基于响应面法的不同锯料角锯齿的木材切削力模型

摘要

木材锯切为闭式切削，其中侧刃的作用不可忽视。为探寻锯切过程中侧刃对切削力的影响并将其量化，采用不同锯料角锯齿对樟子松Pinus sylvestris和水曲柳Fraxinus mandshurica做单齿切削力试验，利用响应面分析法中的四因素三水平的Box-Behnken Design（BBD）试验设计和建模方法，研究了锯料角、切削厚度、含水率和刀具前角等参数对切削力的影响，并建立切削力模型。结果发现：采用响应面法建立的木材切削力多元回归数学模型，可较为有效地反映切削力与各因素之间的关系（R^2=0.92和R^2=0.94）；在闭式切削过程中，锯齿的锯料角对切削力有一定影响，且随着锯料角的增加，切削力缓慢降低；切削厚度对切削力影响显著，其次是刀具前角，木材含水率、锯料角对切削力的影响最小。