CC BY
41
К ВОПРОСУ ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ ЖЕСТКОГО АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ОБРАБОТКЕ МАССИВНОЙ
ДРЕВЕСИНЫ
TO THE QUESTION OF RESISTANCE INCREASE OF HARSH ABRASIVE TOOL WHEN PROCESSING A MASSIVE WOOD
Гончар И.Н., Магура Б.А. (НЛТУ Украины, г.Львов, Украина) Honchar I.N., Mahura B.A. (NFU of Ukraine, Lwow, Ukraine)
При интенсивном охлаждении жесткого абразивного круга в процессе работы значительно повышается его стойкость при шлифовании массивной древесины.
With intensive cooling of the hard abrasive circle in work process its resistance at solid wood grinding increases significantly.
Ключевые слова: абразивный круг, древесина, шлифование
Key words: abrasive circle, wood, grinding
Научные разработки по повышению эффективности шлифования древесных материалов абразивными кругами последнее время в НЛТУ Украины были направлены на совершенствование материалов связки, выбора наиболее эффективного абразива, замену жестких абразивных кругов на эластичные инструменты и т.п. Эти работы были вызваны тем, что на операциях промежуточного, а особенно чистового шлифования древесины и древесных материалов эффективность жесткого абразивного инструмента недостаточна [1].
Известно, что в настоящее время в деревообработке наибольшее распространение на операциях промежуточного и чистового шлифования имеет абразивная лента. Ее использование является неэффективным, в первую очередь, из-за дороговизны и частых разрывов в процессе работы. Однако при соблюдении технологии ее эксплуатации и склеивания шлифовальная лента обладает достаточной стойкостью и обеспечивает необходимое качество обработки. Кроме этого, наличие практически на всех предприятиях оборудования, рассчитанного на использование шлифовальной ленты, заставляет производственников применять именно этот инструмент для обработки.
Низкая эффективность жесткого абразивного инструмента на операциях шлифования древесины вызвана следующим. Известно, что одним из основных факторов, влияющих на эффективную работу любого инструмента, является температура в зоне резания. Это подтверждается исследованиями многих авторов, как в металлообработке, так и тех, которые проводили исследования обработки древесины и древесных материалов самыми различными инструментами [2,3].
Если, исходя из этого, сравнивать условия работы шлифовальных лент и абразивных кругов в деревообработке, то становится очевидным тот факт, что абразивные круги работают в гораздо худших температурных условиях. Во-первых, рабочая поверхность круга намного меньше (в 10 и более раз), то есть каждое из абразивных зерен рабочей поверхности круга выполняет значительно большую удельную работу. В то время как за один оборот шлифовальной ленты ее абразивные зерна успевают практически полностью охла-
диться, абразивные зерна рабочей поверхности круга работают со значительно большей интенсивностью и их температура в процессе работы остается достаточно высокой. При этом из-за низкой теплопроводности древесины значительная часть теплоты, выделяющейся в процессе обработки, направляется в тело абразивного круга. Это вызывает налипание стружки на абразивные зерна и приводит к снижению или потере абразивными кругами способности к резанию. Отсюда можно сделать вывод, что снижение температуры в зоне резания за счет интенсивного отвода тепла от рабочей поверхности абразивного круга при его работе позволило бы значительно повысить его эффективность при обработке древесины и древесных материалов.
Авторами были проведены предварительные исследования процесса шлифования массивной древесины ольхи и дуба абразивными кругами при их охлаждении. Для проведения исследований использовались круги с абразива кремня и карбида кремния зернистости 40 и 50 на эпоксидно-фенольной связке. Процесс шлифования заготовок происходил на станке, который используется для однопроходной двусторонней калибровки-шлифовки тонких пластин (до 5 мм) из клееной древесины или стеклопластика. Станок был оснащен системой подачи воды в зону резания. Эта система станка была нами реконструирована и в процессе проведения исследований процесса обработки верхний, из двух расположенных один над другим абразивных кругов, не охлаждался, а нижний проходил через водяную ванну. Для предотвращения попадания воды на обрабатываемую заготовку водяная ванна была открытой только в пределах вхождения в нее абразивного круга. Постоянный уровень воды в ванне и ее охлаждение обеспечивалось подачей воды из трубопровода и системой перелива.
Проведенные исследования показали, что рабочие поверхности верхнего и нижнего абразивных кругов значительно отличались уже с первых метров шлифованной поверхности. Поверхность круга, который охлаждался, оставалась чистой, а на поверхности верхнего круга сразу появились участки, забитые отходами шлифования. Способность к работе кругов с абразивом карбида кремния, которые работали без охлаждения, была достаточно низкой (100 ... 150 пог.м прошлифованой поверхности). В аналогичных условиях круги с абразивом кремния имели значительную большую стойкость (800 ... 1000 пог.м). Совсем противоположной была ситуация в случае охлаждения круга. Стойкость кругов с абразивом кремня увеличилась в 1,3 ... 1,5 раза, в то время как стойкость абразивных кругов из карбида кремния достигала 2 тыс.пог.м. прошлифованной поверхности ольхи и около 1,4 тыс.пог.м поверхности дуба.
Объяснить такое явление можно тем, что благодаря снижению температуры абразивных зерен рабочей поверхности круга значительно уменьшается вероятность налипания на них срезанной стружки. Известно, что налипание стружки на режущий инструмент вызвано наличием в структуре древесины сахаристых и смолистых веществ. Благодаря смачиванию зерен водой этот процесс значительно затрудняется. Кроме этого, смоченные абразивные зерна имеют более низкий коэффициент трения к обрабатываемому материалу, что
тоже способствует снижению температуры в зоне резания и уменьшает скорость затупления зерен, участвующих в работе.
Проведенные предварительные исследования показали, что предложенный способ шлифования древесины жесткими абразивными кругами является эффективным и заслуживает более глубокого теоретического и практического изучения.
Список использованных источников
1. Гончар И.М., Кийко О.А.. Предпосылки создания линии для чистовой обработки деталей и древесины. - Львов. Научный вестник. Сборник научных трудов. Выпуск 9.13., 1999.
2. Яцюк А.И. Новый способ механической обработки древесины. -Львiв, Вища школа, 1975.
3. Заяц И.М. Обработка древесины и древесных материалов абразивами. -Львов: Атлас, 2001.- 219с.
