木材切削原理和刀具共50页
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：关于木工刀具的角度设计与角度大小的选择
木材切削原理与刀具：关于木工刀具的角度设计与角度大小的选择木材切削原理与刀具木工刀具的角度设计与正确选择角度大小刀具的角度刀具是依靠其切削部分切削木材的。
因此刀具的角度应该是指刀具的切削部分一一楔形切刀具的角度。
实际上,楔形切刀本身只有前、后刀面之间的夹角可以在切刀上直接测量,而影响切削的其他角度与刀具和工件的相对运动方向有关,需要借助坐标平面加以确定。
为了便于反映刀具几何属性在切削过程中的功能,一般选取以下两个坐标平面。
(1)切削平面:通过切削刃与加工表面相切的平面。
即主运动速度向量V和切削刃所组成的平面。
主运动是直线运动且切削刃是直线时,切削平面和加工表面重合。
主运动为回转运动时,切削平面的位置随刃口位置的改变而改变,。
(2)基面:通过切削刃垂直于主运动速度向量V,也就是垂直于切削平面的平面。
若主运动是回转运动,基面则通过刀具或工件的回转轴线所示。
在上述坐标系中测量刀具角度时,角度的大小随测量平面相对切削刃的位置不同而异。
规定垂直于切削刃在基面投影的法向剖面为测量平面。
在该平面中量得的刀具角，是设计、制造刀具时,刀具图纸上标注的刀具角度参数,也是刀具刃磨时需要保持的刀具角度参数。
木工刀具标注的角度参数为(1)前角y:前刀面与基面之间的夹角。
表示前刀面相对基面的倾斜程度,它主要影响切屑的变形。
当前刀面与基面重合时,前角为零,在图12中前刀面相对基面顺时针方向倾斜,前角为“+”值,逆时针方向倾斜,前角为“一”值。
(2)后角a: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,它主要影响刀具后面与工件之间的摩擦。
(3)楔角B: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和强度。
(4)切削角8:在实际切削过程中,刀具的角度将受切削运动、切削刃安装高度和刀具磨损等因素的影响发生变化。
也就是说,刀具的工作角度不等于标注的角度。
下面仅以切削运动对刀具的影响为例,给予分析。
决定刀具标注角度的坐标平面—切削平面,是主运动速度向量V和切削刃所组成的平面。
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。
木工刀具与切削原理 第三章 木材切削的基本规律
• 第一节 木材切削的基本概念
• 第二节 切削区木材的变形
• 第三节 切削力 • 第四节 刀具的磨损和耐用度
木材切削
• 借助于刀具，按预订的表面，切开工件上 木材之间的联系，从而获得所需要的形状、 尺寸和表面粗糙度的制品，这样的工艺过 程。
• 时至今日，虽然科学技术的发展已使人类不断开 发出各种新型材料，但是木材仍不失为人类生产 和生活的最重要材料之一，而且木材的切削加工， 即用锯、刨刀、铣刀、钻头等刀具加工木材，仍 然是木材加工中用得最多的基本方法。 • 切削是物体的一种加工方式，广义地讲切削就是 用刀具加工工件。借助刀具，按预定的表面，切 开工件上木材之间的联系，从而获得要求的尺寸、 形状和粗糙度的制品，这种工艺过程，称为木材 切削。切削离不开三个基本的要素：刀具、加工 对象(工件)和切削运动。研究木材切削过程，首 先需要建立有关切削运动、刀具和工件的各组成 部分以及刀具的角度和切削层参数等基本概念。
第三节 切削力
切削力的来源： 1、抵制木材变形（切屑及附近的木材）的变形阻力——变 形力； 影响因素：切削角、切削厚度，与切削刃的锋利程度无 关 2、抵制切屑从工件分离的分离阻力——分离力；
受切削刃的锋利程度影响
3、克服切屑及工件与刀具的摩擦——摩擦力 变形力 > 分离力 对于木材切削来讲，分离力占的比例相对较大，因此保持 切削刃的锋利程度很重要
第四节 刀具的磨损和耐用度
• • • • • • 刀具的使用寿命 磨损量得表示方法 磨损机理 被切削工件性质对刀具磨损的影响 刀具条件对刀具磨损的影响 提高木工刀具耐磨损技术
提高木工刀具耐磨损技术
• 根据木工刀具磨损理论，要提高刀具的耐 磨性，主要途径有： • 提高刀具耐机械擦伤磨损的能力； •Байду номын сангаас提高刀具抗腐蚀磨损的能力。
【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。
家具生产设备第二章木材切削基本理论
发展环保型切削液和干式切削技术，减少环境污染和资源浪费。
06
案例分析与实践应用
典型家具生产设备的切削性能分析
典型案例
对具有代表性的家具生产设备进行切削性能分析，如锯床、铣床、 刨床等。
性能评估
评估设备的切削速度、切削深度、切削精度等关键参数，以及切削 过程中的热量、切削力等物理量的变化。
数据分析
对实验结果进行数据分析，找出最优切削参数组 合，提高加工效率和工件质量。
实践应用
将优化后的切削参数应用于实际加工中，验证其 可行性和有效性。
智能切削加工技术的前景展望
技术发展趋势
随着人工智能、机器学习等技术的发展，智能切削加工技术将更 加成熟和普及。
自动化与智能化
通过集成传感器、机器视觉等技术，实现切削过程的自动化和智 能化控制，提高加工精度和效率。
新技术在木材切削中的应用与效果
1 2
新技术介绍
介ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ近年来在木材切削中应用的新技术，如激光 切割、水射流切割、高压气体切割等。
应用实例
提供新技术在木材切削中的实际应用案例，并分 析其效果和优势。
3
发展趋势
探讨新技术的未来发展趋势，以及在木材加工行 业中的潜在应用前景。
THANKS
感谢观看
03
木材切削的刀具与刀具材料
刀具的种类与结构
刀具的种类
锯、刨、铣、钻、车等，每种刀具都有其特定的应用场景和优缺点。
刀具的结构
刀具由刀头、刀柄、刀刃等部分组成，其中刀头是直接与木材接触的部分，需要 具备高硬度和耐磨性。
刀具材料的选择
刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性 、高耐热性等特点，常用的刀具材料 有高速钢、硬质合金、陶瓷等。
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
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。