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第章木材切削原理与刀具之旋切及旋刀

第九章、旋切及旋刀 主要内容: 1、 单板旋切原理 (了解) 2、旋切过程中主要角度参数及变化(难点掌握) 3、旋刀及压尺的典型结构与安装(重点掌握) 修改时间-2006.10.24 第一节、旋切原理 一、概述: 旋切主要是用来生产单板的,而单板是厚度均匀的薄片木材,是胶合板的主要原材料。目前,生产单板的主要方法有:旋切、刨切、锯切三种。 旋切主要用来生产厚度较薄或中等厚度的单板。生产率高但生产过程中由于单板反向弯曲而存在单板背面裂隙。 刨切单板主要生产厚度较薄的单板,但生产率低。多用于饰面用的薄单板或微薄木。 锯切单板单板几乎不变形,生产质量高,但效率低,出材率也低。多用于复合地板、集成材的表板 一、概述: (旋切单板) 一、概述: (锯切单板) 一、概述: (刨切单板) 二、旋切曲线(旋切运动学) 旋切时,主运动是木段的回转运动,进给运动是旋刀的等速直线运动。 为了获得连续的带状等厚单板,要求在旋切时木段的旋转运动和旋刀的直线运动必须保持严格的运动学关系,保证单板厚度等于每转进给量。 旋切机 运动关系: 旋切曲线 极坐标方程: (刀具由A点运动到A’点) Ф=ωt (ω-木段回转的角速度ω= 2πn/60 ; n-木段的回角速度 r/min;t-时间 ) 水平方向:x=Vf*t (Vf——旋刀的进给速度 mm/s Vf=S×n/60 S——单板的厚度mm) 旋切曲线: X=Vf*t=S*n/60*Ф/ω=S*n/60*Ф/2πn/60 =S/2π*Ф =a*Ф 根据三角形得: R2=a2Ф2+h2 式中: R——木段的瞬时半径(mm) a——极次法距或渐开线的基圆半径(mm)a=S/2π Ф——极角,是由ox方向算起逆时针的角度。 h——装刀高度(mm) 旋切曲线: R2=a2Ф2+h2 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h0或h0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) 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。 国内旋切常用树种的旋刀β值 (二)切削角δ 切削角是通过旋刀刃口相接触的木段表面的切线AT与旋刀前面之间的夹角,以δ表示。 切削角对加工质量的影响很大,单板旋切下来以后,由弯曲状变成伸直平板状,而且是反向弯曲,切削角越大,弯曲的程度就愈大,单板背面出现裂缝的可能性了就越大,因此,减小切削角就能减小背面裂缝的出现。 旋切过程中,木段的直径逐渐减小,而单板切下瞬间的曲率则越来越大,即切下单板出现裂缝的可能性相应增加,所以,切削角应随木段直径的减小而减小。 ∠δ=∠β+∠а,由于旋刀的楔角β在研磨后为一定值,而且较小,若再减小将会明显地降低刃口的强度,因此,在旋切过程中要想减小切削角,只有靠减小后角来实现。 (三)后角α 为了保证旋切质量,后角的大小要适当。后角过大时,若楔角不变,则切削角也大,单板出现拉裂和裂缝的可能性就大;同时,由于后刀面与木段的接触面积减小而引起刀架振动,刀刃就易于切入分开线以下的木材中,造成单板厚度不均匀(如成波浪状变化),故以后角小一些为宜。又由于接触面积与木段直径有关,木段直径越小,接触面积越小,因此,为了保证必要的接触面积,后角应随木段直径的减小而减小。 后角小,虽然可以减小单板出现裂缝的可能性,但是,如果过小,则旋切刀后面与木段的接触面积过大,对木段的压力增大,这样,不仅会造成过大的摩擦损失,而且且使木段弯曲,木段直径越小,弯曲越严重,从而也会造成单板厚度不均匀,甚至使木段了生局部劈裂(单板可能成瓦楞板)。 木段径级与后角的关系: 在旋切过程中,为了保证旋切质量,后角的大小要恰当;为了保证正常的旋切条件,还要求后角必须随木段直径的减小而减小。 (四)补充角ε和旋切角K 补充角ε是切线AT

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