基于三维表面形貌测定法的水切割木竹材工艺参数优化

为优化木竹材超高压水射流切割加工工艺参数,以红橡木和竹地板为对象,采用正交试验法,研究磨料流速、切割压力、进给速度、靶距对水射流加工试件表面粗糙度的影响,探索优化工艺参数。利用扫描探针式三维表面形貌测定法测量试件切割面的表面粗糙度值,分析三维表面形貌图。结果表明:红橡木磨料射流的试验影响因素排序为CADB;竹地板磨料射流的试验影响因素排序为BCAD。红橡木和竹地板优化工艺参数为:进给速度为250 mm/s,磨料流速为35 kg/h,靶距3 mm,切割压力为310 MPa。在此加工工艺条件下切割材料表面粗糙度相对较小,加工所得材料品质较好。     

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。     

数控超高压水切割机床的工件夹紧装置研究设计

基于提高超高压水射流切割机床加工木材和木质复合材料质量需要,依据动力学实验原理,以杉木为试件,采用动压力测试方法分别对杉木工件在自由状态下切割受力情况和对不同规格的杉木工件在自由状态与夹紧状态下的切割表面粗糙度进行了对比试验研究,并以此设计了与SQ-WJG40型高压水射流切割机床相配套的四气缸联动气压夹紧装置.     

超高压水射流切割木材的粗糙度分析

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。通过对3种地板生产常用热带木材的试验,分析木材气干密度、水切割压力、进料速度、石榴砂粒度和切削厚度等参数,对加工表面粗糙度的影响,为珍贵树种花式地板生产加工提供参考。     

应用超高压水射流切割木材的研究

采用超高压水射流切割木材,分析研究切割速度、切割压力、切割厚度等因素对切割木材表面质量的影响.结果表明,切割速度是切割木材表面质量的第一位影响因子,切割厚度达到25 mm以上,提高切割压力对切割表面质量的改善不明显.     

螺旋铣削浸渍纸层压木质地板的表面粗糙度

采用正交试验研究螺旋角、进给速度和铣削深度对浸渍纸层压木质地板(强化木地板)表面粗糙度的影响。结果表明:地板表面粗糙度随着螺旋角的增大呈减小趋势,随着进给速度和铣削深度的增大呈增大趋势;各因素对地板表面粗糙度影响的顺序为:螺旋角铣削深度进给速度。综合考虑实际生产效率和切削质量,建议浸渍纸层压木质地板螺旋铣削的铣削参数为:螺旋角70°、进给速度60 m/min、铣削深度0.4 mm。     

大果紫檀红木铣削加工特性研究

用3种不同的刀具分别对大果紫檀红木进行铣削加工,研究在不同的切削深度(a_p)、不同转速(n)和不同进给速度(v_w)下铣削力的特点,并观察这3种不同加工参数下、不同刀具铣削后大果紫檀红木切屑的形貌。实验结果表明:大果紫檀红木在3种刀具的铣削过程中,随着切削深度、进给速度的增加,刀具在X、Y、Z方向的力不断增加;随着转速的增加,X、Y、Z方向的力不断减小。因此为了提高大果紫檀红木的加工效率,应在增大切削深度与进给速度的情况下,同时提高转速来降低铣削过程的铣削力。研究铣削后大果紫檀红木的切屑形貌,发现切屑形貌主要受切削深度的影响,同时还与刀具的齿数有关,但受刀具材质的影响较小。     

CNC圆雕工艺参数对木制部件表面粗糙度的影响

CNC圆雕技术已被广泛应用,但业界对加工参数方面的研究比较少,大部分工人多是依靠自己的经验来设定参数,产品加工质量评定方法准确度不高。为探寻适合实木CNC圆雕雕刻加工规律,优化实木的数控雕刻加工质量,通过正交试验L_(16)(4~5)试验方案,针对树种、锥度球头刀刀尖直径、进给量及加工速度的工艺参数对木制部件表面粗糙度的影响进行试验研究,采用3D激光轮廓扫描仪对加工的木制部件的表面粗糙度进行检测。结果表明:刀具路径进给量的大小对圆雕制品的表面粗糙度、加工效率的影响较大;刀尖直径对部件表面加工质量及设备的加工效率有一定的影响;试验中所选择的加工速度对部件的表面粗糙度影响较小,树种对加工速度的影响主要取决于树种的构造及密度,对于密度低、纤维韧性好的树种,可适当提高加工速度,减少进给量来提高其表面加工质量。     

影响框锯锯切粗糙度的机理初探

推导出了框锯锯痕深度公式。该公式表明，齿距、锯料角、锯切速度以及进给速度等因素是影响框锯锯痕深度的主要因素。并分析了各因素对锯切粗糙度的影响机理。在结论中指出，框锯同样有每齿进给量与锯切表面粗糙度相互矛盾这一问题，解决的途径是减小锯料角的角度。     

