砂带磨削效率的实验研究

以杨木、水曲柳和中密度纤维板为试材,使用磨削效率测试系统和表面粗糙度测量仪进行磨削实验,分析比较了三种试材磨削效率和表面粗糙度的变化规律,以及相关因素对磨削效率和表面粗糙度的影响。结果表明,在其他条件不变的情况下,杨木的磨削效率高于水曲柳的磨削效率,中密度纤维板的磨削效率最低;横向磨削的磨削效率高于纵向磨削的磨削效率;杨木的表面粗糙度数值Ra高于水曲柳的Ra,中密度纤维板的Ra最高;横向磨削的表面粗糙度数值Ra高于纵向磨削的Ra。     

异形表面刷式砂光主要参数对木材表面粗糙度的影响

对红橡、樱桃木和樟子松三种木材,选取不同砂带长度,进行不同接触长度的砂光处理,测量砂光后试件表面的粗糙度.结果表明:不同砂带长度和接触长度对木材表面粗糙度的影响显著;对不同树种木材的影响亦不同.在接触长度15～20 mm、砂带长度100 mm的条件下,木材砂光表面粗糙度相对较小.     

人造板砂光技术基础知识讲座(1)

1 人造板砂光的目的降低或消除板内和板间误差,提高人造板的尺寸精度、表面平直度和光洁度,为进一步修饰提供良好的表面质量,这是人造板砂光的目的。2 砂带磨削的基本特性2.1 弹性磨削特征砂带是一种将磨料粘附在纸、布、纸布复合、尼龙、胶片等基材上经转换加工而成的磨具,砂带本身的基体具有弹性特征;砂光机和砂带磨床上所使用的砂带,其张紧系统,无论是气     

中密度纤维板表面吸收的初步研究

介绍欧洲中密度纤维板表面吸收的试验方法。用正文试验法研究了板子密度、表面光洁度和砂光方向对中密度纤维板表面吸收的影响。研究结果表明：密度和表面光洁度对表面吸收性能有较显著的影响，板子砂光方向的影响不显著。并提出改善ＭＤＦ表面质量的方法。     

铣刀前角和切削参数对中密度纤维板 表面粗糙度的影响

通过分析金刚石刀具前角和切削参数对中密度纤维板表面粗糙度的影响，结果表明：随着刀具前角的增大， 切削质量改善；而随着每齿进给量或铣削深度的增大，切削质量均变差；对加工表面粗糙度影响最大的是每齿进给 量，其次为铣削深度和刀具前角。在刀具前角12°，每齿进给量0.5 mm，铣削深度1 mm 的最优参数组合时，MDF 的平均表面粗糙度较低，为3.82 μm。     

木工圆锯片锯齿侧刃参数对锯切表面粗糙度的影响

【目的】分析锯齿侧刃参数对锯切表面粗糙度的影响,通过优化锯齿侧刃参数,解决圆锯锯切时进给速度提高与表面粗糙度增大之间的矛盾,为新型木工圆锯片设计提供参考和指导。【方法】提出微量零径向侧后角锯齿的概念,使用9种不同锯齿侧刃参数的圆锯片,以水曲柳和高密度纤维板为对象进行锯切试验,研究不同进给速度下径向侧后角和零径向侧后角段对锯切表面粗糙度的影响。【结果】随着进给速度增加,锯切表面粗糙度增大,径向侧后角减小,锯切表面粗糙度降低,无零径向侧后角段锯齿锯切形成的表面粗糙度均高于具有零径向侧后角段锯齿,特别是当零径向侧后角段由0 mm增加到0.5 mm时,锯切表面粗糙度下降最为明显。当零径向侧后角段大于0.5 mm时,侧刃的零径向侧后角段具有"以锯代刨"的作用,与零径向侧后角锯齿相比同样可起到改善锯切表面质量的作用。【结论】锯切表面粗糙度一定程度上取决于锯痕深度。在实际锯切过程中,仅有长度近似等于每齿进给量的锯齿侧刃部分参与切削,占侧刃总长度的很小一部分,微量零径向侧后角锯齿中零径向侧后角段长度比每齿进给量略大且越接近每齿进给量越理想。具有微量零径向侧后角段锯齿的圆锯片与零径向侧后角锯齿相比,同样可起到改善锯切表面质量的作用;在保持其他切削参数不变的情况下,微量零径向侧后角段锯齿还可以减小锯齿侧刃与锯路壁之间的摩擦。     

