鼓式削片机的切削数值模拟及刀辊优化设计

发布时间：2020-04-17 10:19

【摘要】：人造板是将植物原料经机械加工而成的胶合压制品,广泛应用于与人民生活密切相关的建材家居领域。鼓式削片机是人造板切削加工过程中最基本的设备,用以制备人造板所需的单元木片。鼓式削片机市场使用率较高,但切削加工过程中耗能大,能源利用率低,切削部分能量利用率不足总能量的25%。因此,对鼓式削片机切削力加以研究进而对鼓式削片机结构参数优化,有助于完善鼓式削片机切削理论,提高其使用寿命和能源利用率;利用优化结果制定刀辊制造工艺路线,为鼓式削片机刀辊制造提供帮助。基于木材切削原理,从切削速度、进给速度和深度、刀具磨损着手,探讨其对切削能耗的影响。研究鼓式削片机切削过程中工件的受力情况,确定工件的破坏形式属于Ⅱ-Ⅲ复合型裂纹扩展,运用断裂力学理论分析工件断裂过程中裂纹扩展情况,建立鼓式削片机作用下工件复合型裂纹扩展力学模型,借助MATLAB软件分析各变量对工件裂纹扩展所需剪切分力FⅡ、剪切分力FⅢ和总切削力F的影响。剪切力F随着裂纹极角φ的增加先增大后减小;随断裂角γ0增加而增大;工件裂纹扩展所需剪切力F分别与切削厚度b、切削宽度l和切削角θ呈正比关系。基于ADAMS软件环境探究刀辊转速、切削角及工件直径等递增时,工件所受剪切力的变化规律;利用ABAQUS软件对工件裂纹扩展加以数值模拟,并分析切削角和刀辊转速不同时裂纹扩展应力应变变化情况。总切削力F和剪切分力FⅡ随刀辊转速增加由平稳转为增长趋势,随切削角呈先增大后减小趋势,与工件直径呈正比趋势;剪切分力FⅢ随转速增加呈增长趋势,随切削角呈先减小后增大的趋势,随工件直径增加呈先增长后平稳趋势。基于遗传算法,以底刀安装角β和刀具位角φ为设计变量,以切削功率为目标函数构建数学模型,运用MATLAB软件进行优化,优化后的鼓式削片机的能量利用率提高了约2%。以刀辊为制造对象,以优化结果为加工参数,选择加工设备,对鼓式削片机刀辊加工工艺路线加以分析。
【图文】：

东北林业大学硕士学位论文作时应满足以下几个条件：逡逑保各部件安全可靠、达到安全生产的规范要求；逡逑保飞刀与底刀之间的最小距离便于调节，并且飞刀安装牢靠，，提性；逡逑可能的确保切削速度均匀；逡逑备具备一定的减震作用，使得整机系统稳定性好、抗震能力强。逡逑片机的结构方案逡逑机是木材生产加工的基础设备之一，根据物料输送方式的不同设鼓式削片机和倾斜式鼓式削片机。逡逑式削片机的物料输送装置水平安设，如图２－１所示为其总体结构动机驱动喂料辊将被加工件输送至待加工区域，这种运料方式可定得抗震性。逡逑Ｉ逦２逦３邋４逦５逦６逡逑

－机驱动喂料辊将被加工件输送至待加工区域，这种运料方得抗震性。逡逑Ｉ逦２逦３邋４逦５逦６逡逑｜邋＇丨奏Ｃ逡逑１．电动机２．带轮３．筛网４．刀辊５．底刀６．喂料辊逡逑图２－１水平式鼓式削片机装配图逡逑，倾斜式鼓式削片机的物料输送装置倾斜安设，被加工件刀切削区，此种运料方式节省能源，但是对物料的固定作生产的木片质量层次不齐、合格率低。因此，本文以水平
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS64

【参考文献】

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本文编号：2630757