木工刀具与切削原理 第一章 我国木工刀具的现状
第一篇 第1章木材切削的基本概念
• 切削层的尺寸参数，指的是能反映刀具 切削部分受力状况和切屑几何形状的参 数——切削厚度a和切削宽度b。 • 规定这两个参数在切削层和基面相截的 平面内测定（图1-2，1-3）。
切削厚度
• ①切削厚度a：主运动为直线运动时，切 削厚度为切削刃相邻两个位置间的垂直 距离； • 亦为相邻两个加工表面间的垂直距离 （图1-。直线运动时的切削厚度在刀具 切削木材的过程中是一常数；幻灯片 33
第一节 基本概念
• 木材切削：借助刀具，按预定的表面， 切开工件上木材之间的联系，从而获得 符合尺寸、形状和粗糙度要求的制品的 工艺过程。
制品形成的方法与方式
• 1、工件被切掉一层相对变形较大的称之 为切屑的组织，以获取制品，如锯切、 铣削、磨削、钻削等大部分切削方式。 • 2、切下来的切屑本身便是制品，如单板 旋切、刨切等。 • 3、被切除的切屑和留下来的木材均为制 品，如1）高速切削：木材切削的噪声水平一般较高。一方面是高速回 转刀轴扰动空气产生的空气动力性噪声；另一方面是刀具切削非 均质的木材工件产生的振动和摩擦噪声，以及机床运转和振动产 生的机械噪声。 由于高速切削，对机床各方面就提出了更高的要求，如主轴部件 的强度和俄刚度要求较高，高速回转部件的静、动平衡要求较高， 要用高速轴承，机床的抗振性能要好，以及刀具的结构和材料要 适应高速切削等。 （2）被加工材料材性不均并含有一定含水率 （3）切削有时就是加工产品 （4）刀具楔角小
刀具的标注角度与工作角度
刀具的标注角度与工作角度
• 通常主运动速度远远大于进给运动速度， αm角小于1°，因而可以用标注角度代替 工作角度。只有在主运动速度比进给运 动速度大得不多时，才需要考虑刀具的 工作角度。
四、切削层尺寸参数
• 刀具相对工件沿进给方向每移动 Ustr （每双行程进给量）或Un （每 转进给量）Uz（每刀齿进给量）后， 一个刀齿正在切削的木材层，称为 切削层。
木材切削与道具教案-第一章
五、刀具的组成部分：
切刀又由下列部分组成： 1、前刀面：它是指在切削过程中，面对切屑 的表面即abcd面。 2、后刀面：它是指在切削过程中，面对过渡 表面的面。即aefb面。 3、侧刀面：它是指前刀面和后刀面的两个侧 面。即aec、bfd面。 4、切削刃：它是指前刀面和后刀面的交线， 即ab线。切削刃又称为刀刃或刃口。
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1-2、木材的切削过程
b、卷曲多角形成瓣切屑： 切削条件：δ较大（约60°左右）切屑厚度较大。 特点：切屑折断成屑瓣，屑瓣较短，整个切屑卷曲成多角形。
C、成片螺旋切屑： 切削条件：δ甚大（约75°左右）切屑厚度甚小（约0.1～0.2mm） 特点：切屑的压缩和剪切变形较突出，超越裂缝小到几乎没有切屑不分裂 成瓣，而是成片的。卷曲成螺旋形，加工表面甚光洁。 2、横向切削时的切屑的形式（三种） a、带状切屑 切削条件：δ甚小 木材湿或蒸煮过。 特点：带状成片的，切屑下表面有裂缝，裂缝间的距离大致相等。
面的最基本运动，称为主运动。用V表示。
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主运动为回转运动时，其运动速度V的计算公式为：
D—刀具（工件）或锯轮直径（mm）。 n—刀具（工件）或锯轮转速（r/min） 3、进给运动：不断切削木材层所必须的运动，称为进给运 动。用V表示。
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Hale Waihona Puke 3、三个过渡切削方向 （1）纵横向切削（11－＃） 纵向切削和横向切削之间的过渡切削。 （2）纵端向切削（11－⊥） 纵向切削和端向切削之间的过渡切削。 （3）横端向切削（＃－⊥） 横向切削和端向切削之间的过渡切削。
【课程大纲】《木材切削原理与刀具》
《木材切削原理与刀具》课程大纲一、课程概述课程名称：木材切削原理与刀具Fundamentals of Timber Cutting and Tools课程编号：14241022课程学分：2.5课程总学时：40课程性质：专业基础课二、课程内容简介（300字以内）本课程内容主要包括木材切削规律的分析，各种木工刀具的设计、结构、性能和使用方法等两大部分。
第一部分主要讲述木材切削的一些基本概念；切削区木材的变形特点及对木材表面质量的影响；切削力的大小、方向及变化规律及影响切削力的因素；刀具磨损的特点及原因，磨损限度和刀具的耐用度。
第二部分主要讲述铣削、锯切、钻削、磨削等木材切削加工的基本原理和工艺特点；叙述铣刀、锯子和圆锯片、钻头、砂轮和砂带等木工刀具的设计、结构、性能、选择和使用方法；介绍木工刀具材料的选择以及提高刀具耐磨性的方法。
三、教学目标与要求教学目标：通过本课程的学习使学生掌握木材切削的基本原理、木材切削加工基本方法及所用刀具的类型、特点和选择，为今后后续课程的学习奠定必要的基础。
要求：通过本课程的各个教学环节，学生应达到下列基本要求：1、了解国内外木材切削理论及木工刀具的发展现状及趋势；2、掌握木材切削的基本理论、切削质量的控制和常用木工刀具的类型及应用特点。
四、教学内容与学时安排绪论（2学时）一、课程的性质及任务二、课程的基本内容三、课程的研究方向及发展趋势第一章木材切削的基本原理（7学时）1. 教学目的与要求：了解切削运动的组成，刀具和工件的各组成部分；切削层的尺寸参数；切削力的理论公式的建立。
