Аналіз кінематичних та силових характеристик взаємодії пелюсток інструмента з оброблюваною деталлю, вплив конструктивних параметрів на процес шліфування. Деформація інструмента та показники ефективності процесу абразивного оброблення деревини дуба.
При низкой оригинальности работы "Підвищення ефективності процесу шліфування деревини дуба пелюстковим інструментом", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Вперше встановлено та проаналізовано аналітичну залежність, яка повязує силу притискання інструмента з його статичною жорсткістю, швидкістю різання, радіальною деформацією; на основі залежності визначено величину жорсткості, що забезпечує рівномірні зусилля притискання інструмента в процесі шліфування деталей криволінійного профілю. Запропоновано конструкцію пелюсткового інструмента, яка відрізняється від існуючих механізмом кріплення пелюсток і регулювання робочого діаметра, способом розрізання та розміщення пелюсток, завдяки чому забезпечується ефективне використання шліфувальної шкірки, висока пружність інструмента та рівномірні зусилля взаємодії інструмента з оброблюваною поверхнею. Випробування дослідного зразка пелюсткового круга на деревообробних підприємствах ВАТ „Львівський меблевий комбінат”, ДП „Надія” Буського ДЛГ, ПП „Возняк” підтверджують ефективність використання інструмента в процесі шліфування деревини дуба та достовірність, отриманих за результатами досліджень, висновків. У другому розділі подані теоретичні дослідження процесу шліфування пелюстковим кругом, на основі яких побудовано математичну модель визначення жорсткості інструмента, встановлено її звязок із силою притискання, обґрунтовано величину жорсткості в процесі шліфування деталей криволінійного профілю, визначено максимальну кількість пелюсток в інструменті, укомплектованому щітками. де - радіальна сила, (Н); - розподілена радіальна сила, ; - радіус обертового диска, (м); - модуль пружності робочого шару матеріалу інструмента, ; - коефіцієнт Пуассона, - питома маса, тобто маса робочого шару інструмента (тут, пелюсток та щіток) у відношенні до обєму, який займає ця маса, ; - радіус розміщення робочого обєму круга, (м); R1?Ro=f, - кут, який охоплює лінію контакту інструмента та деталі, (рад).У роботі подане теоретичне узагальнення і нове вирішення важливого народногосподарського завдання, що виявляється у підвищенні ефективності процесу шліфування деревини дуба шляхом розробки конструкції пелюсткового інструмента та визначення оптимальних параметрів процесу шліфування. Побудовано математичну модель визначення жорсткості інструмента, на основі якої отримано залежність жорсткості пелюсткового інструмента від кількості пелюсток та встановлено діапазон зміни кількості пелюсток для забезпечення радіальної жорсткості 150…250Н/м. На основі цієї залежності встановлений діапазон зміни жорсткості інструмента, який забезпечить роботу інструмента з рівномірним зусиллям притискання залежно від геометричних характеристик профілю оброблюваної деталі. В процесі шліфування деталей криволінійного профілю з деревини дуба, круги жорсткістю 260Н/м доцільно використовувати, якщо величина перепаду профілю не перевищує 10мм, при величині перепаду вище 10мм, варто використовувати інструменти меншої жорсткості - 125…260Н/м. Перекривання розрізів між пелюстками, яке здійснюється при використанні запропонованого способу розрізання та розміщення пелюсток в інструменті, забезпечує процес взаємодії з оброблюваною поверхнею без розшарування робочого шару інструмента, появи нерівностей пружного відновлення.
Вывод
У роботі подане теоретичне узагальнення і нове вирішення важливого народногосподарського завдання, що виявляється у підвищенні ефективності процесу шліфування деревини дуба шляхом розробки конструкції пелюсткового інструмента та визначення оптимальних параметрів процесу шліфування. У результаті проведених досліджень та їх аналізу отримано такі висновки: 1. Побудовано математичну модель визначення жорсткості інструмента, на основі якої отримано залежність жорсткості пелюсткового інструмента від кількості пелюсток та встановлено діапазон зміни кількості пелюсток для забезпечення радіальної жорсткості 150…250Н/м.
2. Вираз для визначення сили притискання інструмента до оброблюваної поверхні повязує жорсткість інструмента, його деформацію та швидкість різання. На основі цієї залежності встановлений діапазон зміни жорсткості інструмента, який забезпечить роботу інструмента з рівномірним зусиллям притискання залежно від геометричних характеристик профілю оброблюваної деталі. В процесі шліфування деталей криволінійного профілю з деревини дуба, круги жорсткістю 260Н/м доцільно використовувати, якщо величина перепаду профілю не перевищує 10мм, при величині перепаду вище 10мм, варто використовувати інструменти меншої жорсткості ? 125…260Н/м.
