Анализ влияния радиуса зерна и критического переднего угла на критическую толщину среза при шлифовании древесных материалов

Обработка заготовок и деталей из древесины и древесных материалов абразивными инструментами является наиболее сложным по описанию и моделированию процессом. Закономерности износа абразивного инструмента непосредственно связаны с работой единичных абразивных зерен. В основе механизма износа лежат явления адгезии, диффузии, абразивного разрушения, пластического течения тончайших поверхностных слоев, размягченных под действием высоких контактных температур и давлений, химического воздействия на абразив окружающей среды и обрабатываемого материала. Под действием механических и температурных напряжений происходит растрескивание, скалывание режущих кромок, выкрашивание из связки отдельных абразивных зерен и целых комплексов. В ходе экспериментальных исследований процесса калибрования–шлифования древесных материалов было выявлено, что в некоторых случаях на поверхности образца появляются контактные разрушения, имеющие вид точек, рисок, пятен, покрытых ворсом. Ранее считалось, что основным дефектом механической обработки резанием древесных материалов являются прижоги поверхностного слоя, однако необходимо обратить внимание на то, что контактные разрушения поверхностных слоев наблюдается задолго до появления прижогов и оказывают первоочередное влияние на качество обработанной поверхности. Целью настоящего исследования является объяснение механизма образования контактных разрушений при помощи анализа процесса микрорезания древесных материалов единичным абразивным зерном, а также определение условий резания, не допускающих появления контактных разрушений. Поскольку из экспериментальных исследований известно, что на образование контактных разрушений оказывают влияние такие режимные факторы, как скорость резания и подачи, зернистость абразива, глубина шлифования и толщина среза, необходимо вывести математическую зависимость, отражающую влияние этих факторов на качественные показатели процесса шлифования для того, чтобы получить возможность заранее рассчитывать оптимальные режимы резания, не допуская появления на обработанной поверхности контактных разрушений.

1. Братан С. Идентификация параметров съема при комбинированном шлифовании // Современные технологии и системы механической обработки древесины : матер. Междунар. науч. конф. / ДонГТУ. Донецк, 2000. С. 24–32.

2. Виноградов В., Сорокин Г. Абразивное изнашивание. М., 1995. 224 с.

3. Гдалевич А. Финальная обработка лепестковыми кругами. М., 1994. 112 с.

4. Гришкевич А.А., Костюк О.И. Увеличение периода эксплуатации шлифовального инструмента при обработке древесины // Машиностроение и машиноведение. 2015. № 3. С 17–21.

5. Кажуро Л.М., Панов А.А., Ремизовский Э.И. Справочник шлифовщика. Минск: Высш. шк., 1985. 287 с.

6. Маслов Е.Н. Теория шлифования металлов. М.: Машиностроение, 1974. 320 с.

7. Рыбин Б., Санаев В., Кириллов Д. К вопросу выбора параметров шероховатости для оценки неровности древесины // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. 2014. № 4. С. 131–137.

8. Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования. Л., 1984. 142 с.

9. Островский В.И., Савицкая В.Г. Кинематический анализ процесса шлифования. М., 1987. 153 с.

10. Сергеевичев А.В. Анализ разрушения абразивных зерен при шлифовании древесины и древесных материалов // Лесной журнал. 2015. № 5. С. 117–125. (Изв. высш. учеб. заведений).

11. Филимонов Л.Н. Высокоскоростное шлифование. Л.: Машиностроение, 1982. 248 с.

12. Carranoa A., James B. Geometric Modeling of Engineered Abrasive Processes // Taylora Journal of Manufacturing Processes. 2005. Vol. 7, ch. 1. P. 17–27.

13. Brinksmeier E. Advances in Modeling and Simulation of Grinding Processes // CIRP Annals – Manufacturing Technology. 2006. Vol 55, ch. 2. P. 667–696.

14. Sergeevichev A.V. 2020 Analysis of the influence of instrumental and regime factors on the quality of wood grinding International Scientific Conference: Conference of Applied Physics, Information Technologies and Engineering – APITECH-2019 // Journal of Physics: Conference Series. Institute of Physics Publishing. Great Britain: IOP Publishing Ltd. 2020. vol. 1399 (4). 8 p. DOI: 10.1088/1742-6596/1399/4/044043.

15. Zhou X., Xi F. Modeling and Predicting Surface Roughness of the Grinding Process // International Journal of Machine Tools & Manufacture. 2002. Vol. 42. P. 969–977.