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。

变形力：在切削过程中，由于切削及刃口附近木材的变形，作用在刀具上有变形阻力，克服这个变形阻力的力称为变形力。

分离力：切削从工件上分离的过程中，需要消耗切削力，对刀具作用有分离阻力，克服这个分离阻力的力称为分离力。

摩擦力：刀具沿切削方向运动时，前刀面与切屑之间以及后刀面与加工表面之间存在摩擦阻力，克服摩擦阻力的力称为摩擦力。

锯由锯身和锯齿组成金属切削刀具的磨损经过：初期磨损阶段、持续磨损阶段、急速磨损。

刀具温度升高的结果：①刃口温度上升会加快刀具的磨损②会使刀具丧失其原有的稳定性 三种辊压锯身的方法：①辊弯势法：最大辊压力在锯背，从而锯背金属获得最大塑性变形。

②辊圆势法：在据身中部施加大辊压力，相应部位材料的塑性变形大于据身两侧。

③辊弯势和圆势法：据身中部和背部同时重压。

这两部分据身的变形亦相应大。

铣削加工的特点：屑片厚度随切削刃切入工件的位置不同而变化。

铣削的三种基本类型：①圆柱铣削：切削刃平行于铣刀旋转轴线或与其成一定角度，切削刃工作时形成圆柱表面。

②圆锥铣削：切削刃与铣刀旋转轴线成一定角度，切削刃工作时形成圆锥表面。

③断面铣削：切削刃与铣刀旋转轴线垂直，切削刃工作时形成平面。

铣削类型分为：不完全铣削和完全铣削。

不完全铣削事，刀具与工件的接触角小于180°；完全铣削时其接触角等于180°。

根据铣削时刀具上有几面切削刃参加切削，可以把铣削分为开式铣削（一面切削刃参加切削）、半开式铣削（两面切削刃参加切削）、闭式铣削（三面切削刃参加切削）。

铣刀的分类：按装夹方式分类：套装铣刀、炳铣刀。

按结构形式分类：整体铣刀、装配铣刀、组合铣刀。

波纹高度计算公式：y ≈ )(4822mm D R u u z z =y=250Du z 2(um) u z =nz u1000选用铣刀的依据①被切削木材的性质。

②切削方向。

③刀具回转方向和进给方向。

④刀具与工件稳定性。

⑤加工表面质量要求。

钻头由尾部、颈部、工件部分组成。

钻头的结构必需满足下列要求：①切削部分必须有合理的角度和尺寸。

②钻削时切屑能自由地分离并能方便、及时排屑。

③便于多次重复刃磨，重磨后切削部分的角度和主要尺寸不变。

④最大的生产率和最好的加工质量。

盘式磨削分为立式、卧式、可移动式三种。

砂纸由磨粒、基体、黏结剂三种成分组成。

磨具组织分为紧密、中等、疏松三种。

压尺分为：圆棱压尺、斜棱压尺、辊柱压尺。

木工刀具的特点：大多数木工刀具是在不连续切削状体下工作的，而且木材是构造不均匀的各向异性材料 ，这就使的木工刀具的切削速度多高于金属切削刀具，具承受的冲击也大于金属切削刀具。

木工刀具的合理选择：①刀具材料的硬度，强度和韧性等性能必须符合木工刀具的特点②对刀具材料的性能，特点要比较系统，全面，综合的分析研究。

③必须满足生产，安装以及刀具制造工艺的要求④为了节省贵金属材料和经济上的合理性，一般刀具切削部分和刀体可以使用不同的材料，通过焊接或机械装夹的方式组合。

提高刀具耐磨性的途径：①提高刀具耐机械擦伤磨损的能力②提高刀具耐腐蚀磨损的能力。

其具体方法为： ⑴ 表面热处理：通过恰当的表面热处理，可以使金属的组织结构转变，提高刀具表面硬度，增加耐磨性。

⑵ 渗层技术：改变刀具表面的化学成分，提高刀具耐磨性和耐腐蚀性的一种化学热处理方法。

⑶ 镀层技术：它的适应性很强，不受工件大小和批量的限制，在铁基，塑料，石墨等上都可以电镀。

⑷ 热喷涂处理：采用气体，液体燃料或电弧，等离子弧作热源，将金属，合金，碳化物等喷涂材料加热到熔融状态或半熔融状态喜爱，通过高速气流使其雾化，喷射，沉积到经过预处理的工件表面而形成附着牢固的表面层的方法。

