ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЙКОСТИ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ШЛИФОВАНИИ ДРЕВЕСИНЫ И ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

Заяц И.М., Кушпит А.С. (УкрГЛТУ, г.Львов, Украина)

 

Are considered theoretical time determination bases of continuous tool work for grinding of wood between two correcting

 

Для обработки древесины широко применяются абразивные круги [1] и, особенно, цилиндры - при калибровании - шлифовании древесностружечных плит. Поскольку такие инструменты обладают свойством самозатачивания, то процесс осуществляется на протяжении определенного времени, которое называют периодом стойкости инструмента. Вначале периода стойкости после правки круга на его рабочей поверхности находится значительное количество активно работающих зерен. С увеличением  времени работы происходит процесс самозатачивания за счет откалывания кусочков от зерна и выкрашивания целых зерен  из связки. Шероховатость обработанной поверхности увеличивается, однако это увеличение не должно превышать требуемых показателей чистоты обработки. Поэтому требуется повторная правка инструмента. Таким образом , время работы инструмента между двумя правками называют периодом стойкости.

Процесс разрушения зерен и мостиков связки между зернами изучали [2,3] и другие, используя идею разрушения хрупких тел. Используя идеи [2] получили выражение

                                               (1)

где А и B  - постоянные коэффициенты, полученные экспериментально.

В случае изучения стойкости абразивного инструмента (круга, цилиндра) при плоском шлифовании  имеются активно работающие зерна и мостики связки между ними, на которые действуют усилия. Под влиянием усилий отдельные зерна и мостики связки между ними разрушаются, что приводит к постепенному уменьшению количества активных зерен на рабочей поверхности инструмента. Это, в свою очередь приводит к изменению шероховатости обработанной поверхности. Чтобы объяснить постепенное разрушение зерен и мостиков связки между ними необходимо увязать количество активно работающих зерен с чистотой обработки, и далее на этой основе получить аналитическое выражение  для стойкости инструмента или в длине обработанной поверхности (длина шлифования).

В нашем случае Р намного меньше единицы, поэтому ее можно с некоторым приближением аппроксимировать выражением

                                                    (2)

Это выражение используем в дальнейшем.

Рассматривая плоское шлифование кругом или цилиндром радиуса R, глубиной резания h, скоростью резания V_ц и скоростью подачи U находим траекторию движения зерна, находящегося на поверхности инструмента. Эта траектория описывается уравнениями

, где    ;                           (3)

Понятно, что характер неровностей на поверхности материала при встречном шлифовании имеет тот же количественный характер, что и при фрезеровании. Поэтому, обозначив расстояние между двумя активно работающими зернами через l_o и используя тот факт, что траектория соседних резцов пересекаются в начальной точке , где высота неровностей обработанной поверхности максимальна. Тогда получим

                                                 (4)

где    ,       а .

Из выражения (4) вытекает, что неровности обработанной поверхности уменьшаются с увеличением R и V_ц и увеличиваются при увеличении l_о и U.

Принимая, что в начальный момент работы инструмента, т.е. в момент t_o=0, количество активно работающих зерен на рабочей поверхности инструмента толщиной в одно зерно равным z_o, тогда в момент времени t на этом инструменте останется z=z_o (1-р×f) зерен, среднее расстояние между которыми в момент времени t выразится

                                                 (5)

Это соответствует шероховатости обработанной поверхности в тот же момент времени z.

                                                 (6)

Как указано выше, процесс шлифования может продолжаться до тех пор, пока шероховатость обработанной поверхности не выйдет за пределы заданной величины y_z , т.е. величина y_z задается нормами требуемой шероховатости. Понятно, что при определенных условиях величина y_t должна быть постоянной.

Тогда выражение (4) и (5) будут иметь вид

;

тогда                   

Таким образом,                        (7)

Выражение (7) дает возможность определить время непрерывной работы инструмента, в течении которого шероховатость обработанной поверхности изменится от начальной y_о до y , т.е. период стойкости инструмента.

 

Литература

1. Яцюк А.И. Новый абразивный инструмент для шлифования древесины. ДАН УССР, 1961, №11.

2. Peklenik I. Der Mechanismus des Schleifens und die uberschleifzahl. Industrie – Anzeiger. 1958 №1.

3. Peklenik I. Untersudrunqen uber des Verschleifkriterium beim Schleifen. Industrie – Anzeiger. 1959 №27.