理解和掌握刀具角度的定义及特点；纵向切削、横向切削和端向切削的概念；各种切屑形态的形成条件和切削区木材的变形及对加工质量的影响；切削力和切削功率的分析；影响切削力的主要因素。
2. 教学重点与难点：重点：刀具角度的定义及特点；切削力的主要影响因素。
难点：不同切削条件下切削区木材的变形及对加工质量的影响，切削力经验公式的建立及计算。
木材切削原理与木工刀具
木材切削原理与木工刀具
木工刀具的切削对象是木材和人造板。
木材是由多种复杂有机物质组成的复合体其中绝大部分是高分子化合物或复合物。
木材除了含有纤维素、半纤维素、木素之外还含有水分和各种浸提物,包括生物碱及有机弱酸(单宁、醋酸、多元酚类化合物等弱酸),有些树种还含有石英砂(SiO2)等。
木质人造板,如纤维板、刨花板、石膏刨花板、胶合板和细木工板等,还添加了各种胶合材料(如胶黏剂、水泥、石膏等)、固化剂和缓凝剂等。
因此,木工刀具的加工对象是多组分的、复杂的混合体。
当刀具在切削时,如同将刀具置于复杂的介质中,既有造成刀具机械擦伤的硬质点,即节子、树脂、石英砂、胶合材料,又有引发刀具产生化学腐蚀的酸性介质,还有促进刀具和工件材料相互作用的切削温度、切削压力和水分等环境因素。
因而,刀具磨损实质是刀具与工件材料发生机械、热和化学腐蚀作用,刀具前后面的金属材料不断损失的过程。
刀具磨损越大,工件表面的材料被搓起、撕裂和挖切就越厉害,工件表面质量降低。
刀具破损到定程度时,切削过程不得不中断,增加换刀、磨刀的次数和机床的停机频率,降低了机床的使用效率。
因此,提高刀具耐磨性具有重要的实用价值。
使用已磨损的刀具继续切削时,会引起加工面质量的下降及尺寸精度的下降,并导致切削力的增大。
因此,在刀具达到一定的磨损开始到不能满足加工者对质量精度的要求,这一段时间或切削距离被称为刀具寿命。
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木材切削原理与刀具复习提纲
木材切削原理与刀具复习提纲木材切削原理与刀具复习提纲第一章1、切削定义（要素：使用刀具；按一定轨迹运动；工件要达到要求的尺寸、形状、精度和表面质量）2、切削运动（要点：切削运动是主运动和进给运动的合成；主运动速度的数量级一般比进给运动大得多；主运动速度计算，常用单位；进给运动速度三种表示方式：进给速度、每转进给量、每齿进给量以及它们的常用单位和换算关系。
）3、刀具角度：一刃四角（前角、后角、刃倾角、刃偏角）的定义（包括坐标平面和测量平面）；它们对切削现象（切削力、屑片变形、刀具磨损、切削质量等）的影响。
4、切削层的几何参数：切削厚度、宽度、深度、面积的定义；当一种切削方式切削厚度变化时（如平面铣削）如何计算最大、最小和平均切削厚度？5、切削用量：切削速度、进给速度和切削深度合称为切削用量；了解它们与切削现象的关系。
6、切削方向：木材切削三个基本切削方向定义；过渡方向；它们与切削现象的关系。
简单与复杂切削或开式与闭式切削的定义。
第二章1、刀具的切削作用：理想切刀与实际切刀刃部几何形态的不同；刀具切削时前刀面、后刀面和刃尖三部分各起什么作用？2、切削力的力学模型：主切削力、法向力（径向力）和轴向力的定义；他们间的大致比例关系；什么情况下三个力都有，什么情况下只有两个力？3、影响切削力的主要因素：切削宽度、切削厚度、切削方向、刀具变钝程度、刀具角度、材料种类、温度、木材含水率切削速度如何影响切削力？4、切削力与切削功率的通用计算公式及应用：单位切削力的定义及单位；单位切削功的定义及单位；切削力与切削功率的通用计算公式，公式中各符号的意义、常用单位；要求在给定条件时会计算。
第三章1、不同方向切削时屑片的生成与加工质量的关系？2、纵向切削：纵向切削可形成3种类型的屑片，它们的特点、生成条件，对切削质量的影响。
3、横向切削：生成屑片的特点，对加工质量的影响。
4、端向切削：生成屑片的特点，对加工质量的影响。
第四章1、铣削特点；铣削有哪些机床？铣削分类——直齿圆柱平面铣削、螺旋齿圆柱平面铣削、成型铣削、锥形铣削、端面铣削、开式铣削、闭式铣削、半开式铣削、顺铣、逆铣。
木材切削原理与刀具
木材切削原理与刀具
木材切削原理与刀具
1. 切削原理
（1）摩擦切削原理：是把木料带动刀刃进行摩擦，把木料切下来的
原理。
（2）剪切切削原理：是利用刀刃把木料抽出来，实现切断的原理。
2. 刀具种类
（1）单刀攻：适用于板材类、型材类物料，对其边缘有要求的切削，且可以设置攻的力和角度。
（2）厚度刀：主要用于切削厚板材，其刃磨尖头而细锉尖细，具有
较高的刀具稳定性。
（3）复合型刀：具有两个不同形状的、侧面交织在一起的刀具，能
在一次切削过程中实现锉切和攻切。
（4）曲边刀：它能够切削出一定弧度的圆弧形边缘，在木材制品精
湛加工中特别有用，更能增强自己作品的美感。
3. 切削技巧
（1）预先做好木料的处理工作：要保证木料的平整性和湿度，以保
证顺畅的切削效果。
（2）按要求精心调整刀具及切削条件：切削过程中要定期检查刀具，及时更换新的刀具，以保证材料的完美加工效果。
（3）以安全的生产方式进行切削：要注意安全，做到在操作机器时
要戴好安全防护用具，建立合理的切削顺序，保证人身和机器安全。
2014年木工刀具行业分析报告
2014年木工刀具行业
分析报告
2014年1月
目录
一、行业背景概述 (3)
