФРИДРИХ доктор технических наук, профессор В.В.АМАЛИЦКИЙ; кандидат технических наук, профессор А.П.МАТВЕЙКО. Ю "Минскпроектмебель"

Защита диссертации состоится года

в_часов на заседании специализированного совета К.056.01.01

в Белорусском государственном технологическом университете по адресу: 220630, г.Минск, ул.Свердлова,13а, корпус 4, зал заседаний. л

С диссертаций можно ознакомиться в библиотеке Белорусского государственного технологического университета.

Автореферат разослан делаЛи^ 1993 г.

о ■

Ученый секре. специализированного совета

кандидат технических наук С.П.ТРОФИМОВ

ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темн. Эффективность и качество изготовления профильных деталей механики пианино зависят от рационального проведения процессов обработки древесины. Режимы резания будут рациональными, если технологический процесс резания ведотсл с такими значениями режимных параметров, которые позволяют получить высок..з технико-экономические показатели.

В настоящее время имеются расчетные методы,, позволяющие устанавливать режимы фрезерования древесины. Однако, эти методы приемлемы для наиболее распространенных в деревообработке древесных материалов таких как сосна, береза, дуб при их обработке в продольном направлении. Детали механики пианино в основном изготавливаится нз древесины граба фрезерованием как в продольном, так и в поперечном направлениях. Следует отметить, что профили обрабатываемых деталей имеют достаточно сложные формы, которые состоят из прямолинейных, скошенных, выпуклых и вогнутых поверхностей обработки/Поэтому проведение исследований по разработке рациональных режимов обработки древесины граба методом профильного фрезерования представляется актуальным.

Цели и задачи исследований.. Целью работы является разработка расчетного метода для определения силовых и качественных показателей при механической обработке древесины граба для оборудования, работающего методом профильного фрезерования.

В соответствии с поставленной цельо в программу исследований были включены следующие задачи:

1) разработать классификацию основных видов профилей, применяющихся в производстве деталей музыкальных инструментов;

2) установить аналитические зависимости иезду режимами резания, геометрическими параметрами режущего инструмента и параметрами стружки при профильном поперечном фрезеровании;

3) провести экспериментальные исследования процесса по установления силовых и качественных показателей для наиболее характерных форм обрабатываемых поверхностей;

- 4) на основе теоретических, лабораторных и производственных исследований разработать метод расчета режимов резания и рекомендации по конструированию режущего инструмента.

Н'аучная новизна^. Разработаны уточненные формулы для расчетов параметров срезаемого слоя резцом с углом наклона профиля режущей кромки и срезаемого слоя при профильном фрезеровании, а также геометрических параметров режущей части профильной фрезы. Разработано математическое описание энергозатрат процесса профильного фрезерования в продольном и поперечном направлениях по силовым показателям и в поперечном направлении по шероховатости обработанной поверхности.

Практическая ценность.. Теоретические и экспериментальные исследования могут быть применены для разработки технологических процессов производства профильных деталей. Математические модели зависимости силовых и качественных показателей позволяют определить рациональные режимы при фрезеровании древесины граба в продольном и поперечном направлении. Результаты исследований могут быть использованы при проектировании профильного инструмента и машин, работающих методом фрезерования.

Реализация результатов исследований,. Результаты научных исследований апробированы в производственных условиях по вы-, цуску профильных деталей в объединении "Минскщйектмебель" и на Белорусском производственном объединении музыкальных инструментов. Автором на 1Ю"Белмузпром" внедрены 20 рационализаторских предложений, связанных с технологией, оборудованием и ревущим инструментом при обработке профильных деталей музыкальных инструментов.

Апробация работы.. Основные результаты исследований были доложены и то лд чили одобрение на ежегодных научно-технических конференциях побитогам НИР за период 1981-1993 г. г. и на научных семинарах кгфедры деревообрабатывающих станков и инструментов Белорусского технологического института им.С.М.Кирова.

Публикация результатов работы. Д> теме диссертации оцуб-ликовано 2 работы " получено 2 авторских свидетельства.

Объем работы. Диссертация содержит введение, пять глав, вывода, список используемой литературы и приложения. Основная часть работы изложена на 138 страницах машинописного текста, иллюстрирована 44 унками на 43 страницах, имеет 30 таблиц и дополнена приложениями на Ю страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертации и приведена краткая характеристика работы в целом.

