木材切削基本理論課件

木材切削基本理論木材切削基本理論1第一節(jié)鋸木一、鋸木的定義、類型和鋸鋸木的定義：鋸木是順木紋或橫木紋把木材鋸開的過程。鋸口：為了把木材鋸開,或把一部分木材鋸掉,要在其上鋸出一個(gè)窄的縫隙,叫鋸口。

第一節(jié)鋸木2

鋸口描述：鋸口有三個(gè)邊。其中兩個(gè)邊ab和cd是彼此平行的,稱為鋸口壁。第三個(gè)邊bc,稱為鋸口底。鋸口壁的平面,稱為鋸截平面。鋸木過程是鋸在鋸口壁之間進(jìn)行運(yùn)動,不斷地把木材切成小刨片（鋸屑）,并從鋸口中將其拋出的過程。

鋸口描述：3鋸木類型：鋸木有三種類型:鋸截平面或鋸口與木纖維方向平行,稱為縱截,或稱縱向鋸木。鋸截平面或鋸口與木纖維方向垂直,稱為橫截,或稱橫向鋸木。鋸截平面或鋸口與木纖維方向互成一定角度,稱為斜截,或稱斜向鋸木。鋸木類型：4鋸木所使用的工具是鋸，它由鋸板和鋸齒組成。按鋸木類型的不同，鋸有兩種：橫截鋸,是用于橫向鋸木的鋸；縱截鋸,是用于縱向鋸木的鋸；鋸按其形狀和運(yùn)動方式分類：圓鋸、刀鋸、框鋸、帶鋸、鏈鋸。鋸木所使用的工具是鋸，它由鋸板和鋸齒組成。5[1][1]6二、鋸齒的組成

鋸齒是一個(gè)窄的復(fù)雜切刀。鋸齒有前面(或稱前爬棱)AOO’A’、后面(或稱后爬棱)BOO’B’。這兩個(gè)面組成前切削刃OO’。側(cè)面(或稱側(cè)爬棱)AOB和A’O’B’與前面的交線是側(cè)切削刃AO和A’O’。齒間凹處稱為齒倉。h0稱為齒高。t稱為齒距。齒倉的作用是臨時(shí)儲存鋸屑。

[2]

鋸齒形狀和大小根據(jù)鋸木條件和切削特點(diǎn)來選擇。二、鋸齒的組成

鋸齒是一個(gè)窄的復(fù)雜切刀。鋸齒形狀和大小根據(jù)鋸7三、簡單切刀的構(gòu)造[3]前面、后面、前刃；側(cè)面、側(cè)刃；加工表面；[4]簡單切刀的構(gòu)造三、簡單切刀的構(gòu)造[3]前面、后面、前刃；簡單切刀的構(gòu)造8三、簡單切刀的構(gòu)造切刀的角度參數(shù)：α――后角,是切刀后面與加工表面所成的夾角。β-―刃角,或稱銳利角,是切刀前面與切刀后面的夾角。γ――前角,是切刀前面與Y軸的夾角。δ――切削角,是切刀前面與加工表面的夾角。三、簡單切刀的構(gòu)造切刀的角度參數(shù)：9三、簡單切刀的構(gòu)造

當(dāng)前刃與切刀的側(cè)面垂直時(shí)，稱此刃為直磨刃，反之稱為斜磨刃。三、簡單切刀的構(gòu)造當(dāng)前刃與切刀的側(cè)面垂直10四、基本切削概念：用簡單切刀進(jìn)行的切削稱為基本切削。基本切削的過程：簡單切刀沿X-X軸向運(yùn)動，進(jìn)入木質(zhì)表面切下一部分木材的過程?；厩邢鞯漠a(chǎn)物-刨片。刨片有三個(gè)主要尺寸：厚度e，長度l，寬度b。切削運(yùn)動：切刀在加工木材的表面上沿X-X軸運(yùn)動，發(fā)生刨片的剝落，這種運(yùn)動稱為切削運(yùn)動，切削力：施加于切刀或被加工木材上的，給予切削運(yùn)動的外力稱為切削力。四、基本切削概念：11為了改變刨片厚度，木料有相對運(yùn)動VH，VH可分解為：縱向送料運(yùn)動Vo—X-X軸方向的運(yùn)動；法向送料運(yùn)動Va—Y-Y軸方向的運(yùn)動；為了加寬加工表面的寬度，還需Z-Z軸方向的運(yùn)動—側(cè)向送料運(yùn)動?？v向送料能增加或減少刨片的長度，法向送料可增加刨片的厚度，側(cè)向送料運(yùn)動增加加工表面的寬度。

切削運(yùn)動的速度稱為切削速度，用v表示，它是切刀運(yùn)動速度和縱向送料速度的和。為了改變刨片厚度，木料有相對運(yùn)動VH，VH可分解為：縱向送12木材切削的運(yùn)動方式：[5]a-切削運(yùn)動與送料運(yùn)動交錯(cuò)進(jìn)行；b-切削運(yùn)動與送料運(yùn)動同時(shí)進(jìn)行；c-旋轉(zhuǎn)切刀；d-轉(zhuǎn)盤；木材切削的運(yùn)動方式：[5]13五、木材切削的類型1.有屑切削無屑切削2.開式切削半開式切削閉式切削五、木材切削的類型1.有屑切削14五、木材切削的類型3.基本切削的類型：截?cái)嗲邢鳌⒖v向切削、橫向切削五、木材切削的類型3.基本切削的類型：15第二節(jié)基本切削參數(shù)一、切削力和切削阻力刨片形成過程：切刀在切入木質(zhì)中時(shí)，沿X-X平面剝下刨片，刨片厚度為e。切刀用其前面OA給木材以壓力。隨著切刀切入深度的增加，作用到刨片上的壓力也不斷增長。當(dāng)這個(gè)壓力超過纖維強(qiáng)度時(shí)，引起刨片順OM平面剝離，切刀再繼續(xù)進(jìn)入下一個(gè)深度，再剝離下一個(gè)刨片。

第二節(jié)基本切削參數(shù)刨片形成過程：16作用到切刀上的切削力隨切刀進(jìn)入木材內(nèi)的深度成正比例地增加。當(dāng)進(jìn)入木質(zhì)深度為L0時(shí)，其最大值為Pmax。然后，當(dāng)刨片剝離的瞬時(shí)，降為0。作用到切刀上的切削力隨切刀進(jìn)入木材內(nèi)的深度成正17切削阻力合力的組成：假設(shè)切削過程中，切削阻力的合力為Pp，設(shè)該力的水平分力為P1，垂直分力為P0。Pp是由下述外力合成的：切刀前面的法向壓力N1，切刀后面的法向壓力N2，切刀前面摩擦力F1，切刀后面摩擦力F2。此外，在O點(diǎn)，即切刀前切削刃處有切斷木纖維時(shí)所遇到的切削阻力Pn。切削阻力合力的組成：假設(shè)切削過程中，切削阻力的合力為Pp，設(shè)18一、切削力和切削阻力切削過程受力分析法向壓力N1與切刀角度、刨片的橫截面積、木材材性、木紋方向等因素與關(guān)。在上述外力中，法向壓力N1是最大的，N1與X-X軸的方向決定于切刀切削角的大小。切削角愈小，則在X-X軸上的分力愈大。因此為了減小切削阻力，應(yīng)采用不大的刃角和后角。刨片沿MO分離是由于法向壓力的作用結(jié)果而產(chǎn)生的，因此它的大小與刨片的橫截面積和木材的堅(jiān)實(shí)性（材性）有關(guān)。刨片沿MO分離時(shí)的木材強(qiáng)度決定于木材的物理技術(shù)性能，特別是木材紋理的方向。

一、切削力和切削阻力切削過程受力分析法向壓力N1與切刀角度、19木材作用于切刀后面的壓力N2是由于木纖維彈性變形而引起的。利用鈍切刀工作產(chǎn)生的壓力要大于銳利的切刀工作產(chǎn)生的壓力。此外N2隨著后角的減少而增大。因此為了減小切削阻力，應(yīng)增大后角。摩擦力F1和F2的大小，決定于壓力N1和N2以及摩擦系數(shù)和加工表面的狀態(tài)等。木材作用于切刀后面的壓力N2是由于木纖維彈性變形而引起的。利20在一般情況下，切削力P1是N1,N2,Pn的函數(shù)。即對切削力P1有影響的因素中，N1起主要作用。N1決定于刨片的橫截面積，故計(jì)算切削阻力的公式可寫成

式中：be——刨片寬度乘以刨片厚度；

K——切削阻力系數(shù)，或稱單位切削阻力（N/mm2）。K決定于木纖維方向，木材種類，切刀形狀等各種因素。木材切削基本理論課件21考慮這些因素時(shí)，K值可寫成下面的形式：

