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桐木结构承重及机械加工研究
本文关键词：
桐木，承重，机械加工，结构，研究
本文简介：摘要：在头脑奥林匹克竞赛的桐木结构承重长期题中，桐木条和胶水黏合如何达到二次承压极限是个值得研究的问题。本文是笔者多年来的研究，针对15克桐木结构二次承压中的桐木加工的方法、材料力学问题进行剖析，提出了机械加工使切削工具更精准，并尝试完善机械加工的方法，籍此提出个人的一些观点，让更多的同学参与其中。
本文内容：
摘要
：在头脑奥林匹克竞赛的桐木结构承重长期题中，桐木条和胶水黏合如何达到二次承压极限是个值得研究的问题。本文是笔者多年来的研究，针对15克桐木结构二次承压中的桐木加工的方法、材料力学问题进行剖析，提出了机械加工使切削工具更精准，并尝试完善机械加工的方法，籍此提出个人的一些观点，让更多的同学参与其中。
关键词
：机械加工;削角器;桐木条承重
15克桐木二次承压结构比赛的设计是材料力学的问题。桐木承压结构先通过数学和物理的计算设计，然后将精选的桐木条通过手工工艺，做成几何形状。通过三秒胶黏合，使其与预先计算设计好的结构在材料力学和造型美学上完美结合。加工工艺贯穿整个设计制作过程，这不但要有好的数学和物理的计算与设计，还要有很好的手工制作精度。为了使木材能在更高精确度上成型和控制，切削工具必须精准。
1最佳承压极限结构的空心圆管方案分析
要使桐木承压结构有足够的稳度，成形后的结构底座的占地面积得尽可能宽。支撑柱在受压中要保持稳定需要足够的直径长度比[1]。支撑柱做成空心体可以增加直径，圆是在任何方向上都是对称均匀的，研究证明空心圆管结构是承压的最佳设计方案。制作木管的方法是把木条削成等腰梯形，然后围着一根直径合适的钢圆棒黏合成正多边形，再打磨内外表面，磨成圆管。黏合时先把加工后的桐木黏合成两个半圆柱体，再把两个半圆柱体黏成一个圆柱体，木条根数一定是偶数。木条的根数越多，木材和胶水的融合度越高，对精确度要求就越高。因为在工艺的精度较低的情况下黏合面切削得不平整，会导致胶水堆积在黏合缝，不与木材融合，降低荷载比。只有胶水被木材的平整黏合面均匀吸收才可以提升结构的稳固强度。在工艺精度低的情况下，木条根数越多，出问题的概率越大。也就是说木条根数越多，对工艺的精确度的依赖性越强，要达到预知计算好的精确度，使用的切削工具必须由机械精确加工。
2正十八边形使用的削角器设计分析
根据多次试验的圆管结构分析，，此时木材和胶水的质量比是最合适的比例。××1000mm的桐木条，°的斜角。进行精确的手工切割得借助10°削角器。××216mm的304不锈钢砖组合成，内部镶嵌固定的六角螺丝、导轨、弹簧。两枚内六角螺丝固定两块钢砖作为一个整体，移动弹簧使两块钢砖可以灵活开合，两块钢砖重合平面形成10°斜面。在较低一侧钢砖底部加钻两个螺丝孔固定底座。在上边一侧的钢砖可以移动，。底座用10mm厚电木板制作大小236mm×220mm的底板。用法：将木条夹在直角槽里，压下手柄夹紧木条，用界纸刀把木条平推削成底角80°的等腰梯形。
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