中纤板生产线砂光粉尘回收再利用系统

在中密度纤维板生产过程中,热压后的毛板表面都存在着预塑化层,需要在后续的砂光工序中彻底砂去,否则,既影响产品的板面质量和粗糙度,又影响产品的装饰加工。预塑化层越厚,需要砂去的量就越大,对于多层热压工艺,此问题更显得特别突出。根据生产经验,毛板表面一般要砂去1.5～2mm,甚至高达2.2mm,所产生的砂光粉尘量约占总产量的14%。对于15万m3/a的中纤板生产线来说,如此大的粉尘量,如果按传统的方法来处理,只能作为热能工厂的燃料,但单靠热能工厂燃烧消化不了。因此,如何合理地处理和利用砂光粉尘,就成了一个不容忽视的问题,并且会明显地影响…     

基于超高压水切割法的木制工艺品加工参数优选与分析

在我国木材加工领域,数控超高压水射流技术的应用尚处于起步阶段,多用于珍贵木材的切割。为优化水切割在木材加工领域中的应用,笔者将中密度纤维板和意杨实木作为试验材料,采用正交试验法,以调砂速度、气干密度、水切割压力、进给速度、靶距工艺参数作为对其加工表面粗糙度的影响因素。利用数控工作系统设计CAD图案后进行的水切割试验,并通过对试件表面粗糙度的测量和相关计算,得到各工艺参数影响显著度程度及其最优方案。该研究对花式木地板及其木刻、木结构室内装饰板、红木家具等木制工艺品的加工领域提供工艺参数优选,具有较高的应用价值和现实意义。     

智能化木门砂光机床核心部件设计与研究

针对市场上缺乏阴刻木门砂光机,提出了阴刻木门砂光机床的设计。通过对阴刻木门砂光工艺的分析,利用三维软件SolidWorks进行整机建模,确定了规方铣削、侧边砂光和表面砂光3个部分的结构,并分别对切削力、窄带砂光机磨削力和宽带式砂光机磨削力进行计算,完成了各部分核心部件的设计研究,实现了阴刻木门砂光的自动化和智能化,且机床具有成本低,强度高,效率高等优点。     

软硬涂层刀具材料与木质复合材料的摩擦特性

【目的】分析软硬涂层刀具材料与木质复合材料的摩擦特性,为涂层硬质合金木工刀具的磨损及切削性能研究提供实践指导。【方法】测试Ti N硬涂层硬质合金、MoS_2软涂层硬质合金和未涂层硬质合金与木质复合材料的摩擦系数及磨损前后的粗糙度变化,研究涂层刀具材料与木质复合材料的摩擦特性。【结果】MoS_2软涂层硬质合金与中密度纤维板(MDF)、刨花板(PB)和木粉/PE复合材料(WFPEC)的摩擦系数明显低于未涂层硬质合金和Ti N硬涂层硬质合金,且Ti N硬涂层硬质合金低于未涂层硬质合金;PB与未涂层硬质合金、Ti N硬涂层硬质合金和MoS2软涂层硬质合金的摩擦系数明显低于MDF和WFPEC,且WFPEC低于MDF;未涂层硬质合金、Ti N硬涂层硬质合金和MoS_2软涂层硬质合金与MDF和PB的摩擦试验中,随着载荷增加,摩擦系数逐渐增大,而与WFPEC的摩擦试验中,随着载荷增加,摩擦系数没有明显变化趋势;与MDF磨损试验前后,未涂层硬质合金磨损表面粗糙度变化率最大,MoS_2软涂层硬质合金表面粗糙度变化率其次,Ti N硬涂层硬质合金表面粗糙度变化率最小。【结论】Ti N硬涂层材料和MoS_2软涂层材料可有效降低与木质复合材料的摩擦系数,且MoS_2软涂层硬质合金摩擦系数低于Ti N硬涂层硬质合金,而Ti N硬涂层硬质合金耐磨性能优于MoS_2软涂层硬质合金。     