式中：——與切削類型有關(guān)的基本切削阻力系數(shù)，或稱基本單位切削阻力?？紤]這些因素時(shí)，K值可寫成下面的形式：22木材切削基本理論課件23Kg——是考慮不同樹種影響切削阻力值的系數(shù)。松木是標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)用材，故松木的Kg

=1，而其它樹種的值見表1-2。Kg——是考慮不同樹種影響切削阻力值的系數(shù)。松木是標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)用24K0——是考慮切刀銳利程度的系數(shù)。切刀銳利程度根據(jù)切刀在磨銳后的工作小時(shí)數(shù)來確定。對于剛剛磨好、開始工作的切刀來說，其K0

=1，以后時(shí)間的K0見表1-3。K0值的測定還比較粗放，其選擇條件和根據(jù)尚不夠充分和精確，故有待今后進(jìn)一步研究、試驗(yàn)和確定。K0——是考慮切刀銳利程度的系數(shù)。25Ke——是考慮刨片厚度的系數(shù)，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求得：對于截?cái)嗲邢鳎簩τ诳v向切削和橫向切削：上式中的刨片厚度e的單位是mm。例如當(dāng)e=0.5mm時(shí)，截?cái)嗲邢鞯腒e約為1.25，而其它兩種切削的Ke約為1.4。Ke——是考慮刨片厚度的系數(shù)，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求得：26KB——是考慮木材濕度的系數(shù)，它的選取范圍列在表1-4中。木材的濕度對木材的機(jī)械物理性能有很大的影響。隨著木材含水率的增大，其極限強(qiáng)度降低。在鋸木時(shí)（閉式切削）結(jié)果相反。這是由于，鋸木屬于閉式切削，當(dāng)濕度增高時(shí)，鋸口中的木纖維和鋸屑膨脹，使切刀與木纖維間的摩擦阻力增加，使切削阻力增加。切削方式不同，KB的變化趨勢相反KB——是考慮木材濕度的系數(shù)，它的選取范圍列在表1-4中。切27二、送料力和送料阻力木材切削時(shí)，切刀后面對加工表面有一個(gè)壓力，這引起木纖維的彈性壓縮，因此當(dāng)切刀在加工表面法向移動時(shí)，它遇到壓縮阻力，即送料阻力。送料阻力垂直于加工表面和切削運(yùn)動方向。二、送料力和送料阻力木材切削時(shí)，切刀后面對加工表面有一個(gè)壓力28圖中切削阻力的合力Pp的垂直分力為P0，送料力是木材在送料方向上對切刀的壓縮阻力，一般認(rèn)為它就是送料阻力，即根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，鋒利的切刀可取：磨鈍的切刀可?。簣D中切削阻力的合力Pp的垂直分力為P0，送料力是木材在送料方29三、切削功、切削比功和切削比壓設(shè)L0為一次切削中所切下來的刨片長度，即切刀一次切削所經(jīng)過的路程。則一次切削所消耗的切削功為：或：等式兩邊同除以刨片的斷面積be：三、切削功、切削比功和切削比壓設(shè)L0為一次切削中所切下來的刨30上式左邊是一物理量，是刨片單位橫截面積上所承受的平均切削力，稱為切削比壓，單位是N/mm2。上式的右邊是另一個(gè)物理量，即切削單位體積的刨片所消耗的切削功，稱為切削比功，單位是J/mm3。上式左邊是一物理量，是刨片單位橫截面積上所承受的平均切削力，31四、切削功率

由公式：可知：設(shè)一秒鐘內(nèi)刀下的刨片體積為O(m3/s)，則每秒所消耗的切削功為：即切削功率為四、切削功率由公式：32根據(jù)切削力P也可求得切削功率：由此可得切削力的另一表達(dá)式：根據(jù)切削力P也可求得切削功率：33第三節(jié)鋸齒的結(jié)構(gòu)一、齒刃和鋸口寬度

鋸齒的齒刃在結(jié)構(gòu)上分為前刃和側(cè)刃，每個(gè)齒刃可以看成一個(gè)簡單切刀。一個(gè)鋸齒可以看成是由多個(gè)簡單切刀組成的。鋸齒的各齒刃在不同條件下進(jìn)行工作，亦即齒刃的工作可以分解成不同的簡單切刀進(jìn)行不同類型的基本切削。第三節(jié)鋸齒的結(jié)構(gòu)34根據(jù)鋸木類型，縱截：前刃-截?cái)嗲邢?/p>

側(cè)刃-橫向切削橫截：前刃-橫向切削側(cè)刃-截?cái)嗲邢鞲鶕?jù)鋸木類型，35鋸口寬度：

當(dāng)利用薄鋸板工作時(shí)，在鋸齒前刃的后面，后角大于零。但在鋸齒側(cè)面，側(cè)刃后角等于0。此時(shí)鋸齒的側(cè)面與鋸口壁發(fā)生摩擦，這種現(xiàn)象稱為家具現(xiàn)象。為了減少摩擦，必須使鋸口寬度大于鋸板厚度，

鋸口寬度：

當(dāng)利用薄鋸板工作時(shí)，在鋸齒前刃的后面，后角大于零36可用三種方法增加鋸口寬度。第一種方法是將鋸板做成梯形斷面（圖b）。第二種方法是將鋸齒前切削刃的長度做成大于鋸板厚度（圖c）。這種方法一般應(yīng)用在縱截鋸上，稱為壓料。第三種方法是鋸齒依次向左右偏斜（圖d），這種方法稱撥料，一般在齒高的1/3處進(jìn)行撥料，它可應(yīng)用于縱截鋸或橫截鋸上。

C--壓料D—撥料B—梯形斷面可用三種方法增加鋸口寬度。C--壓料37鋸口寬度的選擇與木材的濕度和硬度有關(guān)，而木材的濕度和硬度又與季節(jié)（溫度）和樹種有關(guān)，此外鋸口寬度也與鋸的類型有關(guān)。對于具有單面齒的框鋸，鋸口寬度大于鋸板厚度0.4-0.75mm；對于直徑為1000mm以內(nèi)的圓鋸為0.4-0.7mm；超過1000mm的圓鋸為0.9-1.2mm。鋸截干材或硬材應(yīng)取小一些；鋸截濕材或軟材應(yīng)取大一些。若鋸板的剛度很小，甚至有側(cè)向擺動，則鋸口寬度應(yīng)增大。壓料的鋸齒鋸板厚度較撥料齒應(yīng)小20%。撥料量與壓料量的推薦值見表1-5。鋸口寬度的選擇與木材的濕度和硬度有關(guān)，而木材的濕度和硬度又與38二、橫截鋸的鋸齒

橫截鋸的鋸齒（圖c和d），其側(cè)切削刃進(jìn)行截?cái)嗲邢?，形成鋸口壁。?cè)切削刀在橫向鋸木中受到的切削阻力最大。為了減少側(cè)切削刃所受到的阻力，提高鋸齒的強(qiáng)度，并且使側(cè)切削刃早一些切斷木纖維，應(yīng)使橫截鋸的鋸齒前刃切削角大于90度，側(cè)切削刃的刃角小于90度。二、橫截鋸的鋸齒39對于雙向、對稱齒，其前刃切削角為：后角為：由上式可看出，無論切削角或后角都取決于鋸齒的刃角。為了增大鋸齒的強(qiáng)度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，雙向?qū)ΨQ鋸齒的前刃刃角應(yīng)取為50-60度。對于單向、非對稱齒，其前刃切削角為95-105度，刃角40-45度。鋸齒的側(cè)切削刃刃角，無論是雙向、對稱齒，還是單向、非對稱齒都是45-60度，而硬木可取70度。

