【课程大纲】《木材切削原理与刀具》
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。
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。
木材切削原理与教学模式分析
木材切削原理与刀具课程是普通高校木材科学与工程本科专业的专业基础课，是木工机械、制材学、木制品生产工艺、人造板生产工艺中有关切削加工部分的基础[1]。
课程涉及木材构造和性质、力学原理、金属材料及热处理、金属零件的制造、设计等有关知识。
主要讲授木材切削过程中木材变形、破坏及分离的机理；切削运动学及动力学；加工质量控制；切削刀具的磨损；刀具设计理论，典型刀具的设计方法，常用木工刀具的构造、安装调试、修磨等，为进一步学习专业课及从事木材加工专业工作，解决木材加工中的切削及刀具方面的问题奠定基础[2]。
Wood cutting theory and cutting tool is of wood science and engineering undergraduate course in common colleges and universities professional basic course, is a woodworking machinery, lumber and wood products production technology, man-made board production technology in the cutting part of the basis of [1]. Course covers wood structures and properties, mechanical principle, metal material and heat treatment, metal parts manufacturing, design and other relevant knowledge. On timber cutting wood in the process of deformation and failure and the mechanism of separation; Cutting the kinematics and dynamics; Processing quality control; Cutting tool wear; Cutting tool design theory, design method of typical cutting tool commonly used woodworking cutting tools structure, installation and debugging, grinding, etc., in order to further study specialized courses and professional work is engaged in wood processing, solve the problem of wood cutting and cutting tool in the process of laying the groundwork [2].1 现状分析1 analysis of the situation木材切削原理与刀具课程安排在大二第二学期，与木材学同时开课，木材切削与金属切削的根本不同在于木材属于各向异性材料，木材加工的性能和特点与树种、木材的含水率、早晚材、不同方向切削等因素密切相关，而学生对木材的特性及物理力学性能的了解甚少，这就需要在课程内容里补充必备的木材学方面的背景知识，使学生从根本上认识到木材切削的特点。
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。
木材加工教学大纲模板
---课程名称：木材加工技术课程代码：XX101学分：XX授课对象：XX专业学生授课学时：XX学时课程性质：专业基础课/专业课教学目标：1. 掌握木材加工的基本原理和工艺流程。
2. 熟悉木材的物理、化学性质及其对加工性能的影响。
3. 能够运用所学知识进行木材加工实践，并具备一定的创新设计能力。
4. 培养学生的实际操作技能，提高学生的综合素质。