1、切削工具定义 (3)
2、全球及国内切削工具市场规模 (3)
二、行业监管情况 (5)
1、行业主管部门 (5)
2、行业自律组织 (5)
3、行业法规政策 (6)
三、影响行业发展的有利及不利因素 (8)
1、有利因素 (8)
（1）国民经济发展及城镇化进程加快 (8)
（2）国家相关产业政策为木工刀具行业发展提供机会 (8)
2、不利因素 (9)
（1）进口产品的冲击 (9)
（2）人民币持续升值 (9)
（3）低端木工刀具市场无序竞争 (9)
四、市场规模 (10)
1、木工刀具市场规模分析 (10)
2、木工刀具行业上下游产业链情况 (11)
五、主要风险 (12)
1、市场风险 (12)
2、技术风险 (12)
六、市场竞争格局 (12)
一、行业背景概述
1、切削工具定义
切削工具是机械制造中用于切削加工的工具。
绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的。
由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具；切削木材用的刀具则称为木工刀具。
切削工具制造业，是指手工或机床用可互换的切削工具的制造。
2、全球及国内切削工具市场规模
高效切削刀具是数字化制造技术的一个有机组成部分。
切削刀具是加工过程的终端执行部件，据统计：全球制造业每年的切削加工费用达到4000 亿美元的规模，其中刀具消费规模约为200 亿美元。
至2015 年，全球切削工具市场规模将达到220 亿美元左右。
木材切削原理与刀具
木材切削原理与刀具复习资料一、填空题。
1．木材的切削主力的来源主要有以下三种，一是低于木材（切削及其附近的木材）变形的变形阻力；二是抵制切屑从工件上分离时的（）；三是克服切屑与前刀面，工件，后刀面之间的（）2．按照木工铣刀在机床主轴上装夹方式的不同，将木工铣刀分为两大类，他们是（）和（）3．木材铣削时，铣削用量三要素指的是铣削速度，（）和（）。
4．设计木工铣刀时，前角的范围在20°~30°之间，如果出现前角不足，常采用的方法是（）5．木工铣刀常用的齿背曲线有阿基米德螺旋线，（）和（）6．木工带锯条适张度修正的目的是提高锯齿切削时的刚度和稳定性，抵消锯条在工作时的热伸长，抵抗锯切时的横向冲击，那么适张度处理的方法主要有（）和（）7．用木工中心钻钻削时，钻头周边切削部分的刀刃称为（），用于在主刃切削木材前先切断纤维，获得良好的孔壁质量；钻头中心切削部分的锥形突起称为导向中心，其作用是（）8.旋刀的楔角俗称研磨角，它是旋刀前刀面与（）间的夹角，以B表示。
楔角的大小，主要是根据旋刀的材料，单板的厚度，树种，含水率及其温度等参数来确定，……9．（底胶）是将磨料粘结在基材上的涂层,起粘结和固结磨料的作用,( 复胶）是在已固定的磨粒上再涂一层粘结剂,把磨料包围住从而进一步加强磨粒与基材的粘结强度,保证磨粒在磨削过程中能经受磨削力的挤压和冲击而不易脱落的作用。
10．用于磨具的人造磨料主要有刚玉系列，碳化物系列，超硬系列等，刚玉系列磨料的主要化学成分为（Al2O3 ），碳化物系列磨料的主要化学成分为（SiC）二、选择题。
1．木材切削过程中，表示理论切削平面与实际切削平面之间的夹角为（）A.前角B，后角 C 楔角 D 运动后角2．木材切削时，把切削刃平行于纤维方向，并切削刃在纤维平面内垂直于纤维方向运动的切削方式称为（）A 纵端向切削B横端向切削C纵向切削D横向切削3．通过实验，在相同的条件下，能够正确放映木材切削力的大小关系式为（）A F∥＞F#＞F⊥B F⊥＞F∥＞F#C F∥= F#= F⊥D F⊥＞F#＞F∥4．新刃磨的刀具从开始切削到磨损量打到磨损限度为止的总切削时间称为刀具的（）A 寿命 B 适张度C耐用度D使用度5．下面有关装配式套装木工铣刀特点的描述，您认为错误的是（）A 刀片或刀齿可以用不同的材料加工，材料利用经济。
木工刀具制造技术的现状与展望
场合 ， 如刨刀、 锯片、 铣刀等 ， 一般用于实木加工。随 着纤维板 、 刨花板 、 胶合板和层积材等木质复合材料
的出现 ， 这些传统的切削材料已不能满足工艺要求。
原用于金属加工的硬质合金材料， 现广泛地应用于木 材加工用刀具 ， 并逐渐替代了高速钢等材料， 提高 了
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：
Ｎｅ ｗ ｃ ｔｉｇ ｕ ｔｎ ｍ ａｅ ｉｌ， ｄ ｓｇ ａ ｄ ｔｃ ｎ ｌｇｅ ａ ｅ ｂ ｉｇ ｔ ｄｅ ｔ ｉ ｐ ｏ ｅ ｔ ｒａｓ ｅ ｉｎ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓ ｒ ｅｎ ｓ ｕ ｉｄ ｏ ｍ ｒ ｖ
ｗｏ ｄ ｒ ｉｇ ｔ ｏｓ ｏ ｎ ｒａ ｅ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ａ ｄ ｐ ｒ ｄ ａ ｕ ａ ｔ ｒｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｎ ｒ ｄ ｃ ｏ ｗｏ ｋ ｎ ｏ ｌ ｔ ｉｃ ｅ ｓ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｕ ｇ ａ ｅ ｍ ｎ ｆｃ ｕ ｉｇ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ ｐ ｏ ｕ ｔ ｏ