對于雙向、對稱齒，其前刃切削角為：40由于側(cè)切削刃的后角為0度，所以側(cè)切削刃的切削角等于其刃角。后側(cè)切削刃的刃角是，它與前刃傾斜角有關(guān)，表示前刃在木纖維方向上的傾斜程度。愈小，則愈大，則鋸齒在鋸口底的切削條件將愈壞（如圖d）。橫截鋸的鋸齒角度數(shù)據(jù)見表1-6。在刀具制造過程中要充分考慮各切削刃的角度參數(shù)。由于側(cè)切削刃的后角為0度，所以側(cè)切削刃的切削角等于其刃角。后41橫截時(shí)前切削刃是一個(gè)斜的刃，稱為斜磨刃，它進(jìn)行橫向切削，刨下刨片。它的工作條件很不好。為了改善這種狀況，采用了具有混合鋸齒的橫截鋸。這種橫截鋸的鋸齒有兩種：一種是專門進(jìn)行截?cái)嗲邢鞯那旋X。另外是每隔數(shù)個(gè)切齒，中間加一個(gè)刨齒，它起刨的作用。橫截時(shí)前切削刃是一個(gè)斜的刃，稱為斜磨刃，它進(jìn)行橫向切削，刨下42結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：刨齒前切削刃是直磨刃，前切削刃的切削角小于90度，保證鋒利。刨齒不撥料，其高度略低于切齒0.5-1mm。目的是為了先讓切齒接觸木材，將木纖維切斷，進(jìn)行截?cái)嗲邢?，形成鋸口壁，后讓刨齒進(jìn)行橫向切削，將鋸口底的木片刨下來。由于橫向鋸木時(shí)，在鋸口壁的木纖維是被截?cái)嗟?，因此鋸口壁平面的摩擦阻力很大，鋸齒必須撥料。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：43三、縱截鋸的鋸齒縱截木材時(shí)，鋸口平面與木纖維平行，縱截鋸鋸齒的前切削刃垂直于木纖維，進(jìn)行截?cái)嗲邢?。?dāng)前切削刃切斷木纖維后，借鋸齒前面的壓力，使已被切斷的刨片在鋸口壁的平面上順纖維剪裂開，而脫離木材本體。因此，縱截鋸鋸齒的前切削刃比側(cè)切削刃重要，因而側(cè)切削刃的切削角等于90度，形成直磨刃（如圖a）。三、縱截鋸的鋸齒44為了提高鋸截效率，減小切削阻力，應(yīng)使前切削刃的切削角經(jīng)常小于90°。研究表明，切削阻力隨前刃切削角的減小而減小。而前切削刃的后角減小，切削阻力急劇增加。對于框鋸切削角為70-75度，后角20-25度；圓鋸切削角為50-55度，后角14-17度。刃角要根據(jù)可度來選擇：框鋸刃角45-47度；圓鋸刃角35-45度。縱截鋸的鋸齒可不撥料（直磨刃），也可有少量的撥料。為了提高鋸截效率，減小切削阻力，應(yīng)使前切削刃的切削角經(jīng)常小于45縱截圓鋸的鋸齒有不同形狀。圖e中的鋸齒齒背是斜的，有大的后角，從而有大的齒倉。圖f中的鋸齒具有圓弧的齒背，這種鋸齒叫狼齒。這種齒的后角小，齒倉也小，鋸齒較堅(jiān)固。縱截鋸的齒距t=30-40mm，框鋸齒高（0.6-1.0）t，圓鋸齒高（0.5-0.7）t?？v截圓鋸的鋸齒有不同形狀。圖e中的鋸齒齒背是斜的，有大的后角46第四節(jié)鋸木參數(shù)一、每齒送料量和刨片厚度在木材切削過程中，送料運(yùn)動改變了切刀刨下的刨片厚度。如圖，由于有切削運(yùn)動V和送料運(yùn)動VH兩個(gè)運(yùn)動的綜合作用，每一個(gè)齒的齒頂運(yùn)動軌跡是AD。對于一個(gè)齒，它的加工表面是AD，其刨片厚度e應(yīng)依加工表面AD的法向來測量，即e=BM。齒尖每走過一個(gè)齒距t的送料量為c，稱c為“每齒送料量”；在這個(gè)過程中所消耗的時(shí)間為t0，則可根據(jù)送料運(yùn)動和切削運(yùn)動分別得出公式：第四節(jié)鋸木參數(shù)47于是

則

(1-13)公式（1-13）即為鋸木運(yùn)動關(guān)系公式。在送料時(shí)間t0內(nèi)形成的刨片厚度為：

機(jī)械工具或機(jī)床加工木材時(shí)，切削速度v比送料速度VH大很多倍，可將齒頂A的運(yùn)動軌跡AD用AB來代替，上式中的角用來代替，即

于是48由可得到刨片厚度的公式：若送料運(yùn)動與切削運(yùn)動成直角，即則刨片厚度為：由49旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的圓鋸：其齒頂?shù)倪\(yùn)動軌跡是圓周。假定圓鋸的圓周速度為v，送料速度為VH，切削運(yùn)動與送料運(yùn)動的合成軌跡為擺線APD。故每齒送料量為DB。因?yàn)辇X距比圓鋸半徑小得多，則可取弦AD代替弧APD，即認(rèn)為它是鋸口底。這時(shí)從齒頂向這個(gè)弦引出的垂線BM，就是刨片厚度e。在這種情況下，切削速度比送料速度大很多，可以近似為，于是：

旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的圓鋸：50在右圖中，線段ON垂直于弦AB，因此角NOY等于φ。φ角是切削運(yùn)動與送料運(yùn)動之間的夾角。因?yàn)檠鼗∵\(yùn)動可以用沿弦運(yùn)動來代替，即以直線運(yùn)動代替曲線運(yùn)動，則在這種情況下可認(rèn)為直線鋸木運(yùn)動的關(guān)系式對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的鋸木也適用。即：刨片厚度無論在直線切削運(yùn)動，還是曲線切削運(yùn)動時(shí)，都取決于φ角。但在直線運(yùn)動時(shí)，φ角是常數(shù)；而在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，φ角是變數(shù)。因此圓鋸鋸木時(shí)，刨片厚度隨φ角而變化。在右圖中，線段ON垂直于弦AB，因此角NOY等于φ。φ角是51框鋸鋸截原木：切削運(yùn)動方向有時(shí)與齒頂線不重合。這時(shí)切削速度與線段AB成γ角。此時(shí)刨片厚度：式中：c=DP1，相當(dāng)于一個(gè)齒的純送料量；

c0=BP1，相當(dāng)于一個(gè)齒的切削量。假設(shè)則：鋸木的運(yùn)動關(guān)系公式和計(jì)算刨片厚度的公式無論對切削速度或送料速度是固定的還是可變的都適用。如框鋸，它是依靠曲柄機(jī)構(gòu)的運(yùn)動來帶動鋸木機(jī)構(gòu)工作的，因此鋸的切削速度是變化的。此時(shí)將平均切削速度和相應(yīng)的送料速度代入公式中進(jìn)行計(jì)算?？蜾忎徑卦荆菏街校篶=DP1，相當(dāng)于一個(gè)齒的純送料量；鋸木52二、送料速度和齒距由鋸木運(yùn)動關(guān)系式可以推出：考慮v不變的情況下，要增大vH，而又不增加每齒送料量c，則可以減小齒距t。但每齒送料量c與齒距t有一定的比例關(guān)系，因此不能為了增大送料速度，而隨便減小齒距。c值與t值的比例關(guān)系應(yīng)保證，刨下來的刨片應(yīng)該正好容納在兩齒間的齒倉中。二、送料速度和齒距53假定鋸截方材，其鋸口底的長度為AK=l（如圖a），送料速度與切削速度的夾角為φ，與送料方向相垂直的線段H稱為鋸口高度，則若每齒送料量為c，鋸口寬為b，則一個(gè)齒走過距離所切削出來的刨片體積等于假定鋸截方材，其鋸口底的長度為AK=l（如圖a），送料速度與54因?yàn)榕倨阡徑剡^程中將破碎成鋸屑，所以實(shí)際的刨片體積將大于理論上的刨片體積，即式中：σ——鋸屑膨脹系數(shù)，與鋸木工作條件有關(guān)。對于圓鋸σ

=2.5—3；對于框鋸，壓緊的鋸屑σ

=

1—0.7；對于鏈鋸σ

=

0.8--1。

因?yàn)榕倨阡徑剡^程中將破碎成鋸屑，所以實(shí)際的刨片體積將大于理55齒倉體積式中：h0——齒高；

——齒倉面積系數(shù)。是齒倉面積F與齒高乘齒距的商。鋸齒高度與齒距有關(guān)：Ψ為齒高齒距系數(shù)。則齒倉體積：齒倉體積56在標(biāo)準(zhǔn)工作條件下，鋸屑體積應(yīng)小于齒倉體積，亦即，即：由，可得因此由上式可看出，齒距t愈大，鋸齒愈大，則允許的送料速度愈大，從而可獲得較高的鋸木生產(chǎn)率。在標(biāo)準(zhǔn)工作條件下，鋸屑體積應(yīng)小于齒倉體積，亦即57齒倉面積系數(shù)與鋸的種類有關(guān)，一般取如下數(shù)值：框鋸；縱截圓鋸；橫截圓鋸。齒高齒距系數(shù)ψ一般為如下數(shù)值：框鋸；縱截圓鋸；橫截圓鋸。齒倉面積系數(shù)與鋸的種類有關(guān)，一般取如下數(shù)值：58在一般條件下，當(dāng)時(shí)如果t=40mm，則（式中H的單位是mm）。這時(shí)可得到的最適宜的允許送料速度與鋸口高度的關(guān)系：鋸口高度H（mm）……100200300400500600送鋸速度與切削速度的比值，……在一般條件下，當(dāng)59為了計(jì)算切削阻力，必須首先知道鋸口高度H，從而知道有多少個(gè)齒刃參加工作，計(jì)算合力。式中的鋸口底長度可以是常數(shù)，也可以是變數(shù)，這決定于鋸口的形狀和Ф角。當(dāng)切削運(yùn)動為直線運(yùn)動時(shí)，Ф是常數(shù)。當(dāng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，Ф是變量。鋸口高度分三種情況研究：1.切削運(yùn)動和送料運(yùn)動都是直線運(yùn)動的情況；2.圓鋸鋸木，直線送料；