教学内容：一、木材加工基本理论1. 木材的物理性质2. 木材的化学性质3. 木材的力学性质4. 木材加工材料与工具二、木材加工工艺1. 木材切削加工- 切削原理- 切削刀具- 切削加工方法- 磨削原理- 磨削刀具- 磨削加工方法3. 木材胶合加工- 胶合原理- 胶合剂- 胶合工艺4. 木材装饰加工- 涂饰工艺- 装饰材料- 装饰设计5. 木材干燥与防腐- 干燥原理- 防腐处理三、木材加工设备与工具1. 切削机床2. 磨削机床3. 胶合设备4. 装饰设备5. 干燥与防腐设备四、木材加工工艺实例1. 木质家具加工3. 木门加工4. 木质装饰品加工五、木材加工创新设计1. 创新设计的基本原则2. 创新设计的实践方法3. 创新设计案例分析教学方法：1. 讲授法2. 案例分析法3. 实验教学法4. 毕业设计指导考核方式：1. 平时成绩（课堂表现、作业、实验报告等）2. 期末考试（理论知识和实际操作）教材与参考书目：1. 教材：《木材加工技术》2. 参考书目：《木材学》、《木材加工工艺学》、《家具设计与制造》教学进度安排：（根据具体教学计划填写）---请注意，上述模板仅为一个基本的框架，具体的教学大纲需要根据学校的教学计划和学生的实际情况进行详细设计和调整。
木材切削与刀具
木材切削的方式：锯切、铣削、磨削、钻削。
主动运动速度的计算公式： V=)/(6104s m Dn⨯π 进给速度与每转或毎齿进给量之间的关系:U=min)/(10001000m znu u z n =z u u zn ⨯= n z u u z ⨯=1000 n u u n 1000= 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u n ：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u z ：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 ）。
待加工表面：即将切去切屑的表面。
已加工表面：已经切去切屑而形成的表面。
加工表面：刀刃正在切削的表面。
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：前刀面和后刀面相夹的两个侧表面 切削刃：前刀面与后刀面相交的部分。
侧刃：前刀面和侧刀面的交线。
前角γ：前刀面与基面之间的夹角。
后角α：后刀面与切削平面之间的夹角。
楔角β：前刀面与后刀面的夹角。
切削角δ：前刀面与切削平面之间的夹角。
α+β+γ=90° δ=α+β=90°-γ 纵向切削：刀刃与木材纤维方向垂直，切削速度平行于木材纤维方向的切削（90-0） 横向切削：刀刃与木材纤维方向平行，切削速度垂直于木材纤维方向的切削（0-90） 端向切削：刀刃与切削速度均与木材纤维方向垂直的切削。
（90-90） 棕刚玉磨料：有铝矾土、无烟煤在电炉内冶炼成的，含三氧化二铝95%以上，韧性好、硬度高、抗弯强度大、价格便宜。
白刚玉：以工业铝粉为主要原料在电炉内炼成的。
含三氧化二铝98.5%以上，白色。
铲齿量（齿背曲线下降量）它是指齿背曲线在一个刀齿中心角（ε=2π/Z ）,距离外圆周的下降量。
切削力：是金属切削过程中重要的物理现象之一，他直接影响着工件质量、刀具寿命、机床动力消耗。
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
木材学第一章
五、剪切型切屑
产生条件：纤维倾斜角比较大的顺纹切削 特点：切削力变化较小，加工质量比较好
六、撕裂型切屑
产生条件：端向切削或逆纹切削，钝切削刃，切削角和 切削深度比较大 特点：切削力变化很大，加工质量差
七、复合型切屑
产生于横向切削 当切削角和切削用量都较小时，接近为流线型切屑，加工质量较好 （刨切单板）；切削用量增加，切屑在前刀面发生压缩变形并产生裂 纹，为折断型切屑 特点：表面质量比较差 为获得较好的单板应采用小切削角、小楔角、刃口上加压紧装置 （压尺）、对木材进行水热处理等
① 前角γ ：前刀面与基面的夹角——对切屑的挤压； ② 后角α ：后刀面与切削平面的夹角——加工表面质量和后刀 面磨损； ③ 楔角β ：前、后刀面的夹角——利钝； ④ 切削角δ ：前刀面与切削平面的夹角——派生角度
基面上的角度：主偏角、副偏角等
γ +β +α = 90°
δ =β +α = 90°-γ
2 Ln v 6 104
(m / s )
L ——最大行程；
n ——每分钟往复次数
2、进给运动： 使多余切削层连续或逐步被切削的运动
U
U
Un Uz
Un n U z z n 1000 1000 (m / min)
注意单位
3、辅助运动：机床的调整、让刀运动等 4、运动的合成： 主运动和进给运动的合成
3、保证刀具一定耐用度前提下选取vmax，以提高生产效率。
注：精加工时由于加工余量小，背吃刀量不会太大，进给 量受表面粗糙度限制也很小，v 应尽可能大。