ПЕРВАЯ глава посвящена анализу вопроса и формулированию целей и задач исследования.

Многочисленные теоретические и экспериментальные исследования фрезерования древесины выявили общие и частные закономерности, которые используют при расчете режимов работы оборудования и инструмента.

Е. Кивимаа установил, что касательная сила при резании поперек волокон финсной березы влажностью 12$, при толщине стружки О,I мм и переднем угле 35° в тангентальной плоскости на 12% больше, чем в радиальной.

Исследователь П.Кох получил оптимальные значения переднего угла, при которых повышается качество обработки при продольном фрезеровании для такг: древесных материалов как дуб, бук, мако-гони, ясень, береза желтая, клен, ива, осина, тополь.

Г.А.Комаров исследовал поперечное фрезерование. Было выявлено влияние на силовые и качественные показатели при поперечном фрезеровании целого ряда переменных факторов таких как расположение годовых слоев относительно поверхности обработки, угла резания и угла в плане, толщины снимаемого слоя, подачи на резец, скорости резания, остроты резца и влажности древесины. В исследовании применялась древесина сосш, березы, лигы, дуба.

Т.З.Двали провел производственный эксперимент с целью изучения шероховатости поверхности деталей, обрабатываемых профильными фрезами при продольной обработке древесины сосна.

А.П.Шаповал исследовал процесс продольного профильного фрезерования древесины. В экспериментах определялись силовые и качественные показатели при фрезеровании древесины сосш и бука следующих элементов профилей: прямоугольной четверти, шпунта, фаски, выпуклой и вогнутой галтелей, карниза.

Н.А.Кряжев отмечает, что шероховатость поверхности при резании древесины поперек волокон зависит от многих факторов и в конечном итоге определяется в основном характером стружкообра-зования.

Установлены также влияния угла резания, заднего угла и других технологических факторов ггри фрезеровании древесины

такими учеными как С.А.Воскресенский, Г.Брюне.

Анализ результатов отечественных и зарубежных исследований дает возможность сделать следующий основной вывод: до настоящего времени нет расчетного метода определения силовых показателей и качественной оценки шероховатости поверхности при профильном фрезеровании древесины граб в продольном и поперечном направлениях. Это и определило цели и задачи данного исследования. '

Во ВТОРОЙ главе рассмотрены теоретические предпосылки к исследованию. Эффективность и качество изготовления деталей механики музыкальных инструментов во многом зависят от рационального проведения процессов обработки древесины резанием, ' которое достигается в том случае, если:

а) режущая часть инструмента имеет оптимальные геометрические параметры и качественную подготовку рабочих поверхностей и лезвия;

б) механическая обработка заготовок ведется с технически и экономически обоснованными режимами резания; '

в) кинематические и динамические возможности оборудования позволяют реализовать принятые значения режимов резания.

При выборе и назначении режимов резания необходимо производить соответствующие согласования значений всех параметров с учетом возможности их реализации на определенном станка.

Необходимость оценки и учета большого числа взаимосвязанных, взаимовлияющих технологических и конструктивных параметров ведет к т-му, что для решения практических задач необходимо иметь определенные теоретические сведения, касающиеся данного процесса резания. Не исключением будет и решаемый а диссертации вогрсС профильного фрезерования деталей механики пианино!

Этот процесс резания, который в настоящее время находит широкое применение в мебельной промышленности, в производстве строительных деталей, экспериментально и теоретически изучен недостаточно4

В технической литературе го резанию древесины наиболее полно изучен вопрос резания с углом наклона лезвия по отношению к вектору скорости резания. Имеются работы А.М.Векшина, В.Д.Лескива и др.у . авторов, в которых исследовался вопрос резания с винтовым расположением нокей в ножевых валах фуго-

вальных и рейсмусовых станков.

В различных литературных источниках установлена взаимосвязь между угловыми параметрами при работе лезвия со скосом:

ЦпСоЬ<А, (I)

где 5 - угол резания; линейный угол двугранного угла; ей - угол поворота резца в плане. Аналогично ч для заднего угла:

= Í^UMCOóo). (2)

Среди многочисленных факторов, влияющих на режимы резания, наиболее важными являются параметры срезаемого слоя..Эти параметры с физической точки зрения являются важнейшими факторами процесса профильного резания, который определяет характер стружкообразования, влияет на энергетические и качественные показатели, производительность и точность обработки. Основными параметрами процесса профильного фрезерования являются: скорость резания, подача, глубина резания, угол контакта фрезы, объем срезаемого слоя.