3.圓鋸鋸木，旋轉(zhuǎn)送料。三、鋸口高度為了計(jì)算切削阻力，必須首先知道鋸口高度H，從而知道有多少個(gè)齒601、切削運(yùn)動和送料運(yùn)動都是直線運(yùn)動的情況。當(dāng)橫向鋸截原木時(shí)，鋸口面積是圓（如圖）。由于鋸齒做直線運(yùn)動，在開始鋸木時(shí)，齒頂與木材相切于A1點(diǎn)。切削運(yùn)動的方向在I-I線上。I-I線實(shí)際上是齒頂線。送料運(yùn)動方向在X-X軸向上。切削速度與送料速度成φ角。Ⅱ-Ⅱ線表示鋸截終了時(shí)的齒頂線位置。當(dāng)鋸截終了時(shí)，鋸或木材由于送料運(yùn)動而沿X-X軸方向走過的路程為A1A2=L，L為送料行程。1、切削運(yùn)動和送料運(yùn)動都是直線運(yùn)動的情況。61根據(jù)右圖得式中：d——原木直徑。根據(jù)上式，當(dāng)時(shí)，送料行程大于木材直徑。當(dāng)時(shí)，L=d。當(dāng)鋸板進(jìn)入木材中的深度不斷改變時(shí)，鋸口底的長度和鋸口高度都在變化。當(dāng)鋸口底的長度在a-b線上時(shí)，設(shè)其弦長為lx，則依據(jù)上式有。鋸口高度的最大值出現(xiàn)在鋸口底的長度等于木材直徑時(shí)，即根據(jù)右圖得62由可知，當(dāng)時(shí)，鋸口最大高度小于木材直徑。鋸口高度變化的曲線是橢圓曲線，其短軸為送料行程L，長半軸為Hmax，則鋸口高度變化曲線所包絡(luò)的半個(gè)橢圓面積為：這個(gè)面積實(shí)際上就是鋸截面積，也是鋸口的橫斷面積，所以：化簡得：定義平均鋸口高度當(dāng)時(shí)，，則由可知，當(dāng)63圓鋸鋸木，直線送料：如圖，圓鋸半徑為R，圓鋸的圓周速度為V，原木相對于圓鋸的送料速度為VH，原木橫斷面中心線的軌跡X-X到圓鋸中心的距離為e0。送料時(shí)，鋸口底的弧長l和相應(yīng)的切削速度與送料速度的夾角φ都在不斷變化。圓鋸鋸木，直線送料：64取任一位置，當(dāng)鋸口底弧長為lx時(shí)，鋸口高。其中角φx的大小與原木橫斷面中心到圓鋸的旋轉(zhuǎn)軸心之間的距離有關(guān)，它在φ1到φ3范圍內(nèi)變化。當(dāng)被鋸截的原木由1位置被送到3位置時(shí)，鋸口高度的變化曲線為1-a-3，這是一個(gè)近似橢圓曲線。

取任一位置，當(dāng)鋸口底弧長為lx時(shí)，鋸口高65鋸口高度的最大值發(fā)生于l=d處，此時(shí)鋸口底的弧線CD通過原木中心。由于圓鋸的半徑大于木材半徑，故弧線CD接近等于原木直徑d，設(shè)此時(shí)的φ角為φcp，則最大鋸口高度為由圖b得。則

鋸口高度的最大值發(fā)生于l=d處，此時(shí)鋸口底的弧線CD通過原木66因?yàn)殇徔诟叨鹊淖兓€是橢圓，橢圓面積等于原木截面積，故可根據(jù)公式確定送料行程L。又由，最后得：由平均鋸口高度定義式：

得：當(dāng)徑向送料時(shí)，原木中心也在X-X平面上，則e0=0，φcp=90o，則，。因?yàn)殇徔诟叨鹊淖兓€是橢圓，橢圓面積等于原木截面積，故可根67圓鋸鋸木，旋轉(zhuǎn)送料：當(dāng)采用圓鋸鋸木，旋轉(zhuǎn)送料時(shí)，圓鋸或原木繞一個(gè)圓心，在圓周的方向上做送料運(yùn)動。假定鋸固定在以O(shè)0為圓心的擺動吊架O0O1上。圓鋸的旋轉(zhuǎn)中心的軌跡曲線a-a到原木橫斷面中心點(diǎn)O之間的距離等于e0。圓鋸的擺動半徑為R0。當(dāng)將原木全部鋸?fù)笗r(shí)，圓鋸旋轉(zhuǎn)中心應(yīng)從O1變化到O3，而吊架由O0O1的位置變化到O0O3的位置。這兩個(gè)位置是由原木中心和相應(yīng)的圓鋸中心之間的距離來決定的。圓鋸鋸木，旋轉(zhuǎn)送料：68當(dāng)在O0O1位置開始鋸木時(shí)，距離OO1=R+r；當(dāng)在O0O3位置鋸木終了時(shí)，距離OO3=R-r。在△O0O1O和△O0O3O中，所有的邊都是已知的，所以γ1和γ2角可以由余弦定理求得：式中：b——角的對邊邊長，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，。當(dāng)在O0O1位置開始鋸木時(shí)，距離OO1=R+r；當(dāng)在O0O369吊架由O1O0位置擺動到O3O0位置時(shí)擺動角O1-O3的弧長：1-2的弧長：1-2所對弦長：L即為送料行程。最大鋸口高度：其中d——原木直徑；L——送料行程，平均鋸口高度吊架由O1O0位置擺動到O3O0位置時(shí)擺動角70四、鋸木的送料力鋸木時(shí)的送料力垂直于加工表面，它的大小與基本切削時(shí)的送料力公式類似，即對于銳利的鋸齒，對于磨鈍的鋸齒，四、鋸木的送料力71五、鋸木切削力、鋸木功率和鋸切比功

鋸木過程中，同時(shí)用許多鋸齒來進(jìn)行切削。在切削時(shí)，加于鋸上的切削力要根據(jù)對每個(gè)齒的切削阻力總和來決定，即：式中：n——在鋸口中同時(shí)鋸木的鋸齒數(shù)，P1為每個(gè)鋸齒所受的切削阻力。如圖，鋸齒沿AK做直線運(yùn)動，并與送料方向成φ角，這部分鋸口底的長度AK=l，齒距t，則同時(shí)鋸木的鋸齒數(shù)為：五、鋸木切削力、鋸木功率和鋸切比功

鋸木過程中72由和得由得可以證明，不管是直線運(yùn)動的鋸，還是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的鋸，在計(jì)算切削阻力時(shí)，都可采用這一公式。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為了便于試驗(yàn)測定，上式中的切削阻力系數(shù)K，可這樣確定：取則由和73表1-7

值在實(shí)驗(yàn)測定中包含了在鋸木過程中鋸齒的結(jié)構(gòu)參數(shù)，切削方式，刨片厚度，鋸口寬度，被加工木材的狀態(tài)（濕度）等不同因素。當(dāng)用橫截圓鋸，鋸截松木長材，切削角大于90度時(shí)，可按表1-7來選取。

當(dāng)采用切齒和切齒中間有刨齒的混合鋸齒鋸木時(shí)，其切削阻力較通常的鋸低10~12%。表1-7值在實(shí)驗(yàn)測定中包含了在鋸木過程中鋸齒的結(jié)構(gòu)參數(shù)74表1-8當(dāng)用帶切齒和刨齒的鋸鏈橫向鋸木時(shí)，對于氣干松材，值可依表1-8來選取。表1-8當(dāng)用帶切齒和刨齒的鋸鏈橫向鋸木時(shí)，對于氣干松材，75表1-9對于縱向鋸木的圓鋸和框鋸，值可按表1-9選取。當(dāng)用大直徑圓鋸進(jìn)行大鋸口高度的鋸木時(shí)，鋸板在鋸口中的摩擦加劇，因此切削阻力將增大，應(yīng)較表1-9的數(shù)據(jù)提高30~50%。表1-9對于縱向鋸木的圓鋸和框鋸，值可按表1-9選取。76由切削力：可方便求得鋸木功率：鋸木的切削比功（簡稱鋸切比功）可用下式表示：式中：F——鋸截效率（cm2/s）；

b——鋸口寬度（cm）；

P——切削力（N）；

V——切削速度（m/s）由切削力：77對不同樹種進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定和計(jì)算后得出鋸木參數(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。

