Анализ условий и характера стружкообразования при шлифовании древесины в условиях частичной самозатачиваемости абразивного инструмента

Приведен анализ шлифования древесины поперек волокон, рассмотрены условия и характер стружкообразования, дано теоретическое определение касательной силы резания, рассмотрен характер износа шлифовальной шкурки в условиях ее частичной самозатачиваемости, обозначен критерий износостойкости. Согласно современному представлению об абразивном инструменте его специфические особенности заключаются в отсутствии сплошной режущей кромки, имеющейся у любого лезвийного инструмента, наличии неправильной геометрической формы абразивных зерен с округленными вершинами, что обусловливает отрицательные передние углы резания. Для понимания физической сущности процесса шлифования древесины необходимо иметь совокупное представление о геометрических формах зерен, как протекает процесс снятия стружки, какая система сил действует на абразивное зерно. В процессе абразивного резания древесины поперек волокон участие всех режущих зерен неравноценно. Данное явление можно объяснить тем, что часть зерен совершает работу перерезания волокон, в результате чего для другой части зерен остается лишь преодолеть сцепление между волокнами, т, е, произвести работу элементарного скалывания. Таким образом, часть зерен совершает закрытое резание, так же как и при поперечном пилении дисковыми пилами, а часть зерен участвует в открытом резании поперек волокон. В случае работы абразивного инструмента с преимущественным засаливанием основным критерием износостойкости является удельная производительность шлифования, так как качество поверхности по мере износа инструмента не только не ухудшается, но даже имеет тенденцию к улучшению. При шлифовании древесины поперек волокон абразивный инструмент способен работать более длительное время и с более высокой производительностью. Но поскольку процесс износа в данном случае сопровождается выкрашиванием зерен, то на поверхности шкурки могут появиться открытые участки, что с одной стороны приводит к некоторому снижению производительности шлифования, а главное – к ухудшению качества обработанной поверхности.

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

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

3. Калинин Е.П. Теория и практика управления производительностью абразивной обработки с учетом затупления инструмента. СПб., 2006. 40 с.

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

5. Переладов А.Б., Камкин И.П. Определение режима изнашивания инструмента при шлифовании // Известия ВолгГТУ, 2015. № 3. С. 24–29.

6. Санев В.И., Каменев Б.Б., Сергеевичев А.В. Резание древесины и древесных материалов. СПб, 2018. 456 с.

7. Хватов Б.Н., Зубков Д.В., Родина А.А. Исследование производительности шлифования абразивным инструментом с самозатачивающимся зерном // Вестник ТГТУ, 2012. Т.18. № 4. С.1031–1037.

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

9. Cai G., Feng B, Jin T., Gong Y. Study on the friction coefficient in grinding // Journal of Materials Processing Technology. 2002. Vol. 129. P. 25–29.

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

11. Nguyen A.T., Butler D.L. Correlation of grinding wheel topography and grinding performance: A study from a viewpoint of three-dimensional surface characterization // Journal of Materials Processing Technology. 2008. Vol. 208. iss. 1-3. P. 14–23.

12. Sergeevichev A., Belonogova N., Sergeevichev V., Byzov V., Mikhailova A. Investigation of the influence of certain factors on the quality of processing during hard grinding // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 5th Pan-Russian Scientific Technical Conference on Forests of Russia: Policy, Industry, Science and Education; St. Petersburg. State Forest Technical University. FR. IOP Publishing Ltd. 2020. Vol. 574(1). 9 p. DOI: 10.1088/1755-1315/574/1/012072.