3. Перекривання розрізів між пелюстками, яке здійснюється при використанні запропонованого способу розрізання та розміщення пелюсток в інструменті, забезпечує процес взаємодії з оброблюваною поверхнею без розшарування робочого шару інструмента, появи нерівностей пружного відновлення.
4. В процесі абразивного оброблення деталей криволінійного профілю, пелюстки з шириною розрізання 2,5мм забезпечують до 30% менше спрацювання ніж пелюстки, ширина розрізання яких 5мм. При використанні пелюсток двох ширин 2,5 та 5мм і їх почерговому розміщенні в інструменті, величина спрацювання є менша на 8...10%.
5. З метою зменшення налипання шліфувального пороху на шліфувальній шкірці, встановлено вираз для визначення максимальної кількості пелюсток. Для прийнятих радіуса та радіальної деформації круга , кількість пелюсток не повинна перевищувати .
6. Оптимальні показники якості оброблення деревини дуба, продуктивності процесу шліфування, спрацювання пелюсток забезпечуються в процесі роботи кругами з кількістю пелюсток 20...32, що відповідає жорсткості інструмента 150...260Н/м.
7. При початковій шорсткості поверхні Rmmax?35...45 мкм для забезпечення вихідної шорсткості Rmmax?32 мкм достатньо одноразового шліфування, для Rmmax ?16 мкм - необхідне дворазове шліфування пелюстковим інструментом запропонованої конструкції.
8. Визначені на підставі оптимізації значення швидкості різання ? , швидкості подачі ? vs=8…10м/хв, радіальної деформації ? , зернистості ? F90, F100 забезпечують шорсткість поверхні деревини дуба Rmmax?16 мкм, продуктивність процесу шліфування у 3-4 рази вищу продуктивності ручного шліфування та в 1,5 разу - від продуктивності шліфування інструментом базової конструкції.
9. Проведені дослідження у виробничих умовах, на підприємствах ВАТ „Львівський меблевий комбінат”, ДП „Надія” Буського ДЛГ, ПП „Возняк” підтверджують результати аналітичних досліджень та досліджень у лабораторних умовах.
Список литературы
1. Кійко О.А., Зубик С.В. Принципи побудови моделі процесу шліфування масивної деревини // Наук. вісник УКРДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Львів: УКРДЛТУ. - 2001, вип. 11.2. - С. 14-16.
2. Кийко О.А., Зубик С.В. К вопросу об определении составляющих модели процесса шлифования массивной древесины // Актуальные проблемы лесного комплекса: Сб. научн. труд. - Брянск: БГИТА. - 2001, вып.4. - С. 72-75.
3. Зубик С., Матвєєв Е.М. Теоретичні дослідження еластичних абразивних інструментів // Наук. вісник УКРДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Львів: УКРДЛТУ. - 2001, вип.11.4. - С.174-178.
4. Зубик С. Теоретичні передумови визначення жорсткості пелюсткових інструментів // Наук. вісник УКРДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Львів: УКРДЛТУ. - 2002, вип.12.5. - С.160-161.
5. Зубик С. Дослідження процесу шліфування пелюстковими кругами // Лісове господарство, лісова, паперова і деревообробна промисловість. - Львів: УКРДЛТУ. - 2003, вип.28. - С.115-119.
Зубик Софія Василівна. Підвищення ефективності процесу шліфування деревини дуба пелюстковим інструментом. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.07 - машини та процеси лісівничого комплексу. - Національний лісотехнічний університет України, Львів, 2005р.
В дисертаційній роботі досліджено процес шліфування пелюстковим абразивним інструментом деревини дуба, розроблено конструкцію інструмента та визначені оптимальні умови процесу шліфування.
Побудовано математичну модель визначення жорсткості інструмента. Встановлено та проаналізовано аналітичний вираз, що повязує жорсткість інструмента, його деформацію, швидкість різання та силу притискання інструмента до оброблюваної поверхні. Обґрунтовано величину жорсткості інструмента, яка забезпечує рівномірні зусилля притискання інструмента в процесі шліфування деталей криволінійного профілю. Встановлено вираз для визначення максимальної кількості пелюсток в інструменті, укомплектованому щітками. Розроблено конструкцію інструмента.
Проведені експериментальні дослідження впливу зернистості, кількості пелюсток, режимних параметрів на шорсткість обробленої поверхні, глибину шліфування та спрацювання пелюсток. Визначені оптимальні значення змінних факторів, які забезпечують собівартість у 2-3 рази нижчу у порівнянні із ручним шліфуванням.
