为何实木加工要选用超硬刀具材料?

前言:木工刀具种类繁多,如果没有刀具,绝大多数的木工加工都无法开展,现阶段,木工刀具正向着超硬材料、高精度和高速高效的方向发展。

木工刀具是以切削方法将木材加工成需要的形状和尺寸的刀具。如果没有刀具,绝大多数的木工加工都无法开展,木工刀具的加工方式多种多样,根据用途我们可以简单的将刀具分为六大类。

1、手工木工刀具类

常见的有手工锯、手工推刨、凿孔工具、手工雕刻刀具、钻孔工具、砍削工具。

2、木工锯类

用于锯切木料的刀具,有圆锯、条状锯片、还有链锯和筒锯等。

3、木工钻头类

用来加工通孔或盲孔的刀具,其端部有刃口的杆状或螺旋状,常见的有三尖钻、支罗钻、阶梯钻等。

4、木工铣刀类

用来切削掉多余材料,或是用于家具生产中的加工平面、成形面、榫槽、雕刻等工作。木工铣刀根据安装方式可分为柄安装铣刀和孔安装铣刀两类。

柄安装铣刀:通常又称为立铣刀、锣刀

孔安装铣刀:常被称为卧铣刀、盘状成形铣刀

5、木工刨刀类

本类刀具多为高速钢整体式刀片,用在不同的木工机械中,如刨切机、旋切机、刮光机和剪切机等。

6、其他专用木工刀具

针对一些专用机床而使用的专用木工刀具,例如榫孔加工机就需要专门的空心方凿、带钻头的空心方凿、链式打眼刀和机用凿子等。

木工刀具种类繁多,不论是哪一种木工刀具,一把好刀都要具备以下这些性能:

1、设计优良:刀具的造型设计需要与加工工件要完全一致,从而准确实现预想造型的制造。

2、材料优质: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,采用硬质合金切削材料具有良好的工艺性和经济性,从而满足加工工艺。

3、性能全面:刀具需要有高硬度、高耐磨性和高耐热性,这样才能保证在使用时要有足够的强度与冲击韧性。

可以说,木工刀具是实现木材加工各种造型的基础,随着家居产业的不断发展和木工机械数控化的趋势,传统的木工刀具已逐渐被淘汰,为了便于制造,刀具材料也有了更新,现阶段常用的木工刀材料有工具钢、高速钢、硬质合金和超硬刀具材料。

1、工具钢刀具

碳素工具钢具有价格低廉,刃口容易磨锋利,热塑性好以及切削加工性好等优点。但工具钢只能承受200℃-250℃的切削温度,切削速度低,热处理变形大,淬透性差,热硬性差,不能满足高切削效率的要求。

2、高速钢刀具

高速钢又称锋钢,具有良好的综合性能,其强度和韧性是要比普通的碳钢高。目前在各类木工钻头,以及各种榫槽刀、刨刀片、成形铣刀制造中,仍占有很大地位。

3、硬质合金刀具

硬质合金是由硬度极高、难熔的金属碳化物用钴、钼、镍等作粘结剂烧结而成的粉末冶金制品,它具有比高速钢刀具更好的微小进给、微小切深及低速切削性能,主要用于制造小直径立铣刀、钻头、薄锯片等。

4、超硬刀具

超硬刀具主要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(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位,具有高效率、高耐用度等特点,尤其适合于大批量加工。

超硬刀具材料是一种先进的刀具材料,其中,金刚石作为目前世界上最硬的物质,金刚石刀具有极高的硬度和耐磨性。

金刚石刀具的优势

1、高耐磨高稳定

天然金刚石耐磨性为硬质合金的80~120倍,金刚石的热膨胀系数低、热应力小,故在高温时也具有良好的热稳定性和极高的硬度。

2、具有锋利的切削刃

人造金刚石的切削刃钝圆半径很小,能进行微量、超薄切削和超精密加工。经过精密研磨的金刚石刀具刃口钝半径可为0.5 纳米左右,而普通刀具刃口钝半径为5 ~30纳米。

3、摩擦系数小

金刚石的摩擦系数仅为硬质合金的1/3到1/2,在加工时切削阻力小,摩擦系数低,加工变形小。

4、高导热性及低热膨胀系数

金刚石热导率约为硬质合金的2~7倍,而热膨胀系数只有硬质合金的1/11。由于热导率及热扩散率高,切削热量容易散出,刀具切削部分温度低,切削热变形小,尺寸精度稳定。

如今,随着材料、工艺和技术的不断提升, 木工刀具正向着超硬材料、高精度和高速高效的方向发展。

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