基于ABAQUS的圆锯片切削竹筒仿真试验研究

为降低伐竹机械工作过程中所受切削力，寻找最优切削参数组合，基于ABAQUS对圆锯片结构进行约束模态分析，对切削竹筒过程进行仿真模拟。通过单因素试验研究了圆锯片转速Vc、进给速度Vf、切削倾角θ和齿数Z对峰值切削力的影响，并以上述4个因素为影响因素，峰值切削力为评价指标进行正交试验以获得优化参数组合。结果表明：峰值切削力随着转速、进给速度和切削倾角的增加先减小后增大，随着齿数的增加而减小。当圆锯片转速为3 000 r/min、进给速度为0.2 m/s、倾斜角度为10°、齿数为40 T时，可在一定程度上降低圆锯片所受切削力，并且切削断面平整。研究结论可为伐竹机械的设计提供参考。     

基于有限元模拟的单板层积材纵Ⅱ型切屑形成机理

研究单板层积材切削加工中纵Ⅱ型切屑形成机理,通过对材料几何模型、力学模型和切屑分离等关键物理环节建模,建立切削加工的有限元模型,并利用该有限元模型模拟纵Ⅱ型切屑形成的全过程,通过分析切屑的形成过程以及该过程中的切削力和应力应变的变化规律,利用有限元软件的模拟功能,得到其切屑的形成过程和切削过程中工件的应力、应变分布及切削力的变化情况,有效揭示纵Ⅱ型切屑形成的内部因素。     

电链锯锯齿温度场的仿真分析与实验探究北大核心

为解决电链锯锯链使用寿命较短的问题,以电链锯锯齿温度场为研究方向,对锯齿温度场进行理论分析,得出锯切深度、切削速度、侧刃切削角三个主要研究变量;通过使用Abaqus软件分析以及实验探究,分析以上三个研究变量对电链锯锯切过程中锯齿温度变化的影响。验证了Abaqus建立的链锯锯切模型的可行性;链锯锯齿温度场受锯切深度、切削速度、侧刃切削角的影响;链锯锯切过程中,锯齿温度变化曲线呈现迅速上升、平稳上升、稳定不变三个阶段;保持其他条件不变,锯齿温度随切削深度增加而升高8%~13%,随切削速度增大而升高15%~20%,随侧刃切削角增大而降低22%~25%。     

纳秒脉冲激光切削木材的理论与试验

【目的】对微米纤维形成过程进行定性分析,本着节能降耗原则,提出纳秒激光加工法加工微米木纤维的切削理论;对微米纤维表面细胞壁进行爆裂试验,得出木材表面细胞壁等效切削力所消耗的功率。【方法】采用扫描电镜(SEM)法研究微米木纤维灼烧变形。通过激光加热和切削,沿着细胞裂解纹理对木材表面细胞内的组织液进行加热,细胞内的组织液随之气化,组织液瞬间气化使得细胞体积迅速膨胀,内部压力骤升,进而导致细胞壁爆裂,形成毛刺状的纤维丝,利用激光切割头沿木材纹理方向将木材切削成微纳米细丝。通过对纤维加工的功耗分析,将细胞学、超精加工理论、纤维学等一系列现代分析手段运用到木纤维的形成过程中,提出激光微米木纤维切削的概念和细胞裂解能力的计算方法。【结果】通过激光器对微米木纤维的切削,从微观角度得到了细胞壁切削过程中等效切削力和切削功率的公式。随着频率增加,对试件的灼烧程度依次增强,所产生的裂纹和沟槽更加密集和加深。所产生的绝对温升较大,试样产生滑移的沟槽面现象,绝对温升ΔT=∫_0~(εf)((βσ)/(ρC_m))dε。【结论】利用激光对微米木纤维的能量方程对微米木纤维的等效切削力和切削功率公式进行推导,阐明了微米木纤维灼烧过程中纤维受力情况和相应的参数关系,从而将激光切削微米木纤维研究上升到对细胞裂解能力的微观结构研究中,并通过对纤维产生和等效切削力变化的分析,提出了沿木材表面纵向激光加热的方式爆裂细胞壁的节能降耗观点。借助Drescher的精密理论,构建了微纳米木纤维的力学模型,并推导出细胞壁切削功率的理论计算公式。以水曲柳为示例进行木材表面细胞壁爆裂试验,对微米木纤维的加工细胞壁切削功率进行计算,可以加工出质量较高的微米级长丝木纤维,为我国微纳米木纤维的应用和推广奠定了理论基础。     