红松水导纳秒激光烧蚀机制及加工试验

【目的】分析水导纳秒激光对木材表面的烧蚀机制,探讨有无水导系统参与下激光功率、切割速度对切缝宽度的影响,剖析木材切缝表面质量的影响因素,建立多元线性回归预测模型,为纳秒激光加工木材切缝宽度的预测提供理论依据。【方法】在介绍自行搭建水导纳秒激光试验台工作原理的基础上,分析水导纳秒激光对木材表面的烧蚀机制,深入剖析水射流与纳秒激光耦合作用下木材表面烧蚀的动态演化规律。以红松为材料进行水导纳秒激光加工切割试验,加工后多次测量切缝宽度取平均值。采用单因素试验方法,探讨有无水导系统参与下激光功率、切割速度对红松表面切缝宽度的影响;通过扫描电镜对加工后的红松切缝表面进行微观形貌表征,剖析有无水导系统参与下红松切缝表面质量;利用IBM SPSS Statistics 23对有水导系统参与下的试验数据进行多元线性回归分析,建立激光功率、切割速度、水流速度与红松表面切缝宽度的多元线性回归预测模型。【结果】切缝宽度随激光功率增加而增大,随切割速度增加而减小;当切割速度为50 mm·s~(-1)、激光功率为6 W时,无水导系统参与下红松表面切缝宽度最小为0.53 mm,有水导系统参与下红松表面切缝宽度最小为0.31 mm。切缝表面微观形貌表征显示,无水导系统参与下红松管胞内壁留有残留物,平滑度低,表面粗糙;有水导系统参与下红松管胞内壁清晰,几乎没有残留物,表面平滑,表面质量良好。通过多元线性回归分析,获得激光功率、切割速度、水流速度与切割宽度的关系,所建立的多元线性回归预测模型具有较好预测精度。【结论】利用水导纳秒激光加工木材,应控制好工艺参数与切缝宽度的关系,当切割速度较大、激光功率较小时,可获得最小切缝宽度。有水导系统参与相比无水导系统,切缝表面质量更好。     

切削速度和切削厚度对纤维板切削力和表面粗糙度的影响

研究了纤维板铣削过程中切削速度和平均切削厚度对切削力和表面粗糙度的影响。结果表明:平行进给方向的切削分力Fx和垂直进给方向的切削分力Fy都会随着切削刃在工件中位置的变化而变化;切削分力Fx的最大值、切削分力Fy正值的最大值与负值的最小值的绝对值,以及表面粗糙度均随着平均切削厚度的增加而增大;高速铣削时的切削分力Fx的最大值、切削分力Fy正值的最大值和负值的最小值的绝对值,以及表面粗糙度均小于低速铣削时;当加工表面粗糙度要求相同时,高速铣削时的平均切削厚度可大于低速铣削时。因此,高速铣削不仅可以提高加工效率,还可以改善表面的加工质量。     

磨削参数对木材砂带磨削能耗的影响

磨削加工是木质材料加工中非常重要的环节,直接影响产品加工精度和表面质量。目前关于木材磨削加工的理论研究不足,磨削工艺参数和动力配置不合理,导致磨削加工能耗较高。采用5因素5水平正交试验,考察了磨削深度(T_s)、砂带磨料粒度(G)、砂带速度(V)和进给速度(U) 4个磨削参数,以及磨削方向与木材纹理的夹角(λ)对砂带磨削杨木和红松时的空转功率(P_i)、有功功率(P_a)、磨削功率(P_s)、磨削力做功功率(P_sf)及功率利用率(μ)的影响。采用BP(back propagation)神经网络系统建立木质材料砂带磨削P_sf和μ的仿真模型,最后用功率利用率的直观分析法对磨削工艺参数进行优化。结果表明:磨削参数对Psf的影响顺序为U>T_s>V>G,且都为高度显著影响因素;对μ的影响顺序为T_s>G>V>U,T_s为高度显著影响因素,G和V为显著影响因素。最佳功率利用率(高磨削效率)的磨削方案为:磨削深度0.1 mm,砂带速度10.74 m/s,进给速度5.16 m/min,磨料粒度60目,杨木横纹磨削,红松斜纹磨削。平均功率利用率45%,最大功率利用率78%,最小功率利用率21%。     

仿古涂饰工艺对改性杨木漆膜表面粗糙度的影响

以试件轮廓算数平均值作为表面粗糙度的判别标准,采用格丽斯仿古涂饰工艺对改性杨木进行表面涂饰,分析涂饰工艺对改性杨木表面粗糙度的影响。结果表明:砂纸目数对改性杨木表面漆膜粗糙度影响最大,底漆喷涂道数影响最小。漆膜粗糙度优化工艺条件为底漆喷涂道数2道、砂纸目数240目、素材修色喷涂道数1道、表面修色道数1道。     

