木材加工机械的单板缺陷检测和自动挖补技术研究

胶合板是多层单板经过粘接形成的木材产品,在建筑、家具和包装等行业广泛应用。提升单板质量和加工效率是胶合板生产中的重要问题。由于从旋切机生产的单板不可避免存在节疤、裂缝、孔洞等缺陷,因此需要单板挖补机进行修补。目前国内单板挖补普遍依靠人工,工作过程包括挑选缺陷和冲孔机修补2个步骤。由于缺陷挑选和放置过程完全依靠操作员主观判断,缺乏明确的挖补标准和高效的工艺流程,因此挖补效果往往难以保证。从单板缺陷检测和挖补机构和机床2个方面,综述了单板缺陷自动挖补技术和单板挖补机数字孪生技术的国内外研究现状,总结了目前存在的问题并指出了未来发展趋势。

木材切削与刀具多级递推式实验教学改革

针对木材切削与刀具实验教学中存在的痛点问题进行改革,构建“演示实验—基础实验—综合实验—创新实验”多级递推式实验教学体系。实验课程采用教学素材库平台展示、突出理论知识转化实践认知、多门专业课程交叉融合、科学研究导向等创新措施,有助于学生对理论知识的掌握,锻炼学生的实践技能和综合能力。

木工刀具磨损机理及抗磨技术

分析了木工刀具的磨损机理,指出机械擦伤磨损是碳钢刀具的主要磨损机理;腐蚀磨损是硬质合金刀具的主要磨损机理。介绍了国内外刀具抗磨技术的研究现状及在木工刀具中的应用情况。

三维木材切削虚拟仿真与木工刀具参数优化研究

利用ANSYS的Solid95单元构建木材切削三维模型并对切削过程进行有限元分析,通过分析可获得不同刀具前角所对应的最大有效应力并推断最优前角的角度值。取不同前角试制木工刀具,将其安装到小木块加工机上进行试验,结果表明,优化结果与试验结果基本一致。利用该方法可对木材切削过程进行分析及对刀具进行优化设计。

基于有限元数值模拟的木工刀具几何参数优化

针对一款木工柄铣刀,在综合考虑切削过程中切削力和切削温度的变化规律,得到15°～23°范围内的前角为较好的刀具设计角度。与传统刀具参数优化方法相比较,使用有限元数值模拟优化方法,可比较快的定位木工刀具参数优化范围,大大减少刀具设计时间及成本。

热处理材的铣削加工性能分析

考察热处理对木材机械加工性能的影响,为优化热处理材的加工工艺提供借鉴,在本试验确定的加工参数条件下,对热处理柞木进行了铣削加工。试验结果表明,相比对照材,铣削加工热处理材时刀体的温度更低,在加工过程中排放的较小粒径粉尘的比例增加,热处理材加工面的粗糙度与对照材并没有显著差异。

润滑冷却介质对刀具与木材表面之间摩擦系数的影响

在柚木、樟子松、杉木木材表面,分别喷或刷涂液体石蜡,石墨粉末、聚四氟乙烯(PTFE)粉末及两者混合物,切削油、水性切削液、纳米级亲金属切削油等润滑冷却介质,评估介质对刀具与木材表面之间摩擦系数的影响。结果表明:石墨粉末、PTFE粉末及两者混合物、切削油等介质可减小刀具与木材表面之间的摩擦系数,其中石墨与PTFE粉末混合物的润滑作用相对明显。

暗直榫欧式木窗专用数控机床主轴的有限元分析

通过主轴模型的建立、网格的划分、边界条件的设置和载荷的施加、刚度与强度分析以及模态分析,对暗直榫欧式木窗专用数控机床主轴的静态特性进行了有限元分析。结果表明:主轴加载后的最大位移出现在主轴最下端,且最大位移值为0.114mm,是在误差的允许范围;对主轴的应力、应变进行了分析,得到主轴的最大应力为282.76MPa,小于主轴的许用应力[σ]=355MPa,符合主轴的设计要求;对主轴进行了模态分析,得到主轴前6阶固有频率,当机床工作时的固有频率低于主轴的1阶固有频率时,就不会引起机床的共振。并获得了主轴的位移云图、应力应变云图,验证其刚度在静态下均在许用范围内,可满足设计要求。

现代木工刀具材料与展望

介绍了构成木工刀具材料的各种物质的化学成分及其物理力学性能、刀具材料新品种、新牌号，以及刀具材料与被切工件在物理、力学和化学性质匹配方面的重要性，并对未来木工刀具材料的发展提出预测和展望。

表面涂层木工刀具的研究进展

介绍几种表面涂层木工刀具的加工方法和使用状况,分析表面涂层刀具的切削特点和磨损形态,概述了国内外研究进展。研究成果表明,涂层处理可以延长刀具使用寿命,减少刃磨和换刀时间,提高生产效率和表面加工质量。

