Введение к работе
Актуальность темы. Увеличение объемов лесопильного и деревообрабатывающего производства влечет за собой наращивание выпуска дереворежущего инструмента. Затраты инструментальных сталей, идущих на изготовление инструмента, составляют десятки тысяч тонн в год. Однако износостойкость существующего инструмента между переточками составляет несколько часов. Шстрый износ и затупление во время работы, износ при многочисленных переточках снижают срок службы инструмента, увеличивают его расход и в конечном счете увеличивают себестоимость выпускаемой продукции. Кроме того, растет время простоя основного оборудования при перестановках инструмента и дополнительно загружается заточное оборудование, ухудшается качество выпускаемой продукции всвязи с обработкой инструментами, быстро теряющими начальные параметры микрогеометрии режущих элементов. С этим же связано и увеличение энергоемкости процессов механической обработки древесины.
Таким образом, борьба за увеличение износостойкости дереворежущего инструмента является одним из звеньев в цепи мероприятий по снижению себестоимости и повышению качества выпускаемой продукции.
Цель -работы - теоретическое обоснование и создание практических рекомендаций для внедрения в технологию подготовки дереворежущих инструментов лазерного термоупрочнения, как средства увеличения их износостойкости, разработка новых подходов к оценке режущей способности инструмента.
Методы исследований. В работе использовались теоретические и экспериментальные методы исследований.
Теоретические исследования были посвящены изучению и развитию представлений об износе и затуплении дереворежущего инструмента, разработке новых методов моделирования процесса износа.
Экспериментальные исследования проводились на мощных оптических квантовых генераторах EFA-35QQ, EFA-700Q (производства США), ХЕЕР-І (производства Болгарии), "Катунь", "Кипр" отечественного производства. Металлографические исследования были выполнены на базе Центра лазерных технологий ЛГТУ. Производственные проверки и испытания проводились в условиях лесопильных, мебельных и фанерных предприятий Ленинграда и Ленинградской области в период с 1985 по 1991 г.
' Научная новизна. В работе впервые проведены комплексные исследования по влиянию непрерывного лазерного излучения на стали 9ХФ, 9Х1, УІОА, УЮАГ, 8Х6НФТ, ТЕШФк, 8НІА, 8Н2А, применяемые для изго-
товления дереворежущих инструментов.
Доказана принципиальная возможность и разработана методика газолазерного термоупрочнения инструментальных сталей, позволяющая доводить их поверхностную микротвердость до 70HRC . Выявлен механизм упрочнения.
Установлено, что дереворежущие инструменты, которым присущи малые углы заострения, закаленные газолазерным излучением до твердости 68...70 hrc , не обнаруживают при работе признаков хрупких разрушений.
Разработаны оптимальные схемы лазерной закалки основных видов стальных дереворежущих инструментов.
Предложен графический метод моделирования кривой затупления резца, отличающийся от известных методов своей простотой и наглядностью.
Практическая ценность. Разработаны практические рекомендации для получения упрочненных слоев с требуемыми размерами и свойствами при использовании газолазерных установок.
Предложены составы покрытий, обеспечивающие максимальную эффективность лазерной закалки.
Разработаны практические рекомендации по схемам и технологическим режимам лазерной закалки основных видов стального дереворежущего инструмента.
Создано программное обеспечение, позволяющее сократить время на закалку дисковых и рамных пил, рубительных, фрезерных и лущильных ножей.
Реализация работы. Предлагаемая технология увеличения износостойкости дереворежущего инструмента внедрена в центре лазерных технологий ЛГТУ, в лазерной лаборатории МГП "Новотех", созданной на производственной базе ЦНИИФ. Выполнены работы по лазерному термоупрочнению промышленных партий рамных пил для ПМО "Невская Дубровка", Жарковского ДОКа, фрезерных ножей для ЛПМО. "Нева", лущильных ножей для ЦНИИФ, дисковых пил-для Объединения народных промыслов и а/о "Лес". Испытания показали рост износостойкости упрочненного инструмента в 2...3,5 раза, при высоком качестве обработки поверхностей древесины и неизменных энергозатратах на процессы пиления, фрезерования и лущения.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях в ЛТА (I988-I99I гг.), Всесоюзной конференции по прогрессивным спосо-
5 бам сварки (1991 г.), на Всесоюзной конференции по надежности дереворежущего инструмента (1991 г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано три печатные работы, список которых приведен в конце автореферата.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, семи разделов, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и Приложений;. Работа содержит 460 страниц машинописного текста, 73 рисунка . Список используемой литературы включает Т09 наименований. Общий объем работы составляет 234 страниц.