На рис.1 представлена схема срезания элементов стружки-профильной фразой.

Зубья постепенно входят в обрабатываемый материал с углами контакта íf/- (f/, y>¿- </>3г, одновременно снимая стружки различной толщины.

Из рис.1 устанавливаем следующие зависимости

Тогда дуга Sí , которая соответствует центральному .углу (f>¿ определится из соотношения Si—Rtfí', Qi — d^LCw^ и соответственно длина среза

í - Rytcfyu)- Coó'U » R</>i¿ín-~r<¿. (4)

Элементарная длина стружки на основании формулы будет равна

c¿¿ ~ #4¿*'fu)c£yi (5)

и элементарная площадь среза

oLA'~ cbcÜt- ~ (6)

где <2- - толщина стружки в плоскости перпендикулярной направлению зуба профильной фрезы, равная

а- Иг - <¿ot y>L.

После интегрирования выражения (6) и выражая площадь среза

-а-

древесины в проекции на радиальную плоскость, нормальную вектору скорости, окончательно имеем^

Фрезерование древесины профильными фрезами отличается тем, что в каждой точке режущей кромки имеем различный радиус резания . Ч' эменение радиуса резания или высоты Профиля Я мечет аа собой изменение скорости резания (при постоянстве частоты вращения шпинделя), которую можно выразить следующей зависимостью • Я

<¿(#9' Я) Г?У <8)

где оО - угловая скорость точки, наиболее удаленнной от оои , вращения фрезы; А- - глубина обрабатываемого профиля в данном , сечении; Яф- максимальный радиус профильной фрезы.^ Тогда мощность на резание: Рр «

В диссертации рассмотрены изменения угловьгс параметров режущей часта профильной фрезы в различных секуарос плоскостях. Кроме »того, в теоретической части дана классификация профилей и методика расчетов режимов фрезерования,..

В ТРЕТЬЕЙ главе представлена методика исследований.

В данной главе обоснованы постоянные и переменные факторы, влияющие на выходные параметры процесса резания и на основе математического планирования экспериментальных работ составлена методическая сетка опытов И дамо описаний экспериментальных установок. . /

Экспериментальные исследования проводилчсь в два этапа. На первом этапе было осуществлено изучение стружкообразования о регистрацией силовых показателей яри прямолинейном (элементарном) резании. Данные исследования проводились на экспериментальной установке, выполненной на базе разрывной машины модели Р-0,5.

На втором этапе замер силовых показателей производили в промышленных условиях на модернизированном под требования условий опытов установку-фрезерном станке фирмы "Вайниг*.

В первом случав регистрация силовых показателей осуществлялась самопищутцим устройством силового воздействия, во втором случае - путем замера мощности резания по показания амперметра типа ACT, включенного в смову» .цепь череэ понижающий трансформатор тока типа УТГ-5. '

Точность измерений при исследованиях на данных приборах не ниже 0,5, что вполне допустимо для получения информации при обработке древесных материалов, йммицих существеннее отклонения физико-мехничаских свойств для одной и той *е породы древесины, ' .''.'• ..';.

Для проведения экспериментальных исследований в промышленных условиях выла разработана, и изготовлена специальная сборная фланцевая фреза, дающая возможность обеспечивать постоянство принятых углов резания и профилей ножа за счет комплектов сменных фланцев.

В разделе приведены{ обоснование по выбору метода Mate-матического планйровакия! расчет необходимого числа наблюдений; подготовка образцов для.эксперимента; условия проведения экспериментальных исследований (табл.'!}.'

Таблица I.

Условия проведения опытов при исследовании силовых и качественных показателей при профильном фрезеровании древесины граба

Факт^пы

!И древесины граба.

{Выходной ¡Код,ус- ¡Нижний ¡Основ- ¡Верхний ¡показа- {ловноо {уровень.ной ¡уровень

Л_|чение 1 » (0) >

Переменные факторы

1. Вид профиля детали:

а) скошенный, град

б) выпуклый, мм

в) вогнутый, мм

2. Подача на зуб, мм

3. Угол резания, град

У1{У4;У7 У3;У65У9

Ч

ч

0 15 30

0 5 ' 10

0 5 ю

1,0 1,5 2,0

65 75 85

В ЧЕТВЕРТОЙ главе представлены результаты экспериментальных исследований влияния установленных технологических факторов на силовые показатели профильного фрезерования.

