圖示分析木材切削的表面缺陷原因及應對方法

無所不談     2022年05月22日

木材切削,是通過刀具作用於木材產生相對運動,以獲取一定形狀、尺寸和表面狀態的木材製品的加工過程。是木材加工中佔比重最大的一項基本工藝,其質量對膠合工藝和表面裝飾工藝有重要影響。

木材切削的機理涉及木材的力學性質、刀具的材料及其處理方法和幾何形狀、刀具與木材加工件的相對運動和實現某一運動的機構以及切削力等,已在生產實踐和科學研究的基礎上形成一門獨立學科。

木材切削的幾種主要形式

木材切削的形式有很多種,常見的方式如下:

鋸切

木材加工中應用最廣。鋸子包括圓鋸片、帶鋸條、框鋸條、鋼絲鋸條,以及鏈鋸(僅作橫截用)等,是多刃切削工具。

每一齒是一個切削刃,它有前面(齒前)、後面(齒背)和兩個側面。前面和後面的相交線為主刃,前面和兩個側面的相交線為兩個側刃。兩齒之間空隙處為齒槽。

圓鋸切削為迴轉運動;帶鋸的工作區段以直線運動進行切削;框鋸切削是直線往復運動,進給運動大多數為直線運動。切削方向有縱剖和橫截兩種,也可用於開槽、制榫。

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刨削

切削刀具刨刀與工件作相對直線運動一次完成切削過程。生產上所用刨削機或手工操作的刨子,多用於加工平面或刨出槽口、線角等;機械刨具有曲柄連桿、履帶或鏈條驅動的刨光機、製造木絲的刨木絲機和單板刨切機等。

刨削的特點是工件和切削刀具二者之一必須固定安裝,與另一件合併完成切削運動和進給運動。多數刨光機係將工件固定,切削工具同時作切削運動和進給運動。刨削方法工作效率低,但加工表面上可避免旋轉刀具加工平面時出現的運動學不平度,所以難於用其他切削方法代替。

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銑削

切削工具為銑刀,可用以加工平面,成形表面,雕花表面,成形迴轉體等,以及銑削榫、槽等;還可將木材銑削成工藝木片,將原木削成方材及用於加工毛邊板。銑刀刀頭根據刀刃相對銑刀刀頭軸線位置的不同而分為圓柱形、錐形、端面銑削3種基本型式。

銑削用於平面加工時為圓周銑削,由於加工所得表面和刨削加工相似,所以習慣上將圓周銑削加工平面的銑刀、銑床稱為刨刀、刨床。銑刀在切削過程中作高速迴轉運動。除加工成型迴轉體等零件外,進給大都為直線運動。兩者所合成的切削過程運動軌跡為擺線。

由此在加工表面上形成波紋狀的運動學不平度。圓周銑削有順銑和逆銑之分,銑削刀具逆著工件進給方向旋轉者為逆銑,反之為順銑。通常壓刨床和四面刨床用逆銑,製材削片聯合機一般用順銑。

圖示分析木材切削的表面缺陷原因及應對方法

木材切削的常見缺陷

木紋凸起(弦切面)

缺陷類型:三類缺陷

特點:切削表面上早材與晚材部分不能形成相同的平滑表面而呈現凹凸狀木紋,一般情況是晚材部分呈凸起狀。

產生原因:加工早材部和晚材部的硬度相差顯著的針葉材,切削高含水率的木材,以及使用磨損刀刃切削的場合。

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木毛刺(弦切面)

缺陷類型:三類缺陷

特點:木材表面纖維呈現豎起的木毛或絨毛狀的木毛。

產生原因:切削表面的纖維或纖維束的一端被切斷殘留在加工面。

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波浪式刀痕(徑切面)

缺陷類型:一類缺陷

特點:切削表面不是理想平面,而是波浪狀表面。

產生原因:用裝有數個刀齒的迴轉銑刀加工平面,游泳運動軌蹟的原因而形成的。

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木紋隆起(端面)

缺陷類型:三類缺陷

特點:切削表面的纖維被剝離形成的小凹陷。

產生原因:橫向切削早材和晚材的硬度相差顯著的針葉材時易發生此種缺陷。

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刀痕(徑切面)

缺陷類型:二類缺陷

特點:切削時,第一次和第二次切削的軌跡在交界處切削表面上產生的差異。

產生原因:用便攜式手提刨進行切削時產生的。

避免方法:減少切削深度,重合刨刀移動軌蹟等都可以減少刀痕切削缺陷的發生。

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木紋剝離(弦切面)

缺陷類型:三類缺陷

特點:切削表面上,晚材的一部分從早晚材的分界處分離開。

產生原因:用磨損刀具切削針葉材時,或給切削表面施加過大的切削力時易發生此種缺陷。

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滾動波紋及啃頭(徑切面)

缺陷類型:二類缺陷

特點:壓刨床等採用滾筒進給方式時,滾筒沿板材長度方向在一些部位留下的滾筒狀的凹痕,到達端部出現時稱為啃頭。

產生原因:出現滾筒凹痕因為是滾筒調整不當,發生啃頭的原因主要是因為壓緊機構調整不當或結構設計不合理。

圖示分析木材切削的表面缺陷原因及應對方法
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屑片壓痕(徑切面)

缺陷類型:二類缺陷

特點:在切削表面留下的壓痕,一般呈現1cm左右長度的白斑狀的痕跡。

產生原因:刀刃上附著切屑在切削表面留下的壓痕。

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發生逆紋凹痕(弦切面)

缺陷類型:三類缺陷

特點:切削表面逆紋部分出現塊狀脫落或小纖維剝離而出現的凹痕。

產生原因:被切削材的纖維方向與切削方向成小角度傾斜時或切削斜紋理木材時,特別是切削含節子的木材時,易此種缺陷。

避免方法:切削節子的時候最好要有一定的刃傾角,並選擇適當的切削條件。

圖示分析木材切削的表面缺陷原因及應對方法

小結

銑削加工時,可以避免出現二、三類缺陷,但出現一類缺陷是不可避免的。為了獲得良好的加工表面,可用磨削或用刨削方式進行精加工。

但是,在使用平面刨削方式進行加工時,由於機械、刀具調整不好,切削參數選擇不適當,這時也會出現二類和三類缺陷。因此,恰當調整切削加工機械、刀具,選擇設定適當的切削參數是必須的。

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