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2011年第6期研究与设计
刨切薄竹材砂光表面粗糙度测量与分析
曹欢玲，张蔚，范兴铎，宋源普
（浙江农林大学，杭州 311300）
摘要: 在宽带砂光机上，分别用100目、120目、150目、180目砂带砂磨薄竹材，测量薄竹材的表面粗
糙度，选用轮廓算术平均值偏差Ra、轮廓最大高度Rz、轮廓微观不平度的平均间距RSm和轮廓支承长
度率Rmr参数对薄竹材表面粗糙度进行分析。结果表明:随着砂带目数增大，竹材砂磨表面粗糙度参数
Ra、Rz和RSm值均呈降低趋势、支承长度率Rmr呈递增趋势。
关键词：竹材；砂光；表面粗糙度；砂带
中图分类号：S781.61 S781.9 文献标识码：A 文章编号：1001-036X(2011)06-0008-03
Thin bamboo sanding surface roughness measurement and analysis
CAO Huan-ling，ZHANG Wei，FAN Xing-duo，SONG Yuan-pu
（Zhejiang Agriculture & Forestry University，Hangzhou 311300，China）
Abstract: In the wide belt sander, sanding thin bamboo with 100 mesh, 120 mesh, 150 mesh and 180 mesh abrasive belt
respectively, measuring the thin bamboo surface roughness, using the arithmetic mean deviation of the assessed profi le Ra,
the maximum profi le height Rz, the average contour distance between micro-roughness RSm and profi le bearing length
ratio Rmr analysis of surface roughness on the bamboo, the results show that: with the increase of abrasive belt mesh,
bamboo surface roughness parameters Ra, Rz and RSm values showed a decreasing trend, bearing length ratio Rmr was
increasing trend.
Key words: bamboo；sanding；surface roughness；abrasive belt
收稿日期:2011-10-10
作者简介:曹欢玲(1966-)，女，高级工程师。主要从事机械设计及
检测技术的研究。
基金项目:浙江省自然科学基金(Y3110284)。
表面粗糙度是评价竹木制件表面质量的重要指标，
直接影响竹木制件的外观、胶合质量、装饰质量以及胶
料与涂料的消耗量等[1-2]。
砂光是竹木材或人造板生产工艺的关键工序之一，
表面砂光质量对于竹木制品的外观起着决定性作用。砂
光的主要目的是砂掉材料表面的薄弱层、纠正厚度偏
差、降低表面粗糙度，以获得均匀精细的表面质量，为
板材的饰面加工作好准备[3-4]。
随着木材工业、人造板工业、家具工业、建筑装潢
业等发展，木制品的表面质量得到越来越多的重视，表
面粗糙度不仅影响木制品的质量，而且对加工工艺以及
生产成本也有很大影响，因此，重视木制品的表面粗糙
度，在设计中给出合理的评定参数，在生产中对其进行
正确测量是必要的。木材表面粗糙度研究已成为木材
切削和木制品检测理论的一个重要研究分支。关于木材
表面粗糙度的研究，前人已经做了很多工作,而对竹材表
面粗糙度研究的相关报道较少。竹材表面粗糙度的测定
一般参照或使用木材表面粗糙度的测定方法。江泽慧等
用探针法测量分析了竹黄、竹青的表面粗糙度[5]；李浩东
对木-竹材磨削粗糙度与胶合强度的关系进行研究[6]。
本文针对竹材砂光表面粗糙度进行测量和分析,为竹材
DOI:10.13594/j.cnki.mcjgjx.2011.06.003
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研究与设计 2011年第6期
表面加工质量评定提供参考。
1 试样准备与试验方法
1.1 试样准备
实验采用竹龄5年以上、直径8cm以上的新鲜、
无腐朽虫蛀的毛竹，经横截、粗刨、蒸煮、干燥制成
矩形断面的竹坯条，厚度4～8mm、宽度18mm、长度
1000～2000mm，再经过涂胶、组坯、热压、软化等工
艺，制成尺寸为1950×220×200mm的竹方后进行刨切，
刨切薄竹厚度为0.3mm左右。薄竹材砂光在宽带砂光机
（自主研制）上完成，为消除试件原表面粗糙度的影响，
每种砂带磨削前的基础表面先采用降两档粒度的砂带
磨削，进给速度6m/min，本实验末道砂光砂带分别为
100目、120目、150目和180目。
1.2 测定仪器
采用JB-3C表面粗糙度测试仪，它是基于感应式位
