刘明
辽宁生态工程职业学院 辽宁 鞍山 114000
摘要：刃口的锋利程度是一项重要的工艺参数，对加工质量产生重要影响，在木材的加工过程中，一定会造成刀具的磨损，这是不可避免的物理现象。在该文中要探究的磨损主要就是研究构成刀具的表面材料不断消失的现象。不断延长刀具的使用时间是其最重要的现实价值。
关键字：木工刀具、铣刀、磨损、刃口
通常，没有进行生产和加工的木材，是不能够得到充分的利用的。化学处理法和物理处理法是加工木材的两种主要方式。在木材加工行业，木材生产最主要的方法之一就是切削加工，它在消耗能源、生产成本、生产效率方面有着重要的作用。
一、木工刀具简介
木材加工质量是否符合要求在很大程度上取决于刀具刀刃的锋利程度。在切削木材的过程中，刀具磨损是一种常见现象，刀具表面上的刀具材料不断消失的过程是刀具磨损理论研究的主要内容。到目前为止，和刀具磨损有关的主要理论有：电化学腐蚀磨损；化学腐蚀磨损；机械擦伤磨损。加工产品表面材料被挖切、撕裂以及搓起的程度越大，就表示刀具磨损的程度越严重，加工产品表面质量也会随之下降。在切削的过程中，当刀具磨损程度达到相应的阶段时，就要进行磨刀或者替换处理，同时要不断的启动停止机床运行。如此一来，机床的运行效率大受影响，使用时间也大为减少。所以，对刀具磨损的特征进行分析，有助于刀具增加使用时限，有着显而易见的实际作用。
人们愈发的重视木材加工中传统的切削工艺。掌握木材加工刀具的特征，能够使木材加工技术进一步的提升，了解产生磨损的本质，从而能够在科学理论的指导下，合理的选择加工木材的工艺参数，能够有效的减少切削噪声，预估刀具的使用寿命，进而确保生产产品的质量。
通过切削方式，木工刀具把木材处理成所需的尺寸和形式，通常分为机用以及手用两种，机加工具主要应用在大量生产和成批加工中。
木工铣刀是一种回转刀具，由一个或数个刀齿组成。通过铣刀和工件的交错运行，将工件余量逐渐切去。木工铣刀装卡的手段分成带孔带柄和套装两种铣刀。按照结构不同，套装铣刀分为组合式、镶片式以及整体式三类。铣刀在木材加工中普遍的运用，用以雕刻、槽孔、榫头、榫孔、成形面、平面加工等。和金属切削所需铣刀比较，木工铣刀拥有相对大的前后角，从而让刃口更加的锋利，切削的阻力也大为降低。这种刀具的另外一个特征是相对少的切削齿，容屑的空间也相对的变大。木工铣刀中不但有合金钢以及高速钢，硬质合金也被普遍的使用，从而增加刀具使用时限，提升运行效率。
二、木工刀具材料的发展
1927年以前，传统天然木材加工，以及普通人造板材的加工都采用高速钢刀具进行。硬质合金于1927年产生并迅速应用到木工刀具行业中来，推动木材处理工艺获得长足进步。在木材加工方面，硬质合金的使用极大改善了生产工艺的效率。到目前为止，硬质合金木工刀具仍是当前主要的木工刀具材料。新型的特殊人造板材的加工，硬质合金刀具的性能不能令人满意，加工效率低、刀具易磨损。德国Lach公司于1979年制成了聚晶金刚石(PCD)刀具，其寿命是硬质合金的125倍左右，可用于极硬的刨花板、纤维板及胶合板的加工。聚晶金刚石刀具为木材加工带来了新的革命，从此开始了以聚晶金刚石为代表的超硬木工刀具发展的新阶段。
三、刀具磨损研究现状及发展趋势
针对刀具磨损的研究，在国外已经相当的普遍，但是研究的重点主要集中在金属刀具的磨损情况，很少有研究是针对木工刀具磨损的。即便针对木工刀具的研究，大部分也是停留在定性研究方面，在定量层面上的研究可谓少之又少。木工刀具有其独特的性质，需要综合的考虑被加工木材和木质材料的特殊性，及与采用机床运动特点相符。
