Systems. Methods. Technologies 1 (37) 2018

Systems Methods Technologies. А.V. Sergeevichev et al. Possible ways … 2018 № 1 (37) p. 29-35 30 Введение Шлифование древесины и древесных материалов отличается от других видов резания древесины и мате- риалов на ее основе. Отличия заключаются не только в применяемом режущем инструменте — шлифовальной шкурке, но и в специфике возникающих в процессе резания физических явлений. Режущий инструмент является многорезцовым за счет большого количества абразивных зерен, при этом абразивные зерна в боль- шинстве своем имеют отрицательные передние углы, неправильную геометрическую форму, неравномерно распределены по рабочей поверхности инструмента, не имеющей сплошной режущей поверхности, поэтому процесс шлифования дискретен. Сам процесс шлифо- вания нельзя назвать просто резанием, это процесс микрорезания-царапания большой совокупностью аб- разивных зерен [1]. Шлифование — это процесс резания древесины и древесных материалов многолезвийным режущим ин- струментом, микрорезцы которого перемещаются с большой скоростью и находятся под действием каса- тельных и нормальных составляющих силы резания. Операции шлифования могут быть представлены калиброванием или черновым шлифованием и чисто- вым шлифованием. Эффективность операций шлифо- вания зависит от свойств режущего инструмента и ре- жима обработки, которые определяют производитель- ность процесса шлифования. По современным представлениям, основной причи- ной снижения работоспособности и износостойкости шлифовальных шкурок при обработке древесины явля- ется засаливание, которое происходит вследствие за- щемления сошлифованных частиц древесины в меж- зерновом пространстве, прилипания частиц шлифо- вальной пыли к поверхности шкурки, что обусловлено липкостью смазки и выделением смолистых веществ древесины при нагреве, накоплением на шкурке элек- тростатического заряда и недостаточным объемом сво- бодного межзернового пространства [2]. На продолжительность работы шлифовальной лен- ты до полного износа оказывают влияние следующие основные факторы процесса шлифования, которые можно разделить на две группы [3]: 1. Факторы, относящиеся к обрабатываемому мате- риалу и режимам обработки. Интегральной характери- стикой этих факторов является производительность шлифования. 2. Факторы, относящиеся к конструкции инстру- мента, а именно: вид используемого связующего, спо- соб насыпки зерна, объем межзернового пространства шкурки, вид используемого абразивного материала. Причем определяющим фактором во второй группе является объем межзернового пространства. В отличие от обработки металлов, где износ и зату- пление шлифовального инструмента в основном опре- деляются истиранием вершин режущих зерен, изломом зерен, вырыванием их из связки [4], при шлифовании древесины решающую роль в затуплении инструмента играет засаливание шкурок отходами шлифования. Производительность процесса шлифования напрямую связана со временем работы режущего инструмента, она резко снижается в самом начале работы шлифовальной шкурки, затем принимает установившийся характер, од- нако также постепенно снижается. Подобное снижение производительности связано с характером износа и затуп- лением шлифующего инструмента [5]. Изучение процесса шлифования древесины и дре- весных материалов позволило установить, что основ- ными факторами износа шлифовальной шкурки и сни- жения производительности режущего инструмента яв- ляются: осыпание абразивных зерен, плохо закреплен- ных в связке; затупление абразивных зерен в процессе резания-царапания; заполнение межзернового про- странства отходами обработки — шлифовальной пы- лью, смолистыми веществами и др. [6]. На сегодняшний день большинство предприятий, выпускающих шлифованную продукцию из древесины, стремятся нарастить объемы производства, улучшить качество выпускаемой продукции, к которой предъяв- ляются все более жесткие требования не только со сто- роны государственных и внутренних стандартов, но и со стороны потребителя. Целью исследований явилось изучение возможных путей снижения факторов износа шлифовального инст- румента при обработке древесины. Методика исследования . Для выяснения связи ме- жду износостойкостью шлифовальной ленты и указан- ными выше факторами рассмотрим процесс размеще- ния сошлифованного объема стружки в межзерновом пространстве. При перемещении единицы площади шкурки относи- тельно единицы площади древесины за один проход будет сошлифован объем материала, равный a (рис. 1). Этот объем древесины размещается в межзерновом простран- стве в виде воздушно-пылевого облака плотностью: c V a =ρ , (1) где V c — объем свободного межзернового пространства на единице площади шкурки, мм 3 . Плотность этого облака поддерживается постоянной в течение всего времени работы шкурки [7]. Рис. 1. Изменение объема межзернового пространства шкур- ки: а — объем до прохода; б — объем после прохода При выходе шкурки из зоны контакта с древесиной часть стружки выбрасывается из межзернового про-