木材抗剪强度与分形维数的关系及断口特征

【目的】研究木材剪切断口的断裂特征、断裂方向和分形曲线特征,计算剪切断口的分形维数;测量木材抗剪强度,利用线性回归探讨木材横向、纵向抗剪强度与分形维数的关系。【方法】以生长在黑龙江的杉松、银白杨、樟子松、白桦和紫椴为试验树种,根据纤维板生产和《造纸木片》( GB/T 7909—1999)对木片原料的尺寸要求,按照《木材物理力学试材锯解及试样截取方法》( GB/T 1929—2009),制作5种树种的剪切试验试件。通过剪切试验,采集木材断口形貌特征,获得断口分形曲线,测量木材断裂时所需的力。【结果】横向剪切试件时,无论试件是否软化,都沿剪切方向呈曲线断裂,断裂面高低不平;未软化的针叶材以弯曲较大的曲线断裂,阔叶材以弯曲不大、稍平直的曲线断裂,断裂表面相对平滑一点;软化后的针叶材以弯曲不大的曲线断裂,阔叶材以弯曲稍大的曲线断裂,个别伴有撕裂痕迹。软化后纵向剪切试件时,试件沿剪切方向呈直线断裂;针叶材、阔叶材的断裂特征差异不明显。横向剪切试件断口分形曲线呈细小的锯齿状或“Z字状”,软化后试件剪切断口分形曲线比未软化的略显复杂;软化后试件纵向剪切断口的分形曲线没有软化前、后横向剪切断口的分形曲线复杂。5种试验试件剪切断口的分形维数在2.047～2.133之间。软化后试件横向抗剪强度最低,纵向抗剪强度大于未软化试件横向剪切强度。【结论】各树种试件软化后的纵向抗剪强度与其断口分形维数之间存在着正相关关系,但相关性并不显著;横向抗剪强度与断口分形维数之间线性正相关。软化后试件横向抗剪强度最低,此情况下剪切木材最易断裂,因此建议在研磨解离木片时,应使原料软化,沿着横向剪切,这样消耗能量较小。     

粒度粒形分布特点对板材锯切和油漆砂光粉尘流动性的影响

【目的】对板式家具生产性粉尘的粒度粒形进行研究,分析粒度粒形分布特点对粉尘流动性的影响,为板式家具生产线除尘系统的设计与运行参数优化提供基础数据。【方法】以板式家具生产中板材锯切和油漆砂光粉尘为研究对象,采用图像法对粉尘的面积等效直径、长宽比、粗糙度、坚固度和钝度等粒度粒形参数进行分析,归纳粉尘的粒度粒形分布特征,分析其对流动性的影响。【结果】锯屑和砂光粉主要由粒径小于100μm的小颗粒构成,具有较强的悬浮和扩散能力。与锯屑相比,砂光粉的尺寸更细小,分布相对集中,具有更强的黏附性和凝聚性。锯屑和砂光粉的宏观形态不规则,具有长宽差异较大的几何比例,个体间形态差异大;但在介观上,二者都具有高度平整的表面织构,并且2种颗粒的形态都随粒度减小而趋于规则。与砂光粉相比,锯屑颗粒的形态不规则性更强,颗粒间的形态差异也更显著。【结论】锯屑和砂光粉都属于流动性差的颗粒,与二者的粒度粒形特征密切相关。2种粉尘的尺寸较小,颗粒间的黏附性凝聚性较强,限制了粉尘的总体流动性。在形态上,大颗粒的形态不规则,在运动中易相互咬合并在颗粒间形成孔隙;小颗粒虽然形态上相对规则,但易填充在大颗粒间的孔隙中,流动性也受到限制。     