Для математического описания удельной силы рззакия использован математический метод планирования (В-оптимальный план).

В результате обработки опытных данных прлучены-модели зависимости удельной силы резания от влияющих на нее переменных сфакторов: вида профиля обработки (Х^), подачи на резец (Х^) и угла резания (Х3К

При прямолинейном (элементарном) резании в продольном направлении:

У1»2,74+0,65Х2+0',,г2Хз+О,б1Х2Х3-0,г4х|+0,79Х§; (10)

У2«3,04+0,59Х2+0, ?0Х3+0,40X^3-0,29Х§+0,64Х§; (II)

У3»3,01+0,67Х2+0,64Х3+0,34X2X3-0,2 к£+0, ббх|, (12)

При сложном профильном фрезеровании в продольном направ-

лении:

2.

У4=0,66+0,37X^0,62Х3+0,28X3X3-0,26Х|+0,70Х§ У5=0,53+0,25Х2+0, 53а0 ¿бХ^д-0,20х|+0,45Х§; У6=0,47+0,21Х2+0,55Х3+ 0,24Х2Х3-0,20х|+0,75х|.

(13)

(14)

При сложном профильном фрезеровании в поперечном направлении:

у^о.ва+о.гох^, 15x2+0,30x3+0,09x2x3-0,23x1+0,40x1; (ю Уд.0,45+0,16Xj+0,12X2+O, ИХ3+0,1X2X3-0,15x|+0,3ix|;' (17)

У9«0,48+0,13X3+0,09X2+0,21X3+0,08X2X3-0,1бХ|+0,21Хз. (18)

Пэлученные результата и построенные по ним графические зависимости показывают, что изменение удельной силы резания при изменении угла скоса главной ревущей кромки при поперечном фрезеровании происходит практически по прямолинейному закону. При прямолинейном (элементарном) резании и профильном фрезеровании в продольном направлении, угол скоса и радиус выпуклости (вогнутости) профиля готового изделия не оказывает существенного влияния на сит"-.иые показатели процесса. Это можно объяснить тем, что при поперечном фрезеровании с увеличением угла скоса <f> (Xj) или радиуса вьщуклости (вогнутости) R, (Xj) релсущей кромки резца происходит переход от поперечного резания к поперечно-торцовому. Во втором же случае такого перехода не наблюдается. При торцовом фрезеровании силы резания резко возрастают при изменении угла перерезания волокон.

Влияние кривизны профиля на удельную силу резания практически одинаково как для выпуклого, так и для вогнутого профиля обработки при резании в продольном и поперечном направлении и для расчета силовых показателей в производстве музыкальных инст-" рументов можно рекомендовать использовать обобщенную формулу.

Исследованиями и теоретическими предпосылками установлена закономерность изменения удельной силы резания от величины подачи на резец.

Изменение rio прямой практически можно считать

только для определенных значений средней толщины стружки (примерно ттри íí¿ до 1,5 мч). При увеличении fí-Cp удельная сила резания заметно уменьшается. Такой характер изменения удельной силы резания объясняется тем, что в результата резания в начальной стадии происходит только количественное изменение в процессе стружкообразования. Изменение силы резания при дальнейшем увеличении ff, Ср является следствием не только количественного процесса стружкообразования, но и качественного. В данном слу-

чаа стружка образуется путем скалывания недеформированных элементов с вырыоом древесины, лежащей ниже поверхности резания. Шэтом/ интенсивность роста удельной силы резания значительно уменьшается.

Влияние подачи на резец на удельную силу резания, для больших углов резания и более глубоком профиле деталей, при профильном поперечном фрезеровании более значительно, чем при профильном продольном фрезеровании. Это объясняется особенностями процесса стружкообраэования, так как преобладает сложное поперечно-торцовое фрезерование.

