CC BY
2УДК 621.923:674.02 Пестов И.Е., Газеев М.В.
Пестов И.Е.
аспирант,
Уральский государственный лесотехнический университет (г. Екатеринбург, Россия)
Газеев М.В.
д-р. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой механической обработки древесины Уральский государственный лесотехнический университет (г. Екатеринбург, Россия)
ИССЛЕДОВАНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ КРУГАМИ НА ОСНОВЕ ППУ
Аннотация: статья посвящена исследованию процесса шлифования поверхности деревянных погонажных деталей, обработанных на станке ШлПР кругами на основе пенополиуретана (ППУ).
Ключевые слова: шлифование, древесина, шероховатость.
Шлифование поверхности деревянных деталей и изделий, является подготовительной операцией перед формированием защитно-декоративного покрытия. [1]
Большинство шлифовальных материалов имеют абразивные зерна, их отличают по номерам зернистости. Номер зернистости характеризует крупность зерна и соответствует размеру стороны ячейки сита в сотых долях миллиметра, на котором задерживаются зерна основной фракции.
При обработке древесины ППУ кругами резание поверхности происходит по схеме, показанной на рисунке 2.
1608
Для достижения качества поверхности, подходящей под прозрачную отделку (16 мкм), рекомендуется выполнять двух или трехразовое шлифование детали, с использованием шлифовального инструмента разной зернистости. Обычно используют в первом проходе шлифовальные материалы с зернистостью маркировки 16 по ГОСТ 3647-80, что соответствует F-80 для материалов, исключая материалы на гибкой основе по FEPA (The Federation of the European Producers of Abrasives - классификация для абразивов, разработанная производителями и контрольными органами европейских стран), размеры зерен при этом равны 160...200 мкм . Последний проход шлифовальным инструментов рекомендуется проводить материалами с маркировкой зернистости 8-10 по ГОСТ 3647-80 или F-120,F-150 по FEPA.
На кафедре механической обработки древесины УГЛТУ ведутся исследования шлифования поверхности профильных погонажных деталей из древесины на специальном станке ШлПР с применением пенополиуретановых (ППУ) кругов [3].
При проведении эксперимента шлифование проводилось на станке ШлПР с применением пепонополиуретанового круга марки Essegi (Италия) типа LG100 (рис.2).
Рис.1. Схема резания абразивным зерном (1 -абразивные зерна, 2 - клеевая связка ППУ).
1609
Рис. 2. Шлифовальный пенополиуретановый круг Евве§1 (Италия).
Размер круга 200x40 мм.
Тип LG: шлифовальный круг, подходящий для всех типов древесины. Это базовый круг для профильного шлифования, обладающий высокой производительностью. Очень высокое качество используемого абразивного зерна и связующего вещества позволяет получить постоянную и качественную отделку без изменения волокон и естественного цвета древесины.
Круги и листы абразивной бумаги имеют абразивную зернистость, которую нельзя сравнивать, например, в рамках одного и того же типа шлифования абразивный круг зернистостью 100 соответствует абразивной ткани или бумаге зернистостью 150 (каждый абразивный круг имеет определенную зернистость: увеличив его зернистость до 50%, можно найти соответствующую зернистость абразивной ткани или бумаги).Т.е наш круг имеет размер зерён -150 мкм
При выборе размера зерна используемого абразивного круга необходимо иметь в виду, что чем больше твердость шлифуемой древесины, тем более грубому и агрессивному зерну должно соответствовать. (Зерно 40-60-80: такие породы древесины, как дуб, бук и т. д. Зернистость 100-120-180: такие породы дерева, как сосна, пихта, рамин, меранти и т. д.). В нашем случае используется древесина сосны.
1610
Цель исследования - исследовать шероховатость поверхности погонажных деталей из древесины после обработки кругами на основе ППУ.
Для достижения поставленной цели был проведен эксперимент.
Шлифование поверхности заготовки кругами на основе ППУ выполняется на станке ШлПР согласно технологической схеме, приведенной на рисунке.
Рис. 3. Технологическая схема обработки на станке ШлПР (1 - заготовка, 2 - шлифовальный круг, 3 - подающие вальцы, 4 - стол).
Контроль измерения шероховатости до и после шлифования выполняли на трех участках погонажного бруска из древесины сосны. Каждый участок отмечался контрольной линией (рис. 3(а),(б)) при помощи карандаша и в процессе измерения шероховатости поверхности на конкретном участке данную линию совмещали со световым пятном от осветительного тубуса микроскопа .
Размеры шлифуемой погонажной детали: длина:
Д=70,4 см, ширина:
Ш=3,4 см.
Измерения шероховатости проводились с помощью микроскопа МИС-11(рис.4), в соответствии с ГОСТ 9847-79.
В процессе измерения проводилось по 5 замеров (И1 и И2) в разных точках на контрольной линии.