Ｄｅ ｅｏ ｍ ｅ ｔｏ ａ ｆ ｃ ｕ ｉ ｇ Ｔｅ ｈｎ ｌｇ ｅ ｏ ｏ ｄ ｒ ｎ ｏ ｓ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆＭ ｎｕ ａ ｔ ｒｎ ｃ ｏ ｏ ｉｓ ｆ ｒ Ｗ ｏ ｗｏ ｋｉ ｇ Ｔｏ ｌ
Ｍ Ａ ａ — ｉｎ Ｌｉｎ ｘａ ｇ
（ ｎｉｇＦ ｒｓｒ ｉｅｓ ｙ Ｎａ ｊ ｇ２ ０ ３ ，Ｊ ｎ ｓ Ｃ ｉａ Ｎａｊ ｏｅｔ Ｕｎｖｒｉ ， ｎｉ １ ０ ７ ｉ ｇｕ， ｈｎ ） ｎ ｙ ｔ ｎ ａ
件材料 ， 刀具的磨损机理也有区别 ： 因此 ， 硬质合金除 颗粒不同外 ， 粘接剂也有多种 ， 适用于不同的使用条
件 。目前用于精密刀具的切削材料多选用精细颗粒
木材切削原理与刀具
• “夹锯现象”消除的措施
• 为了消除夹锯现象，必须使锯路宽度大于锯身厚 度与两侧锯路壁木材的弹性恢复量之和。
• 常用的方法有两种：
• 一种是相邻两齿左右拨开，使相邻两齿切出的锯 路宽度大于锯身厚度及锯路两侧木材弹性恢复量， 采用这种方法的锯齿称拨料齿；
• 另一种是主刃增长，使主刃的长度大于锯身长度 与锯路侧壁的木材弹性恢复量，采用这种方法的 锯齿称压料齿。
外径Ｄ 由最大切削高度和锯机结构参数而定，一般以锯机说明
书规定的圆锯片直径为依据。常用圆锯片的直径为100-500mm。
• 锯身厚度S 同一直径的圆锯片中，有几种不同的厚度规格。 在满足切削要求前提下，尽量选用厚度小的圆锯片，以减少锯路损失。 常用的锯片厚度S为0.9～4.2mm。当锯厚小于1.1mm时，每隔0.1mm进 一级；大于1.1mm时，每隔0.2mm进一级。
4、新型铣刀
• （1）在刀刃部分焊接硬质合金等高耐磨刀具材料， 以提高刀刃的耐磨性，延长刀刃的使用时间，提 高机床利用率及工件的加工质量。
• （2）广泛应用不重磨刀片。这些刀片的刃口部分 多用硬质合金制造。不重磨刀片的广泛应用不仅 省掉了刃磨工时、提高了机床利用率，更重要的 是刀片靠机械定位，能保证所有刀尖在同一切削 圆上，从而大大提高了刀具的装配精度和加工质 量。
木材切削及其刀具
1、木材切削的基本概念
•木材切削：借助木工刀具按预定 表面切开木材以获得需要的尺寸、 形状和表面粗糙度的切削过程称为 木材切削。
•实现木材切削的三个基本要素是： 切削运动、刀和工件。
2、切削运动 在木材的切削过程中，刀具或工件按一定
的规律作相对运动，才能从工件上切下木材，这 个相对运动就是切削运动。
• 角度参数 圆锯片的后角α=5°-10°。前角的选择依
木材及木质材料切削刀具的发展概况
题报道 Ｓ Ｅ ＬＲ Ｒ Ｐ ＣＡ Ｅ Ｏ 一 Ｉ Ｐ ｝
∞殿 固∞鹦国锄羽凰围 囤圈羽
曹 平 祥
（ 南京林 业 太学 南京 ２ ０ ３ ） １ ０ ７
切削加工是本材工 业生产中最基本 、最广泛 、最重要 进给量小 ，不均衡切 削对工件表面质量影响不明显 在高 不 的工艺之一 ，它直接影响工业生产的效率 、成本和能源消 速 进 给 情 况 下 ， 均 衡 切 削 对 工 件 表 面 质 量 影 响 就 十 分 明
维普资讯
ＳｐＥｅｌ Ａ Ｒ
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●
然后松开调刀罗盘的夹紧螺钉 ，罗盘便 的 工件 时 ， － 刀 就能 完成 工 件 廓 彤 的 切 削 ，应采 用 单 片 的两个施压螺钉 ， 片 刀的液压夹 紧轴套 ；当加工双面截形的工件时 ，需要采用 可转动 。顿时针转 ，地板榫槽变窄 ；反之 ，榫槽变宽。
耗。随着术材工 业发展 ，各种本质材 料 、贴面 板 、集成材 显 。因 此 ，需 要 用 液 压 轴 套 或 锥 形 卡 套 来 消 除 配 合 间 隙 。
（ 含竹子集成材） 尤其是三聚氰胺浸渍纸贴面板 、 ＶＣ贴 ， Ｐ 面板 、Ａ１ 强化贴面板等材料越来越 多地用于家具 、地 ２ ０３
要 ，以保证工件的廓形不变 图 １ 所示为加工地板榫槽刀 首先要实现刀具的 自动更换 ；二要消除刀具 和刀轴的配台 具 的结构示意图 。该液压夹紧轴套具有丽个施压螺钉 ，其 间隙 ；三要解决装刀卡套刚性不足的问题 ；凹要满足高转
一
施 压 轴 套 内壁 ，嬉二 加 压 轴 套 外 壁 ，分 别 将 轴 套 和 刀 体 速的要求。 二 套装式液压夹紧轴套用 于手工装拆刀具的设备 ，
来 装 夹 不 同结 构 的 刀 具 ， 有 不 同 结 构 的 液 压 夹 紧 轴 具
木材切削原理与刀具之旋切及旋刀
《木材切削原理与刀具》课件
18
.旋切过程旋刀角度的自然变化
由于旋切曲线不是圆弧曲线，所以旋刀的工作
后角（即运动后角）和其静止状态的后角即装
刀后角并不相等。旋切过程随着木段直径的减
小，旋刀的工作后角是否变化，如何变化，主
要视装刀高度和刀架类型而定。
•
1、当装刀高度h=0时：
G Z B
式中：αG—工作后角；αz--装刀后角：αB--补充角。
2020/5/10
《木材切削原理与刀具》课件
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4.旋切过程旋刀角度的自然变化
在AB=L,ε,μ,和装刀高度h及旋刀楔角β都一定的情况下， 装刀后角从木段R变到R1时的变化量可表示为：
Δαz=Δδz-β
( sin z
R 2 h2 R12 h2 ) sin L sin(c )
