4399

УДК 674.023 С91

Разработано в соответствии с ФОС для направления подготовки на основе примерной программы дисциплины «Дереворежущие станки и инструменты» и «Теория резания древесины» для 35.03.02 – Технология лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств, 15.03.02 – Технологические машины и оборудование.

Рецензент:

директор ООО «Лигнум», канд. техн. наук Медведев И.Н.

Введение

Методические указания является важнейшим элементом подготовки бакалавра:

-техника проведения исследований рабочих процессов дереворежущих стан-

ков в целях решения конструкторских задач, разработки рациональных режимов резания на станках и организации эффективной системы эксплуатации оборудования;

-приемы анализа конструкции дереворежущего инструмента с целью про-

верки соответствия нормативной документации; выявления особенностей, определяющих технологическое назначение, возможности совершенствования и т.п.;

-практическое знакомство с выполнением операций подготовки дереворе-

жущего инструмента к работе (правильное выполнение этих операций в равной степени важно как в производстве инструмента, так и в его эксплуатации на деревообрабатывающем предприятии);

-непосредственное проведение замеров на деревообрабатывающем оборудовании (позиционных д/о станках), их выверка, настройка и регулировка; выполнение основных технологических операций деревообработки в соответствии с требуемыми точностью и качеством; анализ причин брака.

Целью лабораторного практикума является углубление и закрепление студентами теоретических знаний по резанию древесины и дереворежущему инструменту; развитие навыков исследовательской работы; знакомство с современной аппаратурой и приборами для исследования процессов резания и изучения конструкции дереворежущего инструмента; выработка умения проводить анализ полученных результатов и формулировать выводы по проделанной работе. Успешное овладение упомянутыми первичными умениями и навыками достигается исключительно самостоятельным выполнением лабораторных работ по дисциплине.

По каждой лабораторной работе приводятся в сжатом виде самые необходимые сведения из дисциплин «Резание древесины и дереворежущий инструмент» и «Оборудование отрасли». Это дает студентам возможность повторить основные теоретические положения, касающиеся данной работы, и ответить на вопросы входного контроля.

Все работы выполняются самостоятельно по индивидуальному заданию. При этом учебная группа разделена на подгруппы, а студенты в составе подгруппы разделены на бригады по 2-5 человек. При выполнении лабораторной работы бригада имеет общий объект изучения, однако конкретные задания остаются индивидуальными.

Обязательным условием допуска студента к выполнению лабораторной работы является его предварительная самостоятельная подготовка. Подготовка к работе включает:

-уяснение цели работы и индивидуального задания;

-изучение теоретических положений, относящихся к работе (по учебникам, конспектам лекций и указаниям настоящего практикума);

-подготовку ответов на типовые вопросы оперативного входного контроля.

Лабораторная работа №1 Исследование процессов элементарного резания древесины. Виды реза-

ния древесины и древесных материалов

Цель работы: уяснить и проверить положения древесиноведения и теории резания о строении древесины и древесных материалов. Изучить влияние породы и вида резания относительно волокон древесины на качество обработанной поверхности и стружки.

Теоретические положения и указания к выполнению

Обработке резанием подвергают натуральную древесину различных пород и искусственные материалы на древесной основе: прессованную, пластифицированную и клееную слоистую древесину, фанерные, древесностружечные и древесноволокнистые плиты, древесные слоистые пластики. Обрабатываемость материалов связана, прежде всего, с их строением (структурой) и показателями механических свойств. Из древесиноведения известно, что древесина и древесные материалы имеют неоднородное строение, связанное с наличием ярко выраженных слоев и волокон.

Для анализа процессов резания древесину и древесные материалы по строению относят к одной из следующих групп материалов: с параллельноволокнистой структурой, с параллельно-слоистой структурой, со слоистой параллельно-волокнистой структурой. Показатели свойств материалов с па- раллельно-волокнистой структурой (рис. 1.1) различаются по двум направлениям: по оси А, параллельно волокнам, и по осям М перпендикулярным оси А (все направления равноценны). К таким материалам может быть отнесена древесина рассеянно-сосудистых лиственных пород.

Рис. 1.1. Схемы главных видов резания материалов с параллельно-волокнистой структурой: а – торцового; б – продольного; в – поперечного

туре заготовки (от резца вглубь массива заготовки). Угол встречи измеряют в плоскости движения Д, перпендикулярной поверхности резания Р и проходящей через вектор скорости Ve. Как следует из рис. 1.2, значение угла встречи 0 и 180 соответствуют продольному резанию; 0< _в<90 – продольноторцовому резанию против волокон; 90 – торцовому резанию; 90 <_в<180

– торцово-продольному резанию по волокнам.