移传感器的原理，一个金刚石触针在被测表面上移动，
测量出粗糙度的各个参数。仪器的性能参数如下:
测量范围：Ra0.001～10μm；
示值误差：≤10%；
有效行程：(0～100)mm；
取样长度：0.25mm、0.8mm、2.5mm三种。
2 测定参数[7-10]
参照木材表面粗糙度的测定方法即国家标准
GB12472-2003《产品几何量技术规范(GPS) 表面结构
轮廓法 木制件表面粗糙度参数及其数值》，采用标准
中规定的中线制评定表面粗糙度，规定木制件表面粗糙
度参数从高度特征参数（Ra、Rz）中选取，根据功能需
要，可用间距特征参数RSm为附加参数[6]。本文增加了
轮廓微观形状特性参数—轮廓支承长度率Rmr。
(1)轮廓算术平均值偏差Ra：它是在取样长度lr内,
被测量轮廓上的各点至轮廓中线距离的算术平均值。
Ra的统计意义是一阶原点绝对距，在一定程度上反映
了轮廓高度相对于中线的离散程度，也反映了材料表面
结构的均匀程度。
(2)轮廓最大高度Rz：它是在取样长度lr内，轮廓曲
线的最高峰与最底谷在垂直于轮廓中线方向上的距离。
(3)轮廓微观不平度的平均间距RSm：它是在取样
长度lr内，轮廓与中线相交点的各个微观不平度间距的
图2 轮廓支承长度率Rmr
(4)轮廓支承长度率Rmr：它是在取样长度内lr，一
平行于中线的直线与轮廓相截，所截得轮廓实体线段长
度Zi之和与取样长度lr之比(图2)。此平行线与峰顶线的
距离称为水平截距c。轮廓支承长度率能直观地反映零
件表面的耐磨特性，对提高承载能力也具有重要意义。

lr
Zi)c(Rmr ∑=
表1 表面粗糙度参数测量值
序号
实验1
实验2
实验3
实验4
砂带目数
100目
120目
150目
180目
Ra
（μm）
9.062
7.636
6.777
5.253
Rz
（μm）
76.437
73.835
68.750
67.248
RSm
（μm）
204.7
185.5
146.3
127.6
Rmr（%）
（c=50%）
53
60
65
76
3 表面粗糙度测量
薄竹材分别经100目、120目、150目和180目砂带砂
光，试样的表面形貌呈现单向直条纹理,参照木材表面
粗糙度测定方法GB12472-2003，轮廓曲线的测量以垂
直于纹理方向，每种砂带砂光的试件选取６件，在不同
位置测量４次，结果取算术平均值。测量时取样长度为
2.5mm、测量长度为12.5mm，表面粗糙度参数测量值
见表1。
图1 轮廓微观不平度的平均间距RSm
平均值（图1）：
∑
=
=
m
i
iXsm
RSm
1
1
将表面粗糙度测试仪打印出的分别经过100目、120
目、150目和180目砂带砂光的薄竹材表面轮廓曲线，经
扫描后输入电脑转换成离散数据信号，再在计算机上绘
出表面轮廓测量曲线（见图3）。
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2011年第6期研究与设计
˄D˅ Ⳃ˄100 mesh˅
˄E˅ Ⳃ˄120 mesh˅
˄F˅ Ⳃ˄150 mesh˅
˄G˅ Ⳃ˄180 mesh˅
图3 薄竹材砂光表面轮廓测量曲线
图4 表面粗糙度参数变化
4 结果分析
（1）薄竹材砂光表面轮廓测量曲线表明（图3），砂
光表面为凹凸不平的粗糙表面，增大砂带目数，对竹材
表面粗糙度有明显的改善作用。
（2）不同目数砂带砂光后，竹材表面粗糙度参数
Ra、Rz和RSm测量值的变化趋势见图4，随砂带目数增
大，竹材表面粗糙度评价参数Ra、Rz和RSm值均呈降
低的趋势。
图5 支承长度率变化
[参考文献]
[1]李浩东，李黎．磨削木竹材表面粗糙度对胶合强度的影响[J]．木
材加工机械，2009,(01)：4-8.
[2]姚利宏，王喜明，费本华.浅析粗糙度对竹木复合板胶合性能的
影响[J].木材加工机械，2010,(04):28-30．
[3]李道育.试论砂光质量、效率和成本[J]．林产工业，2001，
28(01)：8-12.
[4]李晓旭，陈永光，李黎. 木质材料砂带磨削的若干问题[J]. 木材
加工机械，2010,(03)：44-48.
[5]江泽慧，于文吉，叶克林.探针法测量与分析竹材表面粗糙度
[J]．木材工业，2001,15(5)：14-16．
[6]李浩东.木-竹材磨削粗糙度对胶合强度影响的研究[D]．北京：
北京林业大学，2009.
[7]GB/T1031-2009 产品几何技术规范（GPS） 表面结构 轮廓法
粗糙度参数及其数值[M]，北京：中国标注出版社，2009.
[8]甘永立．几何量公差与检测[M].上海：上海科学技术出版社，
2008．
[9]袁长泉，丁志华，武文堂．表面粗糙度及其测量[M].北京：机械
工业出版社，1989.
[10]李柱.互换性与测量技术基础[M].北京：高等教育出版社，
2004.
（3）随砂带目数增大，竹材砂光表面支承长度率
Rmr呈增长的趋势（见图5）。支承长度率Rmr是用于
评定粗糙表面微观形状特性的参数，随着现代测量技
术水平的不断提高,一般触针式仪器均能测量支承长度
率。Rmr数值大即表示轮廓凸起的实体部分多，凹下的
空隙部分少。支承长度率数值对竹材制件的胶合质量、
装饰质量以及胶料与涂料的消耗量有重要意义。