⑸ 涂层技术：分为化学气相沉积，物理气相沉积，和等离子体增强化学沉积。

高速钢刀具刃磨可以用刚玉砂，还可以用白刚玉砂轮或 铬钢玉砂轮。

硬质合金刀具刃磨要用绿色碳化硅（便宜，以硅石和石油焦炭为原料冶炼的）或人造金刚石砂轮。

选择和使用砂轮的原则：①使用前应检查砂轮有无缝隙，同轴度和振动度②保持砂轮表面清洁③高速钢材料的刀具应采用软的刚玉砂轮刃磨④使用金刚石砂轮刃磨硬质合金刀具时，不能与碳钢刀体接触，否则砂轮会被阻塞，钢制部件可以使用陶瓷或者金刚砂为磨料的砂轮进行磨削⑤金刚砂砂轮的转速一般为：28—32m/s ，刚玉砂砂轮转速一般为15—22m/s 。

分类铣刀名称 按装夹方式分类 套装铣刀、柄铣刀 按结构方式分类 整体铣刀、装配铣刀、组合铣刀 按铣刀齿背形式分类 铲齿铣刀、尖齿铣刀、非铲齿铣刀 按加工用途分类 平面铣刀、开槽铣刀、成型铣刀 按铣刀外形分类圆柱铣刀、圆锥铣刀、圆盘铣刀、柄铣刀木材密度与切削阻力之间的关系和木材含水率与切削阻力之间的关系图：P28随着被切削木材含水率的降低，切削阻力在纤维饱和点附近开始增加，在含水率为10%左右，切削阻力出现最大值，如果含水率继续减小，切削阻力基本不在变化，有时稍有降低。

后角与切削阻力的关系：P30后角过小时，由于木材纤维的弹性恢复，会使后刀面对切削表面的挤压和摩擦加剧，导致切削阻力增加，切削角一定时，后角过大，会使刀刃的稳定性下降，切削阻力反而增大。

夹锯现象：锯材时，如果据路的名义宽度与据身的厚度相等，会因为据路壁上木材的弹性恢复，据路将对据身产生较大的压力，使据身摩擦发生，甚至被木材咬住不能工作，这种现象称为夹据现象。

防止夹锯现象的措施：主要是加宽锯路，使锯路宽度大于据身的厚度。

①将锯身制成梯形断面，使齿缘厚度大于据身的厚度。

②将齿刃压扁，使齿刃的宽度大于据身的厚度，此法为压料。

③将齿刃轮流向左右压弯，以增大锯路的宽度，此法称为拔料。

流线型切削产生的机理：木材在纵向切削时，通常会在刀具刃口发生超前劈裂，超前劈裂随着刀具刃口的前进而前进，就产生了连续带状切削。

超前劈裂的原因：刀具刃口前进时，木材纤维在刀具刃口的斜前方接近与纤维垂直的方向上产生剪切滑移，同时沿刃口的切削线上还受到横向拉伸力的作用。

压缩型切削产生的机理：被切下的木材受到前刀面剧烈的推，压作用，并不发生超前劈裂，但切削从方向上向内发生剪切滑移，并且每一个滑移的部分被分别压缩成卷曲型，这样切屑整体看是一个连续带状的，其实是由一段一段的切屑构成的。

（压缩型切削，发生于对比较软的木材进行纵向切削，且切削角比较大，如切削角大于或等于70°的情况）剪切型切削产生的机理：刀具刃口一开始压缩木材，刀具前刀面的木材被慢慢地压缩，因受到平行于纤维方向上的剪切力的作用而引起剪切滑移，随着刃口的前移，由压缩引起的剪切滑移，将在靠近刃口的地方保持一定的间隔而断续发生。

木材切削表面发生的缺陷：①切削加工机械、刀具等切削原因，不可避免必然产生的缺陷。

②由于切削加工机械、刀具等调整不良，切削参数调整不当及刀具切削刃磨损而产生的缺陷。

③因为被切削材料的组织构造的不规整或材质不均一等而产生的缺陷。

降低锯片噪声的措施：①层压锯片，中间用一层黏弹性减震材料，将两片锯片合为一体，为保证粘接强度，锯片周围用铜或锌焊接。

②开槽锯片，槽长：槽宽=4:1槽长不超过锯片半径的51。

③阻尼锯片，将粘弹性材料胶贴在锯片周围或从锯片中心孔向周围沿新据面胶阻尼片，锯片旋转时产生的振动，被阻尼片吸收转换成热量逸出据身。

④减震锯片，用减震圈将减震片夹紧在据身的侧面。

影响磨削表面质量的因素：⑴ 磨削速度：①随磨削速度的增加，磨削表面不平度的高度减小⑵ 进给速度：工件的进给速度越大，加工表面的不平高度加大，加工磨粒刻痕数减少，残留面积加大，表面粗糙度加大。

⑶ 磨具粒度：这是影响磨削粗糙度的主要因素，磨料粒度越大，磨削表面粗糙越小。

⑷ 磨削压力:磨削压力加大，磨削深度增加，磨削表面质量下降。

⑸ 木材工件的性质 ⑹ 磨具横向振动⑺ 磨削用量的合理分配。