Учебное пособие " Шероховатость поверхности в деревообработке"

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ №262

ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ

 (ФКП образовательное учреждение № 262)

Учебное пособие

ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ В ДЕРЕВООБРАБОТКЕ

Учебная дисциплина П.01 «Технология производства работ на

деревообрабатывающих станках».

Тема раздела: №2 «Основы теории резания древесины.Контрольно-измерительный инструмент»

Тема занятия: № 9 «Шероховатость поверхностей обработанной древесины, способы её контроля».

Профессия 18783 Станочник деревообрабатывающих станков

Разработал:

мастер производственного обучения

Краснов Владимир Александрович

г. Кемерово 2022 год.

Введение

Сегодня можно говорить, что деревообработка даже в условиях экономического кризиса осталась одной из немногих отраслей, продолжавших реально работать, сохранив при этом высокую привлекательность для инвестиций. Несмотря на глубокий спад российской промышленности,  передовые зарубежные технологии, оборудование и инструмент оказались востребованными отечественной лесной и деревообрабатывающей промышленностью, способной благодаря наличию богатейших запасов сырья и вековым традициям давать устойчивый социальный (создание рабочих мест, налоги) и экономический (прибыль) эффект.

Широкомасштабные исследования в области резания древесины приведшие к заметным результатам, были вызваны бурным развитием деревообрабатывающей промышленности как в России, так и за рубежом.

Как известно, существуют разные породы деревьев, а их древесина имеет различные цвета, строение и прочность. Каждая порода имеет свои особенности в обработке и отделке. Есть древесина, легко поддающаяся обработке и - труднообрабатываемая. Некоторые породы плохо полируются и т.д.Значительные успехи науки материалов и на ее основе, дереворежущего оборудования и инструмента неслучайны. Благодаря применению новейших математических методов исследований, моделирования и обработки результатов были тщательно изучены условия и факторы влияющие на качество механической обработки древесины в зависимости от эксплуатационных свойств. Настоящее методическое пособие предназначено для изучения и успешного освоения знаний  о классах шероховатости поверхности обработанной древесины и её основных  параметрах.

1.Виды неровностей и шероховатость поверхности в деревообработке

Основные эксплуатационные свойства изделий из древесины и древесных материалов зависят не только от точности изготовления деталей, но и в значительной мере определяются шероховатостью их поверхностей. Шероховатость поверхности характеризуется числовыми значениями параметров неровностей и наличием или отсутствием ворсистости и мшистости на обработанных поверхностях.

         Механически обработанные поверхности материалов не являются идеально гладкими и имеют отклонения - неровности. Различают два вида неровностей: выступы и впадины, контуры которых характеризуются, соответственно, высотой и глубиной.

        В зависимости от размеров контура неровности подразделяются на  макронеровности и  микронеровности.

1.1.Макронеровности

Макронеровности(высотой более 1,6 мм или 1600 микрометров) при обработке древесины и древесных материалов бывают следующих видов (рис.1):

Кинематические неровности - (риски, бороздки, сколы, волнистость);

Неровности разрушения-(ворсистость, мшистость).

1.1.Кинематические неровности -это периодически повторяющиеся, обычно с шагом, равным подаче на один оборот, выступы и впадины.Местные выкрошивания на лезвии удаляют при заточке инструмента. Кроме того, риски можно исключить, если при обработке заготовки имеется возможность использовать неповрежденную часть режущего инструмента.

Бороздки(рис 1, а)- кинематические неровности глубиной h2появляются на стенках пропила при пилении.

Волны(рис1, б,г)-кинематическиенеровности длиной-Lи высотой-h3,h5,при фрезеровании.Волнистостьобусловлена вибрацией режущего инструмента.Оценками волнистости являются длина и высота волны.

Риски(рис. 1, в)- периодически повторяющиеся глубокие следы, оставленные на поверхности режущим инструментом и расположенные параллельно вектору скорости главного движения резания. Например, при местном выкрошивании лезвия на поверхности резания остаются выступы высотой h4

Сколы(рис. 1, д)обычно бывают в момент выхода режущего инструмента из контакта с обрабатываемой деталью и возникают на границе годичного слоя древесины. Они характеризуются глубиной h6и длиной Lc.  скола.Неровности разрушения существенно возрастают при затуплении режущего инструмента, поэтому требуется своевременная его заточка.Кинематические неровности уменьшают путем повышения точности изготовления шпиндельных узлов, качества сборки и крепления фрезы. Применяют также прифуговку резцов в сборе на станке.

Рис.1

1.2.Неровности разрушения-(ворсистость, мшистость), образуются в результате вырывов пучков волокон древесины

Ворсистость- наличие на поверхности детали часто расположенных не полностью отделенных волокон древесины.

Мшистость -часто расположенные пучки не полностью отделенных волокон и мелких частиц древесины. Мшистость и ворсистость не имеют числовой величины, их наличие определяется визуально путем сравнения с образцом (эталоном).

2.Микро-неровности (Шероховатость)

(Высотой менее 1,6 мм или 1600 микрометров, (мкм) измеряют специальными инструментами, оценивают соответствующими параметрами и называют шероховатостью поверхности.  Таким образом.

Шероховатость поверхности - это хаотично расположенные на поверхности заготовки выступы и впадины (микронеровности).  

Для заготовок нормируется шероховатость поверхности, т. е. среднее значение максимальных высот неровностей поверхности, замеренных от их вершин до дна соответствующих впадин (не менее 5) (рис.3).