二、刀具与工件的各组成部分：
1、工件：
① 待加工表面 ② 加工表面 ③ 已加工表面
2、刀具：
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
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.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。
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《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)
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《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。
第9章、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
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4.旋切过程旋刀角度的自然变化
2、当转刀高度h0时：
第
五
章
旋
切
及
旋
刀
h0时的旋刀工作后角与补充角的关系
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《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
在其他条件相同装刀高度h0时，补充角由两部 分组成。旋刀的工作后角可表示为如下公式：
＝S/2π*Ф
＝a*Ф
： 根据三角形得
第
R2＝a2Ф2+h2
五 章
式中：
旋
R——木段的瞬时半径（mm）
切
a——极次法距或渐开线的基圆半径（mm）a＝S/2π
及 旋
Ф——极角，是由ox方向算起逆时针的角度。
刀
h——装刀高度(mm)
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《木材切削原理与刀具》课件
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旋切曲线：
R2＝a2Ф2+h2
第
调节；
五
④ B点平行于辅助滑道运动；A点平行于主滑道运动；
章
⑤ 旋刀与AB刚性联结，夹角不变；
旋
切
⑥ 当B点移至B1点时，A点移至A1点，装刀后角变小。
及
变化强度与μ有关。
旋
刀
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《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：
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
第 五
当装刀高度h<0或h>0时：旋切曲线是圆的广义渐开线。
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《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。
第一节基本概念（2学时）
一、运动
二、工件
三、刀具
第二节木材切削变形（2学时）
一、纵向切削
二、横向切削
三、端向切削
第三节切削力和切削功率（3学时）
一、切削力分析
二、切削功率
三、切削力经验计算
四、切削力的影响因素
第二章木工刀具材料及刀具磨损（5学时）
1. 教学目的与要求：
了解木工刀具对材料的基本要求；刀具材料的选择原则；刀具的磨损过程和磨损限度的概念；刀具抗磨损技术。
理解和掌握衡量刀具刃口变钝的几何参数；刀具磨损的特点及原因；刀具耐用度的概念和影响的因素；常用的刀具材料类型及应用特点。
2. 教学重点与难点：
重点：常用的刀具材料类型及应用特点；刀具耐用度的概念和影响因素。
难点：刀具材料的选择；刀具磨损的特点及原因。
第一节木工刀具材料（2学时）
一、刀具材料应具备的性能
二、常用木工刀具材料
三、刀具材料的选择
第二节木工刀具磨损及抗磨技术（3学时）
一、木工刀具磨损特点及磨损过程
二、木工刀具磨损原因
三、木工刀具耐用度及影响因素
四、木工刀具抗磨技术
（一）表面热处理
（二）渗层技术
（三）镀层技术
（四）涂层技术
第三章铣削与铣刀（8学时）
1. 教学目的与要求：