旋刀工作后角的计算仍如前述。有些工艺手册上有带辅助滑道刀 架（第二类刀架）璇玑的工作后角随木段直径变化的图表可供选择。
• 当装刀高度h＝0时： R2＝a2Ф2 即： R＝aФ 旋切曲线是阿基米德螺旋线
• 当装刀高度h<0或h>0时：旋切曲线是圆的广义渐开线。 • 当装刀高度h＝∓a时：旋切曲线是圆的渐开线。 • 说明：当h＝0时， R＝aФ，
∆R＝S＝a(Ф2-Ф1) ＝a 2π(常数)
2020/5/10
《木材切削原理与刀具》课件
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第二节、旋切过程中的主要角度参数及其变化：
一、旋切过程中的主要角度参数：
（一）楔角β
楔角俗称研磨角，它是旋刀前面与后面间的夹角，以β 表示。
楔角的大小，主要是根据旋刀的材料、单板的厚度 、树种、含水率及其温度等参数来确定。 在胶合板生产中，为了能旋切出优质单板，在保证旋刀 强度足够的前提下，应尽可能地减小β角的数值，通常 β=18°～23°。当其它条件相同时，旋切硬质木材和厚 单板时，β值应取较大值。
《木材切削原理与刀具》课程教学大纲
《木材切削原理与刀具》课程教学大纲英文名称： The principles of wood cutting and tools一、课程说明1、课程性质：作为木材科学与工程专业，以其所提供的知识来看，是一门专业基础课。
2、课程的目的和任务：木材切削原理与刀具包括木材切削原理与木工刀具两部分。
学习切削原理的目的，一方面为了掌握木材切削过程的基本规律，以便改进切削质量，提高生产率和降低生产成本；学习木工刀具的目的是为了掌握设计、选择和使用刀具的知识。
使学生掌握木材切削的基本原理、木材加工基本方法及所用刀具结构、特点及刃磨方法，为后续的机床结构和加工工艺课程的学习奠定必要的理论基础。
3、适应专业：木材科学与工程专业（本科）4、学时与学分：36学时（其中理论教学32学时，实验4学时）， 2个学分。
5、先修课程：工程力学、工程制图、金属工艺学、木材学等课程6、推荐教材：《木材切削刀具学》肖正福等编东北林业大学出版社１９９２年版7、参考书目：《木材切削原理与刀具》周之江编中国林业出版社１９８３年版《木材切削学》朴永守编东北林业大学出版社１９９２年版8、主要教学方法与手段：本课程采用课堂教学和实践教学相结合的方法。
课堂主要借助挂图、模型、多媒体等辅助教具进行讲解；实践教学采用实验和教学实习来进行，实验教学内容见后表，教学实习在实习实训中心进行。
9、考核方式：（说明，成绩评定办法）：考查课程。
主要考查的内容为平时课堂提问、课外作业、实践教学环节、课程结束的考试等内容综合评定最终成绩。
评定方法：课堂提问占5%；课外作业占10%，实践教学环节占15%；课程结束考试占70%。
满分100分。
10、课外自学要求(包含作业要求)：为培养学生的自学、独立分析及科研能力，充分利用高校学习资源，积极创造良好的学习氛围和条件，本专业学生在完成课堂学习的同时，还要参加多种形式的课外教学安排。
首先要把自学与复习并重，要求每个人能够熟练地运用已经掌握的本科程的相关基础知识。
木材切削的基本理论
02:05
木工机械 1．纵向切削
第2章 木材切削的基本理论
形成纵I型切屑时的特点：
① 切削力周期变化，单位功耗消耗小；
② 刀刃由于刃前木材超前开裂，磨损不大； ③ 切削表面质量一般，尤其在逆纹切削时不好。
02:05
木工机械 1．纵向切削
第2章 木材切削的基本理论
超越裂缝沿纤维 方向向上延伸
纵Ⅰ型切屑（顺纹切削） 木材纤维方向由水平方向顺前刀面倾斜
四、刀具角度 ▴ 标注角度 ● 楔角β ● 前角γ 顺倾“+” 逆倾“-” γ小，切屑 易变形
基面（垂直 于切削平面）
第2章 木材切削的基本理论
切削平面
法剖面
法剖面（测量平面） 前刀面
● 后角α
α大，刀具 与已切表 面摩擦小 ● 切削角δ γ+β+α=90° δ=β+α=90°-γ
02:05 v
基面
第2章 木材切削的基本理论
任何刀具的切削部分都可简化为一楔形体，但切削刃并 非一理想直线，而是一不规则过渡曲面,曲率半径大约0.0050.1mm。
新磨过的切刀刃部形态
02:05
木工机械
第2章 木材切削的基本理论
磨损后的切刀刃部形态
02:05
木工机械 1．2 刀具各部分的切削作用
第2章 木材切削的基本理论
刀 尖 ：依靠应力集中破坏木材间的联系，切入工件。 前刀面：推挤切削层使之变形或破坏，分离成屑片，沿 前刀面流出。 后刀面：压挤切削层以下工件材料，该部材料伴随有弹 性或/和塑性变形。 屑片分离的条件：切削厚度大于刃口圆弧半径，即a >ρ。
02:05
木工机械 2．切削力的力学模型 切削阻力来源于两个方面：
我国木工机械国内外市场分析
我国木工机械国内外市场分析全球木工机械年生产总值约100亿美元，其中最主要生产国排名;居首位是德国，年后产总值超过27亿美元，意大利排名第二产值约17亿美元，美国排名第三产值约15亿美元，中国台湾排名第四产值约7.6亿美元，日本产值居第五位约4亿美元。
全球木工机械强国是德国和意大利，两者合计可占全球木工机械产值一半左右。
美国木工机械产值虽大，但以美国与北美市场为主，外销比例甚低。
日本木工机械近年竞争力大不如彰，而木工机械产值亦大幅下滑。
我国台湾木工机械90%出口台湾省现有木工机械制造企业170余家，多数为中小型企业，平均员工人数为30人，绝大多数是70年代以后逐渐发展起来的。
