Формирование элементов шиповых соединений безотходным способом торцового прессования заготовок из древесины

• Автор: Рублева, Ольга Анатольевна
• Шифр специальности: 05.21.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 215 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Анализ состояния вопроса. Цель и задачи исследования.

1.1. Обзор и сравнительный анализ работ в области изготовления и оценки качества шиповых соецшений

1.1.1. Виды клеевых соединений

1.1.2. Показатели качества шиповых соединений.

1.1.3. Способы изготовления шипов и проушин.

1.2. Способы прессования древесины и параметры процесса

1.2.1. Способы прессования древесины

1.2.2. Исследования процесса прессования древесины

1.2.3. Расчет параметров процесса прессования древесины.

1.3. Оценка эффективности технических решений
1.4. Выводы. Цель и задачи исследования
2. Методика оценки и выбора шиповых соединений различного назначения
2.1. Основные положения методики и алгоритм выбора
шиповых соединений различного назначения.
2.2. Выбор параметров шипового соединения
2.2.1. Классификация шиповых соединений по длине
2.2.2. Методика оценки уровня качества шиповых соединений
2.2.3. Номенклатура показателей для оценки качества шиповых соединений
2.2.4 Модели для расчета уровня качества шиповых соединений
2.3 Выбор наиболее эффективного оборудования и оснастки для
прессования шипов
2.3.1 Классификатор оборудования и оснастки для прессования
2.3.2. Показатели эффективности оборудования и оснастки.
Модель для расчета затрат на изготовление соединения
2.3.3. Методика оценки и выбора наиболее эффективного оборудования и оснастки.
2.4. Результаты и выводы по второму разделу
3. Экспериментальное исследование процесса пластического деформирования древесины при внедрении призматического пуансона
3.1. Этапы процесса деформирования древесины при внедрении призматического пуансона.
3.2. Качественные изменения структуры древесины сосны, березы и дуба при внедрении призматического пуансона
3.3. Определение граничных условий процесса местного торцового прессования проушин
3.4. Результаты и выводы по третьему разделу.
4. Математическая модель для расчета усилия торцового прессования прямоугольных проушин
4.1. Разработка математической модели для расчета усилия прессования прямоугольной проушины
4.2. Экспериментальная проверка аналитической модели расчета усилия прессования
4.2.1. Методика экспериментальных исследований усилия прессования
4.2.2. Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований по определению усилия прессования.
4.2.3. Анализ результатов экспериментальных исследований
усилия прессования.
4.3. Уточнение математической модели для расчета усилия прессования.
4.4. Результаты и выводы по четвертому разделу.
5. Экспериментальное исследование показателей качества шиповых соединений.
5.1. Методика экспериментальных исследований качества шипов
5.1.1. Методика определения относительной глубины деформированной зоны.
5.1.2. Методика определения твердости дна проушины
5.2. Статистическая обработка результатов экспериментальных исследований твердости дна проушины и глубины деформированной зоны.
5.3. Анализ результатов экспериментальных исследований твердости
дна проушины и глубины деформированной зоны
5.3.1. Анализ результатов экспериментальных исследований твердости дна проушины.
5.3.2. Анализ результатов экспериментальных исследований глубины деформированной зоны.
5.4. Результаты оценки шероховатости граней проушины и качества макроструктуры пластически деформированной зоны
5.5. Экспериментальное исследование прочности шиповых соединений.
5.5.1. Модель для оценки прочности шипового соединения
5.5.2. Экспериментальные исследования прочности шиповых соединений.
5.6. Рекомендуемые значения геометрических параметров
проушин, полученных при минимальных энергозатратах.
5.7. Результаты и выводы по пятому разделу.
6. Результаты внедрения способа торцового прессования элементов
шиповых соединений.
6.1. Технологическая оснастка для прессования шипов
в мелкосерийном производстве.
6.2 Результаты внедрения способа торцового прессования и
методики выбора параметров шиповых соединений различного назначения в ООО Техноресурс
6.2.1. Сбор исходных данных для выбора соединения.
6.2.2. Выбор параметров шипового соединения.
6.2.3. Выбор наиболее эффективного оборудования и оснастки.
6.3. Перспективы применения способа холодного торцового
прессования заготовок из древесины.
6.7. Результаты и выводы по пятому разделу.
Заключение
Библиографический список
Приложение 1. Номенклатура показателей качества шиповых
соединений
Приложение 2. Методика статистической обработки результатов
экспериментов.
