CC BY
24
6. Молодые ученые в решении актуальных проблем науки [Электронный ресурс] : сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых (17 мая 2018 г., Красноярск).
7. Соколова З.Л. Использование натуральной древесной изоляции в современном строительстве// Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2007. № 3. С. 18-22.
8. Ермолина А.В. Технология получения теплоизоляционных древесных плит. Дис. канд. технич.наук. Сибирский государственный технологический университет, Красноярск, 2012.
УДК 674.05
ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ОБРАБОТКИ КОНЦЕВЫМИ ФРЕЗАМИ НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДРЕВЕСНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
INFLUENCE OF PARAMETERS OF THE TREATMENT MODE WITH END MILLS ON THE QUALITY OF THE SURFACE OF WOOD MATERIALS
Кравченко Н.В., Воробьев А.А., Басов В.А., Кравчук С.И.
(Сибирский государственный университет им. М.Ф. Решетнева, г. Красноярск,
РФ)
Kravchenko N.V., Vorobyev A.A., Basov V.A., Kravchuk S.I.
(SibSU named after M.F. Reshetnev)
Проведено поисковое исследование по выявлению значимых параметров режима торцового фрезерования древесных материалов на фрезерно-копировальном станке с ЧПУ.
A search study was carried out to identify significant parameters of the mode of face milling of wood materials on a CNC milling and copying machine.
Ключевые слова: фрезерование, древесина, древесный материал, станок копиро-вально-фрезерный, концевая фреза, шероховатость, режим обработки Key words: milling, wood, wood material, copy-milling machine, end mill, roughness, processing mode
На современных деревообрабатывающих и мебельных предприятиях все шире используются станки и обрабатывающие центры с числовым программным управлением (ЧПУ).
Фрезерно-копировальные станки с ЧПУ, вытесняющие сверлильно-пазовальные станки и традиционные фрезерно-копировальные станки с верхним расположением шпинделя, применяются для изготовления деталей корпусной и фигурной деревянной мебели, выборки в заготовках прямых и фасонных пазов и гнезд, для художественной резьбы на изделиях и других видов работ по древесине и древесным материалам [1,9].
Основным режущим инструментом для сверлильно-пазовальных станков, фрезерно-копировальных станков с верхним расположением шпинделя и фрезерно-копировальных станков с ЧПУ являются фрезы концевые или (по терминологии ГОСТ 25751-83) хвостовые.
В российском производстве концевые фрезы изготавливаются по ГОСТ различных видов и типов [2,3,4].
Существующие государственные стандарты определяют общие требования к концевому фрезерному инструменту для обработки древесины и древесных материалов. Вместе с тем мировые производители, преимущественно зарубежные, предлагают различные новаторские конструкции, широко представленные на современном рынке деревообрабатывающего оборудования.
Приобретая фрезерно-копировальные станки с ЧПУ, потребителю довольно сложно определиться с выбором рациональных конструкций концевого фрезерного инструмента, а впоследствии и с назначением оптимальных режимов обработки разнообразных древесных материалов, в особенности инновационных.
На кафедре Станков и инструментов ФГБОУ ВО «Сибирского государственного университета науки и технологий» в учебном процессе наглядно используется деревообрабатывающее оборудование, предоставленное Учебным научно-технологическим центром «СибГУ-КАМИ». В процессе изучения возможностей и устройства копировально-фрезерного станка с ЧПУ модели Beaver 0906AT в рамках НИРС нами было выполнено поисковое исследование по изучению влияния параметров режима обработки концевыми фрезами на качество поверхности различных древесных материалов.
На первом этапе были отобраны три наименования известных древесных материалов. Для исследования используются клееный щит из древесины бука влажностью 8%, березовая фанера (сорт 3) и плита МДФ с плот-
-5
ностью 730 кг/м . Выбранные виды материалы широко используются в мебельной промышленности, имеют разную структуру и требуют особого режима обработки.
Основными параметрами конструкции концевых фрез являются: максимальный наружный диаметр D; диаметр хвостовика; ширина b; номинальные углы а, в, у; число зубьев z.
Поскольку существующее разнообразие концевых фрез не дает однозначного представления и даже затрудняет выбор подходящей конструкции инструмента, было принято решение остановиться на трех принципиально разных видах хвостовых фрез: прямой двухзаходной; с двойной заточкой (тип «кукуруза»); спиральной четырехзаходной со стружколомом [5]. Все фрезы по информации фирмы производителя предназначены для обработки: «ЛДСП, древесных материалов с двухсторонним ламинированием, шпони-рованных панелей, материалов с покрытием из слоистого пластика, HPL, композитов из дерева и фанеры». В качестве материала рабочей части фрез использован мелкозернистый твердый сплав.
При назначении режима работы станка в качестве постоянного фактора была принята скорость подачи фрезы Vs. Частота вращения шпинделя n является переменным фактором и варьируется, исходя из технических возможностей станка: 5000 мин-1; 10000 мин-1; 15000 мин-1.
Параметры выбранных концевых фрез представлены в таблице 1 [5].
Исследование включало серию экспериментов, состоящих из трех повторений на заданных значениях факторов. Фрезерование осуществлялось на фрезерно-копировальном станке модели станке с ЧПУ Beaver 0906AT, предназначенном для высококачественного фрезерования и гравирования
поверхностей деталей и заготовок из древесины и древесных материалов по плоскости (программное обеспечение 2D) и в 3-х мерном пространстве (3D фрезерование) [6].
