木工硬質(zhì)合金鋸齒磨損變鈍規(guī)律及切削力研究.pdf

1、硬質(zhì)合金圓鋸片在木材加工行業(yè)中有著極為廣泛的應(yīng)用。在對(duì)實(shí)木和人造板進(jìn)行鋸切加工過(guò)程中，刀具的磨損變鈍和切削力直接關(guān)系到刀具使用壽命、加工產(chǎn)品質(zhì)量、切削動(dòng)力消耗、木材利用率和加工成本。本文旨在對(duì)硬質(zhì)合金鋸齒切削木質(zhì)材料過(guò)程中的磨損變鈍規(guī)律及其切削力變化規(guī)律進(jìn)行研究，為木材、人造板和竹材等生物質(zhì)材料切削加工中提高木材利用率和產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約動(dòng)力消耗、降低成本及合理使用刀具提供必要的依據(jù)和支持。
　　本文首先以硬質(zhì)合金圓鋸片的單個(gè)鋸齒為切

2、削刀具，以中密度纖維板為被切削材料進(jìn)行了鋸齒磨損實(shí)驗(yàn)，采用顯微測(cè)量系統(tǒng)對(duì)鋸齒刀頭的磨損情況進(jìn)行了測(cè)量，分析了磨損變鈍主要參數(shù)隨切削長(zhǎng)度變化的規(guī)律。
　　在此基礎(chǔ)上，研究了硬質(zhì)合金鋸齒切削杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook.)、樟子松(Pinus Sylvestris L. var. mongouca Litv.)、水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr.)三種實(shí)木過(guò)程中

3、，切削方向、鋸齒前角、切削速度、切削厚度、含水率及鋸齒磨損變鈍程度對(duì)切削力的影響規(guī)律。最后對(duì)硬質(zhì)合金鋸齒切削中密度纖維板和刨花板兩種人造板過(guò)程中鋸齒前角、切削速度、切削厚度、含水率及鋸齒磨損變鈍程度對(duì)切削力的影響進(jìn)行單因素分析。通過(guò)研究得出以下結(jié)論：
　　1．在硬質(zhì)合金鋸齒磨損實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，負(fù)間隙、刃口縮短量、后刀面磨損區(qū)寬度、前刀面磨損量、后刀面磨損量等參數(shù)都隨切削長(zhǎng)度增加而增加；鋸齒后刀面的磨損遠(yuǎn)大于前刀面磨損；在本實(shí)驗(yàn)中刀頭磨

4、損變鈍明顯經(jīng)歷了初期磨損階段和正常磨損階段。
　　2．在硬質(zhì)合金鋸齒對(duì)杉木、樟子松、水曲柳進(jìn)行閉式切削過(guò)程中，水曲柳切削力普遍高于其他兩個(gè)樹(shù)種，樟子松切削力次之，杉木最小。
　　3．切削方向?qū)ι寄?、樟子松、水曲柳切削力有明顯的影響。三種木材端向切削的主切削力均較大，縱向次之，橫向較小，法向力變化比較復(fù)雜，無(wú)明顯規(guī)律。
　　4．鋸齒前角在10°～20°范圍內(nèi)，杉木、樟子松、水曲柳三種木材及中密度纖維板、刨花板的切削力均隨

5、前角的增大而減小。前角對(duì)水曲柳切削力的影響較大，對(duì)杉木和樟子松切削力影響較小。前角對(duì)兩種人造板法向力的影響較大，對(duì)其主切削力影響較小。
　　5．切削速度在3～12m/s范圍內(nèi)對(duì)切削力的影響比較復(fù)雜。三種實(shí)木主切削力均隨切削速度的增加呈下降趨勢(shì)，且主切削力與切削速度成線性關(guān)系；杉木和水曲柳的法向力與切削速度呈二次多項(xiàng)式關(guān)系；刨花板主切削力隨切削速度變化不大；纖維板的主切削力和法向力以及刨花板的法向力都隨切削速度的增加呈下降趨勢(shì)，并與

6、切削速度呈線性關(guān)系。
　　6．切削厚度對(duì)杉木、樟子松、水曲柳、中纖板、刨花板的切削力有明顯影響，主切削力和法向力都隨切削厚度變大呈增加趨勢(shì)。杉木和樟子松的切削力與切削厚度呈對(duì)數(shù)關(guān)系，水曲柳的切削力與切削厚度呈線性關(guān)系，中纖板和刨花板的切削力與切削厚度呈二次多項(xiàng)式關(guān)系。
　　7．含水率對(duì)杉木、樟子松、水曲柳、中纖板、刨花板的切削力有明顯影響，但其影響在不同材種間存在差異。含水率在5％～90%范圍內(nèi)增大時(shí)，杉木的主切削力、法向力

7、以及水曲柳法向力都不斷減?。辉谠嚰蓺飧傻胶试黾拥?0%以上，樟子松和水曲柳的主切削力先增大然后減小，在含水率接近纖維飽和點(diǎn)含水率時(shí)比較大。隨含水率增加，三種實(shí)木試件劈裂現(xiàn)象減少。含水率在5%～18%范圍內(nèi)，中纖板和刨花板的主切削力及法向力都隨含水率的增加而增加。
　　8．鋸齒磨損變鈍對(duì)不同材種切削力有明顯影響。杉木、樟子松、水曲柳的切削力隨著代表鋸齒磨損變鈍參數(shù)的負(fù)間隙的增加呈增加趨勢(shì)，法向力隨鋸齒磨損變鈍增加尤為明顯；鋸齒