1978年以后，台湾省木工机械行业，开始瞄准国际先进水平，加大产品开发力度，注重提高产品质量，在激烈竞争的国际市场异军突起，而成为世界主要的木工机械产地之一。
台湾省木工机械产品主要是出口。
1986年出口总额突破1亿美元大关。
1988年则突破2亿美元，1990年突破了3亿美元，1992年出口4.2亿美元，1995年出口5.65亿美元，2004年台湾木工机械生产值达新台币247亿元(约7.72亿美元)，出口值新台币242亿元(约7.56亿美元)较上年增长12.9%。
台湾省木工机械出口主要目的国家：最大的出口目的国是美国，占其木工机械出口总值的37.5%;第二位是中国大陆，占37%;第三是马来西亚，占11%;第四位印尼，占5%;第五位是加拿大，占4.4%;第六位是泰国，占3.7%;第七位是日本，占2.7%;第八位是越南，占1.5%。
以上供不应求占台湾省出口木工机械产值的87%。
出口产品主要类别是：DIY类产品占第一位，锯娄产品占第二位，磨光、砂光、抛光类占第三位，铣床、刨床类产品第四位。
台湾省准备开拓新兴的木工机械出口市场，如印度、巴基斯坦、巴西、阿根延、俄罗斯、东欧等国家，以提高台湾省木工机械在国际市场的占有率。
中国大陆木工机械生产和出口目前，中国大陆木工机械生产企业的1200余家，颁布于27个省、市、自治区、直辖市，具有一定规模的企业有80家左右。
第一章 木材切削的基本原理
（二）切屑的形态
1、流线型切屑 切削力变化稳定；切削过程连续，光滑的螺旋 状切屑； 形成条件：薄切削，小切削角，含水率高； 形成机理：纵向切削时产生超越裂缝（先行于 刃口的开口破坏 ），超越裂缝随着刀具刃口的前进 而形成连续的带状切屑；
特点：加工质量好 （切削厚度很小时不容 易产生超越裂缝，此时 加工表面比较好），刀 具磨损大；
横向切削
纵向切削
端向切削
第一章 木材切削的基本原理
纤维倾斜角：平行于切削方向且垂直于切削平面的平 面内，切削方向与木纤维方向的夹角。 纤维交角：切削平面内，纤维方向与切削方向的夹角
第一章 木材切削的基本原理
二、切屑形态 （一）切屑的类型 1、纵向切削 纵Ⅰ型切屑（折断型切屑） 纵Ⅱ型切屑（流线型切屑） 纵Ⅲ型切屑（压缩型切屑） 2、横向切削 横Ⅰ型切屑 横Ⅲ型切屑 3、端向切削： Ⅰ型、Ⅱ型
一、切削运动及切削用量：
1、主运动：速度高、功耗大 (40～70m/s，最大达120m/s)
V V’ V
U U U
第一章 木材切削的基本原理
（1） 回转运动：
v=
π Dn
6 ×10
4
(m / s )
D —— 最大回转半径 （mm）
（2）直线运动
2 Ln v= 6 ×104
(m / s)
L ——最大行程；
第一章 木材切削的基本原理
α
αm αw
u
γw
v’ v 带锯条锯切时的工作角度
第一章 木材切削的基本原理
四、木材切削的特点：
1、高速切削
（一般：v=40～70m/s，最高可达120m/s n=3000～12000r/min，最高可达40000r/min）
木材切削与刀具
木材切削与刀具文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]木材切削的基本概念：借助于道具，按预定的表面，切开工件上木材之间的联系，从而获得符合要求尺寸，形状和表面粗糙度的制品，这样的工艺过程，称之为木材切削木材切削的方式：：锯切，铣削，磨削，钻削，刨削，榫槽切削，车削。
主运动概念：从工件上切除切屑，从而形成新表面所需要的最基本运动主运动速度的计算公式：V=πDn/（6×104）m/sD——刀具（工件）或锯轮直径（mm）n——刀具（工件）或锯轮转速（mm）进给运动：使切屑连续或逐步从工件上切下所需的运动，称为进给运动。
进给运动可以用不同的进给量来表示每分钟进给量U：即进给速度单位时间内工件或刀具沿进给方向上的进给量（m/min）每转进给量Un：刀具或工件每转一周两者沿进给方向上的相对位移（mm/r）。
每齿进给量Uz：刀具每转一个刀齿，刀具与工件沿进给方向上的相对位移（mm/z）进给速度与每转或每齿进给量之间的关系：U=Unn/1000=Uzzn/1000（m/min）z——铣刀齿数，圆锯片齿数，带锯锯切时为锯轮每转切削齿数n——刀具（工件）或锯轮转速（r/min）待加工表面：即将切去切屑的表面加工表面：刀刃正在切削的表面已加工表面：已经切去切屑而形成的表面前刀面：对被切木材层直接作用，使切屑沿其排出的刀具表面后刀面：面向已加工表面并与其相互作用的刀具表面侧刀面：前刀面和后刀面的两个侧表面刀具标注的角度参数前角γ：前刀面和基面之间的夹角。
表示前刀面相对基面的倾斜程度，它主要影响切削的变形。
后角α：后刀面与切削平面之间的夹角。
表示后刀面相对切削平面的倾斜程度，它主要影响刀具后刀面与工件间的摩擦。
楔角β：前刀面与后刀面的夹角。
它反映了刀具切削部分的锋利程度。
切削角δ：前刀面与切削平面之间的夹角。
γ+β+α= 900 δ=β+α=900-γ纵向切削：刀刃与木材纤维方向垂直，切削速度方向与木材纤维方向平行的切削。
木材切削原理与刀具填空总结