Таблица 1 - Параметры концевых фрез
Наименование концевой фрезы Длина фрезы L, мм Длина режущей части 13 мм Диаметр хвостовика d, мм Диаметр режущей части, D мм
Фреза прямая двухзаходная 50 22 6 6
Фреза концевая с двойной заточкой (тип кукуруза) 50 22 6 6
Фреза спиральная четырехзаходная со стружколомом 60 25 6 6
В ходе эксперимента в исследуемых заготовках каждой из выбранных фрез для трех значений частоты вращения фрезы были обработаны пазы в форме квадрата (10х10 см).
За критерий оценки качества исследуемых образцов приняли параметр шероховатости Rz - высота неровностей профиля по десяти точкам [7,9].
Шероховатость определялась по ГОСТ 15612-2013 «Изделия из древесины и древесных материалов. Методы определения параметров шероховатости поверхности» с применением портативного измерителя шероховатости - профилометра модели TR100. Профилометр обеспечивает высокую точность и широкий диапазон измерений.
Результаты полученных измерений представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Результаты измерений шероховатости поверхности после обработки концевой фрезой_
Древесный материал Частота вращения шпинделя п, мин-1 Rz, мкм
Фреза прямая двухзаходная Фреза с двойной заточкой (тип «кукуруза») Фреза спиральная четырехзаходная
Клееный щит из древесины бука 15000 25,0 22,0 21,4
10000 30,3 26,8 24,5
5000 31,2 32,1 30,3
Фанера березовая 15000 25,6 30,5 16,7
10000 27,6 33,7 19,2
5000 32,5 35,3 22,9
МДФ 15000 25,0 26,5 21,9
10000 24,6 28,0 23,3
5000 26,2 28,2 24,9
Измерения уровня шероховатости проводились на пяти участках торцовой поверхности паза, затем определялось среднее арифметическое значение параметра.
На рисунке 1 представлены графики, иллюстрирующие зависимость шероховатости торцевой поверхности паза Rz от частоты вращения шпинделя п при обработке клееной древесины бука (рис. 1а), березовой фанеры (рис. 1б) и МДФ (рис. 1в).
а
б)
Кг, мкм
Клееный щит из бука
33,0 32,0 31,0 30,0 29,0 28,0 27,0 26,0 25,0 24,0 23,0 22,0 21,0
■Прямая двухзаходная
С двойной
заточкой
(кукуруза)
Спиральная четырехзаходная
5000 10000 15000
п, мин-
1
Кг, мкм
Фанера березовая
39,0 36,0 33,0 30,0 27,0 24,0 21,0 18,0 15,0
5000
10000 п, мин-1
15000
Прямая двухзаходная
С двойной
заточкой
(кукуруза)
Спиральная четырехзаходная
Кг, мкм
МДФ
29,0 28,0 27,0 26,0 25,0 24,0 23,0 22,0 21,0 20,0
Прямая двухзаходная
С двойной
заточкой
(кукуруза)
Спиральная четырехзаходная
5000 10000 15000
п, мин--
в)
Рисунок 1 - Графики зависимости от частоты вращения шпинделя п
Анализируя полученные результаты можно сформулировать следующие выводы:
1. Эмпирически установлено влияние формы и геометрических параметров режущего инструмента на параметр шероховатости поверхности при вариации режимов обработки древесины и древесных материалов
2. Увеличение частоты вращения повышает качество обработки.
3. При фрезеровании спиральной четырехзаходной фрезой на всех образцах получено более высокое качество, чем при фрезеровании другими видами фрез.
Результаты данного поискового исследования могут служить основой для дальнейшей разработки рациональных режимов фрезерования и подготовки инструмента для широкого спектра современных видов древесных материалов.
Список использованных источников
1. Санев В.И., Каменев Б.Б., Сергеевичев А.В. Резание древесины и древесных материалов: Учебник. СПб.: «Лань», 2018. 456 с.
2. ГОСТ 8994—80. «Фрезы дереворежущие концевые цилиндрические».
3. ГОСТ Р 52589-2006. «Фрезы концевые, оснащенные твердым сплавом, для высокоскоростной обработки древесных материалов и пластиков».
4. ГОСТ Р 53926-2010. «Фрезы концевые с механическим креплением сменных режущих пластин для обработки древесины и композиционных древесных материалов».
5. http://www.gravman.ru
6. https://www.stanki.ru
7. ГОСТ 15612-2013 «Изделия из древесины и древесных материалов. Методы определения параметров шероховатости поверхности»
8. Волынский В.Н. Оборудование и инструмент деревообрабатывающих и плитных производств: Учебно-справочное пособие. СПБ.: «Лань», 2017. 400 с.
9. Глебов И. Т. Резание древесины: Учебное пособие. СПб.: Лань, 2010. 256 с.
УДК674.816-41
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ПОДПРЕССОВКИ
СТРУЖЕЧНОГО КОВРА В ПРЕССЕ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
STUDYING THE ERRORS OF PRE-PRESSING THE CHIPS MATT IN THE
CONTINUOUS PRESS
Плотников С.М., Руденко Б.Д.
(Красноярский институт железнодорожного транспорта, г. Красноярск, РФ)
Plotnikov S.M., Rudenko B.D.
(Krasnoyarsk Institute of Railway Transport, Krasnoyarsk, Russia)
Исследовано влияние погрешности синхронизации прессующих лент, их прогиба и угла наклона при входе в пресс на погрешности толщины и плотности подпрессованного стружечного ковра.
The influence of the error of synchronization of the pressing strips, deflection and inclination angle at the entrance into the press for errors of thickness and density podpress Vanno bonded carpet.
Ключевые слова: стружечный ковер, подпрессовка степень сжатия Key words: chips matt, pre-pressing, compression ratio
В прессах непрерывного действия уплотнение и выдержка стружечно-клеевой смеси осуществляются между верхней лентой пресса и нижней лентой формирующего транспортера линии, которая накладывается на нижнюю ленту пресса. Верхняя лента пресса постепенно сближается с нижней лен-
162
