Эксперимент
Материалы
В исследовании используется массивный клееный щит зубчатого соединения из сосны, ели (мягкой породы) и бука (твердой породы).
Подразумевается, что при подготовке клееного щита и создании зубчатого соединения, ламели не обладают одинаковыми свойствами. Экспериментальная установка собрана в соответствии с экспериментальной конструкцией Тагучи. Панели фрезерованы вертикальным многоцелевым станком с ЧПУ Hartford VMC-1020. Станок оборудован шпинделем со скоростью вращения до 6000 об/мин, а с использованием ускорителей шпинделя до 30000 об/мин и мощностью вращения до 11 кВт.
Эксперименты проводились с использованием фрез диаметром 3, 4 и 5 мм
Фрезы изготовлены из карбида k10 и имеют два режущих лезвия с передним углом наклона 15˚ и задним углом наклона 15˚.
Для измерения поверхностной неровности использовался Mitutoyo SJ 201 щупового типа с индуктивным преобразователем сигнала благодаря его высокой надежности и точности. Измерительный датчик оснащен алмазной иглой (с радиусом закругления 5 мкм), пределом измерений 350 мкм, максимальным измерительным усилием щупа 4 мН. Измерение поверхностной неровности проводилось на трассе ощупывания 5 мм, с шагом 0,8 мм с использованием фильтра Гаусса Pc50. Скорость ощупывания трассы 0,5 мм/сек. Измеряемые параметры (Ra, Rz и Rq) описаны в TS971(1988) (по материалам ISO468-’82).
Благодаря соединению с компьютером и программному обеспечению были получены необходимые данные в соответствии с требуемыми стандартами.
Экспериментальная установка разработана согласно экспериментальной конструкции Тагучи. Геометрия заготовки определена с помощью компьютерного проектирования. Траектория фрезеровки задана с помощью программного обеспечения и воспроизведена на станке с ЧПУ.
После обработки от каждого щита (размером 450х1100х18 мм) были вырезаны восемь образцов для определения содержания влаги согласно TS 2471(2005). Плотность определена согласно TS 2472(2005). На рисунке 1 изображены зоны измерений и тестовые образцы. Влажность образцов буковых щитов составила 6.78%, для щитов из ели 6.77%, сосны – 9.29%. Измерения плотности образцов показали следующие результаты: бук 0.61 г/см3, ель 0.47 г/см3, сосна 0.53 г/см3.
Рисунок 1.Схема областей измерений и образцов для тестов
Рисунок 2.Изображение рабочих поверхностей погруженной в материал фрезы станка с ЧПУ
Во время фрезерования на обрабатываемом материале образуются три различные поверхности. Как показано на рисунке 2, при движении фрезы навстречу заготовке образуется встречная сторона фрезерования, когда фреза и заготовка движутся в одном направлении – попутная сторона, на торце фрезы образуется базовая поверхность. В данной работе поверхностная неровность измерялась на базовой поверхности