基于直角自由切削的木塑复合材料切削质量研究北大核心

为探究不同刀具前角与切削厚度对木塑复合材料直角自由切削加工时切削力、切削温度及表面粗糙度的影响,采用直角自由切削方式,以3种不同因素水平设计12组试验,使用高速摄像机、压电测力仪、红外热成像仪分别进行切屑形态拍摄、切削力和切削区域温度的测定。结果表明:刀具前角与切削厚度会直接影响切削力、切削温度及表面粗糙度,且随着切削厚度的不同会产生不同形态的切屑。切削力、切削温度越大,表面粗糙度值也越大,即加工表面质量越差;切削力与切削温度越小,则加工表面质量越好。使用较小前角刀具加工较大切削厚度时,产生连续型切屑时的切削力、切削温度及表面粗糙度均大于使用较大前角刀具进行较小切削厚度加工时产生不连续型切屑时的值。因此,在木塑复合材料实际生产加工过程中,粗加工时可选择大切削厚度快速切除多余材料,精加工时则采用较大刀具前角和较小切削厚度以获得更好的加工表面质量,提升生产效率。     

实木地板榫槽铣削力的试验分析

【目的】以实验为基础,研究实木地板榫槽铣削加工中切削参数对切削力的影响,为不同切削工艺下加工参数的优化以及设置提供参考依据,达到提高加工质量、延长刀具寿命并用以指导生产的目的。【方法】以山毛榉材地板为试验材料,运用木材切削机理对切削速度、进给速度及切削宽度3个参数进行单因素试验,并采集切削过程中随着切削参数变化产生的切削力值,揭示在顺铣和逆铣方式下不同切削参数对实木地板榫槽铣削力的影响规律。【结果】在不同铣削方式下,随着切削速度的增大,XYZ方向的切削力总体呈降低趋势;随着进给速度和切削宽度的增大呈现升高的趋势,顺铣加工时XYZ 3个方向的铣削力变化相比逆铣加工的波动趋势小,稳定性要好。通过对铣削力回归模型进行方差分析,可知R2(Fdown)=0.9490,R2(Fup)=0.8516,均接近1,回归效果显著,验证了铣削力模型的合理性。【结论】通过对比相同切削参数在不同工艺条件下产生的切削力变化,可知顺铣加工稳定性高于逆铣加工。     

挖坑机刀片切削模型的建立及其MATLAB分析

挖坑机在我国植树造林、保护生态环境中具有重要的地位。本文对挖坑机的重要工作零件—刀片建立了其纯切削模型,并运用MATLAB分析了刀片的结构几何参数对切削力的影响关系。     

刀具前角对木塑复合材料加工表面质量的影响

木塑复合材料(WPC)是一种可重复使用的新型环保材料，在其二次加工过程中，表面易出现凹坑、凸起和波纹，致使表面质量差。本文通过分析WPC加工过程中切削力、切削温度和表面粗糙度，研究了刀具前角和每齿进给量对WPC已加工表面质量的影响。结果表明，随着刀具前角的增大，切向切削力Fx和径向切削力Fy、切削温度逐渐减小，表面粗糙度值逐渐降低，提高了已加工工件表面质量。切向切削力Fx和径向切削力Fy随着每齿进给量的增大而增大，切削温度和表面粗糙度值随着每齿进给量的增大而降低。在高切削力和低切削温度情况下，已加工工件表面质量更优，但同时也出现了能耗高的问题，通过对切削参数的调整来改善以上的问题，对WPC的二次加工提供理论依据指导。     

不同树种木材切削阻力变动模型

根据１１种针叶树材和１５种阔叶树材切削阻力的研究结果，推出不同树种木材主切削力变动模型，描述不同树种木材切削阻力在不同切削条件下变动的规律，并可对此种变动进行估计。模型由三部分组成：不同条件下切削阻力的平均水平；不同树种中切削厚度、刀具前角和木材含水率对切削阻力的影响；不同条件下木材密度与切削阻力的关系。     

沙柳试验削片机切削机构的设计

沙柳材在人造板制造中存在嫩梢切断困难,功率不匹配、削片质量不佳等问题。结合沙柳的特性,设计并生产了沙柳试验削片机切削机构,寻找适合沙柳削片的最佳切削参数。通过计算沙柳切削阻力矩,设计驱动电动机功率为22 k W,降低了功耗;采用鼓式削片机铣削方式削片,对刀辊进行飞轮设计,使生产能力达到5 m3/h,提高了生产效率;采用单因子试验方法计算6种切削角度下的削片合格率,确定了当切削角度为45°时削片合格率较高,合格率可达72.45%,提升了削片质量。不仅验证了机器设计的性能,也为后期切削速度、进料速度的测定试验和新型沙柳削片机的设计提供了理论依据。     

切削参数对木材切削力的影响

为了提供圆锯片合理设计与使用的依据,对水曲柳、杉木和樟子松3种木材进行闭式切削试验,研究锯齿前角、切削厚度、切削速度等参数对切削力的影响规律。结果表明:主切削力和法向切削力均随锯齿前角的增大而减小,随切削厚度的增加而增大,而受切削速度的影响较小。根据试验结果,提出不同密度木材切削参数设置的建议。     

