CC BY
42
ДЕРЕВООБРАБОТКА
ративных покрытий на древесине и древесных подложках.
Библиографический список
1. Рыбин, Б.М. Исследование влияния светлоты подложки на показания прибора ФБ-2 при оценке блеска зеркальных лаковых покрытий / Б.М. Рыбин // Научные труды МЛТИ. - Вып. 140. - 1981. - С. 39-42.
2. Буглай, Б.М. О методах оценки блеска матированных покрытий / Б.М. Буглай, Б.М. Рыбин // Деревообрабатывающая промышленность. - 1981. -№ 10. - С. 2-5.
3. Рыбин, Б.М. Метод оценки блеска прозрачных лаковых покрытий на древесине / Б.М. Рыбин // Деревообрабатывающая промышленность. - 1992. - № 3. - С. 5-7.
4. Рыбин, Б.М. Метод определения показателя преломления прозрачных лаковых покрытий / Б.М. Рыбин, Е.В. Жуков // Деревообрабатывающая промышленность. - 1984. - №7. - С. 9-10.
5. Буглай, Б.М. К вопросу стандартизации метода оценки блеска прозрачных лаковых покрытий на древесине / Б.М. Буглай, С.И. Пименова // Деревообрабатывающая промышленность. - 1971. -№ 11. - С. 5-7.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ
термически модифицированной древесины березы
Е.С. ШАРАПОВ, доц. каф. деревообрабатывающих производствМарГТУ, канд. техн. наук, Е.Ю. РАЗУМОВ, доц. каф. деревообрабатывающих производств МарГТУ, канд. техн. наук, А.С. КОРОЛЕВ, магистрант каф. деревообрабатывающих производств МарГТУ,
Д.А. ПОПОВ, магистрант каф. деревообрабатывающих производств МарГТУ
sharapov_evgeniy@mail.ru; aleksandr_88-08@mail.ru
Исследование процессов механической обработки термически модифицированной древесины является актуальным ввиду развития технологий и расширения производства данного вида продукции в нашей стране и за рубежом, а также незначительного количества научных работ в обозначенном направлении [1].
Целью исследований является определение энергосиловых параметров процесса продольного и поперечного резания термически модифицированной древесины (ТМД) березы и шероховатости поверхности резания.
Оборудование и инструмент для изготовления заготовок и проведения экспериментальных исследований: маятниковый копер, штангенциркуль ШЦ-II, угломер 5УМ, микрометр МК25, микроскоп МИС-11, электровлагомер GANN H 85 T, аналитические электронные весы AF-R220CE.
Методика проведения эксперимента
включала изготовление образцов из древесины березы сечением 15x40 мм, замер плотности стереометрическим способом и влажности при помощи электровлагомера. Далее осуществлялся процесс термической модификации образцов по трем классам модификации (режим обработки при 180, 200, 220 °С). Работа, затрачиваемая на резание термически модифицированной древесины, определялась с помощью маятникого копра [2]. Геометрические размеры получаемой стружки определялись при помощи микрометра МК25. Шероховатость поверхности обработки измерялась при помощи микроскопа МИС-11. Математическими расчетами находились усилие резания и удельная работа резания.
Образцы закреплялись в суппорте маятникового копра, величина угла резания устанавливалась при помощи угломера 5УМ, а толщина снимаемой стружки задавалась при помощи индикатора часового типа ИЧ-10-
2М (таблица). „ ~
Таблица
Наименование и уровни варьирования факторов
№ Наименование фактора Уровни варьирования
Xi Угол резания 5,град 25 30 35 40 45
X2 Толщина снимаемой стружки, мм 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2011
125
ДЕРЕВООБРАБОТКА
Рис. 1. Поверхности отклика удельной работы резания относительно угла резания и толщины снимаемой стружки для немодифицированной древесины березы: а - продольное резание, б - поперечное резание
Рис. 2. Поверхность отклика удельной работы резания относительно угла резания и толщины снимаемой стружки для древесины березы модифицированной при 180°С: а - продольное резание, б - поперечное резание
Рис. 3. Поверхность отклика удельной работы резания относительно угла резания и толщины снимаемой стружки для древесины березы модифицированной при 200°С: а - продольное резание, б - поперечное резание
126
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2011
ДЕРЕВООБРАБОТКА
Рис. 4. Поверхность отклика удельной работы резания относительно угла резания и толщины снимаемой стружки для древесины березы модифицированной при 220°С: а - продольное резание, б - поперечное резание
Работа, затрачиваемая на резание при использовании маятникового копра, может быть выражена как разность потенциальных энергий маятника в крайней точке его отклонения при холостом ходе и при резании A, Дж [2, 3]
A = GH - GH = GAB = vbh, (1)
где G - вес маятника, Н;
H - высота подъема маятника при холостом ходе, м;
Hpx - высота подъема маятника при рабочем ходе, м;
AH - разность высот, м; с - цена деления (определялась отдельной серией опытов) 0.1 Дж/мм [3];
Ah - отсчет по шкале, мм.
Удельная работа резания K, Дж/м3 [4-6] K = A / W, (2)
где W - фактический объем разрушения (объем срезаемой стружки), м3.
Исходя из анализа факторов, влияющих на энергосиловые параметры процесса резания древесины, были выбраны варьируемые факторы эксперимента, а также пределы их варьирования (таблица). Было принято решение о постановке классического эксперимента.
Выходные величины процесса резания: работа резания A, Дж; шероховатость поверхности резания Rmax, мкм. На основании предварительного эксперимента (22 повторения) минимальное количество дублирующих опытов принято равное пяти [7].
Математические расчеты (1-2) и графическое представление результатов исследований осуществлялись в программных комплексах «MSExel» и «TableCurve 3D».
Результаты экспериментальных исследований процессов продольного и поперечного резания ТМД березы представлены на рис. 1-4.
На основании проведенных исследований можно сделать вывод о том, что наибольшее влияние на величину удельной работы резания оказывает толщина снимаемой стружки. При этом с повышением класса термической модификации древесины березы наблюдается снижение величины удельной работы резания относительно немодифицированной древесины в среднем на 40, 50 и 60 % для продольного резания и 35, 38, 45 % для поперечного резания. Необходимо отметить снижение величин удельной работы резания в пределах углов резания 30-40° и толщин срезаемой стружки 0,2-0,5 мм при 2 и 3 классах термической модификации и продольном резании (рис. 3 а, 4а), а также уменьшение удельной работы резания в пределах углов резания 25-35° и толщин срезаемой стружки 0,2-0,5 мм при поперечном резании и 2 классе модификации (рис. 3б). Изменение энергосиловых параметров процесса резания в зависимости от класса модификации вызвано молекулярным изменением в структуре древесины. С повышением класса термической модификации наблюдается незначительное увеличение величины
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2011
127