Характер изменения удельной силы резания для продольного и поперечного фрезерования примерно одинаков. Более интенсивный рост силы резания наблюдается при поперечном профильном фрезеровании. "

', Угол резания также значительно оказывает влияние на удельную силу.резания, с увеличением угла резания 8 от 65 до 75° наблюдается падение величины силы резания, а затем резкое его увеличение, Отмечается идентичность характера закономерностей влияния угла резания на силовые показатели для всех случаев профильной обработки древесины граба. • - '

Изменение удельной силы резания при переменных углах реза-I ния связано, с одной стороны, с видом резания, с другой стороны с интенсивностью контакта задней поверхности режущего инструмента с обрабатываемым материалом. . . ■

При малых задних углах резания стружка образуется более цельной. & этом случае равнодействующая давления передней грани направлена ближе к перпендикулярному направлению относительно направления движения резца. Благодаря этому, при разложении равнодействующей на силу по направлению резания и перпендикулярную к ней, получаем, что сила, сжимающая и деформирующая древе. сицу впереди резца, уменьшается. Вследствие этого, при малых задних углах резания в образовании стружки понижается доля участия передней грани и, Наоборот, относительно увеличивается доля участия лезвия. Это приводит к тому, что при малых углах резания образование стружки происходит в большей степени за счет направленного разрушения древесного материала лезвием. При этом уменьшается влияние на разрушение древесины плоскостей наименьшего сопротивления разрушению.

Предложенная конструкция режущего инструмента дает возможность избежать погрешности в профилях получаемых изделий. Изменение угла резания в этом случав осуществляется эа счет изменения заднего угла, та* как угол заточки сменных ножей постоянный. Изменение заднего угла по данный Е.Кивимаа, Н.А.Кряжева и других авторов показывает, что при увеличении заднего угла от 5° и выше удельная сила резания уменьшается, а затем возрастает. Этим объясняется нарушение пропорциональной зависимости удельной силы резания при увеличении.угла резания.

Анализ математических моделей (10,...,18) влияния исследуемых режимных показателей на удельную силу резания дает возможность установления обобщенных моделей режимов по методу усреднения значений однотипных коэффициентов. В результате выполненной работы рекомендуются следующие уравнения регрессий*

а) для продольного фрезерования (уравнения регрессии (14) и (15) ' .

У 10=0,5+0,23Х2*0, 54Хз+0, 25Х^З-0, 2Х|+0, 6Х§; (19)

б) для поперечного фрезерования (уравнения регрессии (Г?) и (18) ^ '

Уп»0,46+0, ЕХ^, 1X2+0,2X3+0,09X2X^0,15Х|+0,26Х§. (20)

Тахим образом для расчетов силовых показателей процесса профильного фрезерования рекомендуется использовать модели при фрезеровании в продольном направлении:

а) для скошенного профиля обработки уравнен:ш (13);

б) для выпуклого (вогнутого) профиля обработки уравнение (19); и поперечном направлении:

а) для скошенного профиля обработки уравнение (16);

б) для выпуклого (вогнутого) профиля обработки уравнение(20). Данные уравнения при использовании в переменных факторах

переводных формул имеют вид в натуральном выражении:-

а) для скошенного профиля обработки в продольном направлении &

^=42,7-0,46 -1,0+0,0б^г^-1,0 ¿¿2 +0,007^; (21)

б) для скошенного профиля обработки в поперечном направлении

£=20,4+0,01у> +1,71&г-0,6^+0,02 ¿¿¿.¿»-0,92 ¿¿2 +0,004^ ; (22)

в) для выцуклого (вогнутого) профиля обработки в продольном нгтравлении : ^

£-33,3-0,89^2- 0,92 ¿Г.+0,05^^-0,34(Л +0,0065 ; "(23)

г) для выпуклого (вогнутого) профиля обработки в поперечном направлении '

/¿=13,51+0,03/? +0,65 ¿¿а -0,4 6 +0,0241^0-0,6^+0,003 (24)

Излученные регрессионные зависимости адекватны результатам экспериментальных изменений при 5% уровне значимости по р - критерию Фишера.

В ПЯТОЙ главе представлены результаты исследований для математического описания зависимостей шероховатости обработанной поверхности при профильном фрезеровании в поперечном направлении древесины граба от исследуемых переменных величин: профиля детали (резца), подачи на резец, угла резания.

В результате обработки экспериментальных данных с оценкой коэффициентов регрессии по Ь -критерию Стыодента получено математическое описание влияния вида профиля обработки Хр подачи на резец И^Х^) и угла резания ¿Г (Х3) на шероховатость обработанной поверхности.

