PCD刀具在木材加工中的应用

发布时间: 2020-06-20 发布者: 富耐克应用研究中心

PCD刀具可加工从天然木材到刨花板,中、高密度纤维板等所有木材。近年来,人造板材的飞速发展推动了PCD木工刀具的进一步应用。特别是中密度板、胶合板、刨花板及复合地板等人造板材的发展,加速了木材加工行业对超硬刀具的需求,从而使PCD刀具逐步替代了传统木工刀具在市场中的地位。强化复合地板以其耐磨特性、防水防潮性、抗腐蚀性、安装方便等优点,受到用户的欢迎。其最外层的Al2O3对硬质合金刀具的磨损影响很大,但其结构的特殊性决定了在加工过程中对刀具的特殊要求,PCD刀具能够有效地解决这个问题。

高硬度、高耐磨性、高导热性及低摩擦系数、刀齿形状保持性好是PCD刀具的主要特征。在木材加工业,PCD木工刀具的切削速度可达到3000 m/min-5000 m/min,走刀量可达到每分钟数十米;使用PCD刀具可大大减少停工换刀时间,其使用寿命比硬质合金刀具长几十甚至几百倍。

PCD木工刀具主要有PCD成形铣刀和PCD锯片两大类。PCD成形铣刀的主要品种有:用于加工木质地板的专用PCD地板系列成形铣刀、PCD家具成形刀等。专用PCD地板系列成形铣刀主要指加工强化木地板的PCD成形铣刀,此种铣刀形状复杂,种类也较多,包括PCD横向预铣刀、PCD纵向预铣刀、PCD修边刀、PCD精修刀、PCD榫成型刀、PCD槽成型刀、PCD倒角刀、PCD锁扣成型刀等。加工时,这些刀具要根据不同需要组合使用才能加工出不同品种、厚度、榫型的地板。PCD锯片能够进行长时间、大深度、超高速切割加工而不需停机修磨,而且切割截面加工质量较好。目前PCD木工圆锯片的使用越来越多,正逐渐替代传统的硬质合金圆锯片。表1为PCD和硬质合金刀具耐用度比较。

表1 PCD和硬质合金刀具耐用度比较表

 

切断锯片

修边盘铣刀

立铣刀

成型镂铣刀

合金刀具

1-3万m

2件

15件

200件

PCD刀具

10-40万m

650件

3000件

10000件

耐用度比值

约10倍

约325倍

约200倍

约50倍

材质

层压刨花板

高密度亚麻板

高密度纤维板

硬木层压板

PCD木工成型铣刀与普通木工成型铣刀相比,直径增大,齿数增多,转速提高,能够有效提高铣削精度。PCD铣刀刃口锋利、加工及安装精度高、动平衡性能好,可以在保证加工质量的前提下,有效地提高生产效率。刀具角度参数最突出的特点是显著增大了楔角,因为金刚石刀具硬度大,抗冲击性差,在外力作用下刃口易崩碎,楔角增大在一定程度上避免了崩刃,提高了刀具的使用寿命。

在加工时,不同的加工材料应选择不同牌号的PCD复合片,而不是单纯追求高硬度和耐磨性。粗粒度的PCD刀具相对更耐磨但易崩口,较细粒度的PCD能够刃磨出较高质量的切削刃,从而获得较优良的表面加工质量,刀片韧性也相对更好。加工强化地板的Al2O3表面强化层时,应选择较粗粒度的材料,加工地板中间层时可选较细粒度的复合片以提高榫、槽的光洁度。

PCD木工刀具是木材机械加工的有效工具,PCD刀具的具体几何参数取决于工件状况、刀具材料与结构的综合加工条件。由于PCD刀具常用于工件的精加工,切削厚度较小,属于微量切削,因此其后角及后刀面对加工质量有明显影响,较小的后角、较高的后刀面质量对于提高PCD刀具的加工质量可起到重要作用。

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