结构用指接材制造中工艺参数对齿梳表面粗糙度的影响（英文）

指接材齿梳加工后的表面粗糙度对指接材的胶合质量具有重要影响,它受木材密度等性能指标和刀具磨损时间等加工工艺参数的影响。笔者研究了不同齿梳类型对其表面粗糙度及结构用指接材胶合性能的影响。试验用规格材材种为加拿大黑云杉(Picea mariana),分为1500f-1.4E和2250f-1.9E两个等级。齿梳长度分为12.7和28.3 mm两种。指接材试件在刀具切削磨损10和60 min后获取。试验用Veeco三维非接触式光学轮廓检测仪测量了齿梳表面粗糙度,并以平均粗糙度(Sa)和均方根梯度(Sdq)表示。此外,用力学试验机测量了指接材的弯曲弹性模量(MOR)和极限拉伸强度(UTS),以评价其胶合性能。研究结果表明:齿梳部位的Sa随着木材等级、齿梳长度和刀具磨损时间的增加而显著增加,但Sdq没有明显变化;Sa可以用作评价齿梳部位表面粗糙度的一个主要指标;所选用材料和加工参数均能获得具有良好胶合性能的指接材;在研究所选参数范围内,齿梳表面粗糙度对指接材的MOE和UTS没有显著影响。     

气鼓轮砂带砂光饰面中密度纤维板的磨削力与表面粗糙度

【目的】探究气鼓轮砂带砂光参数对磨削力的影响以及磨削力与砂光表面粗糙度的关系,为更好控制气鼓轮砂带砂光木(板)材的表面粗糙度提供理论参考。【方法】开展气鼓轮砂带砂光饰面中密度纤维板的单因素试验,运用流体腔理论建立气鼓轮砂带砂光饰面中密度纤维板的有限元模型,基于有限元模型和单因素试验,探究气鼓轮气压、进给量、轴平行度误差对磨削力和砂光表面粗糙度的影响,并分析磨削力与砂光表面粗糙度的关系。【结果】随着气鼓轮气压、进给量、轴平行度误差增加,试件总磨削力增大,但其引起总磨削力增大的原因不同;试件接触中心节点法向应力大小主要与气鼓轮气压有关;对应同一试件的中间区域(6～59 mm),气鼓轮气压组和进给量组试件的局部磨削力近似相等,轴平行度误差组试件的局部磨削力与位置近似线性相关;气鼓轮气压对试件磨削力和表面粗糙度影响较小,进给量可较明显改善试件表面粗糙度;试件表面粗糙度与局部磨削力的线性拟合相关系数R²为0.975,与总磨削力的线性拟合相关系数R²为0.871,表面粗糙度与局部磨削力的线性相关性更好。【结论】气鼓轮砂带砂光饰面中密度纤维板的有限元模型可...     

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。     

被磨削工件进给力分析与安全防护措施（二）

4　被磨削工件受力状况实测为了确定宽带砂光机中被磨削工件在稳定进给条件下 ,砂光机的运行工艺条件 ,其中包括 :a)不同材质工件与进给带之间静态和动态摩擦系数、最小正压力等 ;b)不同进给速度、磨削用量、砂带粒度和不同材质等条件下 ,作用在木材工件上的作用力。4 .1　试验工艺参数试验的任务之一 ,是确定切向力与正压力比值最大时磨削加工的运行条件 ,试验目的是要较为详尽地研究五个加工工艺参数 (见表 1)对工件受力状况的影响 ,从木材基本切削原理上推测 ,这五个参数对研究的最终结果都将有直接的影响。表 1　试验工艺参数Tab.1　 P…     

木材水导纳秒激光加工设备设计与试验

传统木材激光加工技术容易使木材表面产生严重的烧蚀现象并带有残炭等残留物,造成木制品外观和表面质量较差,针对这一系列问题,提出木材水射流辅助激光加工技术,根据拟定的设备总体方案,设计木材水导纳秒激光加工设备,并对其进行加工试验。结果表明:设备设计较为合理,当厚度为2 mm、切割速度为50 mm/s、激光功率为6 W时,水曲柳表面切缝宽度仅为0.18 mm,切缝表面质量较好。     

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。     

激光加工桦木切削效果分析

针对激光加工桦木，研究激光机技术参数对其切削效果的影响规律。以激光机光强、进给速度为影响因素，缝深、缝宽、炭化影响区宽度为切削效果，分析光强、进给速度对桦木切削效果的影响规律，并提出了变化率的概念，分析了两因素变化对切削效果的影响程度。结果表明：激光机单因素技术参数对某一切削效果的影响规律并不是单调函数，存在交互作用。在生产中可根据所需的切削效果选择合适的技术参数组合，如激光切割含水率11%的桦木，为获得切缝深度约2 000μm、切缝宽度约300μm、切缝单侧表面炭化影响区宽度约30～50μm的切削效果，及最大程度提高生产率，可采用较高的进给速度80 mm/s，并对应选择激光强度60%。