链锯切削毛竹性能试验与机理分析OA

【目的】为探明链锯切削毛竹过程中工艺参数对切削性能的影响规律,并建立适用于中空圆竹结构的机理表征方法。【方法】以3~5年生毛竹为试验对象,搭建链锯切削竹材试验台,选取链锯规格、竹材直径、进给速度和含水率作为试验因素,以峰值切削力和锯切比功为评价指标,开展单因素试验和L9(34)正交试验,并引入等效单齿平均切削厚度和归一化峰值切削力进行机理分析。【结果】含水率由40%增至80%时,峰值切削力由48.14 N降至34.29 N,锯切比功由13.4 J/cm^(3)降至8.1 J/cm^(3);竹材直径由70 mm增至110 mm时,峰值切削力由31.18 N增至52.4 N;进给速度由8 mm/s增至32 mm/s时,峰值切削力由26.44 N增至约90 N,锯切比功在24 mm/s附近较低。各因素对峰值切削力的影响程度由大到小依次为进给速度、链锯规格、含水率、竹材直径;影响锯切比功的主次顺序为链锯规格、进给速度、含水率、竹材直径。等效单齿平均切削厚度由0.07 mm增至0.41 mm时,峰值切削力由18.66 N增至101.51 N;归一化峰值切削力随等效单齿平均切削厚度的增大呈线性上升趋势,R2为0.702。【结论】链锯切削毛竹峰值载荷主要受单齿切屑负荷控制,含水率、竹材直径和链锯规格对切削性能具有修正作用。等效单齿平均切削厚度与归一化峰值切削力可用于表征链锯切削毛竹的刀齿负荷和单位有效切削面积受力强度。