Продольно-поперечное резание (рис. 1.2, б) характеризует угол скоса волокон _с между вектором скорости резания Ve и направлением волокна А в плоскости резания. Угол с изменяется от 0 до 90 (0 соответствует продольному, 90 – поперечному резанию).

Торцово-поперечное резание (рис. 1.2, в) характеризует угол наклона волокон _н к плоскости резания. Угол измеряют в плоскости Б (бинормальной), перпендикулярной плоскостям движения Д и резания Р. Угол наклона _н изменяется от 0 до 90 (при _н=0 – резание поперечное, при _н=90 – торцовое).

В практике обработки древесины на станках встречается сложное про- дольно-торцово-поперечное резание, при котором ни направление резания Ve, ни положение плоскости резания Р и бинормальной плоскости Б, не совпадают с направлением волокон древесины.

Анизотропия древесных материалов с ярко выраженной параллельнослоистой структурой (древесностружечные и древесноволокнистые плиты, многослойная фанера и древесные пластики) проявляется в двух направлениях: направлении М, параллельном плоскостям слоев (все направления равноценны), и направлении N, перпендикулярном плоскостям слоев (рис. 1.3, а).

Рис. 1.3 Схемы резания слоистых материалов: а – главных видов: продольного (Р//с); плос-

кого (Р#с); поперечного (Р/-/с); б – плоско-поперечного по слою (положению резца I) и против слоя (положение резца II); в – то же продольно-поперечного (вид на резец в плане); г – то же плоскопродольного

При обработке ортотропных материалов следует выделить шесть главных видов резания. Если плоскость резания ориентирована нормально к оси А, т.е. совпадает с торцовой плоскостью, перпендикулярной волокнам и слоям, то возможны два главных вида резания: торцовое тангенциальное 1, когда резец перемещается вдоль слоев (вдоль оси Т), и торцовое радиальное 2, когда резец перемещается поперек слоев (вдоль оси R).

Если плоскость резания ориентирована нормально к оси Т, т.е. совпадает

срадиальной плоскостью, параллельной волокнам и перпендикулярной слоям), то возможны два других главных вида резания: поперечное радиальное 3, когда резец движется поперек волокон и слоев (вдоль оси R) и продольное радиальное 4, когда резец движется вдоль волокон и вдоль слоев (вдоль оси

А).

Если плоскость резания ориентирована нормально к оси R, т.е. совпадает

сплоскостью, параллельной волокнам и слоям, то возможны еще два главных вида резания: продольное тангенциальное 5, когда резец движется вдоль волокон в плоскости слоя (вдоль оси А) и поперечное тангенциальное 6, когда резец перемещается перпендикулярно волокнам в плоскости слоя (вдоль оси Т).

Контрольные вопросы

1.Укажите отличительные признаки установившегося и неустановившегося процесса стружкообразования?

2.Нарисуйте типичную форму сливной стружки?

3.Нарисуйте типичную форму элементной стружки для одного из главных видов резания древесины (продольного, поперечного или торцового)?

4.Почему размеры стружки по длине и толщине не совпадают с размерами срезаемого слоя?

5.Почему с увеличением толщины срезаемого слоя следует ожидать ухудшения качества обработки (увеличения шероховатости поверхности резания, появления трещин под поверхность резания)?

6.Дайте определения главных видов резания древесины и древесных материалов?

7.Что происходит при поперечном, продольном, торцовом резании древесины с элементами стружки: прочно связаны, рассыпаются?

8.Назовите основные виды стружки при торцовом резании: сливная (цельная), элементная скалывания.

9.Как меняется с увеличением толщины стружки качество обработанной поверхности: имеет заколы, вырывы волокон, трещины, ворсистость.

Лабораторная работа №2 Определение энергетических показателей резания, изучение геометрии

срезаемого слоя и обработанной поверхности при продольном пилении круглой пилой

Цель работы: освоить экспериментальный метод определения мощности резания и шероховатости пиленой поверхности, а также научиться определять расчетным путем геометрию срезаемого слоя и другие энергетические показатели резания в зависимости от исходных режимных условий. На примере работы студенты получают навык экспериментального определения мощности для любого процесса сложного (станочного) резания.

Работа выполняется на круглопильном станке, оснащенным ваттметром. Шероховатость пиленой поверхности студенты замеряют индикаторным глубиномером.

Теоретические положения и указания к выполнению

заготовки; б - с нижним расположением; 1 - базовая поверхность; 2 - заготовка; 5 - пила; 4 - направление волокон в древесине

Рис. 2.2. Геометрия срезаемого слоя при пилении круглой пилой с разведенными зубьями:

а - продольное сечение; б - поперечное сечение