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中密度纤维板磨削时的砂带磨损研究及寿命评判

杜瑶 田彪 张健 刘红光 罗斌

杜瑶, 田彪, 张健, 刘红光, 罗斌. 中密度纤维板磨削时的砂带磨损研究及寿命评判[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(10): 126-134. doi: 10.12171/j.1000-1522.20210192
引用本文: 杜瑶, 田彪, 张健, 刘红光, 罗斌. 中密度纤维板磨削时的砂带磨损研究及寿命评判[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(10): 126-134. doi: 10.12171/j.1000-1522.20210192
Du Yao, Tian Biao, Zhang Jian, Liu Hongguang, Luo Bin. Research on abrasive belt wear and working life evaluation during sanding medium density fiberboard[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(10): 126-134. doi: 10.12171/j.1000-1522.20210192
Citation: Du Yao, Tian Biao, Zhang Jian, Liu Hongguang, Luo Bin. Research on abrasive belt wear and working life evaluation during sanding medium density fiberboard[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(10): 126-134. doi: 10.12171/j.1000-1522.20210192

中密度纤维板磨削时的砂带磨损研究及寿命评判

doi: 10.12171/j.1000-1522.20210192
基金项目: 中央高校基本科研业务费专项(2021ZY31)。
详细信息
    作者简介:

    杜瑶。主要研究方向:木材加工装备与自动化。Email:youngdu0118@163.com 地址:100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学材料科学与技术学院

    责任作者:

    罗斌,博士,讲师。主要研究方向:木材加工与装备自动化。Email:luobincl@bjfu.edu.cn 地址:同上

  • 中图分类号: TS652

Research on abrasive belt wear and working life evaluation during sanding medium density fiberboard

  • 摘要:   目的  砂带磨削作为中密度纤维板生产加工过程中必不可少的工序,直接影响着加工效率和表面质量。目前有关木质材料磨削方面的研究基础较为薄弱,多借鉴金属磨削且多以实木为研究对象,针对人造板砂带磨削的研究极少。在实际生产中,砂带的选择和更换大多依靠工人的经验判断。本研究可以为实际生产中的砂带选择和更换提供科学依据和理论支撑,促进木材加工技术和砂带制造技术向高效智能化方向发展。  方法  本研究以中密度纤维板为试验材料,测试砂带磨削时的磨削效率和表面粗糙度,结合三维形貌图和电镜图,分析砂带磨损对材料去除率和表面粗糙度的影响,并对砂带寿命做出合理预测。  结果  MDF磨削初期磨粒尖锐,材料去除率较高,但随磨粒破碎和脱落,材料去除率下降速度较快;磨削中期材料去除率趋于动态稳定,磨削后期随着磨粒进一步钝化、局部片状脱落,材料去除率再次降低。随着磨削次数增加,磨粒在持续磨损过程中逐渐钝化、顶端直径增大,在试件表面留下渐宽的磨削痕迹,试件表面粗糙度参数SaSdr数值呈下降趋势,磨削前后期粗糙度参数值较分散,中期的粗糙度参数值相对集中、收敛性好。而砂带表面粗糙度参数SaSku数值在磨削前后期相对集中,磨削中期比较分散。在试验所用120目砂带的情况下,以材料去除率为评价指标时,累计磨削长度23 096 m为砂带的使用寿命终点;以磨削表面粗糙度参数Sa为评价指标时,累计磨削长度18 375 m为砂带的使用寿命终点。  结论  砂带磨损至失效大致可以分为3个阶段,磨削效率与参与磨削的磨粒尖锐度和有效磨粒数量成正比。砂带磨损对磨削表面粗糙度影响较大。磨削加工目的不同,依据不同的考察指标,砂带寿命评判结果有差异,可以通过材料去除率和表面粗糙度的变化趋势对砂带寿命进行合理预测。

     

  • 图  1  砂带磨削试验装置示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of abrasive belt sanding apparatus

    图  2  砂带磨削效率

    Figure  2.  Abrasive belt sanding efficiency

    图  3  磨削过程的砂带磨粒形态演变

    Figure  3.  Evolution of abrasive grit morphology during sanding process

    图  4  砂带表面三维形貌和电镜图

    Figure  4.  3D surface morphology and SEM images of abrasive belts

    图  5  试件表面粗糙度

    Figure  5.  Surface roughness of the workpiece

    图  6  试件表面形貌

    Figure  6.  Surface morphology of MDF

    图  7  砂带表面粗糙度

    Figure  7.  Surface roughness of abrasive belt

    图  8  不同磨削长度下材料去除率、Sa及其变化趋势

    Figure  8.  Material removal rate, Sa and their changing trends

  • [1] 刘金勇. 砂带磨削力与磨削性能动态响应规律的研究[D]. 郑州: 河南工业大学, 2015.

    Liu J Y. Abrasive belt grinding forces and grinding performance research on the laws of the dynamic response[D]. Zhengzhou: Hebei University of Technology, 2015.
    [2] 王维朗. 砂带磨削金属材料的工艺及机理研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2006.

    Wang W L. Investigation on processes and mechanism of belt grinding of metallic materials[D]. Chongqing: Chongqing University, 2006.
    [3] 钟华珍, 阳小民. 关于砂带磨损的研究[J]. 磨料磨具与磨削, 1991(5):4−9.