绪论1，木材切削的实质：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（木材在刀具作用下，切削区发生变形的过程）2，木材切削研究的基本问题：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿（切屑类型；切削区木材变形）3，木材切削的发展趋势：（1）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（2）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（3）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（4）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（探索新的加工方法；提高刀具耐用度，刀具寿命和加工质量；用近现代试验手段深入研究木材切削；加强电子计算机在木材切削研究中的应用）第一章木材切削的基本原理1，木材切削（定义）：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿___（刀具沿着预定的工件表面，切开木材之间的联系，从而获得要求的尺寸，形状和粗糙度的制品，此工艺过程称为---木材切削）2，切屑（定义）：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿绝大多数情况下，切屑不是＿＿＿＿＿＿，但是有特例：＿＿＿＿＿＿＿＿（工件上被切去的相对变形较大的一层木材；制品；单板旋切）3,2种基本的切削方式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿是＿＿＿＿＿＿＿＿的特例，是刀具半径＿＿＿＿＿，切削刃角速度为＿＿＿＿的情况。
（直角自由切削；直齿圆柱铣削；直角自由切削；直齿圆柱铣削；无限大；零）4，直角自由切削（定义）：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿直齿圆柱铣削（定义）：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（指刀刃⊥刀具与工件的相对运动方向，且主运动为直线运动的切削；指刀刃⊥刀具与工件的相对运动方向，且主运动为回转运动的切削）ζ 1.1基本概念1，木材切削三要素：＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿（刀具，工件，运动）2，刀具作直线运动的为：＿＿＿＿＿＿＿；刀具作回转运动的为＿＿＿＿＿＿（刨削；铣削）3，切削运动是指：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿包括：＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿（切削运动：指刀具切削木材过程中刀具和工件之间的相对运动主运动；进给运动）4，主运动（定义）：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，用＿＿＿（符号）表示，通常是速度＿＿＿，消耗功率＿＿＿的运动。
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2.2我国木工刀具需要解决的问题
• 二、把开发中、高档木工刀具作为主攻方向 • 硬质合金锯片首先要提高基体的品质，降低 端面偏摆量，以增强使用稳定性，其次是提 高焊接水平，张紧适度，减振消音，降低噪 声。 • 木工铣刀方面要从以下四个方面提高档次， 一是提高形状精度，减少误差；二是改进焊 接工艺，提高厚体硬质合金的焊接强度和焊 接区的外观质量；三是改进刃磨技术，将刃 口粗糙度提高到0.2.一0.4μm的水平；四是进 行动平衡检测，提高刀具高速切削的运动质 量。
第一章 我国木工刀具的现状
• • • • 精度低 可靠性和耐用性差 硬质合金化比重低 品种规格少，大路货、低水平多，大、精、 尖的少 • 其它方面
精度低
• 综合技术指标远低于国外同类产品。制造 精度比国外同类产品低两个到三个精度等 级。此外，国产的各种成型刀具、机用木 工钻头旋切刀具、镂铣刀等，与国外同类 产品差距也很大。
2.2我国木工刀具需要解决的问题
• 三、大力增加木工刀具品种 • 硬质合金锯片应考虑发展密齿据片、薄型锯片、强 力切削锯片、异型锯片和消声锯片等 • 铣刀应大力发展各种成形铣刀，满足各种形状加工 的需要。同时，发展组合能刀和小型直柄铣刀及硬 质合金镂铣刀。 • 钻头要着重发展各种用途的硬质合金钻头，高速钢、 碳素工具钢钻头，并扩大尺寸系列和使用范围。 • 机用刨刃应发展大尺寸的硬质合金刨刀，组合刨刀 和超精加工刨刀。 • 此外，还应注意发展与进口木工机床配套的刀具， 以满足木工机床新品种的需要，为木工机床发展服 务。
2.3 木工刀具的发展趋势
• 刀具的设计和使用应考虑刀具材料与工件材料的 性能匹配性，针对不同的工件材料和加工条件确 定合理的刀具材料和结构形式。高速、高效、高 精度切削加工要求刀具具有多种优异性能，“高 韧性高强度基体+高硬度高耐磨性刃部”是未来刀 具的主要发展方向。 • 新材料、新工艺和新技术的研究与应用，提高了 木工刀具的制造技术和加工质量。木工刀具正向 着超硬材料、高精度和高速高效的方向发展。
2.3 木工刀具的发展趋势
• 切削加工追求的目标是高精度、高效率、 低成本、绿色环保。近年来，切削加工技 术在高速切削、硬态切削、微雾润滑切削、 干式切削、复合切削等领域迅速发展，这 些切削加工技术是实现以最小限度生产设 备高效率、低成本加工零件的生产方式的 核心，到目前为止，切削加工技术发展的 最大标志就是高速切削加工（High Speed Cutting，HSC）的发展。