Приложение 3. Зависимость усилия прессования прямоугольной проушины в образцах из сосны, береза и дуба от
влажности древесины, ширины и глубины проушины
Приложение 4.Зависимость твердости дна и глубины деформированной зоны прямоугольной проушины в образцах из сосны, береза и дуба от влажности древесины, ширины и
глубины проушины
Приложение 5. Акт об использовании результатов диссертационной
работы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Клиновые шипы выполняют различными по высоте и шагу таким образом, чтобы огибающая вершин шипов была криволинейной, при этом профиль огибающей выбирают в зависимости от текстуры древесины с целыо улучшения зрительного эстетического восприятия внешнего вида склеенного изделия. В изобретении приведена конструкция соединения с многорядными коническими шипами, расположенными в несколько рядов. Данное изобретение позволяет повысить прочность и эстетичность шипового соединения за счет многорядного расположения клиновых шипов. К недостаткам данных способов соединений относятся сложная конструкция и высокая стоимость фрез, используемых для изготовления шипов, значительные затраты на переточку фрез, затраты на удаление стружки из зоны резания. Перспективным способом соединения по длине является соединение на прямоугольные шипы рис. В настоящее время прямоугольные шипы используются в основном для формирования угловых концевых и ящичных соединений. В ГОСТ 1 приведены параметры углового концевого соединения на шип открытый сквозной с одним или несколькими шипами и углового ящичного соединения па шип прямой открытый. Однако имеются примеры применения деталей с прямоугольными шипами для формирования соединений по длине . Преимуществом соединения на прямоугольные шипы по сравнению с соединением в торцовый паз является большая площадь склеивания по сравнению с зубчатым шиповым соединением более простой инструмент для изготовления шипов. Таким образом, данное соединение обладает рядом преимуществ перед традиционно применяемыми соединениями и имеет перспективы применения для сращивания заготовок по длине. Вместе с тем изготовление прямоугольных шипов и проушин фрезерованием приведет к образованию значительного количества отходов в виде стружки. Это требует поиска другого способа изготовления шипового соединения. Рассмотренные виды шиповых соединений различаются по признакам входящих в состав соединения элементов шипа гребня и паза проушины, гнезда рис. Вариант классификации шиповых соединений по признакам приведен в работе 3. Рис. Данная классификация, так же, как и приведенная на рис. Вывод. В настоящее время для соединений по длине наиболее широко применяются зубчатые шипы, изготавливаемые фрезерованием. Их недостатками являются повышенный расход клея вследствие перерезания волокон древесины необходимость частой переточки фрез необходимость установки системы аспирации для удаления стружки. Соединение на прямоугольные шипы обладает рядом преимуществ значительная площадь склеивания, отсутствие необходимости частой переточки инструмента. Существующие классификаторы шиповых соединений разработаны для шипов, изготовленных наиболее распространенными способами фрезерованием и др. Номенклатура показателей качества продукции с использованием клеевых соединений приведена в государственных стандартах и нормативных документах ГОСТ 4. СНиП Н и др. Лабораторией несущих клееных деревянных конструкций ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко разработаны стандарты организации для деревянных клееных конструкций . Критерии оценки качества шиповых соединений приводятся также в нормативных и научнотехнических источниках , 8, 9, , , , . В данных источниках приведены требования к следующим основным показателям качества шиповых соединений прочность соединений, шероховатость поверхностей склеивания, точность формирования шипов, толщина клеевого слоя, зазор в стыках. Одним из основных показателей качества клеевого соединения является его прочность. Прочность соединений. Методики испытаний соединений на прочность установлены государственными стандартами ГОСТ 3. Сущность методов определения предела прочности зубчатых клеевых соединений при продольном растяжении и при статическом изгибе заключается в измерении нагрузки, разрушающей образец, и вычислении напряжения, возникающей в образце при этой нагрузке. Прочность клеевых соединений исследовалась А. Н. Чубинским, Ю. В. Бариновой, Г. И. Гарасевичем, С. Н. Зигельбойцом, Н. М. Иевлевой, В Павловым, Л. М. Ковальчуком, Фрейдиным, Ю. М. Ивановым, К. Т. Вуба, С. Н. Пластининым, В. А. Куликовым, Л. М. Сосна, М. М. Леонтьевой, Гончаровым, В. М. Хрулевым, Б. Н. У голевым, В. Н. Волынским, Ю. Б. Левинским и другими учеными , , , , .