             Параметрами шероховатости поверхности по ГОСТ 7016-82  являются

   1. Rmmax (мкм) - среднее арифметическое высот отдельных  наибольших неровностей на поверхности в пределах базовой длины L, вычисляемое по формуле:

Rmmax=Hmax i /n, где

             Нтах. - расстояние от высшей до низшей точки i-й  неровности (Рис.2);

             п -       число неровностей (не менее 5).

Рис.2

 2. Rm–  наибольшая высота неровностей профиля в пределах базовой длины L. (рис.3).                          Rm = YPmax + YVmах

      Определяется как сумма значений максимального выступа и максимальной впадины профиля в пределах базовой длины L. За отклонение профиля принимают при этом расстояние от точек профиля до средней линии (m)  (рис.3). 

 3. Rz - Высота неровностей профиля по десяти точкам в пределах базовой длины.                               Rz=(5hmax + 5hmin):5,  где

5hmax- пять максимальных выступов на базовой длине;

5hmin - пять максимальных впадин на базовой длине;

Определяется как сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины.

m-средняя линия

L-базовая длина

Рис.3

4.Ra – среднее арифметическое абсолютных отклонений профиля в пределах базовой длины (рис.3)        

Ra = сумма/Y/ x 1 /n, где

сумма  /Y/-сумма абсолютных значений выступов  и впадин;

n - число неровностей (выступов и впадин) в пределах базовой длины.

2.Классы шероховатости поверхности, способы ее обозначения.

В  зависимости от применяемого процесса, оборудования и инструмента можно получить поверхность с различной шероховатостью (ГОСТ 7016-82).

             Степень шероховатости в соответствии со стандартами оценивается классом шероховатости. Каждому виду механической обработки древесины соответствует свой класс шероховатости.

                  Шероховатость поверхности древесины Rmmax, (мкм)

             Классы шероховатости поверхности в деревообработке приведены в таблице. Всего их 12.

 Шероховатость поверхности допускается:

-пиленых заготовок - Rmmах не более 1 200 мкм (2-й класс шероховатости);  

-калиброванных заготовок - Rmmах не более 800 мкм (4-й класс шероховатости).

На чертежах шероховатость поверхности обозначают по ГОСТ 2.309-73 [2]. Структура условного обозначения шероховатости поверхности приведена на (рис.4).

Рис.4

          В обозначении шероховатости поверхности, вид обработки которой не указывают, применяют знак, показанный на (рис.4), причем этот знак является предпочтительным.

Нормируемое значение шероховатости поверхности обозначают на чертеже на всех поверхностях изделия. Значение (Rа) указывают без символа, а значения остальных параметров указывают после их символов, например:

(R z 100);     (R mmax 1000);

       Rmmax 1000                                           Rmmax 500

Например:          - 3 класс шероховатости;                     - 6  класс шероховатости.

    Обычно шероховатость древесины измеряется в направлении, перпендикулярном волокнам. Если шероховатость одинакова для всех поверхностей, то в правом верхнем углу чертежа помещает значение шероховатости, после которого ставят знак [V] .

В орсистость не допускается при Rmmах < 800 мкм.

Мшистость не допускается при Rmmax < 1000 мкм.

Список литературы

1.ГОСТ 7016-82 Параметры шероховатости поверхности

2.ГОСТ 2.309-73 Обозначения шероховатости поверхности

3.ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности параметры и характеристики

4.Рыкунин С.Н. Технология деревообработки: учебник для проф. образования / С.Н. Рыкунин, Л.Н.Кандалина - 3-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия»,  2007. – 352 с.

5. Коротков В.И. Деревообрабатывающие станки: учебник для нач. проф. образ./В.И.Коротков.— 6-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2009. — 304 с.

6. Степанов, Б.А. Справочник плотника и столяра: Учеб. пособие для нач. проф. образования / Борис Абрамович Степанов. ― М.: Издательский центр Академия», 2004. ― 304 с.

7. Фокин С.В. Деревоообработка: технологии и оборудование: учебное пособие / С.В.Фокин, О.Н. Шпортько, - 2-2 изд., перераб. И доп.  – Москва:  ИНФРА – М, 2021- 203с.

Приложение 1

После изучения учебного пособия обучающимся предлагается  выполнить отчет о проделанной работе.

Отчёт

Выполните отчет о проделанной работе, по изучению учебного материала, заполнив таблицу 1

Группа №____ Обучающийся (ФИО)______________________ Дата _________

1. Название практической работы «Виды пиломатериалов и их размерно-качественные характеристики»

2.Запишите цель работы______________________________________________________________

3. Прочтите вопрос и запишите ответ в графу 3 таблицы 1.                                                                                                                             таблица 1

Обучающийся____________________________(подпись)  Проверил: Преподаватель ___________________(подпись)

Образец отчета о проделанной работе, по изучению учебного материала.

Группа №____ Обучающийся (ФИО) Иванов И.И.  Дата _________

1. Название практической работы «Виды пиломатериалов и их размерно-качественные характеристики»

2.Запишите цель работы______________________________________________________________

3. Прочтите вопрос и запишите ответ в графу 3 таблицы 1.                                                                                                                             таблица 1

Обучающийся  Иванов Иван Иванович (подпись)   Проверил: Преподаватель ___________________(подпись)