Матеріали дисертації викладені у пяти публікаціях.
Zubyk Sofiya Vasylivna. Increasing of efficiency of oak wood grinding by means of grinding wheel. ? Manuscript.
Thesis on obtaining a scientific degree of a candidate of engineering sciences on a specialty: 05.05.07 - machines and processes of the forestry complex. - National university of Forestry and Wood technology of Ukraine, Lviv, 2005.
In the thesis processes of grinding of oak by flap wheel are proved. The author elaborated the construction of the tools and estimated the optimum conditions of grinding.
The mathematical model of estimating of tools rigidness is deduced. The analytic formula, that links the pressing power of the tools with processed surface, rigidness of the tools, its deformation, speed of cutting were analyzed. She grounded the value of tools rigidness, which ensures uniform forces in the process of grinding of curvilinear surfaces and determined the formula for estimating the maximum quality of tools petals completed with brushes. The thesis also investigates the influence of petals quantity, speed of cutting and deformation of the tools on the roughness of the processed surface, depth of grinding and wear of petals and estimates optional values of variable factors which ensure the proper quality of processing of oak wood, its high efficiency, low emery expenditures and prime cost 2 to 3 times lower as compared with manual grinding/ presents a theoretical generalization and new solution to the scientific problem consisting in the study of the nature of the interaction between petals abrasive tools and profiled surfaces; research into the causes of anatomic waves appearing; examination of the influence of grit, and the main operating and structural parameters on the quality of processing, wear and efficiency of grinding complex configuration wooden parts with different physical and mechanical properties of early and late zones.
The materials of the dissertation are summarized in 5 published articles.
Key words: grinding wheel, oak, wear of petals tool, stiffness of abrasive wheel, efficiency of grinding.
Зубик София Васильевна. Повышение эффективности процесса шлифования древесины дуба лепестковым инструментом. ? Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, специальность 05.05.07 - машины и процессы лесного комплекса, - Национальный лесотехнический университет Украины, Львов, 2005р.
В диссертации исследован процесс шлифования лепестковым абразивным инструментом древесины дуба. Разработана конструкция лепесткового инструмента и определены оптимальные условия для ее практического использования.
На основании анализа кинематических характеристик и особенностей процесса абразивной обработки материалов разной твердости лепестковым абразивным инструментом, установлено значительное влияние количества лепестков на основные характеристики процесса. Количество лепестков определяет жесткость инструмента. Таким образом, обоснована необходимость исследования жесткости инструмента и ее влияния на основные характеристики процесса абразивной обработки древесины лепестковым инструментом.
Предложена модель определения жесткости абразивного инструмента. Определена аналитическая зависимость, связывающие статическую радиальную жесткость, скорость резания, деформацию и усилие прижима инструмента к обрабатываемой поверхности. Теоретически обоснована необходимость изменения жесткости инструмента в процессе шлифования древесины криволинейного профиля в зависимости от его геометрических характеристик.
Обосновано и определено максимальное количество лепестков в инструменте, укомплектованном щетками. Разработана конструкция лепесткового инструмента, имеющая удобный механизм регулирования рабочего диаметра и обеспечивающая эффективное использование шлифовальной шкурки. Предлагается способ разрезания и размещения лепестков шлифовальной шкурки. В процессе исследований инструмента выявлено, что закрепленные поочередно лепестки, перекрывая прорези, обеспечивают высокую эластичность инструмента и не допускают его расслоения. Экспериментально определено влияние ширины разрезания лепестков на шероховатость обрабатываемой поверхности и износ лепестков. Экспериментально определена жесткость лепесткового абразивного инструмента, усилие прижима инструмента к детали в процессе работы. Проведены экспериментальные исследования, определяющие регрессионные зависимости шероховатости поверхности древесины дуба, износа лепестков и глубины снимаемого шара от количества лепестков, зернистости и режимных факторов в процессе шлифования лепестковым инструментом.
Рациональная область применения лепестковых кругов поначальной шероховатости обрабатываемой поверхности составляет Rmmax?35...45 мкм. Кратность шлифования зависит от требуемой шероховатости обработки: для обеспечения Rmmax?32 мкм достаточно одноразового шлифования, для Rmmax?16 мкм - требуется выполнять двухразовое шлифование поверхности. Рекомендованные значения зернистости, режимных характеристик, обеспечивают небольшой расход шлифовальной шкурки, чем достигается себестоимость обработки лепестковым инструментом в 2-3 раза ниже, в сравнении с ручной обработкой.
Материалы диссертации представлены в пяти научных публикациях.
