Экспериментальное исследование динамики процесса обработки древесины концевыми фрезами

  • В. И. Мелехов Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова https://orcid.org/0000-0002-2583-3012
  • Л. В. Кремлева Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова https://orcid.org/0000-0002-8982-2603
  • Т. В. Тюрикова Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова https://orcid.org/0000-0002-3592-310X
  • Е. В. Сазанова Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова https://orcid.org/0000-0001-5731-7517
  • Д. А. Лужанский АО «Производственное объединение «Севмаш» https://orcid.org/0000-0001-9347-3306
  • В. А. Слуцков АО «Производственное объединение «Севмаш» https://orcid.org/0000-0003-4032-4635
Ключевые слова: фрезы с винтовыми стружечными канавками, виброактивность обработки, спектральные характеристики, среднеквадратичные значения виброускорений, качество поверхности

Аннотация

Эффективная эксплуатация современных многофункциональных деревообрабатывающих центров с числовым программным управлением связана с созданием рациональных конструкций концевых фрез для многокоординатной обработки. Цель работы – экспериментальное исследование динамических параметров процесса обработки древесины концевыми фрезами и их влияния на шероховатость поверхности в зависимости от конструктивных элементов инструмента. Варьируемыми конструктивными элементами фрез являются: угол наклона режущих кромок, число зубьев, неравномерность окружного шага и наличие стружкоделительных канавок на режущих кромках. В процессе исследования использовался комплект экспериментальных фрез с различными конструктивными элементами. Эксперименты с резанием выполнены в производственных условиях на виброизмерительном комплексе (фирма «Брюль и Къер»). Приведены факторные планы исследований, методики виброизмерений и обработки виброакустических сигналов. Представлены качественные оценки степени влияния различных конструктивных элементов концевых фрез на виброактивность обработки древесины сосны и дуба. В среднем уровень вибраций при обработке заготовок из древесины дуба на 55...75 % выше, чем из сосны, при этом шероховатость обработанной поверхности различалась всего на 10...20 %. Установлена устойчивая корреляция между уровнем вибраций и шероховатостью обработанной поверхности. Увеличение угла наклона режущих кромок, числа зубьев, а также наличие стружкоделительных канавок снижает вибрации и способствует повышению качества обработанной поверхности для рассматриваемых пород древесины. Влияние неравномерного окружного шага зубьев на исследуемые показатели неоднозначно.
Для цитирования: Мелехов В.И., Кремлева Л.В., Тюрикова Т.В., Сазанова Е.В., Лужанский Д.А., Слуцков В.А. Экспериментальное исследование динамики процесса обработки древесины концевыми фрезами // Лесн. журн. 2019. № 4. С. 146–158. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.146

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

В. И. Мелехов, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: Q-1051-2019

Л. В. Кремлева, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: T-5916-2018

Т. В. Тюрикова, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

канд. техн. наук, доц.

Е. В. Сазанова, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

канд. экон. наук, доц.

Д. А. Лужанский, АО «Производственное объединение «Севмаш»

инж.; ResearcherID: P-9154-2019

В. А. Слуцков, АО «Производственное объединение «Севмаш»

канд. экон. наук, доц.; ResearcherID: P-7597-2019

Литература

Андреев В.Н. Совершенствование режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1993. 240 с.

Воробьев А.А., Спицын И.Н., Филиппов Ю.А. Моделирование качества обработки и динамики работы дереворежущих станков // Справочник. Инж. журн. 2012. № 3. С. 37–41.

Воробьев А.А., Филиппов Ю.А. Установление зависимости шероховатости поверхности древесины от показателей вибрации станка // Деревообраб. пром-сть. 2010. № 2. С. 6–7.

Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагоностика машин и механизмов. М.: Машиностроение, 1987. 288 с.

Глебов И.Т. Резание древесины: учеб. пособие. Екатеринбург: УГЛТУ, 2007. 228 с.

Глебов И.Т. Зависимость высоты микронеровностей обработанной поверхности от некоторых факторов цилиндрического фрезерования // Лесн. журн. 2010. № 1. С. 99–104. (Изв. высш. учеб. заведений).

Ивановский Е.Г., Василевская П.В., Лаутнер Э.М. Фрезерование и пиление древесины и древесных материалов. М.: Лесн. пром-сть, 1971. 96 с.

Кряжев Н.А. Фрезерование древесины. М.: Лесн. пром-сть, 1979. 200 с.

Манжос Ф.М. Дереворежущие станки: учеб. для вузов. М.: Лесн. пром-сть, 1974. 454 с.

Iskra P., Hernández R.E. Toward a Process Monitoring and Control of a CNC Wood Router: Development of an Adaptive Control System for Routing White Birch // Wood and Fiber Science. 2010. Vol. 42, no. 4. Рp. 523–535.

Iskra P., Tanaka C. The Influence of Wood Fiber Direction, Feed Rate, and Cutting Width on Sound Intensity during Routing // Holz als Roh- und Werkstoff [European Journal of Wood and Wood Products]. 2005. Vol. 63, iss. 3. Pp. 167–172. DOI: 10.1007/s00107-004-0541-7

Li Z.Z., Zhang Z.H., Zheng L. Feedrate Optimization for Variant Milling Process Based on Cutting Force Prediction // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2004. Vol. 24, iss. 7-8. Pp. 541–552. DOI: 10.1007/s00170-003-1700-4

Palmqvist J., Lenner M., Gustafsson S.-I. Cutting-Forces When Up-Milling in Beech // Wood Science and Technology. 2005. Vol. 39, iss. 8. Pp. 674–684. DOI: 10.1007/s00226-005-0010-4

Raju K.V.M.K., Janardhana G.R., Kumar P.N., Rao V.D.P. Optimization of Cutting Conditions for Surface Roughness in CNC End Milling // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 2011. Vol. 12, iss. 3. Pp. 383–391. DOI: 10.1007/s12541-011-0050-7

Sun Y., Li D., Ren F., Guo D. Predictive Force Model Based Variable Feedrate Scheduling for High-Efficiency NC Machining // Proceedings of the ICIRA: International Conference on Intelligent Robotics and Applications, Wuhan, China, October 15–17, 2008. Berlin: Springer, 2008. Pp. 1076–1085. DOI: 10.1007/978-3-540-88518-4_115

Поступила 28.09.18

Опубликован
2019-07-11
Как цитировать
Мелехов, В., Л. Кремлева, Т. Тюрикова, Е. Сазанова, Д. Лужанский, и В. Слуцков. Экспериментальное исследование динамики процесса обработки древесины концевыми фрезами. Лесной журнал, вып. 4, July 2019, с. 146, doi:10.17238/issn0536-1036.2019.4.146.
Раздел
МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ И ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