三聚氰胺浸渍纸贴面刨花板铣削参数对加工质量的影响

【目的】采用硬质合金单齿柄铣刀铣削三聚氰胺浸渍纸贴面刨花板,对比不同铣削参数对刨花板铣削质量和铣削力的影响,为刨花板优质铣削加工利用提供理论依据。【方法】以刀具前角、铣削线速度、铣削深度为自变量,设计单齿柄铣刀铣削试验,对比不同铣削参数的铣削结果,研究刀具前角、铣削线速度、铣削深度对刨花板铣削质量和铣削力的影响;采用回归分析确定各铣削参数的显著性,建立铣削过程中铣削力和表面粗糙度的数学模型,通过响应优化确立最佳铣削参数范围并进行试验验证。【结果】1)刨花板铣削表面粗糙度随刀具转速增大而减小;2)铣削力随刀具前角增大而减小,随铣削线速度增大而减小,随铣削深度增加而增大;3)刀具前角、铣削线速度和铣削深度对切向铣削力和铣削质量的影响具有统计学意义,刀具前角、铣削线速度和铣削深度的交互作用对切向铣削力和铣削表面粗糙度具有显著贡献;4)当刀具前角、铣削线速度、铣削深度分别为5°、9.42 m·s^-1、1.5 mm时,可在保证铣削效率的基础上有效减少加工过程中的能耗、提高表面质量。【结论】刀具前角、铣削线速度、铣削深度等铣削参数对刨花板铣削质量和铣削力均有一定影响,这些参数...     

表面粗糙度对NIR预测落叶松基本密度的影响

【目的】对不同表面粗糙度的落叶松木材光谱进行分析,建立适合不同表面粗糙度的近红外模型,为提高近红外模型预测木材密度精度和普适性提供理论依据。【方法】以黑龙江省星火林场落叶松木材为研究对象,对未打磨（M0）、150目打磨（M1）和320目打磨样品（M2）的近红外光谱进行分析。分别采用11点移动平均平滑、基线校正（baseline）和SG平滑进行了光谱预处理以去除冗余光谱信息,采用人工选择、反向区间偏最小二乘法（BiPLS）和联合区间偏最小二乘法（SiPLS）完成波段优选,构建针对不同表面粗糙度的单一预测模型及包含3种表面粗糙度样品的近红外混合模型。【结果】M0样品包含的光谱信息要多于另外2种粗糙度,3种预处理方法中,SG平滑预处理的建模效果综合评价最好。基于3种波段优选方法分别建立M0、M1和M2的基本密度预测模型,SiPLS波段选择方法效果更好,对于M0、M1、M2这3种表面粗糙度样品,验证集相关系数R及均方根误差（RMSEP）分别为0.865 9和0.022 7、0.766 0和0.021 4、0.725 6和0.027 4。以3种不同粗糙度混合建立的SiPLS-混合预测模型,对于不...     

欧式木窗外边专用砂光机的设计

在欧式木窗外边专用砂光机总体设计的基础上,对以往的传统砂光机进行了一些改进设计:改进了侧向定位机构;增加了布轮与吸尘机构,起到精加工与除尘作用;导轨错开布置,保证木窗条无需人工调整,一次性被加工;增加震动磨削机构,使砂光表面更光洁,并运用ANSYS软件对关键部件支撑板进行有限元分析。     

重组竹表面涂饰工艺研究

【目的】重组竹作为近年来的新型复合材料，具有优良的物理力学性能和机械加工性能，应用于家具、建筑等多个行业。由于使用环境复杂且竹质材料有吸湿膨胀等特性，又经常处于高温高湿和微生物繁杂的条件下，材料耐久度和物理性能降低。探究重组竹表面涂饰工艺对漆膜性能的影响，有助于解决重组竹材料在复杂环境下导致材料耐久度和物理性能降低的问题。【方法】通过探究不同工艺条件下重组竹涂饰后漆膜性能的变化，主要研究涂饰工艺过程中砂光工艺、聚氨酯底漆涂布量、硝基漆面漆涂布量、干燥条件以及硝基漆面漆涂布次数对漆膜性能的影响。【结果】重组竹初期表面先用180目砂纸再用320目砂纸砂光；聚氨酯底漆涂布量为120 g·m^-2;中间层硝基漆涂布量250 g·m^-2基础上，硝基漆面漆涂布量为150 g·m^-2,涂布1次，漆膜附着力为1级、硬度为2H、耐磨性等级为1级、光泽度为70.6、耐水蒸气等级为2级。【结论】探明了重组竹初期砂光工艺、聚氨酯底漆涂布量、硝基漆面漆涂布量、干燥条件以及硝基漆面漆涂布次数的变化对漆膜性能都有很大影响，其中最佳的涂饰工艺为：用180...     