對不同樹種進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定和計(jì)算后得出鋸木參數(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。78第五節(jié)刨銑一、刨削在木材表面，用切刀刨下一定厚度的刨片的加工稱為刨削。刨削常用于木材剝皮機(jī)床。在刨削木材時(shí)，既可以切刀做往復(fù)直線運(yùn)動，被加工的木材靜止，也可以切刀靜止，被加工的木材做直線運(yùn)動。

第五節(jié)刨銑79切刀做往復(fù)直線運(yùn)動的剝皮機(jī)床其工作方案見圖a。切刀在被剝皮原木的全長上向左運(yùn)動來刨下刨片。在切刀返回時(shí)，不進(jìn)行切削，而被剝皮的木材在此時(shí)要翻轉(zhuǎn)一個(gè)角度。當(dāng)切刀再往左運(yùn)動時(shí)，再刨下新的刨片。由于切刀的運(yùn)動是靠曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動的，因此它的速度是變化的，在計(jì)算時(shí)以平均切削速度計(jì)算，即：

式中：VCP——平均切削速度（m/s）；

H——切刀的行程（m）；

n——曲柄轉(zhuǎn)速（r/min）；切刀做往復(fù)直線運(yùn)動的剝皮機(jī)床其工作方案見圖a。切刀在被剝皮原80刨削所需的切削功率N和切削力P可由下式求得：

式中：b——刨片寬度（mm）；

e——刨片厚度（mm）；

K——單位切削阻力（N/mm2）。刨削所需的切削功率N和切削力P可由下式求得：81切刀靜止的剝皮機(jī)床其工作方案如圖b所示。切刀設(shè)置在剝皮原木的四周不動。剝皮原木被縱向鏈?zhǔn)絺魉蜋C(jī)推向切刀。此時(shí)，機(jī)床上的每個(gè)切刀都可以單獨(dú)刨下刨片。它的切削功率和切削力可由下式求得：

式中：Z——機(jī)床的切刀數(shù)量：

b——每個(gè)切刀刨下的刨片寬度（mm）；

e——刨片厚度（mm）；

v——切削速度（即剝皮原木的運(yùn)動速度）（m/s）。切刀靜止的剝皮機(jī)床其工作方案如圖b所示。切刀設(shè)置在剝皮原木的82在縱向剝皮時(shí)，單位切削阻力K的數(shù)值，大致按經(jīng)驗(yàn)來選?。簝鼋Y(jié)的云杉10-12N/mm2，融化的云杉7-9N/mm2。當(dāng)在形成層進(jìn)行刨削，而沒有觸及材質(zhì)內(nèi)部時(shí)，N/mm2。當(dāng)刨削薄刨片時(shí)（e=1-2mm），應(yīng)選用較大的K值，而對厚刨片（e=6-7mm），則應(yīng)選取較小的數(shù)值。在縱向剝皮時(shí)，單位切削阻力K的數(shù)值，大致按經(jīng)驗(yàn)來選?。?3二、銑削用安裝在旋轉(zhuǎn)鼓輪上或盤式刀架上的切刀切削刨片時(shí)，稱為銑削。銑削常應(yīng)用在原木的剝皮和枕木的加工中。銑削時(shí)，切刀切下的刨片厚度是變化的。

二、銑削84切刀固定在旋轉(zhuǎn)鼓輪上的枕木剝皮機(jī)床如圖a。切刀的圓周速度V根據(jù)生產(chǎn)效率的要求和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)給出，枕木以相適應(yīng)的速度向前送料。枕木在加工時(shí)所需的切削功率和切削力為式中：b——刨下的刨片寬度（枕高）（mm）；

e1——刨下的木材皮層厚度（mm）；

vH——送料速度（m/s）；

v——切削速度（m/s）；K——單位切削阻力，在加工枕木的條件下，K值可取為15-20N/mm2。切刀固定在旋轉(zhuǎn)鼓輪上的枕木剝皮機(jī)床如圖a。85木材的圓周式剝皮通常用安裝在盤式刀架上的切刀來進(jìn)行。切削速度v等于圓盤轉(zhuǎn)速乘以切刀與剝皮原木接觸點(diǎn)半徑。剝皮原木做螺旋式運(yùn)動（前進(jìn)運(yùn)動與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的合成）。前進(jìn)運(yùn)動的速度即送料速度。盤式剝皮機(jī)進(jìn)行原木的圓周式剝皮時(shí)所需要的切削功率和切削力可用下式計(jì)算：式中：v——切削速度（m/s）；

K——單位切削阻力。K根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選?。憾竟ぷ鲿r(shí)K=15-20N/mm2；夏季工作時(shí)為K=10-12N/mm2。

木材的圓周式剝皮通常用安裝在盤式刀架上的切刀來進(jìn)行。86第六節(jié)劈材劈材是順木紋將木材劈成兩部分的過程。由于木纖維間橫向拉應(yīng)力比彎曲應(yīng)力小很多倍，因此利用這個(gè)特性，只消耗少量機(jī)械能，就可完成劈材過程。

一、劈材過程分析在研究劈材的過程中，我們用楔子做為劈材的最基本工具。

第六節(jié)劈材87劈材時(shí)，楔子順木紋進(jìn)入木材中，在最初階段，楔子在劈力作用下，使木纖維產(chǎn)生彈性變形，并用楔子兩個(gè)頰面擠壓木材，使木材出現(xiàn)一個(gè)縫隙。該擠壓力隨著楔子進(jìn)入木材的深度的增加而成正比地增加。如圖a和c中的l0段。劈材時(shí)，楔子順木紋進(jìn)入木材中，在最初階段，楔子在劈力作用下，88當(dāng)木纖維的變形積累到一定程度時(shí)，擠壓力破壞了木纖維之間聯(lián)系，木材便出現(xiàn)裂縫，被分成兩部分（圖b）。此時(shí)劈力隨著楔子進(jìn)入木材中的深度增加而急劇下降，一直到零為止（圖c）。作用到楔子上的劈力的最大值為Pmax，即出現(xiàn)裂縫時(shí)的劈力。這時(shí)楔子進(jìn)入木材中的深度為l0。當(dāng)木纖維的變形積累到一定程度時(shí)，擠壓力破壞了木纖維之間聯(lián)系，89劈力P是楔子進(jìn)入木材中的深度L的函數(shù)，即，則曲線對OL軸所包絡(luò)的面積為劈材功，即設(shè)平均劈力Pcp是最大劈力的m倍，則于是劈材功為：通過實(shí)驗(yàn)，完全劈開木材所需的深度L0決定于木材的尺寸、木材構(gòu)造及楔子的楔角，可從書中查得。系數(shù)m的取值與楔角有關(guān)：

劈力P是楔子進(jìn)入木材中的深度L的函數(shù)，即90二、最大劈力楔子在劈材時(shí)，作用在木材上有三個(gè)力：楔子兩頰面的正向壓力N；在N力作用下產(chǎn)生的摩擦力F和作用到楔刃上的力Pn。N與F的合力R在X軸上的投影為RH;在Y軸上的投影為P’/2。則在Y軸上有P=P’+Pn確定Pn較難，故取P=K0P’K0是與楔刃銳利程度有關(guān)的系數(shù)。摩擦力F=uN,木材與鋼之間的摩擦角約為120

，摩擦系數(shù)約為0.2。二、最大劈力91設(shè)R與X軸成γ角。木材與鋼之間的摩擦角ρ約為120。則：RH與劈材阻力Pp和被劈木材的支座有關(guān)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)其中：式中：

——支座計(jì)算寬度；

L——劈材長度；

K——根據(jù)確定。對于寬支座，即時(shí)，可?。粚τ谡ё?，即時(shí)，可取。設(shè)R與X軸成γ角。92三、劈材阻力影響劈材阻力大小的因素有很多，可由下式求得：式中：Pd——單位劈材了阻力（N/cm2）；

L和d——壁材的長度和直徑（cm）；和——考慮樹種和濕度的關(guān)系。對于干燥松木，Pd可取經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如下表：和的選取書中給出了部分經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。三、劈材阻力和的選取書中給出了部分經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。93劈材阻力影響因素：對劈材阻力影響最大的因素是木材尺寸。圖中曲線給出了劈材阻力與木材試件的不同厚度h和長度L的變化關(guān)系。當(dāng)時(shí)，盡管L由10cm增加到30cm，但劈材阻力僅增加100N；當(dāng)時(shí)，厚度為8cm的劈材比厚度為4cm的劈材劈力總共增大400N。劈材阻力影響因素：94四、機(jī)械斧發(fā)動機(jī)功率帶飛輪的機(jī)械斧，發(fā)動機(jī)功率為：式中：U——每劈一次所消耗的劈材功（Nm）；