切削加工过程，也就是将坯料上不需要的材料通过机床刀具除去的过程，从而加工成表面质量、精度、形状等都满足要求的木质产品。因此，经济效应和切削处理的质量很大程度上取决于刀具的质量。
在这种情况下，越来越多国家科研组织和技术人员开始重视抗磨方式和刀具磨损情况的研究，减少加工的费用，增加刀具的使用时间，提升加工效率。
造成刀具磨损的机理非常复杂，是热学、化学、物理、机械等共同作用产生的效应。在加工的过程当中，刀具磨损出现的方式十分复杂，不管是刀具、工件还是机床，在刀具磨损方面都有很大变化，其体现主要有：
（1）切削力随着刀具的磨损程度加大而增大，进而导致刀具系统、工件的震动加大，直接降低了机床的精度，减少了刀具的使用时间，甚至会造成相关工作人员的人身危险；
（2）因为刀具磨损是一个逐渐积累的过程，对于刀具磨损程度，通过人为的直接判断无法进行准确的判断，经常会导致刀具还能使用的情况下就被换下，在不知不觉中，增加了生产费用，导致了不必要的损失。也可能换刀较晚，增加了机床运行出现故障的可能性，降低了加工效率，加工质量也随之大打折扣；
（3）刀具磨损在产品上的主要体现是改变产品尺寸和粗糙度。工件的表面形状和几何尺寸在切削过程中由于刀具的磨损而严重损害。为了确保生产系统工作的可靠性和稳定性，须在线监控刀具的磨损情况。利用切削噪声、切削力、机械振动以及光学等方式在监控方面都会有不同的效果。刀具的磨损会导致在加工过程中，工件表面的尺寸和粗糙度达不到要求，还会导致机床产生振动，磨损的程度过大会导致机床停机、工件报废等问题。为实现加工过程自动化，也就是低耗高效的目标，在线识别磨损量和监控刀具状况十分重要。
四、刀具磨损监控系统发展趋势
随着生产技术的更新，各种现代先进技术应用于木材加工机械上。信息网络技术、木材无损检测技术、环保装备技术、新型生物和新材料技术、现代传感器技术、工业自动化技术、机器人技术、数控加工技术等先进的现代技术和研究成果在木材加工设备领域获得普遍的运用，促进了加工设备的改造进度，在市场环境中，先进的技术含量已经是提升竞争力的核心。
当前，越来越多的国内外科研机构和人员开始对刀具磨损情况的监控技术进行深入的研究。对于切削加工，刀具磨损监控系统的研发有着重要的意义，是核心技术之一，当前，该系统发展的主要趋势有：
（1）开发使用时限长，可靠性高的配套传感器。
（2）研发学习系统和决策系统。
（3）不断的提升可靠性和实用性。
（4）通过多信息综合、融合技术，研发柔性化的监控系统。
（5）高效的应用软测量手段。
（6）在监测手段中，运用定量预估和定性评价。
针对木材加工的刀具有其独特的属性。在分析刀具模型时是一定要对木质材料和木材的独特性充分的衡量。不仅如此，还需适当采用机床的运动特性。在分析木工刀具磨损过程中，更加强调磨损的离线测量，对其磨损展开定量和定性分析，分析其中的若干规律，来选取更加合适的技术参数。当前，主要的研究方向有：
（1）深入的定量和定性分析刀具磨损，尤其是定量分析以及刀具磨损程度和切削力的计算。
（2）在不同的刀具切削MDF情况下，对出现刀具磨损的本质进行研究，对其磨损的特征进行分析，通过研究加工效率和刀具磨损的关系，为提升木材切削加工技术营造条件。
（3）在木材切削处理中，刀具角度参数变化对加工质量的影响，以及不同磨损程度刀具在加工过程中温度的变化规律，如何使用金刚石等超硬材料需要更加深入的研究，并对其经济性进行分析。
结束语
分析加工木质材料刀具磨损规律的主要目的是提升相关切削质量，因此一是要定量和定性分析刀具磨损情况；二是分析产生磨损的本质原因，从而提供相关的理论依据来选择切削加工的技术参数，确保工件的加工质量，不但能延长刀具使用寿命，还能有效解决加工时噪声问题。