木材表面等离子体刻蚀和沉积碳氟薄膜的超疏水性

【目的】具有超疏水性的木材可以抑制或减小木材表面对水分的吸收,从而延长并提高木材的使用寿命及性能,研究木材表面等离子体刻蚀和沉积碳氟薄膜的超疏水性,为等离子体环境下超疏水性木材的制备提供科学依据和参考。【方法】以糖枫木径切单板为试验材料,首先采用氧等离子体在放电功率150 W、工作气压66 Pa的条件下对其表面进行不同时间的刻蚀,利用扫描电子显微镜和激光扫描共聚焦显微镜分析刻蚀时间对木材表面形貌和粗糙度的影响;然后以五氟乙烷和氩气的混合气体在放电功率120 W、工作气压133 Pa的条件下将低表面能的碳氟薄膜等离子体化学气相沉积在刻蚀后的木材表面以制备具有超疏水性的木材,利用接触角测量仪、扫描电子显微镜和X-射线光电子能谱仪研究木材表面的润湿性、表面形貌、元素组成及其化学环境,同时利用椭圆偏振光谱仪测量不同沉积时间下的薄膜厚度。【结果】刻蚀时间小于30 min时,木材表面的平均粗糙度(Sa)、均方面光洁度(Sq)和最大高低差(Sz)均随着刻蚀时间增加逐渐增大,而当刻蚀时间延长至45 min时,木材表面的平均粗糙度略有减小;当沉积碳氟薄膜的时间固定为40 s时,刻蚀时间对木材表面静态接触角的影响并不明显,但滚动角则随着刻蚀时间增加逐渐减小,且顺纹方向的滚动角均小于横纹方向;未刻蚀木材表面的静态接触角随着薄膜沉积时间增加逐渐减小,水滴与木材表面之间均表现出较强的黏附性;椭圆偏振光谱仪测量表明,薄膜厚度随沉积时间增加线性增大;刻蚀时间固定为15 min或45 min时,增加碳氟薄膜沉积时间对木材表面静态接触角的影响并不明显,但滚动角均随沉积时间增加呈先减小后增大的趋势;刻蚀45 min并沉积碳氟薄膜40 s的木材样品,其静态接触角高达160.6°±0.4°,沿顺纹和横纹方向具有最小滚动角,分别为11.5°±1.2°和14.7°±2.5°;XPS分析显示,木材表面沉积碳氟薄膜后F元素含量接近50%,薄膜中富含—C—CF_x基团及—CF_3、—CF_2和—CF等碳氟基团,说明所沉积的薄膜发生了高度交联。【结论】木材表面经等离子体刻蚀并沉积低表面能的碳氟薄膜不但可以制备出具超疏水性的表面(静态接触角θ大于150°),同时所制备的木材具有较小的滚动角,可以有效防止水滴黏附于木材表面。     

国产落叶松平行弦轻型木桁架静力承载性能

【目的】研究国产落叶松轻型木桁架的静力承载性能,为轻型木结构建筑的本土化发展提供科学依据。【方法】以国产日本落叶松和国产齿板为试验材料,设计制作2种工况共6榀跨度为4.8 m的平行弦轻型木桁架。通过静力承载试验,研究轻型木桁架的极限荷载、受力分布和破坏形式,并通过建立有限元模型与试验结果进行对比分析。【结果】P和L型轻型木桁架的极限荷载平均值分别为22.45和22.94 k N,是设计荷载的2.27和2.32倍,变异系数分别为7.9%和7.1%。P型轻型木桁架最终破坏为脆性破坏,主要破坏点为桁架三分点处(即集中荷载施加处)和两端斜腹杆连接节点;L型轻型木桁架在2倍设计荷载之后逐渐出现平面外变形,当侧向变形较大时失去承载能力。通过SAP 2000有限元模拟发现,节点挠度与试验结果基本相符,挠度最大值为跨中位置,并向两端逐渐减小;弯矩最大值和轴力最大值在桁架弦杆的三分点处和两端斜腹杆节点,与试验结果相符。【结论】2种轻型木桁架在设计荷载下承载性能均较好,但由于木材非均质特性及加工差异表现出一定的离散程度;较P型轻型木桁架而言,L型轻型木桁架承载能力略高,但其面外刚度较小易发生侧向变形,在实际应用中应采取措施减小侧向变形,而P型轻型木桁架面外刚度较大相对稳定,更利于实际应用;分析认为平行弦轻型木桁架的薄弱环节在端部节点和集中荷载施加处,SAP 2000有限元模拟可以有效预测轻型木桁架在实际应用中的受力和变形情况。     

