木工刀具新材料新工艺发展论文 .doc

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1、木工刀具新材料新工艺发展论文木工刀具新材料新工艺发展论文木工刀具新材料新工艺发展论文木工刀具新材料新工艺发展论文　　【摘要】新材料、新工艺和新技术的研究与应用，提高了木工刀具的制造技术和加工质量。木工刀具正向着超硬材料、高精度和高速高效的方向发展。　　【关键词】木工刀具；新材料；新技术；新工艺　　近年来，现代化木材加工工业发展迅猛，木质复合材料的加工因此得到了高速发展。随着人们环保意识的增强，人造板工业，如纤维板、刨花板、胶合板、层积材和竹木业等木质复合材料的出现得到了越来越多的发展空间。这些传统

2、的木工刀具材料已不能满足工艺要求。目前我国是亚洲生产中密度纤维板最大的国家。2001年强化木地板实际产量已增至6000万m2，如此大量增长的需求对切削加工工具提出了新的要求。在切削人造板等木质复合材料时使用的刀具材料主要是硬质合金，硬质合金的耐磨性、耐热性和硬度很高。但由于木材本身具有很高的各向异性结构，使得与刀具的摩擦系数很大，而且木质复合材料本身既含有造成刀具机械擦伤的硬质点，又因某些人造板表面还有难以加工的硬质涂层，有引发刀具发生化学腐蚀的酸性介质，这些都会加剧刀具磨损和腐蚀，不仅大大缩短了

3、使用寿命，而且严重降低了产品的质量，进而影响了产品的加工成本和生产效率。现有的硬质合金刀具在耐磨和耐腐蚀性方面已经不能满足要求，为了达到良好的经济效益和社会效益，市场迫切需要高性能的、高质量的木工加工刀具。　　一、木工刀具新材料　　通常用于木工刀具的切削材料主要为碳素工具钢、合金工具钢、斯太立合金、高速钢等，这些材料常用于低切削速度、低进料速度和加工精度要求不高的场合，如刨刀、锯片、铣刀等，一般用于实木加工。随着纤维板、刨花板、胶合板和层积材等木质复合材料的出现，这些传统的切削材料已不能满足工艺要

4、求。原用于金属加工的硬质合金材料，现广泛地应用于木材加工用刀具，并逐渐替代了高速钢等材料，提了生产效率和加工质量。常用木工刀具的物理机械性能如下表1示：　　从上表可知，聚晶金刚石和立方氮化硼具有极高的硬度和耐磨性，特别是聚晶金刚石，其显微硬度可达10000HV，是刀具材料中最硬的材料。同时它的摩擦系数小，热膨胀系数低，与非铁金属无亲和力，切屑易流出，导热率高，切削时不易产生积屑瘤，可以避免热量对刀刃和工件的影响，因此刀刃不易钝化，切削变形小，可以获得较高质量的表面。能有效地加工非铁金属材料和非金属

5、材料，如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷、各种纤维和颗粒加强的复合材料。超硬刀具材料包括金刚石刀具和立方氮化硼刀具，其中以人造金刚石复合片刀具及立方氮化硼复合片刀具占主导地位。超硬刀具近40%用于木工刀具。PCD木工刀具主要可分为PCD锯片和PCD成形铣刀两大类，PCD锯片是将PCD刀齿焊接在锯片基体上再经刃磨后形成，其结构与硬质合金锯片类似，不同之处是PCD锯片的前角较硬质合金锯片小，一般为50～100，楔角为650～750，锯片规格一般为Φ100～450mm，锯齿数可多达72齿。PCD成形铣刀的

6、主要品种有用于加工实木地板、复合地板、强化木地板、竹木地板的修边刀、榫槽刀及PCD家具成形刀等。PCD成形铣刀的切削速度可达3000m/min，走刀量可达每分钟数米，刀具耐用度是硬质合金刀具的几十倍甚至几百倍，由于具有高效率、高耐用度等特点，尤其适合于大批量加工。　　二、木工刀具的新技术　　随着木工行业的技术进步和快速发展，木材加工企业的很多设备都需要根据工艺要求，进行特殊设计和制造。这些专用设备具有特别的用途、很高的切削速度和很大的生产能力，因此，对刀具的设计、刀体材料、切削材料、重量和精度都有

7、很高的要求。目前双端铣刀具的线速度已达110m/s、进给速度高达180m/min，最高可达300m/min;最快的木工四面刨床的进给速度为600m/min;CNC加工中心的主同高速已达5万r/min，进料速度达到200m/min。高速切削能有效地提高生产效率，提高设备的运转效率，同时可以减小刀具的切削力，提高工件的加工表面质量，延长刀具的寿命。超微颗粒、特殊牌号的硬质合金和金刚石的广泛应用，为高速切削刀具提供更广阔的发展空间。　　制造精度随着机械加工业的发展，制造木工刀具的机械精度越来越高。先进的

8、检测仪器和检测手段，提高了木工刀具的制造精度，刀具的公差已达微米级精度。木工刀具精度等级的提高，不仅提高了工件的加工质量，也为高速高效切削提供可靠的保证。安装精度除刀具的制造精度外，刀具在机床上的精确安装也非常重要，它不仅影响刀具本身，也影响着机床的使用和寿命。改善刀具的夹持方式是提高刀具安装精度的有效方法。通常刀具都是带有中心孔的盘类刀具，与主轴的配合一般为基孔制，小间隙配合，在低速运转时，不会产生显著影响。但对于四面刨和双端铣类机床，在使用盘类刀具时，应采用液压夹紧轴套，完全消