中密度纤维板和红松磨削过程材料去除机理的研究

作     者：张健 罗斌 刘红光 李黎 Zhang Jian;Luo Bin Liu;Hongguang;Li Li

作者机构：北京林业大学材料科学与技术学院北京100083 

基　　金："十三五"国家重点研发计划项目(2018YFD0600304) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2017JC11) 

出 版 物：《北京林业大学学报》 (Journal of Beijing Forestry University)

年 卷 期：2018年第40卷第11期

页      码：123-130页

摘      要：【目的】磨削作为一项木质材料精加工技术,研究木质材料磨削过程中的材料去除行为对提高磨削效率和加工表面质量具有重要意义。【方法】本研究设计了木质材料单磨粒磨削实验平台,采用横向划擦法,利用扫描电镜和3D轮廓仪考察了单磨粒在中密度纤维板(MDF)和红松(Pinus koraiensis)表面形成的划擦痕迹形貌,并测定了相关特征参数,分析了最大磨削深度、沟壑面积对隆起比的影响,并根据磨粒与试件接触过程中磨削力、综合摩擦系数的变化情况,研究磨粒引起的材料变形。定义λ为划擦方向与木材纹理方向之间的夹角。【结果】与金属磨削过程不同,中密度纤维板和红松划擦时形成的隆起区域很小。红松横纹划擦时(λ=90°),被磨粒切刃横向割断的木材在试件表面形成断茬,局部接触区域发生压溃式切削。红松顺纹划擦时(λ=0°),隆起比集中在0～0.05,而中密度纤维板的隆起比呈现高度离散。在对红松进行横纹划擦时,法向磨削力Fn和切向磨削力Ft均呈剧烈振荡,而在中密度纤维板和红松顺纹划擦过程中,Fn和Ft都近似符合正态分布,并且随着磨粒切入试件深度的不断增加,Fn和Ft均随之增大,最大值出现在最大切入深度处附近。就中密度纤维板而言,Fn大于Ft,而红松顺纹划擦时Ft略大于Fn。无论是中密度纤维板还是红松顺纹划擦时,磨粒切入试件形成沟壑后半段的综合摩擦系数略大于初期。【结论】红松磨削过程中,其内部的孔隙(如轴向管胞、解剖学上的植物内部腔洞等)分布和木材纹理方向对材料的变形流动、加工表面质量有着重要影响。中密度纤维板较红松而言,在磨削痕迹两侧产生较多的塑性隆起,隆起比随磨削深度、沟壑面积变化呈现高度离散。在磨粒切入试件过程中,磨粒所受的综合摩擦力是逐渐增大的。

主 题 词：木质材料 材料去除 塑性变形 磨削力 综合摩擦系数 

学科分类：0830[工学-生物工程类] 082902[082902] 0907[农学-草药学] 08[工学] 0829[工学-安全科学与工程类] 0901[农学-植物生产类] 

核心收录：

D　O　I：10.13332/J.1000-1522.20180265

馆 藏 号：203403284...