木制品企业不缺钱,而是缺把好刀!

从工具的运动形式上看木工的发展,可以分为往复式和旋转式。所谓往复式就是来来回回的木工加工方式,使用上下或者左右的力还加工木材。

锯、刨、刀等一系列传统手工木工工具都可以讲是往复型加工,随着工业机械的发展,开始使用旋转方式进行木材的切割和加工。

旋转的金属刀具替代了往复式的拉凿手法,大大提高了加工效率和质量。

木工旋转加工方式有很多,例如锯切、铣削、旋切、钻削、磨削等等。几乎涵盖了所有的木工制品加工工序。

通过刀具作用于木材产生相对运动,以获取一定形状、尺寸和表面粗糙度的木制品加工过程叫做木材切削,其中旋切加工在木材加工中占比比较大。

旋切式木材加工方式中有为关键的两个因素是设备和刀具,其中刀具是直接作用于产品的工具,对于木制品加工有着至关重要的意义。

每个企业都会在木工刀具上付出很多财力和时间,原因就在于刀具是木制品企业的"企业根本"。但是企业的技术人员又有多少人真的“懂刀”呢!

一把好刀要具备一下四点:

1.刀体的设计要优良

2.刀体要使用精密的设备加工

3.刀体要使用优质的材料

4.刀体要经过细腻的细节加工

刀体设计

木工刀具种类繁多,质量及加工精度的要求越来越高,丰富的造型设计解决了很多加工难题。

其中铣刀是木材切削加工中种类最多、应用最广的一类刀具,可以用于加工各种榫头、开槽、打眼、加工企口或裁口、仿形雕刻等。

根据铣刀的不同结构,可以分为三大类:整体铣刀、装配铣刀和组合铣刀等。合理的外形设计才能够制作出优质的产品。

铣刀的质量参差不齐,最容易出错和忽略的就是刀具的动平衡对其产生的影响,刀具动不平衡是设计存在缺陷导致的。所谓动不平衡就是刀具在加工过程中出现微量不平衡摆动的问题(如下图)

动平衡对刀具本身的使用性能和耐用性能都有一定的影响,如果一把刀没有达到动平衡标准会出现以下几点问题:

1.刀的不均匀转动会增加主轴磨损度;

2.加工的工件会出现毛刺或划痕;

3.刀刃会出现崩齿问题;

本人有幸采访到国内知名木工刀具专家—鑫富泓的罗铁流先生,他告诉我很多企业都不太在意刀具动平衡的问题。例如,一个木门企业定制大尺寸门芯板刀,在使用的头一个周就出现了刀刃崩齿的问题,导致两个刀刃坏了一个,直接影响了加工质量和效率。通过动平衡测验,钻削掉不均匀的部分,得以解决问题!

金刚石预铣刀放电加工之前的检测工序视频

金刚石螺旋直刀放电加工之前的检测工序

刀体制造

一把好的刀具需要经过非常复杂而严格的制造工艺。用高精度数控设备加工刀具,加工步骤包括预加工和精密加工。

先用车床加工出大体造型为预加工,然后再使用高精密数控加工中心进行铣型,随后进行刀背加工,保证刀体的垂直度;然后进行焊齿,将误差控制在一丝左右;最后进行动平衡实验,检验刀的整理质量。

放电加工金刚石预铣刀

刀体材质

聚晶金刚石作为高端木工刀具的最佳材料,具有以下性能优势与切削特点:

1.金刚石的硬度是硬质合金的8~12倍,可达7500-9000H V;

2.金刚石耐磨性一般为硬质合金的60-80倍,其刀具耐用度极高。

3.金刚石的导热系数为硬质合金的1.5~9倍,可以大大的降低切削区的温度,提高刀具耐用度;

4.金刚石的摩擦系数仅为硬质合金的1/3到1/2,可显著减小切削力;

5.金刚石的热膨胀系数仅相当于硬质合金的1/5,故而刀具热变形小、精度高;

6.金刚石刀具极少形成积屑瘤。

金刚石木工刀分为两个部分,一部分是金刚石刀刃,另一部分是合金刀体,两者通过高温压合在一起。

硬质合金木工刀(也就是钨钢刀)硬度在92~96左右,而金刚石木工刀的硬度在1000以上;如果钨钢刀的加工时间为十几个小时,那样金刚石刀具就可以达到上百小时。

鑫富泓木工刀具

刀体细节

一把好刀在制作过程中更要注重细节,特别是在刀具中刀刃的焊接和研磨过程。刀刃研磨工艺分为粗磨和精磨,采用电阻加工。

金刚石成型刀

高电流放电研磨会在刀刃外产生10个丝左右的碳化物,如果不讲其清理掉会影响加工质量。

精磨工艺是采用微弱电流缓慢磨去刀口的碳化层,提高刀刃的光洁度,进而减小加工阻力。

针对多久需要磨一次金刚石刀具,罗铁流先生给出了这样的观点:

1.刀具的使用要和企业产能挂钩,产能越大,越要主要经常磨刀;

2.刀具的质量越好,需要拆下精磨的次数也就越少;

3.产品质量要求高,则需要经常拆刀精磨;

建议厂家对于精磨刀具刀刃制作出适合的时刻表,如若不能及时磨刀,会出现加工工件表面粗糙问题,刀刃在变钝下高速加工会崩齿,千里之行始于足下!

使用金刚石刀具要注意哪些事项

1.在装夹过程中,刀具上不能有任何杂物,一根头发丝都有可能导致刀具不平衡运动;

2.金刚石刀具虽然硬度高,但是韧性稍差,比较脆,不能直接与硬物碰撞,放置3.金刚石刀具时,下面一定要垫块质地较软的木板;

4.如果人造板内部含有铁钉、沙粒等杂物,金刚石刀具经过一段时间使用会出现钝齿;(注:加工不同板材需选用不同型号的金刚石,才能提高刀具的使用效率,比如加工刨花板和中纤板,选用的金刚石的型号是完全不同的)

5.实木材料中的结巴也会对金刚石刀具产生一定程度的损伤,特别是老树的结巴。

金刚石橱柜刀

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