木塑复合材料切削加工性能的研究文献综述
2021-12-12 20:22:26
摘要: 木塑复合材料是一种新型的室内与户外的装饰装修材料,大部分制品需要经过切削加工,才能满足形位公差与表面粗糙度的要求。目前,由于缺乏木塑复合材料切削的基础研究,其切削方式、切削参数、刀具结构与角度参等照木材切削,因而实际生产过程中,颜色深、波纹大、精度低与黏刀等现象时有发生,影响木塑复合材料制品制造精度、表面粗糙度,以及刀具耐用度,降低了设备使用效率。针对木塑复合材料加工利用存在的问题及广泛的应用前景,本文通过对国内外对木塑切削的研究进行总结,分析已有的关于切削的切削力、切屑类型、切削质量研究的优点和不足,对以后木塑切削研究有一定指导作用。
关键词: 木塑复合材料;切削力;切屑;切削表面质量
1木塑复合材料
1.1木塑复合材料(Wood-Plastic Composites,简称 WPC)是利用废弃木材、农作物秸秆等经粉碎而制成粉体后,与塑料一并作为原料,再加入各种助剂,经热压复合或熔融挤出等加工工艺而制作的一种高性能、高附加值的新型复合材料。木塑复合材料是以各种植物纤维为基体,与不同塑料形成的一类新型复合材料[1],能替代木材,可有效地缓解我国森林资源缺乏木材供应不足与人民日益增长的木制品的需求之间的矛盾。
1.2木塑复合材料的分类:从材料的基体与功能体结合方式的角度来看,木塑复合材料主要分为三类:(1)木质材料-塑料复合材料。此类材料以木质材料与功能体(聚合物单体)之间或在木质材料内部的功能体的化学合成反应为主要特征;(2)木纤维(木粉)-塑料复合材料。 即通常讲的木塑复合材料,此类材料以木质材料与高相对分子质量的聚合物复合,结合方式以两种材料表面(或界面)物理结合为主;(3)木材-塑料合金 复合材料。将木质材料用一种聚合物的单体或预聚物浸泡,然后再使浸入的单体或预聚物在木质材料中聚合。一般来说,这种聚合物不能进入木质材料的细胞壁,而是存在于细胞腔内。此种聚合材料比木材具有更高的强度、刚性、耐磨性及其他一些优良的物理性能[2]。
1.3木塑复合材料具有很多的特点:木塑复合材料是植物纤维与塑料的有机结合,综合了木质纤维材料与聚合物材料的双重优势,木塑复合材料具有优良的综合性能,有效地满足了相关领域的材料需求。该材料具有以下特点:(1)表面硬度和耐磨性能均比木材好得多;(2)尺寸稳定性好,不易开裂翘曲,吸水性和吸湿性能较低;(3)耐热性较好;(4)具有独特的光泽,不需要过多涂饰;(5)有较好的耐腐蚀性,不易虫蛀 (6) 耐气候性好;(7)重复加工性能好,既可采用挤出、热压等塑料或木质人造板工艺进行成型生产,也可采用锯、刨、旋切、磨削、砂光等木材的加工方法进行加工;(8)可重复使用和回收利用,与环境较友好。 总之,该材料可归结为原料资源化、产品可塑化、使用环保化、成本经济化和回收再生化五大特色,是一种资源节约型、环境友好型材料[3]。
1.4木塑复合材料的应用十分广泛:木塑复合材料有类似于木材的加工性, 可进行切割、粘接,铣削等,可涂漆。因此,其应用领域非常广泛,具体如下[4]:
(1)家具类:桌椅板凳、沙发、床柜、书架、衣柜、茶几、屏风、盆架、刀柄、盘等。
(2)建筑类:活动房屋、窗框、门板、门褴、混凝土模板、楼梯拍手、墙壁、天棚、装饰各种异型材、地板等。