Анотація до роботи:

Петришак І.В. Обґрунтування конструктивних параметрів і структури жорстко-пружного абразивного інструмента та розроблення режимів шліфування масивної деревини. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.07 – Машини та процеси лісівничого комплексу. – Національний лісотехнічний університет України, Львів, 2007.

Розглянуто науково-технічне завдання, яке полягає в обґрунтуванні конструктивних параметрів і структури жорстко-пружного абразивного інструмента та розробленні технологічних режимів з метою підвищення ефективності процесу шліфування масивної деревини. Визначено, що мінімальна кількість абразивних сегментів у крузі повинна бути . Наведено теоретичне підтвердження залежності екстремуму нормальної сили реакції від кількості сегментів у крузі. Експериментально встановлено, що абразивні інструменти одної твердості мають однаковий об'єм пор для всіх номерів структур; на твердість абразивного інструмента рівнозначно впливають об'ємний вміст зерна та в'яжучого. Обґрунтовано вибір кількості абразивних сегментів, товщини пружної вставки, об'єму зерна, в'яжучого, зернистості абразивного інструмента на різних стадіях шліфування масивної деревини. Розроблено раціональні параметри режиму чистового шліфування масивної деревини. Зі зменшенням номера зернистості інструментів необхідно зменшувати товщину пружної вставки, твердість абразивних сегментів, режими шліфування. Показано, що під час шліфування деревини дуба продуктивність оброблення на 25…35 % менша, ніж під час шліфування деревини бука. Результати досліджень впроваджено на Прикарпатському МК в 1991 р. на операції шліфування профільної накладки, економічний ефект від якого становив 12400 крб., а в 2004 р. – 1260 грн. Експлуатаційні випробування жорстко-пружних інструментів на Отинійській меблевій фабриці показали перспективність їх використання для збільшення продуктивності шліфування на 20…40 %.

На підставі проведених теоретичних і експериментальних досліджень у дисертації вирішено важливе науково-технічне завдання з обґрунтування конструктивних параметрів і структури жорстко-пружного абразивного інструмента та розроблення технологічних режимів, що має важливе значення для підвищення ефективності процесу шліфування масивної деревини.

1. Аналітично обґрунтовано вибір конструктивної моделі жорстко-пружного інструмента, зокрема визначено, що мінімальна кількість абразивних сегментів у крузі повинна бути Розраховано величину як необхідного притискання, так і глибину шліфування D = d = 0,01…0,07 мм. Встановлено, що зі збільшенням кількості сегментів величина притискання та глибина шліфування спадають, а зі збільшенням величини монтажного стиску пружних вставок – зростають. Для n = 25 сегментів у крузі крива радіальної сили різання має мінімум, яка становить P_y = 3,3 Н.

2. Запропоновано матеріали для виготовлення абразивних сегментів: абразив – карбід кремнію зелений марки 64С зернистості z = 25…8; зв'язку – в'яжуче фенольне порошкоподібне СФП-012А і зволожувач – рідкий бакеліт БЖ-3. Запропоновано для виготовлення: гнучких фіксуючих ланок пластичну масу з ряду поліамідів – капрон й технічну кордну тканину марки ТЛА-100; пружних вставок – еластичний пінополіуретан на основі простих поліефірів холодного формування; центральної втулки інструмента – сплави алюмінієві.

3. Встановлено, що абразивні інструменти з однаковою твердістю мають однаковий об'ємний вміст пор для всіх номерів структур. На твердість абразивного інструмента рівнозначно впливають об'ємний вміст зерна V_з та в'яжучого V_в. Зі збільшенням об'ємного вмісту зерна чи в'яжучого на 2 % твердість інструмента зростає на 30 МПа, а зі зменшенням номера зернистості на один ступінь твердість абразивного інструмента зростає на 8 МПа.

4. Уперше обґрунтовано раціональні величини конструктивних параметрів жорстко-пружного абразивного інструмента: кількість абразивних сегментів n = 30 та товщина пружної вставки b = 6…8 мм. Встановлено для чистового шліфування масивної деревини раціональні товщину пружної вставки b і співвідношення l, яке знаходиться в межах 0,24 b / S₀ 0,62. Так, для z = 8, z = 12 раціональними є b = 6 мм, l = 0,4; для z = 16, z = 20 – b = 7 мм, l = 0,5; для z = 25 – b = 8 мм, l = 0,62. Жорстко-пружні абразивні інструменти різних номерів зернистості із l = 0,62 мають більші довжину шліфування і об'єм зішліфованої деревини, але меншу глибину шліфування, порівняно з інструментами з l = 0,24.

