木材切削基本理论102页PPT
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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。
家具生产设备第二章木材切削基本理论
绿色环保
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。
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。
第一章 木材切削的基本原理
源自第一章 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）
（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
木工刀具与切削原理第三章木材切削的基本规律
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
可编辑ppt
1
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。
可编辑ppt
2
• 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。
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65
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
• 切削宽度(b):刀刃工作长度在基面上的投 影，刀刃的工作宽度。
• 切屑面积(A):切削层在基面内的投影面积 A＝a×b
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第二节 切削区木材的变形
• 在木材切削加工过程中，产生的各种物 理现象如切削力、切削热、刀具磨损以 及工件的表面质量等，都和切削过程中 木材的变形有关。因此，研究切削区木 材的变形对改善刀具的切削性能，提高 生产率和加工质量，降低生产成本，具 有重要意义。
• D－刀具直径
• n－刀具转速
• 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
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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。
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2
• 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。
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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
• 切削宽度(b):刀刃工作长度在基面上的投 影，刀刃的工作宽度。
• 切屑面积(A):切削层在基面内的投影面积 A＝a×b
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第二节 切削区木材的变形
• 在木材切削加工过程中，产生的各种物 理现象如切削力、切削热、刀具磨损以 及工件的表面质量等，都和切削过程中 木材的变形有关。因此，研究切削区木 材的变形对改善刀具的切削性能，提高 生产率和加工质量，降低生产成本，具 有重要意义。
• D－刀具直径
• n－刀具转速
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
29
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。
木材基础知识ppt课件
线垂直或与生长轮相
平行的纵切面。弦切 面和径切面同为纵切
弦切面
面，但它们相互垂直
。在弦切面上生长轮
呈抛物线状，可以测
量木射线的高度和宽 度。
5
横弦
径
切切
切
面面
面
径切面
(radial section)是顺着树
干长轴方向，通过 髓心与木射线平行 或与生长轮相垂直 的纵切面。在这个 切面上可以看到相 互平行的生长轮或
——柞木：质地硬、比重大、强度高、结构密。耐湿、耐磨损、 不易胶结，着色性能良好，纹理较粗糙，管胞比较粗，木射线明 显，不易干燥，一般可做木地板或家具。
19
——楸木：木材有光泽，结构略粗，干燥速度慢，不易翘曲， 易加工，钉着力强。
——樟木：有香气，能防腐、防虫，材质略轻，不易变形，易 加工，切面光滑，油漆 后色泽美丽。
铁力木 铁力木，或作“铁梨木”、“铁栗木”，在几种硬木树 种中长得最高大。因材料大，不少大件家具用它做成， 有时以之用在家具后背土, 作屉板及抽屉内部等。它有 时有花纹，似木而较粗，铁力木是较大的常绿乔木，树 干直立，高可十余丈，直径达丈余。原产东印度，我国 两广皆有分布。
26
6．乌木（ebony）：又称乌文木、乌角，黑木等， 产地印度、印尼、泰国、缅甸等国。心材为黑色（纯 黑色或略逞绿玉色）及不规则黑色，生长年轮不明显， 管空极小，木材有光泽，无特殊气味和滋味，结构细 而匀，材质硬重，有油脂感，沉于水，色黑而甚脆， 似紫檀而更加细密，大件的绝少。
二类材：黄杉、杉木、福建柏、榧木、鹅掌揪、梨木、槠 木、水青冈、麻栎、高山栎、桑木、枣木、黄波罗、白蜡木。
三类材：落叶松、云杉、松木、铁杉、铁刀木、紫荆、软 黄檀、槐树、桦木、栗木、木荷、槭木。
木材切削基本概念
刀具的标注角度
③楔角β：前刀面跟后刀面间的夹角。
它反映了刀具切削部分的利钝、强弱。
刀具的标注角度
④切削角δ：前刀面跟切削平面之间的夹角。
表示前刀面相对切削平面的倾斜度。 在切削过程中，切削角的作用和前角相同，而它是用 相反的数量概念来表达跟前角一致的作用的。幻灯片 33
刀具的标注角度与工作角度
切削运动的 组成
切削运动的基本运动单元是直线运动和回转运动。 任何切削加工方式，不管它多么复杂，从切削运动 观点来看，都是由基本运动单元按照不同数量和方 式组合而成的。
常见的运动和运动组合有：
一个直线运动，如刨削，刮削； 二个直线运动，如带锯锯切，排锯锯切； 一个回转运动和一个直线运动，如铣削，钻削，圆 锯锯切；刨削、铣削的原理图 两个回转运动，如仿形铣削。
研究木材切削需要具备的基本知识
研究木材切削过程，首先需要建立以下三方面的基本 知识
切削运动 刀具和工件的各组成部分 刀具的角度和切削层参数等基本概念。
木材切削的实质过程
木材切削的过程，实质上是木材在刀具的作用下切 削区发生变形的过程。因此，对于切削区木材变形 的研究，是木材切削研究的基本问题。至于在切削 过程中产生的一些物理现象，如切削力，刀具磨损 等，也都需要在切削过程的研究中一一加以阐明。
铣削:仅仅依靠刀具的回转，只能切下一片木 材，要切掉一层木材，必须在刀具回转的同 时，使工件作直线运动。
从分析可知，要完成切削过程，通常需要两个运 动：主运动和进给运动。
（一）主运动
从工件上切除切屑，从而形成新表面所需要的最 基本运动，称之为主运动。主运动和进给运动相比， 一般速度高，消耗功率大。主运动用切削速度（V） 表示，通常主运动由刀具完成。主运动可以是直线 运动（如刨削），也可以是回转运动（如铣削）。