[發明專利]一種快速評價木材銑削加工性能的方法

在審

• 申請號: 201811632916.3
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109724543A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 郭曉磊;董偉航;徐信武;徐德良;徐朝陽;陳剛
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明涉及木材功能性評價領域，尤其是一種快速評價木材銑削加工性能的方法，包括以下操作步驟：準備木材毛坯；采用CNC加工中心加工毛坯成圓形的弦切板木盤；對弦切板木盤的端面和圓周面采用不同的銑削方向進行銑削加工；使用要求的光學設備分別對弦切板木盤的端面和圓周面進行掃描并獲取3D形貌圖和灰度圖；對3D形貌圖和灰度圖進行疊加并采用小波濾波處理獲取3D粗糙度；根據3D粗糙度對弦切板木盤不同銑削方向的銑削加工性能進行評價，并進行等級歸類；本發明用于解決現有技術對木材銑削加工性能的評價需要對每個不同銑削方向的試件進行銑削加工，耗時長且效率低下的問題。

技術領域

本發明涉及木材性能評價技術領域，更具體地說，涉及一種快速評價木材銑削加工性能的方法。

背景技術

木材是由無數纖維排列構成的，在切削加工時，根據切削刃運動方向與木材纖維方向的夾角(動力遇角ψ)不同，在實際生產中，常常會遇到縱向切削、端向切削及縱端向過渡切削。其中，又以不同動力遇角ψ的縱端向過渡切削為主。縱端向過渡切削可以分為順紋切削和逆紋切削。然而，評價木材不同切削方向(不同的動力遇角ψ)時的切削表面質量是研究人員及工程師們常常要面對的復雜和繁瑣問題。

目前，木材銑削加工性能的評價需要將木材制作成不同銑削方向的試件，分別在每一個方向上銑削試驗，每次銑削一個方向后獲取該銑削表面的粗糙度，然后比較銑削表面粗糙度數據，分析該方向的銑削加工性能。該方法應用廣泛，但需要制作大量具有不同銑削方向的木材試件，且需要對每個不同銑削方向的試件進行銑削加工，因此耗時、耗材且效率低下。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種快速評價木材銑削加工性能的方法，用于解決現有技術對木材銑削加工性能的評價需要對每個不同銑削方向的試件進行銑削加工，耗時長且效率低下的問題。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種快速評價木材銑削加工性能的方法，包括以下操作步驟：

S1：準備木材毛坯；

S2：采用CNC加工中心加工毛坯成圓形的弦切板木盤；

S3：對弦切板木盤的端面和圓周面采用不同的銑削方向進行銑削加工；

S4：使用要求的光學設備分別對弦切板木盤的端面和圓周面進行掃描并獲取3D形貌圖和灰度圖；

S5：對3D形貌圖和灰度圖進行疊加并采用小波濾波處理獲取3D粗糙度；

S6：根據3D粗糙度對弦切板木盤不同銑削方向的銑削加工性能進行評價，并進行等級歸類。

優選的，所述木材毛坯的年輪數量大于等于4，并在加工前放置在氣候室中，將溫度和相對濕度按照20℃和65％進行調節。

優選的，所述木材毛坯的端面形狀為170mm×170mm。

優選的，步驟S3中所述的銑削方向包括縱向銑削、端向銑削和縱端向銑削。

優選的，步驟S2中弦切板木盤的加工采用以下操作步驟：

通過CNC機床的真空吸盤將方形毛坯固定在工作臺上。

通過圓周銑削將毛坯預加工成圓形，用于測試的銑刀應在側面和頂部配備切削刃；

使用銑刀以低進給速度和小的切削深度0.1mm對毛坯端面進行銑削；

重復圓周銑削，直至得到直徑≥130mm的弦切板木盤，加工后的弦切板木盤隨后進行表面質量評估。

優選的，所述銑刀的直徑為40mm，進給速度為5m/min，切削刃使用機械固定，且所述切削刃的前角是20°，后角是15°，刀軸轉速為13867rpm。