Введение к работе
Актуальность работы. Внедрение вдеревообработкутруднообрабаты-ваемых композиционных древесных материалов, таких как древесностружечные и древесноволокнистые плиты, древеснослоистые пластики, фанера, клееная древесина, привело к тому, что требования к изготавливаемому инструменту возросли. Наличие синтетических связующих, органических и минеральных наполнителей в обрабатываемых материалах привело к тому, что обработка этих материалов инструментом, используемым в деревообработке на сегодняшний день, малоэффективна. Существует необходимость создания инструмента, обладающего большей производительностью.
В связи с этим актуальными являются вопросы, касающиеся качественной подготовки инструмента к работе, в частности, затачивания инструмента, оснащенного твердосплавными режущими элементами.
Формирование качественного режущего лезвия позволяет снизить нагрузки на инструмент, уменьшить его износ, повысить производительность обработки и качество обработанной поверхности. Формирование рациональной микрогеометрии твердосплавного дереворежущего инструмента-трудоемкий процесс, но необходимый для повышения эффективности процесса обработки композиционньж древесньж материалов. Важными являются вопросы выбора рационального метода затачивания твердосплавного инструмента для заданных условий производства.
Актуальность диссертационной работы обоснована необходимостью повышения производительности и эффективности обработки композиционньж древесньж материалов при одновременном обеспечении качества затачивания твердосплавного дереворежущего инструмента.
Совершенствованию технологии затачивания твердосплавного дереворежущего инструмента посвящена данная диссертационная работа.
Цель работы - повышение производительности и эффективности механической обработки композиционньж древесньж материалов (КДМ) за счет совершенствования технологии затачивания твердосплавного дереворежущего инструмента.
Задачи исследования
провести исследования качественных показателей твердосплавного дереворежущего инструмента после затачивания его с применением методов электроалмазной обработки с целью выявления метода, который обеспечит эффективное затачивание твердосплавного дереворежущего инструмента; провести сравнительный анализ методов затачивания твердосплавного дереворежущего инструмента в зависимости от параметров, характеризующих каждый из методов затачивания и условий производства; разработать рекомендации по совершенствованию технологии затачивания твердосплавного дереворежущего инструмента с целью повышения производительности процесса механической обработки композиционньж древесньж материалов.
Методы исследований. При выполнении работы использовались научные основы технологии машиностроения и деревообработки, математической статистики, теория графов.
Для исследования режущей кромки и поверхностей твердосплавного дереворежущего инструмента, заточенного различными методами, применялся металлографический микроскоп МИМ 8. Для исследования распределения микротвёрдости по передней поверхности твердосплавных пластин, заточенных различных методами шлифования использован прибор ПМТ-3.
Исследования проводились с использование твердосплавного инструмента, оснащенного пластинами группы ВК. Перед затачиванием передняя поверхность пластин полировалась. После затачивания микротвёрдость измерялась по передней поверхности от режущей кромки в глубину.
Для измерения параметра Kd использовался профилометр "MnUTOYO SURFTEST 301" (Япония).
Экспериментальные данные обрабатывались с применением современных методик и пакетов прикладных программ на ЭВМ (Excel, Mathcad).
Достоверность основных научных положений, выводов и результатов, сформулированньж в диссертации, обоснована и подтверждается опытными данными и проведенными натурными испытаниями. Достоверность и воспроизводимость опытов подтверждается результатами статистической обработки экспериментальных данных.
На защиту выносятся:
1. Результаты исследования качественных показателей твердосплавного
дереворежущего инструмента, заточенного методами электроалмазной
обработки.
-
Методика сравнительной оценки способов затачивания твердосплавного дереворежущего инструмента.
-
Результаты сравнительного анализа методов затачивания твердосплавного дереворежущего инструмента.
-
Рекомендации по совершенствованию технологии затачивания и повышению качества твердосплавного дереворежущего инструмента.
Научная новизна работы заключается в:
исследованиях усовершенствованной технологии затачивания твердосплавного дереворежущего инструмента, позволивших впервые получить функциональные зависимости основньж качественных показателей режущей части инструмента (шероховатость и микротвердость поверхностей, размера сколов на режущей кромке) от режимов его затачивания методом предложенной комбинированной электроалмазной обработки;
разработанной методике сравнения методов затачивания твердосплавного дереворежущего инструмента, в которой впервые использована теория графов, позволяющая проводить сравнительный структурный анализ с целью определения рационального метода затачивания для различных условий производства;
разработке устройства для комбинированной электроалмазной обработки с непрерывной правкой круга, обладающего технической новизной и имею-
щего мировой приоритет, позволяющего значительно расширить технологические возможности оборудования для затачивания твердосплавного дереворежущего инструмента комбинированным электроалмазным методом. Практическая ценность:
применение предложенной технологии затачивания твердосплавного дере
ворежущего инструмента позволило повысить эффективность процесса за
тачивания инструмента, увеличить работоспособность инструмента и про
изводительность механической обработки композиционных древесных
материалов;
обоснованы электрические и механические режимы затачивания твердосплавного дереворежущего инструмента комбинированным методом электроалмазного затачивания, позволяющие повысить эффективность процесса затачивания с одновременным обеспечением достаточных качественных показателей дереворежущего инструмента;
разработаны практические рекомендации по совершенствованию технологии затачивания твердосплавного дереворежущего инструмента.
Реализация работы. Разработанные в результате исследований рекомендации, повышающие стойкость и рациональное использование инструмента внедрены на ОАО «Братский завод столярных изделий» и ОАО «Сибирская лесная компания». Результаты производственных испытаний деревообрабатывающих фрез на ЗАО «Братский деревообрабатывающий завод» показали, что предложенные рекомендации позволяют повысить стойкость фрез до 4,2 раз, увеличить срок эксплуатации инструмента из твердых сплавов, существенно улучшить качество обработанных изделий. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе ГОУ ВПО «БрГТУ».
Апробация работы. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований и основные положения диссертационного исследования доложены и обсуждены на ежегодных итоговых научно-технических конференциях ГОУ ВПО «БрГТУ» (2000-2004ш); молодежной научно-практической конференции «Будущее Братска», г. Братск (2003 г); III межрегиональной с международным участием научно-техническая конференции «Механики - XXI веку», г. Братск, 2004 г.; региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука. Техника. Инновации», г. Новосибирск 2002 г; международных научно-технических интернет-конференциях «Новые материалы и технологии в машиностроении», «Актуальные проблемы лесного комплекса» г. Брянск (2003-2004 гг.); на расширенном научно-методическом семинаре кафедры «Технология машиностроения» БрГТУ; на НТС кафедры станки и инструменты СибПУ (2004 г).
Разработки по теме диссертации представлялись в составе экспозиций Братского государственного технического университета на 10 выставках с международным участием в Иркутске, Новосибирске, Шеньяне (КНР).
Публикации. По результатам работы опубликовано 20 печатных работ, в том числе два патента РФ на изобретение и одно свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения Содержит 148 страниц машинописного текста, 35 рисунков, 17 таблиц, список литературных источников, включающий 157 наименований