Квадратичные модели при фрезеровании в поперечном направлении:

У1«Э0,2+7,1Х2+19,ЗХз+29,7Х^; (25)

У2»44,2-12,ЭХ^,9X2+16,5X3-4,2X^3-9,3X1; - (86)

У3=33,8-16,5X^4,7X2+14,7Х3-5, IX ^3+13,8Х|. (27)

Влияние переменных факторов на шероховатость поверхности можно установить, например, из построенных графических зависимостей по уравнению (25).

Влияние угла скоса на выходную величину имеет криволинейный характер (рис.2).

Анализ показывает, что при увеличении угла скоса ^ от О до' 15° качество поверхности улучшается, а затем ухудшается. Сравнительно низкое качество поверхности объясняется следствием слабой связи между волокнами при поперечном фрезеровании при малых значениях угла скоса у в результате чего образуются вырывы. Стружка в этом случае формируется в виде отдельных элементов. Величина стружки отрыва не равна толщине снимаемого слоя, а следовательно, и высота неровностей на поверхности обравотни в сильной «ере зависит от условий резания: толщины стружки (подачи на резец), угла резания и других факторов, что годтгерждае? имеющиеся рекомендации лдя фрезерования других гр^сь

При дальнейшем увеличении угла скоса режущей кромки резца происходит переход процесса фрезерования от поперечного к торцовоцу, что является неблагоприятным для формирования поверхности высокого качества.

Влияние радиуса вог- ' нутоста и выпуклости режущего инструмента на шероховатость поверхности можно установить из зависимостей (2С) и (27).

Качество обработанной поверхности для вогнутого профиля обработки несколько хуже, чем для выпуклого. Это объясняется тем, что на выцуклом профиле обработанной поверхности при поперечном фрезеровании на вершине выпуклости связь между волокнами незначительная, что

№Х мкм

80

60

40

20

Условия I. ¿¿2=1,Омм; ^ =б5°: ' 2. ¿¿2 = 1,5мм; ¿Г =75°; 3.¿¿г=2,Омм;. . §1 =85°.

• -г—

„л

-I

0

о

15

+1 30

Рис.2. Влияние угла скоса главной режущей кромки резца на шероховатость поверхности при поперечном фрезеровании древесины граба.

X

г

град

вызывает предпосылки к образовании отслоения волокон. Величина шероховатости обработанной поверхности при поперечном

фрезеровании профилей древесины с малыми радиусами выпуклости поверхности будет.выше по отношению к шероховатости обработанной поверхности большими радиусами.выпуклости.

Влияние радиуса зогнутости резца на шероховатость поверхности имеет прямрлинеЯный характер. По мере увеличения радиуса вогнутости резца качество обработанной поверхности улучшается.

Характер влияния радиуса выпуклости режущего элемента на шероховатость обработанной поверхности несколько отличается от характера влияния радиуса вогнутости режущего элемента. Качество поверхности обработанной выгтуклым резном вначале улучшается, а затем наблюдается некоторое ухудшение выходной величины.

Объяснения этим закономерностям аналогичны предпосылкам, рассмотрены"-! для скошенного профиля обработки.

Анализ математических зависимостей (25,...,27) по результатам исследований качества обработанной поверхности для фрезерования поперек волокон позволили установить, что основным дефектом обработки являются вьгрывы, глубина которых зависит от толщины срезаемой стружки, определяющей подачу на резец.

По мере увеличения подачи на резец (¿2 величина шероховатости обработанной поверхности ктт&х увеличивается. При этом, для скошенного и вогнутого профиля обработки в принятом диапазоне измерения наблюдается фактически прямолинейный характер изменения величины микронеровностей,-а для выпуклого профиля - криволинейный."

Полученные зависимости характера влияния подачи на рвзец на шероховатость поверхности вызваны не только.видом резания, но и получаемым профилем, так как проявляются свойства древесины граба, которые вызывают появление неодинаковых дефектных слоев, образованных остаточными деформациями и разрушениями.

Уменьшение угла резания положительно сказывается на снижение величины шероховатости поверхности.