减少木材加工企业粉尘污染的切削技术

木粉尘是我国木材加工企业环境污染及产生职业病的主要原因,为控制木粉尘产生量和散发量,笔者从切削及刀具技术角度探讨了降低空气中粉尘浓度的途径;指出粉尘是木材切削加工的产物,其产生量与散发量直接与木材切削方式、切削条件和刀具的结构密切相关;提出研究无屑、少屑和顺畅排屑等方面木材切削和刀具技术的重要性。综述了激光、高压水喷射等特种木材切削技术的研究及应用现状;介绍了金刚石木工铣刀及超薄硬质合金圆锯片等先进刀具技术;探讨并分析了影响木粉尘产生量的切削因素。指出我国大多数木材加工企业工作车间或作业场所的空气中,粉尘浓度严重超标,因此,研究和开发具有环保特点的绿色切削技术和木工刀具制造技术具有重要意义。

平推刨的设计视角探析

本文为了例究中国古代木作行业中平木工具之平推刨的设计特点,选取用于木材表面加工工艺传统的木作工具平推刨,从其材料、构造、形态三个设计角度进行分析,突出其作为"中国传统木作加工工具"经典案例的价值体现。进而得出平推刨在设计各个环节都体现出优良的工艺特点,代表了中国设计传统的特色。作为传统设计造物的经典代表之一,平推刨在功能与审美设计的巧妙结合,一定程度上展现出古代匠师的良好设计思维方式。

浅谈声发射的小波分析与木工刀具磨损检测

介绍声发射概念、声发射信号处理方法、计测系统及小波分析技术检测声发射信号奇异性的原理,分析奇异性指数和刀具磨损的对应关系,并提出了声发射检测木工刀具磨损的实验模型。

木质复合材料加工刀具磨损研究进展

由于优质天然木材资源的日益缺乏,人造木质板材已被消费者广泛接受和使用。其中,木质复合材料具有天然植物纤维和高分子聚合物这两种不同材料所包含的双重性能,是目前最受青睐的高性能材料之一。木质复合材料通常采用熔融挤出或热压复合而直接成型为型材、板材或其他制品,但对于具有特殊型面、尺寸和装配要求的产品往往需要进行二次加工(如车削、铣削、钻削等)。然而,受木质复合材料各向异性和非均匀性等特性的影响,在加工过程中其切削性能不像金属类各向同性的材料表现出很强的规律性,刀具易产生黏着、剥落、氧化等问题,造成刀具严重磨损,大大降低了刀具寿命和工件加工质量。因此,国内外许多研究人员对木质复合材料加工刀具的磨损进行了研究,以寻求最佳的加工参数和刀具材料提高工件的加工工艺性和经济性。笔者对近几十年来木质复合材料加工过程中刀具磨损的问题进行了深入分析,就刀具的摩擦特性、磨损因素(切削参数、工件材料、刀具材料和几何参数、加工环境)、磨损在线监测等方面对刀具的磨损规律进行了总结,并探讨了未来的研究方向。

当代木工刀具的发展概况

重点分析了锥形装刀卡套(SK)和中空锥形装刀卡套(HSK)的特点及应用;介绍了热装夹和压力收缩装刀卡套结构及特点;解释了液压夹紧轴套的原理并介绍了其应用场合;此外,还介绍如DFC、低噪声和金刚石涂层等新型刀具。

木材切削原理与刀具课程教学改革

根据普通高校木材科学与工程专业的培养目标和要求,分析了课程教学过程中存在的问题。对教学内容进行调整更新,增加实践教学内容,丰富教学方法,将抽象知识形象化,有效提高学生对木材切削原理及刀具的认知能力,激发学生学习的主动性和积极性,提高教学效果。

基于ANSYS的纳米复相陶瓷木工刀具虚拟优化设计

提出将纳米复相陶瓷刀具应用到木质材料加工中。首先证明了利用ANSYS的Solid95单元所构建的三维模型对木材切削过程进行有限元分析的可行性;然后通过ANSYS程序计算不同纳米复相陶瓷刀具前角所对应的最大有效应力,并推断最优前角的角度值;最后通过实验进行比较,证明优化结果与实验结果基本一致。利用该方法可对木材切削过程进行分析及对刀具进行优化设计。另外,还通过实验证明了纳米复相陶瓷刀具比普通硬质合金刀具耐用度高,适合进行木质材料加工。

木工机械与刀具实验课教学改革研究

木工机械与刀具实验是培养木材科学与工程专业学生实践技能和综合能力的重要手段,改革其实验教学过程对提高教学效果具有重要意义。文章对河北农业大学木工机械与刀具实验课教学模式和方法进行改革探索,提出若干改革措施,包括维护原有实验条件、增加新的试验设备、根据实验条件和学生的基本知识结构合理设置实验内容;采取以学生为主体探究、互动式的教学模式,以废弃设备为对象,开设拆装试验;突出实验内容的综合性和连贯性;建立有效的考核机制,旨在提高实验教学效果、培养动手能力强且具有创新精神的高素质人才。

木质材料CNC数控加工刀具的选择与切削用量确定

根据木材数控加工的特点,铣削加工要素,材料性质等几方面介绍了木质材料CNC数控加工刀具技术参数、角度参数、结构形式、切削用量的选用原则和方法。

木工铣刀的选用

依据木材铣削要素、材料性质、铣刀切削方向、稳定性和安全性几方面介绍了木工铣刀主要技术参数、角度参数、结构形式、回转方向、切削用量、运转稳定性和加工的安全性选用的原则和方法。