——每分鐘劈材的次數(shù)。劈材功U根據(jù)公式確定，式中的Pmax按P取，再根據(jù)確定。若機(jī)械斧沒有飛輪，則可按下式確定發(fā)動機(jī)功率：式中：v——機(jī)械斧的速度（m/s）。帶飛輪的發(fā)動機(jī)功率比不帶飛輪的發(fā)動機(jī)功率可低8-10倍。采用飛輪雖然增加了劈材機(jī)械的重量，但可明顯降低發(fā)動機(jī)的設(shè)備功率。四、機(jī)械斧發(fā)動機(jī)功率95五、機(jī)械斧的類型和結(jié)構(gòu)斧子的參數(shù)有楔角α，刃長b和頰面寬度lk。當(dāng)增大楔角時(shí)，可減小所需的劈入深度，但要消耗較大的劈力。為了減小劈力，又要增大頰面寬度，可在斧子頰面上改變楔角。如圖b所示，在楔面的段內(nèi)，楔角較小。頰面向上延長，楔角變大，并保證。為了提高生產(chǎn)效率，還設(shè)計(jì)出了具有互相垂直的兩個(gè)斧刃的斧子。（如圖c）。圖d是帶兩個(gè)互相垂直的斧刃的斧子，一個(gè)是單面斧，另一個(gè)是雙面斧。五、機(jī)械斧的類型和結(jié)構(gòu)96在生產(chǎn)作業(yè)中，楔子應(yīng)用在機(jī)械斧中。機(jī)械斧有兩種類型：一種是木材固定，機(jī)械斧靠本身運(yùn)動來劈材（如圖a、d和e）；另一種是機(jī)械斧不動，靠一種打擊機(jī)構(gòu)施加沖力給木材實(shí)現(xiàn)劈材（如圖b），或依靠傳送機(jī)構(gòu)將木材以一定的沖力送給斧頭，實(shí)現(xiàn)劈材（如圖c）。在生產(chǎn)作業(yè)中，楔子應(yīng)用在機(jī)械斧中。97單位劈材阻力Pd=9N/cm2

則：49500N計(jì)算順序:NPUPmax=P=2RH*K*K0RH=φ0*PPPP=PdLDKgkB單位劈材阻力Pd=9N/cm2則：49500N計(jì)算順序:N98最大劈力：=3800J最大劈力：=3800J99原條自動造材分選設(shè)備設(shè)計(jì)--森工機(jī)械與裝備案例教學(xué)原條自動造材分選設(shè)備設(shè)計(jì)--森工機(jī)械與裝備案例教學(xué)100設(shè)計(jì)任務(wù)將打枝后的原條按操作者的要求尺寸進(jìn)行造材，并根據(jù)造材后的原木尺寸進(jìn)行分選。技術(shù)要求：1。造材尺寸：2米、3米、3.5米、4米。2。原條最大直徑<500mm.3。原條最大密度<1.4*103kg/m3。4。造材效率。（暫不考慮）5。設(shè)備成本。（暫不考慮）設(shè)計(jì)任務(wù)將打枝后的原條按操作者的要求尺寸進(jìn)行造材，并根據(jù)造材101設(shè)計(jì)內(nèi)容1。機(jī)械系統(tǒng)，包括送料、鋸切、分選、出料機(jī)構(gòu)。2。測試系統(tǒng)：測試內(nèi)容包括造材長度、原條長度、造材直徑。（設(shè)計(jì)測試方案，選擇傳感器，數(shù)據(jù)采集）3。控制系統(tǒng)：控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)及安全保護(hù)。（設(shè)計(jì)工藝流程、選擇執(zhí)行器、選擇軟件開發(fā)平臺、程序框圖）設(shè)計(jì)內(nèi)容1。機(jī)械系統(tǒng)，包括送料、鋸切、分選、出料機(jī)構(gòu)。102木材切削基本理論木材切削基本理論103第一節(jié)鋸木一、鋸木的定義、類型和鋸鋸木的定義：鋸木是順木紋或橫木紋把木材鋸開的過程。鋸口：為了把木材鋸開,或把一部分木材鋸掉,要在其上鋸出一個(gè)窄的縫隙,叫鋸口。

第一節(jié)鋸木104

鋸口描述：鋸口有三個(gè)邊。其中兩個(gè)邊ab和cd是彼此平行的,稱為鋸口壁。第三個(gè)邊bc,稱為鋸口底。鋸口壁的平面,稱為鋸截平面。鋸木過程是鋸在鋸口壁之間進(jìn)行運(yùn)動,不斷地把木材切成小刨片（鋸屑）,并從鋸口中將其拋出的過程。

鋸口描述：105鋸木類型：鋸木有三種類型:鋸截平面或鋸口與木纖維方向平行,稱為縱截,或稱縱向鋸木。鋸截平面或鋸口與木纖維方向垂直,稱為橫截,或稱橫向鋸木。鋸截平面或鋸口與木纖維方向互成一定角度,稱為斜截,或稱斜向鋸木。鋸木類型：106鋸木所使用的工具是鋸，它由鋸板和鋸齒組成。按鋸木類型的不同，鋸有兩種：橫截鋸,是用于橫向鋸木的鋸；縱截鋸,是用于縱向鋸木的鋸；鋸按其形狀和運(yùn)動方式分類：圓鋸、刀鋸、框鋸、帶鋸、鏈鋸。鋸木所使用的工具是鋸，它由鋸板和鋸齒組成。107[1][1]108二、鋸齒的組成

鋸齒是一個(gè)窄的復(fù)雜切刀。鋸齒有前面(或稱前爬棱)AOO’A’、后面(或稱后爬棱)BOO’B’。這兩個(gè)面組成前切削刃OO’。側(cè)面(或稱側(cè)爬棱)AOB和A’O’B’與前面的交線是側(cè)切削刃AO和A’O’。齒間凹處稱為齒倉。h0稱為齒高。t稱為齒距。齒倉的作用是臨時(shí)儲存鋸屑。

[2]

鋸齒形狀和大小根據(jù)鋸木條件和切削特點(diǎn)來選擇。二、鋸齒的組成

鋸齒是一個(gè)窄的復(fù)雜切刀。鋸齒形狀和大小根據(jù)鋸109三、簡單切刀的構(gòu)造[3]前面、后面、前刃；側(cè)面、側(cè)刃；加工表面；[4]簡單切刀的構(gòu)造三、簡單切刀的構(gòu)造[3]前面、后面、前刃；簡單切刀的構(gòu)造110三、簡單切刀的構(gòu)造切刀的角度參數(shù)：α――后角,是切刀后面與加工表面所成的夾角。β-―刃角,或稱銳利角,是切刀前面與切刀后面的夾角。γ――前角,是切刀前面與Y軸的夾角。δ――切削角,是切刀前面與加工表面的夾角。三、簡單切刀的構(gòu)造切刀的角度參數(shù)：111三、簡單切刀的構(gòu)造

當(dāng)前刃與切刀的側(cè)面垂直時(shí)，稱此刃為直磨刃，反之稱為斜磨刃。三、簡單切刀的構(gòu)造當(dāng)前刃與切刀的側(cè)面垂直112四、基本切削概念：用簡單切刀進(jìn)行的切削稱為基本切削?；厩邢鞯倪^程：簡單切刀沿X-X軸向運(yùn)動，進(jìn)入木質(zhì)表面切下一部分木材的過程?；厩邢鞯漠a(chǎn)物-刨片。刨片有三個(gè)主要尺寸：厚度e，長度l，寬度b。切削運(yùn)動：切刀在加工木材的表面上沿X-X軸運(yùn)動，發(fā)生刨片的剝落，這種運(yùn)動稱為切削運(yùn)動，切削力：施加于切刀或被加工木材上的，給予切削運(yùn)動的外力稱為切削力。四、基本切削概念：113為了改變刨片厚度，木料有相對運(yùn)動VH，VH可分解為：縱向送料運(yùn)動Vo—X-X軸方向的運(yùn)動；法向送料運(yùn)動Va—Y-Y軸方向的運(yùn)動；為了加寬加工表面的寬度，還需Z-Z軸方向的運(yùn)動—側(cè)向送料運(yùn)動。縱向送料能增加或減少刨片的長度，法向送料可增加刨片的厚度，側(cè)向送料運(yùn)動增加加工表面的寬度。

