刀具材料及切削参数对木材切削表面质量影响研究

发布时间：2017-06-04 19:07

  本文关键词：刀具材料及切削参数对木材切削表面质量影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：木制件表面粗糙度是评定木材制品表面质量的重要指标,对表面的摩擦磨损、密封性能、胶料与涂料的消耗量、涂漆及装饰质量有极大影响,在设计加工工艺和确定加工余量时,都要考虑木制件表面粗糙度的要求。木制件表面粗糙度也是木制件表面质量检测的重要内容。近年来,国内外对于木材表面粗糙度的研究主要集中在木材表面粗糙度的测量方法和成型机理上。很少将研究重点放在直接参与切削的刀具和刀具材料上,对于切削参数与粗糙度之间的关系影响研究也相对较少。铣削加工时,不同切削参数的设置直接影响着木材切削表面质量,同时,刀具材料成分、刀具硬度及刀具刃磨后的锐利程度不同,刀具材料与被加工材料分子的亲合程度不同,前后刀面与切屑和加工表面间的摩擦系数等均有所不同,不同材料刀具加工的工件表面粗糙度会有差异。第一步通过单因素试验,试验均用直径12mm的双刃直柄铣刀,铣削研究加工时的主要参数主轴转速和进给速度以及刀具材料对木材表面粗糙度轮廓算术平方根Ra和微观不平度十点高度Rz的影响,结果表明三个变量对木材铣削表面粗糙度都有一定程度的影响。总体来看,在一定范围内,随着主轴转速的增加,表面粗糙度Ra和Rz值减小;进给速度越慢,表面质量效果越好;不同刀具材料对木材切削表面粗糙度有直接的影响,影响关系并非是严格的线性关系。第二步通过单指标正交试验,研究金刚石、硬质合金、高碳钢刀具切削时,三个主要切削参数,主轴转速、进给速度、铣削深度对四种木材表面粗糙度Rz的影响。通过极差分析、方差分析,分析影响因素的主次及显著性,并确定最佳加工参数。结果表明:硬质合金切削花旗松和南方松得到的表面质量好于其他两种刀具,相对稳定;高碳钢切削柞木得到的表面质量好于其他两种刀具;金刚石切削阔叶黄檀得到的表面质量好于其他两种刀具。在试验设定的条件下,对于阔叶黄檀,用金刚石刀具在主轴转速为11000r/min,进给速度为1000mm/min,铣削深度为1mm的条件下切削时,可以得到最好的切削表面质量;对于柞木,用高碳钢刀具在主轴转速为11000r/min,进给速度为1000mm/min,铣削深度为2mm的条件下切削时,可以得到最好的切削表面质量。对于南方松;用硬质合金刀具在主轴转速为9000r/min,进给速度为1000mm/min,铣削深度为1mm的条件下切削时,可以得到最好的切削表面质量;对于花旗松,用硬质合金刀具在主轴转速为11000r/min,进给速度为1000mm/min,铣削深度为1mm的条件下切削时,可以得到最好的表面质量。最后根据试验数据Rz值,对四种木材铣削后表面粗糙度进行多元线性回归分析,并建立数学模型,这些模型能够较为准确的预测木材在不同切削条件下的表面粗糙度,为实际生产和相关研究提供一定的理论依据。
【关键词】：表面粗糙度 刀具材料 切削参数 最佳工艺参数 预测模型
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS643
【目录】：

• 致谢3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 引言9-10
• 1.2 影响木材表面粗糙度的因素10-11
• 1.3 粗糙度测量标准及评定参数11-12
• 1.4 国内外研究现状12-15
• 1.4.1 木材表面粗糙度研究现状12-14
• 1.4.2 木工刀具材料研究现状14-15
• 1.5 本论文主要研究内容15
• 1.6 研究的目的与意义15-16
• 第二章 切削试验16-35
• 2.1 木材加工特点16-18
• 2.1.1 概述16
• 2.1.2 木材强度16-17
• 2.1.3 切削方向17-18
• 2.2 木工刀具材料18-19
• 2.3 切削理论19-21
• 2.3.1 切削的基本概念19-21
• 2.3.2 铣削21
• 2.4 试验材料与设备21-24
• 2.4.1 试验材料21
• 2.4.2 加工设备21-22
• 2.4.3 加工刀具22-23
• 2.4.4 检测仪器23-24
• 2.5 试验方案与设计24-27
• 2.6 试验数控编程及实际加工27-35
• 2.6.1 数控加工技术路线27
• 2.6.2 试验编程应用软件27-29
• 2.6.3 数控编程29-34
• 2.6.4 试件装夹固定34
• 2.6.5 试件切削加工34-35
• 第三章 单因素试验结果与讨论35-41
• 3.1 主轴转速对表面粗糙度的影响35-37
• 3.2 进给速度对表面粗糙度的影响37-38
• 3.3 刀具材料对表面粗糙度的影响38-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 正交试验结果与讨论41-61
• 4.1 硬质合金刀具切削正交试验结果与分析41-47
• 4.1.1 硬质合金刀具切削木材表面粗糙度试验41-47
• 4.2 高碳钢刀具切削正交试验结果与分析47-53
• 4.2.1 高碳钢刀具切削木材表面粗糙度试验47-53
• 4.3 金刚石刀具切削正交试验结果与分析53-59
• 4.3.1 金刚石刀具切削木材表面粗糙度试验53-59
• 4.4 本章小结59-61
• 第五章 木材切削表面粗糙度线性回归分析61-71
• 5.1 多元线性回归概述61-64
• 5.2 木材表面粗糙度预测模型的建立64-70
• 5.2.1 阔叶黄檀表面粗糙度多元线性回归分析65-66
• 5.2.2 花旗松表面粗糙度多元线性回归分析66-67
• 5.2.3 南方松表面粗糙度多元线性回归分析67-69
• 5.2.4 柞木表面粗糙度多元线性回归分析69-70
• 5.3 本章小结70-71
• 第六章 结论71-73
• 参考文献73-76

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 王明枝,王洁瑛,李黎;木材表面粗糙度的分析[J];北京林业大学学报;2005年01期

2 宋莎莎;赵广杰;;木材宏观细胞堆砌构造图案的情感心理表达[J];北京林业大学学报;2011年03期

3 宋莎莎;费本华;王晓欢;;木结构住宅人居环境的综合性能评价[J];四川建筑科学研究;2013年01期

4 孙国平;刘磊;李亚辉;王井井;胡现芝;;硅基聚晶金刚石的性能与物相分析[J];中原工学院学报;2015年04期

  本文关键词：刀具材料及切削参数对木材切削表面质量影响研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：421853