2
1611
(а) - вид сверху
(б) - вид сбоку Рис. 3. Образец с контрольными участками, обозначенными линиями для замера шероховатости
Я
_
Рис. 4. Измерение шероховатости с помощью микроскопа МИС-11.
Величина неровностей (Нтах) в микронах вычисляют по формуле [2]:
н тах = 10а—, где
тах 2 N
a - разность отсчетов окулярного микроскопа hi и h2, 10 - цена делания барабана,
цена деления окулярного микрометра, которая для объектива с
увеличением 10,6 при фокусном расстоянии 13,9 равно 0,047.
Среднее арифметическое высот (Rmmax) в микронах вычисляют по формуле:
R -1 п H ■
Rmmax - Hmaxгде
n z
nmin 5
1612
Результаты измерений приведены в таблице 1 и 2.
Таблица 1. Результаты измерений шероховатости до шлифования ППУ-кругами.
До шлифования
Образец № 1
Номер замера 1 2 3
Измерения, мкм Ы h2 Ы h2 Ы h2
№ точки замера 1 580 532 622 577 724 682
2 644 606 651 602 802 760
3 605 567 671 623 724 680
4 573 537 657 613 764 715
5 594 559 632 587 712 664
а - разность отсчетов 1 48 45 42
2 38 49 42
3 38 48 44
4 36 44 49
5 35 45 48
Hmax 1 22,56 21,15 19,74
2 17,86 23,03 19,74
3 17,86 22,56 20,68
4 16,92 20,68 23,03
5 16,45 21,15 22,56
ХНтах 91,65 108,57 105,75
Rmmax 18,33 21,714 21,15
Далее деталь обрабатывалась на шлифовальном станке ШлПР. Скорость подачи при обработке не изменялась.
1613
Таблица 2. Результаты измерений шероховатости после шлифования ППУ-
кругами.
После шлифования
Образец № 1
Номер замера 1 2 3
Измерения, мкм Ь1 Ь2 Ь1 Ь2 Ь1 Ь2
№ точки замера 1 471 432 655 618 595 551
2 391 352 597 561 691 647
3 413 378 550 511 702 656
4 433 397 515 475 695 660
5 538 499 481 456 707 661
а - разность отсчетов 1 39 37 44
2 39 36 44
3 35 39 46
4 36 40 35
5 39 25 46
Нтах 1 18,33 17,39 20,68
2 18,33 16,92 20,68
3 16,45 18,33 21,62
4 16,92 18,8 16,45
5 18,33 11,75 21,62
^Нтах 88,36 83,19 101,05
Яттах 17,672 16,638 20,21
В опыте проверялась шероховатость до и после шлифования на 3-х контрольных линиях в 5 точках, после чего высчитывалась средняя арифметическая шероховатость на данном участке. Данные представлены на графике (рис.6)
1614
Рис.6. Изменение шероховатости.
Выводы.
1.Среднее арифметическое значение по 3 контрольным линиям не дало желаемого результата, т.к. значение шероховатости на всех участках не подходит под прозрачную отделку.
2.После шлифования пенополиуретановым кругом Евве§1 ЬО 100 можно сделать вывод, что данные круги целесообразно использовать для шлифования деталей под непрозрачную отделку, т.к. для них требуется шероховатость не более 32 мкм.
3.Для прозрачной отделки рекомендуется использовать шлифовальные круги Евве§1 тип ЬО с меньшей маркировкой зернистости.
1615
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Ветошкин Ю.И., Сулинов В.И., Кузнецов Л.Д., Гороховский А.К. Шлифование древесины и древесных материалов. - Санкт-Петербург: Лань, 2019. - 152 с;
2. Кошелева, Н. А. Технология изделий из древесины. Определение шероховатости поверхности древесины и древесных материалов: метод. указания к учебно-исследовательской работе/ Н. А. Кошелева, Минобрнауки России, Урал. гос.лесотехн. ун-т. -Екатеринбург: УГЛТУ, 2007. - 18 с;
3. Пестов И.Е., Газеев М.В. Станок для шлифования профильных погонажных изделий из древесины // Вестник науки №1 (70) том 2. С. 1004 - 1008. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: Ы^:/^.вестник-науки.рф/аг11с1е/12413
Pestov I.E., Gazeev M.V.
Pestov I.E.
Ural State Forestry Engineering University (Ekaterinburg, Russia)
Gazeev M.V.
Ural State Forestry Engineering University (Ekaterinburg, Russia)
INVESTIGATION OF ROUGHNESS OF WOOD SURFACE AFTER PROCESSING WITH CIRCLES BASED ON PU
Abstract: article is devoted to the study of the process of grinding the surface of wooden mouldings processed on a SlPR machine with circles based on polyurethane foam (PUF).
Keywords: grinding, wood, roughness.
1616