切削運(yùn)動的速度稱為切削速度，用v表示，它是切刀運(yùn)動速度和縱向送料速度的和。為了改變刨片厚度，木料有相對運(yùn)動VH，VH可分解為：縱向送114木材切削的運(yùn)動方式：[5]a-切削運(yùn)動與送料運(yùn)動交錯(cuò)進(jìn)行；b-切削運(yùn)動與送料運(yùn)動同時(shí)進(jìn)行；c-旋轉(zhuǎn)切刀；d-轉(zhuǎn)盤；木材切削的運(yùn)動方式：[5]115五、木材切削的類型1.有屑切削無屑切削2.開式切削半開式切削閉式切削五、木材切削的類型1.有屑切削116五、木材切削的類型3.基本切削的類型：截?cái)嗲邢鳌⒖v向切削、橫向切削五、木材切削的類型3.基本切削的類型：117第二節(jié)基本切削參數(shù)一、切削力和切削阻力刨片形成過程：切刀在切入木質(zhì)中時(shí)，沿X-X平面剝下刨片，刨片厚度為e。切刀用其前面OA給木材以壓力。隨著切刀切入深度的增加，作用到刨片上的壓力也不斷增長。當(dāng)這個(gè)壓力超過纖維強(qiáng)度時(shí)，引起刨片順OM平面剝離，切刀再繼續(xù)進(jìn)入下一個(gè)深度，再剝離下一個(gè)刨片。

第二節(jié)基本切削參數(shù)刨片形成過程：118作用到切刀上的切削力隨切刀進(jìn)入木材內(nèi)的深度成正比例地增加。當(dāng)進(jìn)入木質(zhì)深度為L0時(shí)，其最大值為Pmax。然后，當(dāng)刨片剝離的瞬時(shí)，降為0。作用到切刀上的切削力隨切刀進(jìn)入木材內(nèi)的深度成正119切削阻力合力的組成：假設(shè)切削過程中，切削阻力的合力為Pp，設(shè)該力的水平分力為P1，垂直分力為P0。Pp是由下述外力合成的：切刀前面的法向壓力N1，切刀后面的法向壓力N2，切刀前面摩擦力F1，切刀后面摩擦力F2。此外，在O點(diǎn)，即切刀前切削刃處有切斷木纖維時(shí)所遇到的切削阻力Pn。切削阻力合力的組成：假設(shè)切削過程中，切削阻力的合力為Pp，設(shè)120一、切削力和切削阻力切削過程受力分析法向壓力N1與切刀角度、刨片的橫截面積、木材材性、木紋方向等因素與關(guān)。在上述外力中，法向壓力N1是最大的，N1與X-X軸的方向決定于切刀切削角的大小。切削角愈小，則在X-X軸上的分力愈大。因此為了減小切削阻力，應(yīng)采用不大的刃角和后角。刨片沿MO分離是由于法向壓力的作用結(jié)果而產(chǎn)生的，因此它的大小與刨片的橫截面積和木材的堅(jiān)實(shí)性（材性）有關(guān)。刨片沿MO分離時(shí)的木材強(qiáng)度決定于木材的物理技術(shù)性能，特別是木材紋理的方向。

一、切削力和切削阻力切削過程受力分析法向壓力N1與切刀角度、121木材作用于切刀后面的壓力N2是由于木纖維彈性變形而引起的。利用鈍切刀工作產(chǎn)生的壓力要大于銳利的切刀工作產(chǎn)生的壓力。此外N2隨著后角的減少而增大。因此為了減小切削阻力，應(yīng)增大后角。摩擦力F1和F2的大小，決定于壓力N1和N2以及摩擦系數(shù)和加工表面的狀態(tài)等。木材作用于切刀后面的壓力N2是由于木纖維彈性變形而引起的。利122在一般情況下，切削力P1是N1,N2,Pn的函數(shù)。即對切削力P1有影響的因素中，N1起主要作用。N1決定于刨片的橫截面積，故計(jì)算切削阻力的公式可寫成

式中：be——刨片寬度乘以刨片厚度；

K——切削阻力系數(shù)，或稱單位切削阻力（N/mm2）。K決定于木纖維方向，木材種類，切刀形狀等各種因素。木材切削基本理論課件123考慮這些因素時(shí)，K值可寫成下面的形式：

式中：——與切削類型有關(guān)的基本切削阻力系數(shù)，或稱基本單位切削阻力?？紤]這些因素時(shí)，K值可寫成下面的形式：124木材切削基本理論課件125Kg——是考慮不同樹種影響切削阻力值的系數(shù)。松木是標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)用材，故松木的Kg

=1，而其它樹種的值見表1-2。Kg——是考慮不同樹種影響切削阻力值的系數(shù)。松木是標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)用126K0——是考慮切刀銳利程度的系數(shù)。切刀銳利程度根據(jù)切刀在磨銳后的工作小時(shí)數(shù)來確定。對于剛剛磨好、開始工作的切刀來說，其K0

=1，以后時(shí)間的K0見表1-3。K0值的測定還比較粗放，其選擇條件和根據(jù)尚不夠充分和精確，故有待今后進(jìn)一步研究、試驗(yàn)和確定。K0——是考慮切刀銳利程度的系數(shù)。127Ke——是考慮刨片厚度的系數(shù)，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求得：對于截?cái)嗲邢鳎簩τ诳v向切削和橫向切削：上式中的刨片厚度e的單位是mm。例如當(dāng)e=0.5mm時(shí)，截?cái)嗲邢鞯腒e約為1.25，而其它兩種切削的Ke約為1.4。Ke——是考慮刨片厚度的系數(shù)，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求得：128KB——是考慮木材濕度的系數(shù)，它的選取范圍列在表1-4中。木材的濕度對木材的機(jī)械物理性能有很大的影響。隨著木材含水率的增大，其極限強(qiáng)度降低。在鋸木時(shí)（閉式切削）結(jié)果相反。這是由于，鋸木屬于閉式切削，當(dāng)濕度增高時(shí)，鋸口中的木纖維和鋸屑膨脹，使切刀與木纖維間的摩擦阻力增加，使切削阻力增加。切削方式不同，KB的變化趨勢相反KB——是考慮木材濕度的系數(shù)，它的選取范圍列在表1-4中。切129二、送料力和送料阻力木材切削時(shí)，切刀后面對加工表面有一個(gè)壓力，這引起木纖維的彈性壓縮，因此當(dāng)切刀在加工表面法向移動時(shí)，它遇到壓縮阻力，即送料阻力。送料阻力垂直于加工表面和切削運(yùn)動方向。二、送料力和送料阻力木材切削時(shí)，切刀后面對加工表面有一個(gè)壓力130圖中切削阻力的合力Pp的垂直分力為P0，送料力是木材在送料方向上對切刀的壓縮阻力，一般認(rèn)為它就是送料阻力，即根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，鋒利的切刀可?。耗モg的切刀可?。簣D中切削阻力的合力Pp的垂直分力為P0，送料力是木材在送料方131三、切削功、切削比功和切削比壓設(shè)L0為一次切削中所切下來的刨片長度，即切刀一次切削所經(jīng)過的路程。則一次切削所消耗的切削功為：或：等式兩邊同除以刨片的斷面積be：三、切削功、切削比功和切削比壓設(shè)L0為一次切削中所切下來的刨132上式左邊是一物理量，是刨片單位橫截面積上所承受的平均切削力，稱為切削比壓，單位是N/mm2。上式的右邊是另一個(gè)物理量，即切削單位體積的刨片所消耗的切削功，稱為切削比功，單位是J/mm3。上式左邊是一物理量，是刨片單位橫截面積上所承受的平均切削力，133四、切削功率

由公式：可知：設(shè)一秒鐘內(nèi)刀下的刨片體積為O(m3/s)，則每秒所消耗的切削功為：即切削功率為四、切削功率由公式：134根據(jù)切削力P也可求得切削功率：由此可得切削力的另一表達(dá)式：根據(jù)切削力P也可求得切削功率：135第三節(jié)鋸齒的結(jié)構(gòu)一、齒刃和鋸口寬度

鋸齒的齒刃在結(jié)構(gòu)上分為前刃和側(cè)刃，每個(gè)齒刃可以看成一個(gè)簡單切刀。一個(gè)鋸齒可以看成是由多個(gè)簡單切刀組成的。鋸齒的各齒刃在不同條件下進(jìn)行工作，亦即齒刃的工作可以分解成不同的簡單切刀進(jìn)行不同類型的基本切削。第三節(jié)鋸齒的結(jié)構(gòu)136根據(jù)鋸木類型，縱截：前刃-截?cái)嗲邢?/p>

側(cè)刃-橫向切削橫截：前刃-橫向切削側(cè)刃-截?cái)嗲邢鞲鶕?jù)鋸木類型，137鋸口寬度：

當(dāng)利用薄鋸板工作時(shí)，在鋸齒前刃的后面，后角大于零。但在鋸齒側(cè)面，側(cè)刃后角等于0。此時(shí)鋸齒的側(cè)面與鋸口壁發(fā)生摩擦，這種現(xiàn)象稱為家具現(xiàn)象。為了減少摩擦，必須使鋸口寬度大于鋸板厚度，