2.3 木工刀具的发展趋势
• 近年来，人们在新型刀具材料的应用、刀具涂层 技术以及新型刀具切削性能方面进行了大量的研 究与应用工作，生产现场使用的刀具已经进入了 以硬质合金材料为主体、多种涂层成熟应用的状 态，未来刀具材料主要的发展趋势是“细晶粒的 基体材料+复合涂层”，以适应高速切削、干式切 削、高精度加工的基本需求。 • 切削加工精度和表面质量是切削加工过程的关键 因素，加工精度和表面质量取决于刀具的刃形、 断屑性能和安装结构的稳定性。未来刀具的设计 必须注重刃型设计、断屑槽设计、刀片定位或刀 柄夹持设计以及表面涂层和刃口强化处理。
2.3 木工刀具的发展趋势
• 先进的刀具技术是促进切削技术发展的基础和保证， 刀具技术的发展涉及刀具材料和刀具结构的发展， 刀具材料是提升刀具性能的基础，刀具结构是提高 工件加工精度的关键。 • 随着高速加工、高精度加工技术的进步和难加工材 料应用数量的增加，刀具材料的进展也十分显着， 新型陶瓷、细晶粒硬质合金、超细晶粒硬质合金、 TiC/TiN基金属陶瓷、涂层硬质合金等材料大大提 升了刀具的性能，刀具基体的耐磨性、耐热性、韧 性和抗弯强度明显提高。复合涂层技术使刀具性能 进一步提升，涂层材料除了有适合高速切削的TiC、 TiN、TiAlN以外，现在还使用金刚石、立方氮化 硼、硅基纳米涂层等。
其它方面
• 除此以外，我国木工刀具的外形设计、外 观设计，刀具的防锈处理以及包装设计也 普遍与国外同类产品有着明显的差距。
2.2我国木工刀具需要解决的问题
• 一、必须加速推行木工刀具硬质合金化 • 除冲击性强的旋切刀、削片刀外，绝大部分木工 刀具都应镶上硬质合金牙齿。木工刀具硬质合金 化的好处是: • ①可提高木制品的加工精度和粗糙度; • ②刃磨间隔延长5－10倍，减少停机时间，提高 生产效率; • ③由于刀具寿命延长15－20倍，尽管刀具价格提 高，但使用成本降低; • ④由于使用寿命长，减少了刀具消耗，节约了大 量钢材。
可靠性和耐用性差
• 技术指标低带来的后果就是可靠性和耐用性 不如国外的木工刀具。据调查，我国木工刀 具的综合寿命一般只有国外同类产品的30一 50%。除了原材料的因素以外，加工工艺和 制造精度也是重要原因。
硬质合金化比重低
• 60年代以来，随着木工机械高速化，木工 制品精度提高，国外木工刀具向硬质合金 化过渡。现在，除大型的刀片外，国外木 工刀具已实现了硬质合金化，淘汰了传统 用的炭工钢和高速钢刀具。而我国木工刀 具的硬质合金化则刚刚起步。
品种规格少，大路货、低水平多， 大、精、尖的少
• 我国木工刀具品种规格过少，很不适应木材加工需要，这 也是我国进口大量木工刀具的原因. 国外有许多新型的特 殊的木工刀具。例如，铣刀方面的可调木工铣刀，可转位 刀片铣刀，液压套筒铣刀;硬质合金锯片方面的减振消音锯 片，可调式锯片，以及大型锯片(直径1000mm以上)、大 型刀片(3000mm以上)等，在我国还是空白。至于陶瓷木 工刀具、金刚石木工刀具等更高技术水平的新品种，我国 还基本空白。 • 国外的木工刀具，根据作业的特点和要求分类较细。如在 加工精度方面分粗加工、精加工、超精加工等;在切削力量 方面分一般切削，强力切削和超强力切削等;在型式方面分 整体式、组合式、可调式，可转位式等;在形状方面有直线 平面的、曲线的、半成形的、成形的等。为满足木材加工 的形状、精度、尺寸等要求，国外的刀具可谓应有尽有， 而我国的木工刀具现在还处在一般化阶段，生产品种与木 材加工的需要差距很大。
2.3 木工刀具的发展趋势
• 为降低刀具的应用成本，镶齿结构、镶嵌 结构、涂覆结构应成为刀具主体结构，整 体结构在小规格、微型规格才使用。未来 的刀具应该是双性能结构，即“高韧性高 强度基体+高硬度高耐磨性刃部”。 • 刀具材料及其涂层技术的发展促进了刀具 切削速度的不断提高，带来了加工效率的 变革，进一步带来了加工范围的拓展。
• 硬质合金机用木工刨刀则要解决长尺寸硬 质合金焊接工艺技术，提高焊接质量，提 高刃口的直线度和刃口的粗糙度，才能进 人高档的领域。 • 其它木工刀具如机用钻头、镂铣刀、直柄 小铣刀等均需在提高精度和减少刃口粗糙 度方面下功夫，才能提高档次。 • 配合提高木工刀具的档次，要在外观质量， 防锈方法和包装水平方面有所突破，增加 外观对用户的吸引力。
2.2我国木工刀具需要解决的问题
• 四、加强木工刀具的标准化、系列化 • 应先对与国内木工机械配套的刀具实现标 准化，制定际准。与进口设备配套的木工 刀具则可先制定企业标准，以后逐步向国 内行业标准靠拢，纳入行业标准，使其为 国内木工机械设备服务。
Байду номын сангаас
2.2我国木工刀具需要解决的问题
• 五、加强木工刀具测试工作，提高测试技术 • 各木工刀具生产厂家均应大力充实测试手段，有条 件的应设立检测中心，加强对刀具的检测。有计划 地培养或扶持几个骨干木工刀具生产厂，我国行业 主管部门应该在企业竟争市场发展需求的基础上， 有意识地培养或扶持竟争力强、科技力量强、有技 术开发能刀、生产品种全、设备条件好的企业，做 为木工刀具生产厂的骨干企业让池们参予国际竞争， 进入国际市场，成为我国木工刀具的排头兵，带动 全行业的发展。 总之，在改革开放的大好形势下， 通过不懈的努力，相信我国木工刀具的技术力量一 定能迅速赶上国外先进水平。