木材切削的基本理论

1.1 基本概念

在实际生产中，尽管木材的切削方式不同，但是从切削运动和刀具几何形状组成来看，却有相同之处，都可以看作是一把楔形切刀和一个直线运动所构成的直角自由切削过程。这个最简单、最基本的切削方式，在一定程度上，可以反映各种复杂切削方式、切削机理的共同规律。

1.1.1木材切削的概念

借助于刀具，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。

要完成一个切削过程，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。与进给运动相比，主运动一般速度高，消耗功率大。主运动速度用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。

主运动为回转运动时，主运动速度的计算公式为：

式中：

D——刀具(工件)或锯轮直径(mm);

n——刀具(工件)或锯轮转速(r/min。)。

(二) 进给运动

使切屑连续或逐步从工件上切下所需的运动，称之为进给运动。进给运动可以用不同的进给量来表示：每分钟进给量，即进给速度U----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)。

每双行程进给量Ustr——刀具或工件相对往返一次两者沿进给方向上的相对位移(mm/str)。

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)。

(三) 切削运动

主运动和进给运动可以交替进行，如刨削，也可以同时进行，如铣削。若同时进行，则产生的相对运动称之为切削运动。切削运动速度V'的大小为主运动速度V和 进给运动速度U的向量和。绝大多数木材切削过程的主运动速度比进给速度大许多，所以通常可以用主运动速度的大小、方向代表切削运动速度的大小和方向。由于 刀、锯等刀具表面大部分是以直线或圆作为母线形成的，因此构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，不管它多复杂，从切削运动 观点来看，都是由基本运动单元按照不同的数量和方式组合而成的。

1.1.3 刀具和工件的各组成部分

为了研究刀具几何参数，认识其几何特征，需要对刀具和工件的各有关部分给予定义。

工件一般分为三个表面。

(1)待加工表面：即将切去切屑的表面;

(2)加工表面：刀刃正在切削的表面;

(3)已加工表面：已经切去切屑而形成的表面。

1.1.4 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——楔形切刀的角度。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，而影响切削的其它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。