LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Підвищення ефективності процесу шліфування деревини дуба пелюстковим інструментом

на основі яких побудовано математичну модель визначення жорсткості інструмента, встановлено її зв'язок із силою притискання, обґрунтовано величину жорсткості в процесі шліфування деталей криволінійного профілю, визначено максимальну кількість пелюсток в інструменті, укомплектованому щітками.

Виконаний аналіз основних кінематичних залежностей, що описують роботу пелюсткового круга, встановив їх зв'язок не лише із режимними характеристиками і геометричними параметрами інструмента, але і видом лінії оброблюваного профілю. Лінії оброблюваного профілю можуть бути найрізноманітнішими: від прямих чи дугоподібних до ламаних. Параметр, що характеризує взаємодію пелюсткового круга із деталлю (рис.1) – кут .

Прийняте визначення: кут – кут між нормаллю до оброблюваної поверхні та площиною пелюстки в зоні шліфування. Чим більше за величиною значення кута , тим кращі параметри процесу шліфування забезпечуються, оскільки більше число абразивних зерен візьме участь в процесі шліфування.

У процесі шліфування деталей плоскої форми та деталей, в яких лінія взаємодії в напрямку оброблення є прямою чи дугоподібною (рис.2, а, б), кут залежить лише від величини деформації круга. Величина кута приймає значення близькі 60 в ділянках найвищої деформації пелюсток, і зменшується, в процесі наближення до точок входу і виходу із зони контакту.

У процесі абразивного оброблення деталей криволінійного профілю, в яких лінія шліфування є ламаною (рис.1; рис.2, в, г), величина кута залежить, як від деформації круга, так і від виду лінії профілю. У ділянках виступів, перепадів, спостерігається стрибкоподібна зміна величини кута . Відповідно, ділянки І та ІІ (рис.1) можуть залишитися непрошліфованими. Для шліфування деталей криволінійного профілю актуальним є використання щіток, які забезпечують краще прилягання пелюсток до оброблюваної поверхні.

На підставі виконаного аналізу встановлено, що відцентрова складова нормальної реакції, яка визначає величину ударних зусиль, зростає в процесі збільшення кількості пелюсток та при збільшенні частоти обертання інструмента. Відомо, що краща якість оброблення забезпечується при вищих значеннях швидкості різання, з цієї позиції, щоб зменшити величину ударних зусиль доцільно зменшувати кількість пелюсток. З іншої сторони, збільшення кількості пелюсток забезпечує кращі параметри оброблення (зростає продуктивність процесу, збільшується глибина шліфування, а отже забезпечується стабільна величина шорсткості поверхні). Тому необхідно, шляхом проведення аналітичних та експериментальних досліджень, визначити оптимальну кількість пелюсток.

У процесі збільшення кількості пелюсток в інструменті радіусом Ro, укомплектованому щітками та величини деформації, збільшується ймовірність прилипання шліфувального пороху до оброблюваної поверхні, засалювання абразивної шкірки. Кут між пелюстками , що забезпечує вільне розміщення щіток:


, (рад),

(1)


де l dmax – максимальна відстань між пелюстками в площині шліфування, (мм).

Для встановлених за результатами експериментальних досліджень, , , вираз (1) можна записати у вигляді: .

Кількість робочих елементів для прийнятих геометричних параметрів круга ; і , відповідно рівна .

Окрема частина розділу присвячена побудові математичної моделі визначення жорсткості еластичних абразивних інструментів.

При відомій статичній радіальній жорсткості інструмента (2) можна визначити величину його пружності (3), силу притискання круга (4) або деформацію інструмента під час роботи (5).


, ;

(2)



, ;

(3)




(4)



, (м);

(5)



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 об'єму, який займає ця маса, ; – радіус розміщення робочого об'єму круга, (м); R1Ro=f, – кут, який охоплює лінію контакту інструмента та деталі, (рад).

Встановлено, що величина радіальної деформації інструмента зростає за збільшення швидкості різання, питомої маси робочого шару інструмента.

В розділі проаналізовані схеми (рис.2) взаємодії пелюсткового круга із оброблюваною поверхнею, залежно від її конфігурації та величини перепаду профілю . В процесі шліфування деталей криволінійного профілю, величина деформації (4) може бути неоднаковою на ділянках, як по ширині зони шліфування, так і у напрямі шліфування. Встановлено, що для інструментів жорсткістю 260Н/м, при , , f=62,5112,5, та =50...250 кг/м3 (при кількості робочих елементів 8...32) величина перепаду профілю не повинна перевищувати 10мм. За збільшення величини перепаду профілю, зусилля притискання будуть суттєво відрізнятися (понад 10%) за величиною по площі взаємодії з оброблюваною поверхнею. Неоднакові навантаження на абразивні зерна є причиною нерівномірної глибини шліфування і можуть спричинити згладжування профілю в окремих ділянках. Для шліфування деталей, поверхня яких має перепади профілю понад 10мм, краще використовувати інструменти меншої жорсткості, в межах 125...250Н/м.

У третьому розділі роботи подано класифікацію пелюсткових кругів за кількома ознаками, обґрунтовано вибір деревини дуба для проведення досліджень, подано методику проведення експериментальних досліджень.

На основі аналізу основних переваг та недоліків різних видів пелюсткових кругів, встановлено, що оптимальні параметри абразивного оброблення масивної деревини забезпечують пелюсткові інструменти, в яких кріплення робочих елементів механічне та забезпечує сталий робочий діаметр круга.

Деревина дуба для проведення досліджень вибрана з врахуванням низки міркувань. Деревина дуба широко використовується у столярному та меблевому виробництвах. Деревина має велику щільність, її важче обробляти еластичними інструментами, ніж м'які породи деревини, тому проведені дослідження матимуть практичну цінність. Виражені відмінності в щільності ділянок ранньої та пізньої деревини можуть бути причиною появи нерівностей пружного відновлення, тому є сенс дослідити процес шліфування саме цієї деревини.

Методика включає опис та порядок визначення вихідних параметрів;