竹节部切屑形成机理的研究

论文摘要

随着对竹类资源利用的日益增加,特别是竹材人造板的广泛应用,竹材机械加工中的各种现象已引起广泛关注。竹材的切削加工是其中至关重要的一个环节,在竹材的切削中,常会遇到和木材切削不同的问题。对竹材切削原理的研究已是竹材加工利用领域急需开展的一项任务。　本文运用压电测力技术测量竹材切削过程中的切削力,采用CCD 摄像技术拍摄切削过程,然后分析切削力和切削区变形以及切屑形成之间的关系。　选用炭化和本色两种竹材并分别制作了专门的竹节部和节间材试件,对竹材的纵向、　横向及端向(每个方向又分为径向和弦向两个不同切削方向)等三个主要切削方向的切削过程分组加以研究。在每个小组内,运用正交试验设计方法安排试验,研究了在不同切削厚度、含水率和刀具前角下切削竹材的切削力和切屑形成情况。　纵向切削和横向切削都能形成三种切屑类型,而端向切削只能形成二种切屑类型。　采用准平衡悬臂梁的力学模型,提出了在上述三个方向进行切削时各类切屑形成的机理及判据,得出了形成各类型切屑的条件。　在试验条件相同的情况下,对竹节部和节间材切削,会形成相同类型的切屑,即其切屑形成机理相同。但由于竹节部维管束排列方向的特殊性,在某些情况下,竹节部的切削力、切屑形态以及加工表面质量都和节间材有所差异。　炭化竹材力学性能较本色竹材有一定降低,导致炭化竹材的切削力要较本色竹材略小,加工表面质量略有降低,但切削炭化竹材和本色竹材形成的切屑类型是一致的。　竹材的大部分力学性能在径向和弦向差异并不大,其它试验条件相同时,在这两个方向上切削形成的切屑类型是一致的,切削力差异也不显著。　在竹材的纵向、横向及端向切削试验中,切削厚度对切削力的影响都是同样显著的,切削力随着切削厚度增加而增大;在竹材的纵向、横向及端向切削试验中,竹材含水率对切削力的影响也都是同样显著的,当竹材含水率从绝干增加到平衡含水率时,切削力随含水率的增加而增大,而从平衡含水率增加到饱和含水率时,切削力则随含水率的增加而减小。在竹材的纵向、横向及端向切削试验中,刀具前角对切削力的影响都不显著。

论文目录

• 1绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 木材及竹材切削原理的研究现状
• 1.3 研究内容及手段
• 1.4 研究的理论及实际价值
• 2试验装置
• 3试验
• 3.1 术语说明
• 3.2 刀具
• 3.3 试材
• 3.4 切削速度
• 3.5 试验设计
• 3.6 试验进行
• 4纵向切削试验
• 4.1 试验结果
• 4.2 切屑分类
• 4.3 切屑形成的力学分析
• 4.4 各组试验结果的比较
• 4.5 试验因素对切削力的影响
• 4.6 结论
• 5横向切削试验
• 5.1 试验结果
• 5.2 切屑分类
• 5.3 切屑形成的力学分析
• 5.4 各组试验结果的比较
• 5.5 试验因素对切削力的影响
• 5.6 结论
• 6端向切削试验
• 6.1 试验结果
• 6.2 切屑分类
• 6.3 切屑形成的力学分析
• 6.4 各组试验结果的比较
• 6.5 试验因素对切削力的影响
• 6.6 结论
• 7结论和设想
• 7.1 结论
• 7.2 设想
• 8参考文献