了解铣削的类型；铣削的运动学参数；铣削力和铣削功率的计算；铣刀的类型及各自的特点；铣刀的刃磨。
理解和掌握铣削表面质量的评价及表面质量的控制；铲齿成型铣刀的结构原理及应用；装配铣刀的结构原理及应用；柄铣刀的类型及应用范围；仿形雕刻柄铣刀的结构特点。
2. 教学重点与难点：
重点：直齿圆柱铣削的运动学参数；铣削表面质量及影响因素；铲齿铣刀的结构原理及应用。
难点：铣削表面不平度的形成及影响因素；铣刀的选择和设计。
第一节铣削（3学时）
一、铣削分类
二、铣削运动学
三、铣削时的力和功率
四、铣削表面质量
第二节铣刀（5学时）
一、铣刀分类
二、铣刀设计
（一）铣刀主要几何参数
（二）刀齿廓形设计原理
三、铣刀的结构与用途
（一）套装整体铣刀
（二）装配铣刀
（三）组合铣刀
（四）柄铣刀
第四章锯切与锯子（8学时）
1. 教学目的与要求：
了解锯子的结构及作用；锯齿的齿形参数；锯切时切屑的形成及排出；带锯条的焊接等。
理解和掌握纵锯齿和横锯齿的廓形特点；“夹锯现象”及消除方法；带锯和圆锯锯切的运动轨迹及切屑特点；锯切力和功率的分析和计算；锯齿的锯切切削性能及影响因素；带锯条和圆锯片的结构，锯齿参数；带锯锯身上承受的应力及张紧力的计算；辊压锯身的方法及特点；圆锯片工作不稳定的表现，原因和解决方法；硬质合金圆锯片的应用、特点及选择。
2. 教学重点与难点：
重点：“夹锯现象”及消除方法；锯齿的切削性能及影响因素；带锯条的应力；硬质合金圆锯片的应用、特点及选择。
难点：纵锯齿和横锯齿的廓形特点，带锯和圆锯锯切的切削力和功率的分析计算；锯条应力对带锯条的影响，圆锯片失稳的表现，原因和解决方法。
第一节锯齿切削及锯切运动（1学时）
一、锯齿要素
二、夹锯现象
三、齿形
四、带锯锯切
五、圆锯锯切
第二节锯齿的锯切性能（2学时）
一、锯切性能定义
二、锯切性能的影响因素
第三节锯子结构及参数（3学时）
一、带锯条
二、圆锯片
第四节硬质合金圆锯片（2学时）
一、硬质合金锯片的应用
二、硬质合金锯片的特点及选择
第五章钻削与钻头（3学时）
1. 教学目的与要求：
了解钻头的构成；钻削类型和钻削运动学参数。
理解和掌握钻削力、钻削质量的影响因素；常用的钻头类型、结构特点及应用。
2. 教学重点与难点：
重点：常用钻头的类型及应用特点。
难点：钻头的选择。
第一节钻削原理（1学时）
一、钻头的组成
二、钻削的种类和钻削运动学
第二节钻头的类型、结构和应用（2学时）
一、直杆钻
二、螺旋钻
第六章磨削与磨具（4学时）
1. 教学目的与要求：
了解磨削的种类和应用特点；磨具的构成；磨削时的力和功率的分析和计算。
理解和掌握砂带的使用及维护；粒度、磨具组织和磨具硬度的选用；影响磨削表面质量的因素；影响磨削生产率的因素。
2. 教学重点与难点：
重点：磨具的特性及选择；砂带的使用及维护。
难点：磨削质量的影响因素
第一节磨削运动（1学时）
一、磨削的应用及特点
二、磨削类型
三、磨削运动学
第二节磨具（3学时）
一、磨具的构成要素
二、磨具的特性
三、磨具的标识
第七章木工刀具应用（3学时）
1. 教学目的与要求：
了解和掌握现代家具及木制品生产中木工刀具的应用及一些新型木工刀具的类型及应用。
2. 教学重点与难点：
重点：板式家具部件的主要切削刀具
难点：各种刀具的选择
第一节欧式实木窗切削刀具（0.5学时）
第二节板式家具部件的主要切削刀具（0.5学时）
第三节强化地板切削刀具（0.5学时）
第四节实木复合地板切削刀具（0.5学时）
第五节新型木工套装铣刀（0.5学时）
第六节木工铣刀装夹（0.5学时）
五、考核方式与成绩评定
本课程为考试课程。
主要考查的内容为平时课堂考勤和提问、课外作业、课堂练习、课程结束的考试等内容综合评定最终成绩。
评定方法：课堂考勤和提问占15%;课堂练习和课外作业占15%；课程结束考试占70%。
满分100分。
六、教材及主要参考资料
教材：《木材切削原理与刀具》，曹平祥主编，中国林业出版社，2010年
参考资料：
1、《木材切削原理与刀具》，李黎主编，中国林业出版社，2005年
2、《木材切削与木工刀具》，金维洙主编，东北林业大学出版社，2005 年
3、《木工刀具磨损特性与木材切削加工优化》，耿绍辉著，东北林业大学出版社，2007年
4、《木材切削学》，朴永守主编，东北林业大学出版社，1992 年
5、《金属切削原理与刀具》，陆剑中主编，机械工业出版社，2011年
6、《木材加工装备——木工机械》，李黎主编，中国林业出版社，2005年
7、《木材加工机械》，姚秉辉主编，中国林业出版社，2000年
8、《林业机械与木工设备》，哈尔滨林业机械研究所
9、《木工机床》，福州木工机床研究所。