木材切削复习

第一章基本理论

1. 木材切削：刀具沿着预定的工件表面，切开木材，获得要求的尺寸、形状和粗糙度制品的工艺过程，称为木材切削。

2. 切削运动是指刀具切削木材过程中刀具和工件之间的相对运动，可分为主运动

和进给运动。

3. 主运动速度的计算公式：V=Q D.n/（6x10A4）m/s

4. 进给速度U、每转进给量Un每齿进给量Uz

5. 进给速度与每转或每齿进给量的关系：

U=U n.n/1000=U z.Zn/1000 m/min

6. 切削用量三要素：切削速度（v）;进给速度（u）;背吃刀量（a）切削用量的选择：1）、考虑机床动力和加工系统刚性的许可下选取apmax减少走刀

2）、在保证加工精度和表面粗糙度要求下选取umax

3）、保证刀具一定耐用度前提下选取vmax以提高生产效率。

7. 刀具角度：前角、后角、偏角和倾角。

8. 刀具标注角度：为刀具角度静止参考系，它是刀具设计时标注、刃磨和测量的基准，用

此定义的刀具角度称为刀具标注角度；

刀具的工作角度：为刀具角度工作参考系，它是确定刀具切削工作时角度的基准，用此定义的刀具角度称为刀具的工作角度。

9. 切削平面：通过切削刃上某一选定点，切于工件加工表面的平面，即合成切削速度向量

与切削刃的切线组成的平面。

基面：通过切削刃上某一选定点，垂直于切削速度的平面。基面与切削平面垂直。

法剖面（PN ―― 垂直于切削刃的平面

主剖面（PO――垂直于切削刃在基面投影的法向剖面

10. 前角：前刀面与基面的夹角主要影响切屑的变形；

后角a：后刀面与切削平面的夹角，主要影响刀具后面与工件的摩擦；

切削角S；前刀面与切削平面的夹角（作用与前角一样）；

楔角B：前刀面与后刀面的夹角，反映刀具切削部分的锋利程度和强度。

11. 切削层的几何参数：切削厚度、切削宽度、切削深度、切削面积切屑厚度：主运动为直线运动时，切削厚度为切削刀刃相邻两个位置间的垂直距离，亦为相邻两个加工表面之

间的垂直距离，为常数。回转运动时的切削厚度在切削过程中是变化的，a=Uz sin 0 切削宽度b:刀刃的工件长度在基面上得投影。

切屑面积：切削层在基面内的投影面积

12. 端向切削:刀刃与切削速度均与木材纤维方向垂直的切削横向切削:刀刃与木材纤维方向平行，切削速度与木材纤维方向的切削。过渡方向:纵端向，纵横向，横端向。

13. 1）高速切肖U （—般：v=40〜70m/s，最高可达120m/s, n=3000〜

12000r/min ，最高可达60000r/min ）。

2）工件材性不均并有一定的含水率。

3）切屑有时就是加工产品。

4）刀具楔角小。

14. 切屑的类型

1 ）纵向切削：纵I型切屑（折断型切屑）、纵U型切屑（流线型切屑）、纵川型切屑（压缩型切屑）

2 ）横向切削：横I型切屑、横川型切屑

3 ）端向切削：I型、U型流线型切屑：形成条件：纵向切削，薄切削，小切削角。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；折断型切屑: 形成条件：抗劈裂强度低，抗弯强度大，韧性好；含水率低；厚切削（>0.1mn）；切削角中等（<70o）切屑与刀面摩擦系数小。特点：刀具磨损小，加工质量较好。

压缩型切屑：产生条件：小前角（< 20o）、负前角；钝切削刃，切屑和刀面间的摩擦系数大。特点：加工质量差。

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

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

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

15. 1 ）抵制木材变形（切屑及附近的木材）的变形阻力——变形力；

2）抵制切屑从工件分离的分离阻力——分离力；

3）克服切屑及工件与刀具的摩擦——摩擦力

16. 切削力的影响因素：切削厚度、刀具锋利程度、切削方向、刀具角度、工件（木材）特性、切削速度

17. 切削厚度：① a > 0.1mm a t Fx T、② a < 0.1mma T Fx T、③ a=0 Fx 工0、④-p < a < 0 Fx > 0 a J F j、⑤a = - p Fx = 0 。刀具锋利程度：随刀具变钝，切削力增加。切削方向：端向> 纵向> 横向。刀具角度：ST F to工件（木材）特性：切削力大，比重大，切削力大（麻栎> 桦木> 松木）。切削速度：当切削深度、切削角比较小时，切削力与切削速度基本无关；当切削深度和切削角比较大时，切削速度增加，切削力明显下。

18. 切削阻力的测定：动力传感器。

第二章刀具材料及刀具磨损

1. 1）碳素工具钢：（T8、T8A T10、T10A等）

含碳量0.65〜1.2%的优质碳素钢。C%T,韧性T,淬火后硬度J

优点：刃口锋利，塑性好，切削加工性好，淬火后HRCT （61〜65），价格低。缺点：热硬性差（热硬性温度200〜250C）；淬火后易变形，淬透性差应用：切削速度小，负荷小的机用或手工刀具，不适合作整体刀具

2）合金工具钢：（65Mn Cr15、Cr12等）

碳素钢中加入少量合金元素（钨、铬、钻等）

特点：热硬性好于碳素工具钢（350〜400C）；淬火时变形小，淬透性好。

适用于机用刀具

3）高速钢（High Speed Steels ，简称HSS :

合金钢中提高某些合金元素的含量成为高速钢。含钨量9〜20%含铬量3〜5%

特点：热硬性好（500〜600C）；热处理变形小；易磨锐；抗弯强度、冲击韧性、可锻性好；价格低

2. 硬质合金：由难熔的金属硬质化合物（硬质相）和金属粘结剂（粘结相）经粉末冶金方法制成。硬质化合物：碳化钨（WC）;碳化钛（TiC）；碳化钽（TaC）;碳化钠（NaC 粘结剂：钻（Co）

硬质合金强度主要取决于Co的含量。

特点：硬度高（HRC86〜93 ）；耐高温（800〜1000C）；热硬性好（600C下的热硬性超过常温下的高速钢）；脆性大，耐冲击性差；抗弯强度及韧性低；刀具楔角大（50〜60o）不易磨锐；加工工艺性差。

3. 超硬刀具材料：金刚石和立方氮化硼

4. 金刚石特点：特点：金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、导热性好、低热膨胀系数，与非铁金属亲和力小等；韧性差，对振动敏感，易与铁发生反应。

5. 金刚石在木材工业中的应用：金刚石圆锯片、强化地板用金刚石刀具、金刚石粉碎刀、金刚石修圆刀具、多层实木复合地板用金刚石刀具等

6. 衡量刀具磨损的常用指标：

1）刃口的纵向微观几何形状——前后刀面的粗糙度、B

2）刃口的横向微观几何形状一一磨损特性、磨损强度

7. 木工刀具磨损机理主要有机械擦伤磨损和腐蚀磨损。

8. 刀具磨损曲线

1）初期磨损：由于切削刃上应力集中，刀具材料缺陷等。特点：加工表面质量不稳定，切削力剧增

2）正常磨损：磨损面积随时间均匀增加

3）急剧磨损：刀具变钝，切削力陡增，切削温度急剧升高，丧失切削性能