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木材切削的常见缺陷及木材锯切的三种方法:1.弦切;2.刻切;3.径切

发布者: 顺畅 | 发布时间: 2020-1-10 08:03| 查看数: 95| 评论数: 0|帖子模式

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木材切削的常见缺陷


木纹凸起(弦切面)

缺陷类型:三类缺陷

特点:切削表面上早材与晚材部分不能形成相同的平滑表面而呈现凹凸状木纹,一般情况是晚材部分呈凸起状。


产生原因:加工早材部和晚材部的硬度相差显著的针叶材,切削高含水率的木材,以及使用磨损刀刃切削的场合最





木毛刺(弦切面)

缺陷类型:三类缺陷

特点:木材表面纤维呈现竖起的木毛或绒毛状的木毛。

产生原因:切削表面的纤维或纤维束的一端被切断残留在加工面。





波浪式刀痕(径切面)

缺陷类型:一类缺陷

特点:切削表面不是理想平面,而是波浪状表面。

产生原因:用装有数个刀齿的回转铣刀加工平面,游泳运动轨迹的原因而形成的。





木纹隆起(端面)

缺陷类型:三类缺陷

特点:切削表面的纤维被剥离形成的小凹陷。

产生原因:横向切削早材和晚材的硬度相差显著的针叶材时易发生此种缺陷。





刀痕(径切面)

缺陷类型:二类缺陷

特点:切削时,第一次和第二次切削的轨迹在交界处切削表面上产生的差异。

产生原因:用便携式手提刨进行切削时产生的。

避免方法:减少切削深度,重合刨刀移动轨迹等都可以减少刀痕切削缺陷的发生。





木纹剥离(弦切面)

缺陷类型:三类缺陷

特点:切削表面上,晚材的一部分从早晚材的分界处分离开。

产生原因:用磨损刀具切削针叶材时,或给切削表面施加过大的切削力时易发生此种缺陷。





滚动波纹及啃头(径切面)

缺陷类型:二类缺陷

特点:压刨床等采用滚筒进给方式时,滚筒沿板材长度方向在一些部位留下的滚筒状的凹痕,到达端部出现时称为啃头。

产生原因:出现滚筒凹痕因为是滚筒调整不当,发生啃头的原因主要是因为压紧机构调整不当或结构设计不合理。







屑片压痕(径切面)

缺陷类型:二类缺陷

特点:在切削表面留下的压痕,一般呈现1cm左右长度的白斑状的痕迹。

产生原因:刀刃上附着切屑在切削表面留下的压痕。






来源:鲁班园
刀具的角度


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。
(1)切削平面:通过切削刃与加工表面相切的平面。
(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。

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度,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。

刀具标注的角度参数为:
(1)前角γ:前刀面与基面之间的夹角。
(2)后角α:后刀面与切削平面之间的夹角。
(3)楔角β:前刀面与后刀面的夹角。
(4)切削角δ:前刀面与切削平面之间的夹角。



切削层尺寸参数


刀具相对工件沿进给方向每移动一个每齿进给量Uz,每转进给量Un或每双行程进给量Ustr后,一个刀齿正在切削的木材层,称为切削层。切削层的尺寸参数,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。

(1) 切削厚度a:主运动为直线运动时,切削厚度为切削刀刃相邻两个位置间的垂直距离,亦为相邻两个加工表面之间的垂直距离。直线运动时的切削厚度在刀具切削木材的过程中是一个常数;回转运动时的切削厚度在切削过程中是变化的。

(2) 切削宽度b:切削宽度是刀刃的工作长度在基面上的投影。当切削速度垂直于刀刃时,切削宽度等于刀刃的工作宽度。

(3) 切屑面积A:切削层在基面内的投影面积。

切削方向


木材切削按切削刀刃与切削方向的作用状况可分为:
二维切削(直角自由切削),切削刀具的刀刃与切削方向垂直,被切下的切屑在横向上无变形。
三维切削(倾斜刃切削),刀具的刀刃与切削方向存在一个倾斜角θ,切屑在垂直于切削方向上存在变形。

按切削速度和刀刃方向与木材工件纤维方向的关系,可分为:
纵向切削:刀刃与木材纤维方向垂直,切削速度平行与木材纤维方向的切削。
端向切削:刀刃和切削速度均与木材纤维方向垂直的切削。
横向切削:刀刃与木材纤维方向平行,切削速度垂直与木材纤维方向的切削。
纵端向切削:介于纵向切削和端向切削的一种过渡切削。
纵横向切削:介于纵向切削和横向切削的一种过渡切削。
横端向切削:介于横向切削和端向切削的一种过渡切削。

木材切削方向(切削速度方向)与木材纤维方向的夹角表明刀刃与木纤维之间的关系,这些角度影响到木材切削的动力消耗。它们包括切削方向相对纤维的倾角,交角和与年轮间的接触角。

纤维倾角:指在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。也称动力遇角。

纤维交角:指在切削平面内,木纤维与切削方向的夹角。

年轮接触角:指在垂直于切削方向和切削平面的平面内,切削平面与年轮切线之间的夹角。
同一根木材,内部的结构和纹理排列是固定的,但是不同的切法将会让我们看到不同的木纹和得到不一样的物理性能,而且对木材日后的变化有会有很大程度上的影响。

切割方法主要有3种:1.弦切;2.刻切;3.径切。下面我们看看不同切法的定义及其影响。


1.弦切定义顺着树干主轴或木材纹理方向,垂直于树干断面的半径所锯切。


弦切木材的纹路


弦切优缺点对比

优点 操作最简单,浪费最少最具成本效益,所以便宜。锯出的木板宽,会有“大花纹”“山水纹理”等等这些好看的木纹,所以市面上大多实木家具都是弦切板。

缺点 容易变形,收缩膨胀比较大,是刻切或径切的1.5~2倍,容易出现卷翘或扭曲的变形现象,后加工是要比较注意。


2.径切定义将木桩切割成四部分后再进行切锯,远离心材的部分称为径切木板。径切木板多为直纹,性质稳定,截面与年轮夹角为30-60度。




径切木材纹路比刻切的略疏


径切优缺点对比

优点 稳定性高,直纹为主,价格较适中。缺点耗工时久,耗材料多。


3.刻切定义首先将木材切成四等份,再将每个部分进行割锯,这些接近心材的木板便称为刻切木板。

年轮与板面夹角一般处于60-90度,所得的木板纹理通直,常有优美的虎斑木纹。




刻切木材的纹路


刻切优缺点对比

优点稳定性最强,变形是3种切法中最小的。缺点耗时耗材是3种切法中最高的,所以价格也是最高的。


4.总结:木材质量,刻切>径切>弦切,价格,刻切>径切>弦切

总而言之有最高追求又不缺钱的朋友可以选择刻切的木材;预算有限的话建议径切弦切混合用,因为径切的木材相对稳定,可以做结构性的材料。然后弦切因为木纹漂亮,可以作为面板。

虽然弦切的材料变形和收缩性较大,但我们可以通过结构的技术(如榫卯)和木材烘干处理的技术去限制木材在日后的变形。

                                

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