ارزیابی پارامترهای ماشین‌کاری چوب و کیفیت سطح در فرآیند برش با جت‌آب بدون ماده ساینده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

3 هیئت علمی گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

هدف از تحقیق، ارزیابی پارامترهای ماشین‌کاری چوب و کیفیت سطح در فرآیند برش با جت‌آب بدون ماده‌ساینده بود. بدین منظور نوع گونه چوبی (راش، بلوط و صنوبر)، سرعت برش (200، 400 و 600 متر بر ثانیه) و همچنین جهت برش (موازی و عمود بر الیاف) به‌عنوان عوامل متغیر تحقیق انتخاب شدند. پس از برش نمونه‌ها با جت‌آب، تصویربرداری از سطح و لبه‌ نمونه‌ها در محل برش توسط اسکنر با وضوح dpi1200 انجام شد. برای اندازه‌گیری عمق و شکاف‌برش در تصاویر بدست‌آمده، از نرم‌ افزار Image Jاستفاده شد. کیفیت سطح با استفاده از زبری‌سنج سوزنی ارزیابی شد و پارامترهای زبری سطح شامل Ra و Rz اندازه‌گیری شدند. بیشترین و کمترین مقادیر عمق و شکاف‌برش به ترتیب برای چوب صنوبر و چوب راش اندازه‌گیری شد. با توجه به نتایج می‌توان اظهار داشت که جهت برش تاثیر قابل‌ملاحظه‌ای روی پارامترهای برش دارد، به‌طوری‌که بیشترین عمق و کمترین شکاف‌برش در جهت موازی الیاف مشاهده شد. همچنین نتایج نشان دادند با افزایش سرعت برش، عمق‌برش افزایش یافته و شکاف‌برش کاهش می‌یابد. بیشترین و کمترین مقادیر پارامترهای زبری‌سطح به ترتیب در چوب صنوبر(80µ/136=Rz) و چوب راش(62µ/115=Rz) مشاهده شد. بر اساس نتایج حاصله می‌توان نتیجه‌گیری کرد، ماشین‌کاری با سرعت بالا در چوب‌های با بافت متراکم و در راستای موازی الیاف می تواند منجر به بهبود کیفیت‌ سطح در برش با جت‌آب ‌گردد.

کلیدواژه‌ها


[1] Koch, P., 1964. Wood machining processes. The Ronald Press Company, New York, USA, 530 p.
[2] Bocquet, J.C. and Noel, J., 1987. June. Sensitive skin-pressure and strain sensor with optical fibres. In Structural Mechanics of Optical Systems II. International Society for Optics and Photonics. 748:63-67
[3] Orłowski, K., 2010. The fundamentals of narrrow kerf sawing: the mechanics and quality of cutting, Technical University in Zvolen, Slovakia, 123p.
[4] Bani Mostafa Arab, N., Farivar, B. and fathi, S., 2012. Advanced machining processes. Azadeh publishers, Tehran.428p.
[5] Khan, A. A. and Haque, M. M., 2007. Performance of different abrasive materials during abrasive water jet machining of glass. Journal of materials processing technology, 191(1-3): 404-407.
[6] McGeough, J.A., 1988. Advanced methods of machining. Chapman and Hall. New York, USA, 241P.
[7] Kminiak, R., Barcik, S. and Kvietkova, M., 2011. The influence of material properties of native wood on kerf width at abrasive water jet cutting process. acta facultatis xylologiae zvolen, 53(2): 43-51.
[8] Badgujar, P.P. and Rathi, M.G., 2014. Abrasive Water jet Machining-A State of Art. IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSR-JMCE) e-ISSN, 2278-1684.
[9] Engemann, B.K., 1981. Water jet cutting of fiber reinforced composite-materials. Kunststoffe-german plastics, 71(5): 279-280.
[10] Norwood, J.A. and Johnston, C.E., 1984. New adaptations and applications for water knife cutting. In Proc., 7th Int. Symposium on Jet Cutting Technology (pp. 369-388).
[11] Dixit, A., Dave, V. and Baid, M.R., 2015. Water jet machining: an advance manufacturing process. International Journal of Engineering Research and General Science, 3(2): 288-292.
[12] Barcík, Š., Kvietková, M., Gašparík, M. and Kminiak, R., 2013. Influence of technological parameters on lagging size in cutting process of solid wood by abrasive water jet. Wood Research, 58(4): 627-636.
[13] Gerencsér, K. and Bejó, L., 2007. Investigations into the water jet cutting of solid wood. Wood Research, 52(2):57-64.
[14] Wang, Z., 2012. An investigation on water jet machining for hardwood floors. European Journal of Wood and Wood Products, 70(1-3): 55-59.
[15] Xie, W., Fang, J., Wang, Z. and Huang, L., 2020. Optimization of technological parameters of water jet cutting of red oak and bamboo based on three-dimensional surface topography measurement. BioResources, 15(2): 3270-3277.
[16] Barcík, Š., Kvietková, M. and Aláč, P., 2011. Effect of the chosen parameters on deflection angle between cutting sides during the cutting of agglomerated materials by water jet. Wood Research, 56(4):577-588.
[17] Hutyrová, Z., Ščučka, J., Hloch, S., Hlaváček, P. and Zeleňák, M., 2016. Turning of wood plastic composites by water jet and abrasive water jet. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 84(5-8): 1615-1623.
[18] Gerencsér, K. and Bejó, L., 2007. Investigations into the water jet cutting of solid wood. Wood Research, 52(2):57-64.
[19] Csanády, E. and Magoss, E., 2013. Mechanics of wood machining. Springer, Berlin, Germany,320p.
[20] Eyma, F., Méausoone, P. J. and Martin, P., 2004. Strains and cutting forces involved in the solid wood rotating cutting process. Journal of materials processing technology, 148(2): 220-225.
[21] Geometrical Product Specifications (GPS)–Surface Texture: Profile Method–Terms, Definitions and Surface Texture Parameters. EN ISO 4287, 1998.
[22] Kminiak, R. and Gaff, M., 2015. Roughness of surface created by transversal sawing of spruce, beech, and oak wood. BioResources, 10(2):2873-2887.