    Zhong H Z, Yang X M. Studies on the wear pat-terns of abrasive belt[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 1991(5): 4−9.
    [4] 罗斌. 木质材料砂带磨削磨削力及磨削参数优化研究 [D]. 北京: 北京林业大学, 2015.

    Luo B. Study on sanding force and optimal sanding parameters in the belt sanding process of wood materials[D]. Beijing: Beijing Forestry University, 2015.
    [5] Ding W F, Zhu Y J, Zhang L C, et al. Stress characteristics and fracture wear of wear of brazed CBN grains in monolayer grinding wheels[J]. Wear, 2015, 332−333: 800−809.
    [6] Eder S J, Cihak-Bayr U, Pauschitz A. Nanotribological simulations of multi-grit polishing and grinding[J]. Wear, 2015, 340−341: 25−30. doi: 10.1016/j.wear.2015.03.006
    [7] 高超, 王生, 王会, 等. 砂带磨削表面粗糙度理论预测及灵敏度分析[J]. 表面技术, 2018, 47(11):295−305.

    Gao C, Wang S, Wang H, et al. Theoretical prediction and sensitivity analysis of surface roughness of abrasive belt grinding[J]. Surface Technology, 2018, 47(11): 295−305.
    [8] 史飞. 平面砂带磨削的试验与研究[D]. 吉林: 吉林大学, 2011.

    Shi F. Experiment and research of the face abrasive belt-grinding[D]. Jilin: Jilin University, 2011.
    [9] 张磊, 余维才, 黄云. 12Cr1MoVG合金钢管砂带磨削试验及工艺研究[J]. 钢管, 2011, 40(2):29−34. doi: 10.3969/j.issn.1001-2311.2011.02.006

    Zhang L, Yu W C, Huang Y. Experiment in and study on abrasive belt grinding process for 12Cr1MoVG alloy steel pipe[J]. Steel Pipe, 2011, 40(2): 29−34. doi: 10.3969/j.issn.1001-2311.2011.02.006
    [10] Barcik S, Samolej A. Experimental investigation of sanding process on disc sander[J]. Wood Research, 2003, 48(1): 36−42.
    [11] Siklienka M, Ockajova A. Analysis of cutting forces during sanding of native wood[J]. Wood Research, 2003, 48(2): 15−21.
    [12] Miao T, Li L. Study on influencing factors of sanding efficiency of abrasive belts in wood materials sanding[J]. Wood Research, 2014, 59(5): 835−842.
    [13] Zhang J, Ying J H, Cheng F, et al. Investigating the sanding process of medium-density fiberboard and korean pine for material removal and surface creation [J/OL]. Coatings, 2018 [2021−03−16]. http://DOI:10.3390/coatings8120416" target="_blank">10.3390/coatings8120416">http://DOI:10.3390/coatings8120416.
    [14] 罗斌, 李黎, 刘红光. 木材磨削力和影响磨削力的因素[J]. 木材加工机械, 2012, 23(1):6−10. doi: 10.3969/j.issn.1001-036X.2012.01.002

    Luo B, Li L, Liu H G. Wood sanding force and the factors of sanding force[J]. Wood Processing Machinery, 2012, 23(1): 6−10. doi: 10.3969/j.issn.1001-036X.2012.01.002
    [15] 黄云, 刘瑞杰, 黄智, 等. 玻璃钢复合材料砂带磨削实验分析[J]. 重庆大学学报, 2010, 33(9):19−23. doi: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.09.004

    Huang Y, Liu R J, Huang Z, et al. Experimental analysis of abrasive belt grinding of glass fiber reinforced plastic composite material[J]. Journal of Chongqing University, 2010, 33(9): 19−23. doi: 10.11835/j.issn.1000-582X.2010.09.004
    [16] 杨雅琦, 汪生莹, 耿金光, 等. 水曲柳磨削的砂带磨损机理研究[J]. 北京林业大学学报, 2019, 41(8):138−146.

    Yang Y Q, Wang S Y, Geng J G, et al. Abrasive belt wear mechanism of sanding manchurian ash[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2019, 41(8): 138−146.
    [17] 刘博. 木材及中密度纤维板磨削力的研究[D]. 北京: 北京林业大学, 2008.

    Liu B. Study on sanding force of wood and medium density fiberboard[D]. Beijing: Beijing Forestry University, 2008.
    [18] Bao X, Ying J H, Cheng F, et al. Research on neural network model of surface roughness in belt sanding process for Pinus koraiensis[J]. Measurement, 2018, 115: 11−18. doi: 10.1016/j.measurement.2017.10.013
    [19] 杨雅琦, 汪生莹, 张亦鸣, 等. 棕刚玉磨料砂带磨削木材的磨损机制及其寿命[J]. 林业工程学报, 2020, 5(6):121−127.

    Yang Y Q, Wang S Y, Zhang Y M, et al. Wear mechanism and life of brown corundum abrasive belt in wood sanding process[J]. Journal of Forestry Engineering, 2020, 5(6): 121−127.
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-05-18
  • 修回日期:  2021-09-18
  • 网络出版日期:  2021-09-24
  • 刊出日期:  2021-10-30

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