Эволюция топологии сборных дереворежущих фрез*

УДК

DOI:

Аннотация

Сведения об авторах

В.И. Малыгин, Л.В. Кремлева, Н.В. Лобанов, В.И. Мелехов

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова

Малыгин Владимир Иванович родился в 1952 г., окончил в 1979 г. Университет Дружбы народов им.
П. Лумумбы, доктор технических наук, профессор, действительный член АИН РФ, проректор по научной работе Северодвинского филиала Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Имеет более 180 научных работ в области математического моделирования физических процессов при резании.

E-mail: v.malygin@narfu.ru

Кремлева Людмила Викторовна окончила филиал «Севмашвтуз» С.-Петербургского государственного морского технического университета, кандидат технических наук, зав. кафедрой автоматизирования системы технической подготовки производства Северодвинского филиала Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Имеет более 50 научных работ.

E-mail: l.kremleva@narfu.ru

Лобанов Николай Владимирович родился в 1966 г., окончил в 1988 г. филиал «Севмашвтуз»
С.-Петербургского государственного морского технического университета, кандидат технических наук, доцент кафедры подъемно-транспортного и технологического оборудования Северодвинского филиала Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Имеет более 15 научных работ в области математического моделирования физических процессов резания, прикладной механики
и лесопильного оборудования.

E-mail: rector@sevmashvtuz.edu.ru

Мелехов Владимир Иванович родился в 1939 г., окончил в 1961 г. Архангельский лесотехнический институт, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой древесиноведения и тепловой обработки древесины Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова, действительный член АПК, председатель диссертационного совета. Имеет более 300 научных работ в области технологии высококачественной сушки, пропитки древесины и использования малоценной древесины и отходов деревообработки на основе новых технологий.

Тел.: (8182) 21-61-49

Ключевые слова

Литература

1. Зотов Г.А., Памфилов Е.А. Повышение стойкости дереворежущего инструмента. М.: Экология, 1991. 304 с.
2. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1976. 279 с.
3. Малкин А.Я. Вопросы качества режущих инструментов//Машиностроение. 1976. № 11. С. 95–104. (Изв. высш. учеб. заведений).
4. Малыгин В.И. Кремлева Л.В. Методика расчета динамических параметров процесса фрезерования древесины с учетом кинематической нестабильности технологической системы //Лесн. журн. 2002. № 1. С. 95–103. (Изв. высш. учеб. заведений).
5. Малыгин В.И., Лобанов Н.В. Модель напряженного состояния сборного дереворежущего инструмента для оценки его качества на стадии проектирования // Лесн. журн. 2001. № 4. С. 58–74. (Изв. высш. учеб. заведений).
6. Малыгин В.И., Лобанов Н.В., Кремлева Л.В. Методы оптимизации и оценки качества дереворежущих фрез при стендовом и математическом моделировании. 1. Алгоритм решения задачи оптимизации конструкции сборного инструмента при физическом и математическом моделировании //Лесн. журн. 2008. № 2. С. 60–70. (Изв. высш. учеб. заведений).
7. Малыгин В.И, Перфильев П.В. Методы оптимизации и оценки качества дереворежущих фрез при стендовом и математическом моделировании. 1V. Аналитические методы оценки качества дереворежущих фрез по напряженно-деформированному состоянию //Лесн. журн. 2009. № 2. С. 68–79. (Изв. высш. учеб. заведений).
8. Малыгин В.И., Пантюхин Ю.В., Расторгуев В.В. Результаты исследования качества стандартных сборных фрез по их статическим и динамическим характеристикам//Исследование технологии и конструкций деталей машин, оборудования и инструмента. М.: УДН, 1986. С. 36–39.
9. Малыгин В.И., Пантюхин Ю.В., Светлаков Г.Б. Исследование влияния отдельных конструктивных и технологических параметров на динамическую податливость сборных режущих инструментов//Исследование технологии и конструкций деталей машин, оборудования и инструмента. М.: УДН, 1985. С. 19–22.
10. Малыгин В.И., Смаглов А.Е. Оценка точности вычислений по уравнению теплопроводности при проектировании дереворежущего инструмента // Лесн. журн. 2001. № 5. С. 81–87. (Изв. высш. учеб. заведений).
11. Обеспечение работоспособности рабочих органов и инструментов машин и оборудования лесного комплекса / Е.А. Памфилов, П.Г. Пыриков, А.Н. Заикин, В.М. Меркелов //Лесн. журн. 2010. № 3. С. 77–83. (Изв. высш. учеб. заведений).
12. Обобщенная оценка качества режущих инструментов, выпускаемых инструментальными заводами МС и ИП: метод. указ. М.:ВНИИинструмент. 1975. 40 с.
13. Памфилов Е.А., Петренко Н.М. К вопросу о механизме изнашивания дереворежущего инструмента //Лесн. журн. 1978. № 3. С. 148–150. (Изв. высш. учеб. заведений).
14. Пат. 2354543 РФ, МПК B27G. Сборная дереворежущая фреза / Малыгин В.И., Прокофьев Г.Ф., Лобанов Н.В., Лобанова И.С.; заявитель и патентообладатель АГТУ. Заявл. 13.06.2007; опубл. 10.05.2009, Бюл. № 13. 2 c.
15. Пат. 2422263 РФ, МПК B27G. Сборная дереворежущая фреза / Малыгин В.И., Кремлева Л.В., Лобанов Н.В., Мелехов В.И., Шестаков К.Л.; заявитель и патентообладатель АГТУ. Заявл. 19.05.2010; опубл. 27.06.2011, Бюл. № 18. 3 c.
16. Пат. 2433035 РФ, МПК B27G. Сборная дереворежущая фреза / Малыгин В.И., Кремлева Л.В., Лобанов Н.В., Мелехов В.И., Шестаков К.Л.; заявитель и патентообладатель АГТУ. Заявл. 29.04.2010; опубл. 10.11.2011, Бюл. № 31. 2 c.
17. Пат. 2436670 РФ, МПК B27G. Сборная дереворежущая фреза / Малыгин В.И., Кремлева Л.В., Лобанов Н.В., Мелехов В.И., Шестаков К.Л.; заявитель и патентообладатель АГТУ. Заявл. 11.05.2010 ; опубл. 20.12.2010, Бюл. № 35. 3 c.
18. Пат. 2462351 РФ, МПК B27G. Дереворежущая фреза / Малыгин В.И., Кремлева Л.В., Лобанов Н.В., Прокофьев Г.Ф., Чистякова О.Н.; заявитель и патентообладатель АГТУ. Заявл. 12.04.2011; опубл. 27.09.2012, Бюл. № 27. 3 c.
19. Пыриков П.Г. Повышение стойкости инструментов для деревообработки. Брянск: БГИТА, 2009. 210 с.
20. Хает Г.Л. Прочность режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1975. 40 с.