5. Обґрунтовано раціональну структуру абразивних сегментів інструмента: для першого шліфування – номер зернистості z = 20, 25; об'ємний вміст зерна V_з= 48 %; об'ємний вміст в'яжучого V_в=10 %; твердість абразивних сегментів Н = 120…140 МПа; абразивні інструменти працюють в режимі самозагострення; для другого шліфування – номер зернистості z = 12, 16; об'ємний вміст зерна V_з = 45…46,5 %; об'ємний вміст в'яжучого V_в = 10 %; твердість абразивних сегментів Н = 100…125 МПа; абразивні інструменти працюють в режимі самозагострення; для чистового шліфування – номер зернистості z = 8, 10; об'ємний вміст зерна V_з = 42...43,5 %; об'ємний вміст в'яжучого V_в = 10 %; твердість абразивних сегментів Н = 75…100 МПа, абразивні інструменти працюють в режимі спрацювання.

6. З'ясовано, що зі збільшенням кількості сегментів, товщини пружних вставок, об'ємного вмісту в'яжучого, а також зерна в жорстко-пружному інструменті складові сили різання зменшуються.

Продуктивність процесу шліфування буде більшою в інструментах однакової твердості і пористості, але з меншим номером структури. Підвищення зернистості на один номер призводить до збільшення довжини шліфування на 30 % і шорсткості обробленої поверхні на 20 %.

7. Встановлено раціональні параметри режиму чистового шліфування масивної деревини: швидкість різання v = 7,8...8,3 м/с; швидкість подачі v_s = 9,0...9,7 м/хв.; величина притискання інструмента до матеріалу t_пр = 1,6... 1,8 мм. Зі зменшенням номера зернистості інструментів від z = 25 до z = 8 швидкість різання також необхідно зменшувати з v = 10 м/с до v = 8 м/с.

8. Показано, що довжина шліфування та об'єм зішліфованого матеріалу під час шліфування деревини дуба жорстко-пружними абразивними інструментами на 25…35 % менші, ніж під час шліфування деревини бука.

9. Результати досліджень впроваджено на Прикарпатському МК в 1991 р. на операції шліфування профільної накладки, економічний ефект від якого становив 12400 крб. Інструменти використовуються на підприємстві й досі. Економічний ефект за 2004 р. становив 1260 грн. Експлуатаційні випробування жорстко-пружних інструментів на Отинійській меблевій фабриці на операції шліфування деталей стільців показали перспективність їх використання для підвищення продуктивності шліфування на 20…40 %.

Публікації автора:

Статті у наукових фахових виданнях

1. Петришак І.В. Твердість шліфувальних дрібнозернистих абразивних інструментів// Наук. вісник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. – Львів: УкрДЛТУ. – 2002, вип. 12.8. – С. 184-186.

2. Петришак І.В. Визначення конструктивних параметрів жорстко-пружного абразивного інструмента// Наук. вісник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. – Львів: УкрДЛТУ. – 2003, вип. 13.1. – С. 137-142.

3. Петришак І.В. Дослідження режимних параметрів процесу шліфування деревини бука жорстко-пружними абразивними інструментами// Наук. вісник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. – Львів: УкрДЛТУ. – 2003, вип. 13.2. – С. 133-136.

4. Петришак І.В. Обґрунтування структурних параметрів жорстко-пружного абразивного інструмента// Наук. вісник НЛТУ України: Зб. наук.-техн. праць. – Львів: НЛТУУ. – 2006, вип. 16.3. – С. 70-75.

5. Голубець В.М., Петришак І.В. Шліфування профільних деталей жорстко-пружним абразивним інструментом// Наук. вісник НЛТУ України: Зб. наук.-техн. праць. – Львів: НЛТУУ. – 2006, вип. 16.6. – С. 90-94.

Авторські свідоцтва на винаходи

6. Багрийчук В.О., Белошицкий В.И., Пишник И.М., Петришак И.В. Шлифовальный инструмент с прерывистой рабочей поверхностью. Авторское свидетельство СССР № 1583275, кл. В 24 D, 5/06, 1990.

7. Багрийчук В.А., Петришак И.В., Кийко О.А. Шлифовальный инструмент. Авторское свидетельство СССР № 1826380, кл. В 24 D, 5/06, 1992.

Тези доповідей наукових конференцій

8. Петришак И.В., Кийко О.А., Береза Н.С., Багрийчук В.А. Механическое шлифование профильных деталей. Научно-технический прогресс в лесной и деревообрабатывающей промышленности: Тезисы докладов ХVIII научно-технической конференции. – Киев. – 1991. – С. 16-17.