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沙柳材切削加工性能研究

安珍  
【摘要】:沙柳材的切削力是评价沙柳材切削性能的基础,是木材在刀具的作用下发生弹性和塑性变形的结果,是设计沙柳材加工机械的必要依据,在沙柳材加工过程中具有极其重要的作用。切削阻力是确定切削机械所需输入动力、刀具和夹具设计以及机械零部件设计的主要依据,是确定最佳切削条件的基础。本论文的研究是在木材切削理论的基础上,研究沙柳材的物理性能、切削参数对切削力与切削质量的影响规律,得出相关数学模型,探讨刀具前角、切削量和含水率等对沙柳材端向切削力的影响规律,为降低沙柳材切削加工动力消耗、提高木片质量寻求技术支持,为研制新型沙生灌木削片机及割灌机提供科学依据,为编制国家标准“藤灌木材物理力学性能试验方法”提供理论依据。 沙柳材的物理力学性质的研究是参照国标《木材物理力学性能试验方法》制作小试件,在木材力学万能试验机上进行测试。沙柳材切削力的研究是综合运用了信号分析、高速摄像、显微测量、正交试验等技术手段,在木材切削力实验装置上对沙柳材进行端向和端纵向切削加工性能测试,采用方差分析、数学回归等方法进行数据处理,分析结果,获得以下几点主要结论: 1.沙柳材的各项物理力学试验结果表明,顺纹抗压强度约为横纹抗压强度的5.8倍,约为顺纹抗拉强度的1.1;抗弯强度与顺纹抗压强度之比值约为1.6;顺纹剪切应力较小。顺纹抗拉强度与横纹抗压强度之比值约为6.5;变异系数均小于木材的平均变异系数。 2.沙柳材物理性质对切削力影响的研究表明,①沙柳材不同截面切削力有明显区别,端向、纵向与横向三个方向主切削力比约为4.5∶1.6∶1。②过渡切削主切削力与切削量呈对数曲线上升,法向切削力与切削量呈对数曲线下降,木片厚度与切削量呈线性关系。③在纤维含水率10.7%以前主切削力随含水率增加略有增大,之后逐渐减小,沙柳材削片其在含水率40%~80%为宜。 3.切削参数对切削力影响的研究表明,①刀具前角对切削力的影响显著,切削力与切削前角成对数关系。②切削量对主切削力的影响较为明显,随切削量的增加,主切削力明显增加。切削量较小时,主切削力随切削量的增加幅度较大;切削量较大时,主切削力随切削量的增大幅度降低,法向切削力随切削量的增大而减小。 4.沙柳材屑片形态研究表明,①切入角、切削量、刀具前角及沙柳含水率诸因素对沙柳削片厚度影响的顺序为:切削量→切入角→刀具前角→含水率。方差分析表明,切入


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