Ссылка на английскую версию:

V.I. Malygin, L.V. Kremleva, N.V. Lobanov, V.I. Melekhov

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov

Evolution of the Topological Structure of Wood-Milling Cutters

Modern wood industry is actively applying interlocking cutters with disposable cutter elements made of tool steel and hard alloys. Currently, manufacturers offer a great number of interlocking cutters varying in design, locating methods and types of blade insertion. When developing and producing new designs of interlocking wood-milling cutters, manufacturers rarely take into account quality parameters of the cutter and, first of all, its operational reliability. As there are no integrated engineering methods for choosing the optimal cutter design, there emerged several approaches to determination and forecasting of reliability and service life of interlocking cutters.

The aim was to identify key areas for improvement and development of the topological structure of the interlocking wood-milling cutter with regard to required operational reliability and manufacturability.

Based on the analysis of existing quality evaluation approaches for interlocking cutters, we indicated advantages and disadvantages of the empirical methods used by manufacturers to determine reliability and service life of interlocking cutters.

The article provides the results of research and development projects on improvement of wood cutter design, with regard to its operational reliability, manufacturability and efficiency. The design of the wood-milling cutters was improved both in terms of the form of the cutter element, and their location in the housing. The article presents arrangement schemes for cutting units, equations for key parameters of operational reliability, as well as drafts for assembly and replacement of cutter elements.

The existing methods of forecasting operational reliability of the interlocking cutter are of probabilistic nature, which prevents designers from using them when creating new designs; сhanges in the topological structure of the wood-milling cutter both in terms of location and fitting of the cutter elements in the housing, changes in the form and number of blades and changes in the form of the cutter element call forth integrated engineering methodologies to evaluate cutter quality at the design stage.

Keywords: wood-cutting tool, reliability, service life, topology, optimization, calculation method.