При фрезеровании поперек волокон режущими элементами с . большими передними углами (т.е.малым углом резания) наиболее вероятной формой стружкообразования является стружка изгиба, при которой в случае отсутствия опережающих трещин достигается-сравнительно низкая шероховатость, поверхности. По мере увеличения угла резания, оа счет уменьшения переднего угла, изгиб стружки увеличивается, что приводит к росту в ней нормальных и касательных напряжений, которые в конечном результате вызывают неустановившийся процесс резания и как следствие возникает также вероятность возникновения вырывов на обработанной поверхности. Качество обработки может ухудшаться.

. При использовании переводных формул получены уравнения регрессии, где переменные факторы находятся в явим виде:

а) для скозенного профиля обработки

£тта1С=г79,35-34,26^-2,7^ -0.15 у?2; (28)

б) для выпуклого профиля обработки д ЙЛ/яв^=-151.95+1.31у>+125И ^2+2,07^ -0,03^-37,2Иг; (29)

в) для вогнутого профиля обработки

¡гт^ах —53,5+0,41^+9,4 и, +6,5 ^0,04^6'+0,07у?2. (30)

Полученные уравнения проверены по Я -критерию Фишера. Результаты данной работы использованы в практической работе производственного объединения "Белмузпром" и позволили внедрить в производство новые режимы механической обработки деталей пианино, конструкцию нового режущего инструмента, снизить энергозатраты, расход сырья и материалов, режущего инструмента, а также повысить качество музыкальных инструментов до уровня мировых требований и выйти на валютный рынок сбыта.

ВЫВОДЫ

Результаты исследований можно сформулировать в виде следующих выводов и рекомендаций.

1. Установлена классификация профилей деталей музыкальных инструментов из древесины граб требующих специальных исследований для разработки режимов из обработки и конструирования реясу-щего инструмента;

2. Разработана методика расчета силовых и качественных показателей, выведены уточненные формулы для расчетов параметров срезаемого слоя скошенным, выпуклым и вогнутым резцами при профильном фрезеровании;

3. Разработала* методика исследований, приближенная к практическому исследованию, позволила выделить значимые факторы, влияющие на энергозатраты и качество требуемых профилей при обработке деталей музыкальных инструментов;

4. Установлены зависимости силовых и качественных показателей при профильном фрезеровании для условий применительно к производству деталей музыкальных инструментов;

5. Разработаны математические модели силовых и качественных (по шероховатости) показателей в зависимости от профиля изделия, подачи на резец и угла резания при фрезеровании древесины граба в продольном и поперечном направлениях;

6. На основании результатов экспериментальных исследований можно рекомендовать исходные режимные данные обеспечивающие получение высокого качества, обработки с !(аимг>ньпичл энергозатратами: шдача на резец 1-1,25 им, угол рвзигая & =70-75°.

7. Математическое описание процесса фрзагооэчкигс силовых показателей позволило осуществить проверку тссосгичес-ких предпосылок влияния оснопнух технологических -'.г'торо? на силы резания, а также разработать метод расчета ретл^сп гро?/льчого

фрезерования по энергозатратам;

8. Полученные математические зависимости позволяют осуществить метод определения шероховатости обработанной поверхности и находить рациональные реяимы обработки;

9. Результаты исследований могут быть использованы при планировании технологических режимов обработки и проектировании режущего инструмента специального оборудования для производства деталей музыкальных инструментов;

10. Полученные уравнения регрсссйи могут быть рекомендованы для разработки программ работы оборудования с автоматическими системами управления при их использовании в производствах

по выпуску деталей музыкальных инструментов методом фрезерования.

11. Полученные рг-четным путем рациональные режимы профильного фрезерования позволяют повысить качество выпускаемой продукции, увеличить производительность оборудования и снизить Себестоимость изготовления изделий;

Работы, опубликованные автором по теме диссертации:

1. Киров В.А., Стракович М.Ф. Исследование влияния переднего угла на качество обработки при фрезеровании древесины поперек волокон. Новое в производстве музыкальных Инструментов.-Сб.науч.трудов /НИКдаП/-М., I988.-C.I0I-104.

2. Микулииский В.И., Стракович М.ф. Рационализация инструмента для фрезерно-копировальных автоматов. Механическая технология древесины.-Кн., 1984,вып.14.-С. 106-103.

3, Быков.В.А., Стракович М.ф. Авторское свидетельство В 1764079 от 22.05.1992 г. Дека пианино.

4. Быков В.А., Стракович М.Ф. Авторское свидетельство }? 1772824 от 01.07,92 г. Дека пианино.