榫头局部正交层板结构对直榫节点受力性能的影响

【目的】针对直榫节点受弯时榫头横纹变形较大、刚度和承载力较弱的问题,将"正交胶合木"概念引入直榫节点中,探讨榫头局部正交层板结构对直榫节点受力性能的影响,并提出合理的直榫节点"预增强"方法和参数为传统榫卯节点在现代木结构工程中的应用提供理论与技术支持。【方法】以花旗松普通层板胶合木为材料,设计制作18个足尺直榫节点试件,其中部分试件榫头不作处理(对照组),其他试件榫头加工成正交层板结构。通过节点抗弯试验分析直榫节点的破坏模式和工作曲线,计算得到节点的抗弯刚度和极限弯矩;提出复杂应力状态下的木材本构关系模型,建立直榫节点有限元模型,对其抗弯性能进行模拟。与试验结果对比并验证模型准确性后,基于模型对局部正交层板结构直榫节点进行参数分析,探讨正交层板厚度、宽度等参数对直榫节点受力性能的影响规律。【结果】对照组直榫节点主要破坏模式为榫头端部顶面和根部底面的局部横纹压缩变形,局部正交层板结构可有效缓解榫头横纹压缩变形。与对照组相比,4组不同局部正交层板结构直榫节点的抗弯刚度平均值提升14.0%～36.9%,而极限弯矩有升有降;数值分析结果与试验结果吻合良好;随正交层板宽度增加,直榫节点的抗弯刚度先升后降,而承载力先降后升;随正交层板厚度增加,直榫节点的抗弯刚度呈上升趋势,而承载力呈下降趋势;对本研究直榫节点,建议正交层板厚度与榫头厚度比值取0.25,宽度取210 mm。【结论】局部正交层板结构可提高直榫节点的抗弯刚度,通过合理选择参数还可提高直榫节点的承载力;采用强度和韧性较好的材料,如重组竹和钢板等替代木材层板,可进一步提高直榫节点的抗弯刚度和承载力。     

空心胶合木柱轴心受压性能研究

【目的】节能环保理念越来越受关注,木材作为绿色环保的可再生建筑材料可应用在工程中,目前国内木建筑中应用的木柱主要局限于原木圆柱,为了提高木材利用率,同时降低成本,改善受力性能,满足工程需要,提出一种新型的空心胶合木柱,并进行试验研究分析。【方法】使用相同尺寸拱形锯材作为骨架,利用环氧树脂胶粘剂进行胶合,制作3根空心胶合木柱试件进行轴心加载受压试验,研究空心胶合木柱的轴压力学性能,在试验过程中通过仪器记录应变、应力和位移等数据,主要分析木柱的竖向与横向应变、竖向与侧向位移、稳定承载力等特性,并利用ABAQUS有限元软件进行建模对比分析,探讨木柱最终破坏特征。【结果】空心胶合木柱破坏形态主要是整体压屈破坏,达到极限荷载80%左右时,承载能力快速下降,侧向位移随荷载增加而迅速增大,加载过程中存在多个增长台阶;与同截面积原木圆柱比较,理论承载力提高了4.3%,计算得承载能力稳定系数为0.9,材料缺陷对轴心承载力有影响;通过有限元建模分析,材料在弹性阶段理论值与试验值吻合程度较好。【结论】空心胶合木柱应用在实际工程中是可行的,能够满足工程使用需求,充分利用小型锯材,提高了木材利用率,降低了成本,相较于原木圆柱受力性能更好。