基于有限元仿真的机车轴桥车削工艺参数优化

通过设计轴桥的车削正交试验，由EA4T车轴钢车削时的切削力计算公式，得到不同切削速度、进给量、切削深度下切削力的大小。建立轴桥的三维模型，并用Ansys仿真软件得出多个位置的切削变形值。运用MATLAB优化算法在保证其加工质量的同时，以提升机车轴桥的车削效率为优化目标，最终得到切削三要素的最优组合。结果表明：轴桥车削时切削速度取280 m/min,进给量取0.25 mm/r,切削深度取1.093 mm时，金属切削率取得最大值，且最大值为7.584 5×10⁴ mm³/min。既能保证加工质量，又使得金属切削率最大。     

沙柳材端向切削特性的研究

为了明确影响灌木材端向切削力的主要因素,改进削片机性能,提高灌木材削片质量,笔者研究了不同刀具前角、切削厚度和不同含水率对沙柳(Salix psammophila)材端向切削力的影响。结果表明刀具前角对法向力的影响较小,对主切削力影响较大;切削厚度对主切削力的影响较为明显,随切削厚度的增加,主切削力明显增加;沙柳材含水率15％以下主切削力随含水率增加略有增大,之后逐渐减小,其中含水率在30％-70％之间时,切削力变化不大。     

切削方向对木材切削力的影响

以杉木、樟子松、水曲柳等三种木材为试验对象,采用闭式切削方式,研究切削方向对木材主切削力的影响.结果表明:不同切削方向时,木材主切削力大小具有明显的各向异性,主要趋势为端向主切削力最大,横向最小.相同切削方向时,水曲柳主切削力最大,杉木最小;木材不同截面的主切削力呈现规律性变化,但3种木材间的差异较大.     

木纤维增强氧化镁复合材料锥形铣削性能研究

木质纤维增强氧化镁复合材料(WRMC)作为一种新型建筑装饰装修材料,其以优异的物理力学性能被应用于建筑装饰领域。本文研究了在对WRMC的锥形铣削过程中,铣削参数(锥度角、铣削深度和铣削速度)对切削力和加工后工件表面粗糙度的影响。结果表明:切削力与铣削深度呈正相关,与锥度角、铣削速度呈负相关。表面粗糙度随着铣削深度的增加而增大,随着锥度角和铣削速度的增加而减小。综合分析得到对WRMC的优化切削参数组合:锥度角为75°,铣削速度为45 m/s,铣削深度为0.5 mm,切削力和工件表面粗糙度分别为50.24 N和2.11μm。     

木质材料无屑切削机理及切削力的研究

对木质材料切削中比较特殊的一类切削方式———无屑切削的切削机理及切削力进行了理论上的研究,并在单板切条试验机上进行试验验证。研究证明,楔型刀锯进行木质材料无屑切削时,其切削力受木材的树种、切削方向、锯片尺寸、角度参数及切削用量的影响较大。     

切削刃上和靠近切削刃处主切削力的研究

切削刃上和靠近切削刃处主切削力的研究１引言近年来，对木材机械加工的研究已部分集中到刀具的动态稳定性上，此研究有利于减小锯路宽度和改善测量精度。锯片的切削特性依赖于切削过程中的相互作用力和锯片本身的动态特性。而切削过程中的相互作用力为树种、木纹朝向、木...     

刀具前角与切削量对柠条材切削力影响的研究

内蒙古地区灌木资源十分丰富,柠条、沙柳等灌木是防风固沙的优良树种,同时又是生产人造板的优质原料,但在削片加工过程中存在木片质量不稳定、树皮切不断等问题。从刀具前角和切削量对柠条材切削力的影响进行深入研究,寻求柠条材最佳切削参数,以改进削片机性能,提高柠条材削片质量,为新型沙生灌木削片机的设计与研制提供理论依据。     

自制测力仪用于木材三向切削力的测定

评定木材切削刀具的切削性能及切削表面的加工质量时，均需测定木材切削时的三向切削力：主切削力、进给力及侧向力，因此设计一台合适的三向测力仪成为关键。本文以单一八角环为基础，引申出单向延伸式八角环、组合式八角环及双向延伸式八角环测力仪，并逐一分析其结构特点及应用于木材三向切削力测定的可行性。最终确定双向延伸式四耳环八角环性能最优，并对其进行设计、制选、标定及切削试验。试验结果表明该型完全符合木材三向切削力测定的要求。     

移动式林间剩余物盘式粉碎机切削功率的理论研究

鉴于生物质发电对环境和能源的影响,提出设计一台移动式林间剩余物粉碎机;通过对比盘式粉碎机和鼓式粉碎机的优缺点以及两者对切削功率的影响,确定粉碎机构;对盘式粉碎机刀盘和飞刀的关键参数进行了分析,并建立刀盘与飞刀的三维模型;以松木为例,采用经验分析法,计算了盘式粉碎机从不同角度进料时的切削力和切削功率,为移动式林间剩余物盘式粉碎机的研究提供一定的理论依据。