木制鉛筆加工刀具的工作性能研究.pdf

1、我國鉛筆制造業(yè)始終徘徊在低檔次粗放型階段，與國外先進(jìn)水平相比，落后主要表現(xiàn)在生產(chǎn)設(shè)備自動化程度不高、工藝及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性較差等方面。木制筆桿成型刀具是鉛筆制造設(shè)備中最關(guān)鍵的部分，刀具性能直接影響著筆桿質(zhì)量、生產(chǎn)效率及生產(chǎn)成本。
　　本文以威海市科技攻關(guān)計劃項目《木制鉛筆加工用高性能刀具的開發(fā)研制》為依托，旨在通過科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新來解決我國木制鉛筆生產(chǎn)設(shè)備的瓶頸問題，從根本上解決當(dāng)前制筆行業(yè)普遍面臨的筆桿刨削刀具性能低、生產(chǎn)效率低

2、等技術(shù)難題，從而大幅度提高制筆企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。研究成果將會在制筆行業(yè)以及整個木工機(jī)械行業(yè)中形成巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
　　木材切削過程十分復(fù)雜，本文在深入研究木材切削與刀具原理的基礎(chǔ)上，綜合傳統(tǒng)經(jīng)驗理論與現(xiàn)代分析方法，提出了木材力學(xué)性能的三點基本假設(shè)，提出了木材切削力計算的理論分析法及經(jīng)驗公式法，設(shè)計了切削力試驗對兩種方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗證，為數(shù)值模擬提供基礎(chǔ)。根據(jù)溫度場解析法對刀具溫度場分布以及前刀面平均溫度進(jìn)行定性分析，建

3、立了符合木材切削實際狀況的半無限大物體靜止的連續(xù)作用面熱源的溫度場分布。
　　利用Pro/E建立了刀具的三維實體模型，并基于ANSYS軟件平臺對刀具的應(yīng)力場及溫度場分布進(jìn)行了模擬仿真，得到較為準(zhǔn)確的應(yīng)力、變形及溫度分布云圖，為刀具幾何參數(shù)優(yōu)化提供了支持。從木材性質(zhì)、刀具幾何參數(shù)、刀具材料、前后刀面性質(zhì)以及切削條件等方面分析了各因素對刀具應(yīng)力場及溫度場分布的影響。通過改變刀具前角、材料及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一系列仿真實驗，實現(xiàn)了對刀具幾何參數(shù)