Введение к работе
Актуальность темы. В современных условиях проблема наиболее полного использования древесного сырья, снижения себестоимости продукции приобретает первостепенное значение. В этой связи применение агрегатных методов переработки бревен, сочетающих в себе два технологических процесса: получения пиломатериалов и технологической щепы и обеспечивающих увеличение полезного выхода древесины, повышение производительности оборудования и сникение энергетических затрат отвечает современным требованиям. При всех отмеченных преимуществах перед другими технологиями переработки сырья, агрегатный метод имеет ряд недостатков, снижающих его эффективность. К их числу относятся снижение качества фрезеруемых поверхностей, потеря точности пиломатериалов, не достаточно высокое качество технологической щепы. Отмеченные недостатки обусловлены не столько несовершенством оборудования и инструмента, сколько несовершенством методов расчета режимных параметров процесса фрезерования.
Используемые в настоящее время для этой цели методы основаны, на эмпирических данных, не обладают достаточной полнотой и не обеспечивают обоснованный выбор параметров. Поэтому исследования, направленные на изучение процесса резания и создание наделкой расчетной базы обеспечивают повышение качества продукции и отвечают современным требованиям.
Цель работы и задачи исследований. Целью работы является повышение эффективности использования дереворежущих фрез, предназначенных для получения технологической щепы на фрезерно-пильных линиях за счет рационального выбора технологических параметров резания и параметров инструмента.
В соответствии с целью определены следующие основные задачи исследований:
произвести анализ существующих конструкций фрез, установить общие причины снижения качества переработки древесины;
обосновать принцип исследования процесса резания древесины, как процесса ее разрушения;
уточнить характер распределения напряжений п области внедрения резца;
- установить основные закономерности отделения щепы;
определить показатели механических свойств древесины, характеризующих ее способность тормозить развитие трещин;
разработать ыетод расчета коэффициентов интенсивности напряжений;
обосновать основные конструктивные и технологические параметры фрез и процесса фрезерования;
произвести экспериментальную оценку предлагаемых разработок.
Научная новизна работы.
-
Предложен подход к исследованию процесса резания древесины, позволяющий построить функциональные связи между параметрами качества процесса и параметрами условий фрезерования.
-
Уточнены имеющиеся представления о характере распределения напряжений в прирезцовой зоне древесины и роли отдельных факторов, влияющих на уровень напряженно-деформированного состояния древесины и резца.
-
Разработаны методики а определены ранее не исследованные механические характеристики древесины, определяющие ее способность сопротивляться развитию трещин. Эти характеристики могут быть использованы в расчетах прочности конструкций из древесины.
-
Построено решение задачи о нахождении коэффициентов интенсивности напряжений для трещин, возникающих в зоне отделения элементов щепы.
-
Определены и обоснованы значения геометрических параметров фреа и параметров фрезерования.
Положения, выносимые на вшдиту:
методика расчета процесса резания древесины при получении технологической щепы;
методика определения характеристик трециностойкости древесины;
значения вязкости разрушения древесины для трещин нормального отрыва, плоского и антиплоского сдвига;
метод определения коэффициентов интенсивности напряжений;
значения геометрических параметров фреа и технологических параметров фрезерования.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается экспериментальными данными и практикой эксплуатации фрез. Теоретические зависимости получены при корректных допущениях, не противоречат основним принципам теории упругости, механики разрушения, теории ре?акия древесины
и результатам ранее выполненных исследований.
Расчеты выполнены с применением современных средств вычисления. Погрешность решения задач приближенными методами ( итерационным ) устанавливалась в пределах одного процента.
Достоверность экспериментальных исследований может быть признана достаточной, так как показатели статистической обработки результатов соответствуют общепринятым в практике научных исследований.
Практическая значимость работы. Проведенные исследования позволяют обоснованно назначать технологические параметры фрезерования, конструктивные параметры фрез, обеспечивающие повышение качества щепы и поверхностей обработки.
' Практическую значимость имеют также следующие конкретные результаты:
методика и программа расчета напряжений;
'принципы расчета процесса резания древесины, применимые для любых видов ее механической обработки древесины;
методика определения характеристик трешиностойкости древесины;
значения вязкости разрушения древесины.
Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельных её разделов докладывались' и получили одобрение на научно-технических конференциях АЛТИ в 1993 г. , ШГГИ в 1990, 1991гг. на научно-технической конференции молодых ученых и специалистов в ЦНИЖОДэ в 1992 г., Всесоюзной научно-технической конференции в Киеве в 1991 г.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубліковано 5 работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 разделов, выводов и рекомендаций,'списка литературы и приложении.