鋸口寬度：

當(dāng)利用薄鋸板工作時(shí)，在鋸齒前刃的后面，后角大于零138可用三種方法增加鋸口寬度。第一種方法是將鋸板做成梯形斷面（圖b）。第二種方法是將鋸齒前切削刃的長度做成大于鋸板厚度（圖c）。這種方法一般應(yīng)用在縱截鋸上，稱為壓料。第三種方法是鋸齒依次向左右偏斜（圖d），這種方法稱撥料，一般在齒高的1/3處進(jìn)行撥料，它可應(yīng)用于縱截鋸或橫截鋸上。

C--壓料D—撥料B—梯形斷面可用三種方法增加鋸口寬度。C--壓料139鋸口寬度的選擇與木材的濕度和硬度有關(guān)，而木材的濕度和硬度又與季節(jié)（溫度）和樹種有關(guān)，此外鋸口寬度也與鋸的類型有關(guān)。對于具有單面齒的框鋸，鋸口寬度大于鋸板厚度0.4-0.75mm；對于直徑為1000mm以內(nèi)的圓鋸為0.4-0.7mm；超過1000mm的圓鋸為0.9-1.2mm。鋸截干材或硬材應(yīng)取小一些；鋸截濕材或軟材應(yīng)取大一些。若鋸板的剛度很小，甚至有側(cè)向擺動，則鋸口寬度應(yīng)增大。壓料的鋸齒鋸板厚度較撥料齒應(yīng)小20%。撥料量與壓料量的推薦值見表1-5。鋸口寬度的選擇與木材的濕度和硬度有關(guān)，而木材的濕度和硬度又與140二、橫截鋸的鋸齒

橫截鋸的鋸齒（圖c和d），其側(cè)切削刃進(jìn)行截?cái)嗲邢?，形成鋸口壁。?cè)切削刀在橫向鋸木中受到的切削阻力最大。為了減少側(cè)切削刃所受到的阻力，提高鋸齒的強(qiáng)度，并且使側(cè)切削刃早一些切斷木纖維，應(yīng)使橫截鋸的鋸齒前刃切削角大于90度，側(cè)切削刃的刃角小于90度。二、橫截鋸的鋸齒141對于雙向、對稱齒，其前刃切削角為：后角為：由上式可看出，無論切削角或后角都取決于鋸齒的刃角。為了增大鋸齒的強(qiáng)度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，雙向?qū)ΨQ鋸齒的前刃刃角應(yīng)取為50-60度。對于單向、非對稱齒，其前刃切削角為95-105度，刃角40-45度。鋸齒的側(cè)切削刃刃角，無論是雙向、對稱齒，還是單向、非對稱齒都是45-60度，而硬木可取70度。

對于雙向、對稱齒，其前刃切削角為：142由于側(cè)切削刃的后角為0度，所以側(cè)切削刃的切削角等于其刃角。后側(cè)切削刃的刃角是，它與前刃傾斜角有關(guān)，表示前刃在木纖維方向上的傾斜程度。愈小，則愈大，則鋸齒在鋸口底的切削條件將愈壞（如圖d）。橫截鋸的鋸齒角度數(shù)據(jù)見表1-6。在刀具制造過程中要充分考慮各切削刃的角度參數(shù)。由于側(cè)切削刃的后角為0度，所以側(cè)切削刃的切削角等于其刃角。后143橫截時(shí)前切削刃是一個(gè)斜的刃，稱為斜磨刃，它進(jìn)行橫向切削，刨下刨片。它的工作條件很不好。為了改善這種狀況，采用了具有混合鋸齒的橫截鋸。這種橫截鋸的鋸齒有兩種：一種是專門進(jìn)行截?cái)嗲邢鞯那旋X。另外是每隔數(shù)個(gè)切齒，中間加一個(gè)刨齒，它起刨的作用。橫截時(shí)前切削刃是一個(gè)斜的刃，稱為斜磨刃，它進(jìn)行橫向切削，刨下144結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：刨齒前切削刃是直磨刃，前切削刃的切削角小于90度，保證鋒利。刨齒不撥料，其高度略低于切齒0.5-1mm。目的是為了先讓切齒接觸木材，將木纖維切斷，進(jìn)行截?cái)嗲邢鳎纬射徔诒?，后讓刨齒進(jìn)行橫向切削，將鋸口底的木片刨下來。由于橫向鋸木時(shí)，在鋸口壁的木纖維是被截?cái)嗟模虼虽徔诒谄矫娴哪Σ磷枇艽?，鋸齒必須撥料。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：145三、縱截鋸的鋸齒縱截木材時(shí)，鋸口平面與木纖維平行，縱截鋸鋸齒的前切削刃垂直于木纖維，進(jìn)行截?cái)嗲邢?。?dāng)前切削刃切斷木纖維后，借鋸齒前面的壓力，使已被切斷的刨片在鋸口壁的平面上順纖維剪裂開，而脫離木材本體。因此，縱截鋸鋸齒的前切削刃比側(cè)切削刃重要，因而側(cè)切削刃的切削角等于90度，形成直磨刃（如圖a）。三、縱截鋸的鋸齒146為了提高鋸截效率，減小切削阻力，應(yīng)使前切削刃的切削角經(jīng)常小于90°。研究表明，切削阻力隨前刃切削角的減小而減小。而前切削刃的后角減小，切削阻力急劇增加。對于框鋸切削角為70-75度，后角20-25度；圓鋸切削角為50-55度，后角14-17度。刃角要根據(jù)可度來選擇：框鋸刃角45-47度；圓鋸刃角35-45度。縱截鋸的鋸齒可不撥料（直磨刃），也可有少量的撥料。為了提高鋸截效率，減小切削阻力，應(yīng)使前切削刃的切削角經(jīng)常小于147縱截圓鋸的鋸齒有不同形狀。圖e中的鋸齒齒背是斜的，有大的后角，從而有大的齒倉。圖f中的鋸齒具有圓弧的齒背，這種鋸齒叫狼齒。這種齒的后角小，齒倉也小，鋸齒較堅(jiān)固。縱截鋸的齒距t=30-40mm，框鋸齒高（0.6-1.0）t，圓鋸齒高（0.5-0.7）t。縱截圓鋸的鋸齒有不同形狀。圖e中的鋸齒齒背是斜的，有大的后角148第四節(jié)鋸木參數(shù)一、每齒送料量和刨片厚度在木材切削過程中，送料運(yùn)動改變了切刀刨下的刨片厚度。如圖，由于有切削運(yùn)動V和送料運(yùn)動VH兩個(gè)運(yùn)動的綜合作用，每一個(gè)齒的齒頂運(yùn)動軌跡是AD。對于一個(gè)齒，它的加工表面是AD，其刨片厚度e應(yīng)依加工表面AD的法向來測量，即e=BM。齒尖每走過一個(gè)齒距t的送料量為c，稱c為“每齒送料量”；在這個(gè)過程中所消耗的時(shí)間為t0，則可根據(jù)送料運(yùn)動和切削運(yùn)動分別得出公式：第四節(jié)鋸木參數(shù)149于是

則

(1-13)公式（1-13）即為鋸木運(yùn)動關(guān)系公式。在送料時(shí)間t0內(nèi)形成的刨片厚度為：

機(jī)械工具或機(jī)床加工木材時(shí)，切削速度v比送料速度VH大很多倍，可將齒頂A的運(yùn)動軌跡AD用AB來代替，上式中的角用來代替，即

于是150由可得到刨片厚度的公式：若送料運(yùn)動與切削運(yùn)動成直角，即則刨片厚度為：由151旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的圓鋸：其齒頂?shù)倪\(yùn)動軌跡是圓周。假定圓鋸的圓周速度為v，送料速度為VH，切削運(yùn)動與送料運(yùn)動的合成軌跡為擺線APD。故每齒送料量為DB。因?yàn)辇X距比圓鋸半徑小得多，則可取弦AD代替弧APD，即認(rèn)為它是鋸口底。這時(shí)從齒頂向這個(gè)弦引出的垂線BM，就是刨片厚度e。在這種情況下，切削速度比送料速度大很多，可以近似為，于是：

旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的圓鋸：152在右圖中，線段ON垂直于弦AB，因此角NOY等于φ。φ角是切削運(yùn)動與送料運(yùn)動之間的夾角。因?yàn)檠鼗∵\(yùn)動可以用沿弦運(yùn)動來代替，即以直線運(yùn)動代替曲線運(yùn)動，則在這種情況下可認(rèn)為直線鋸木運(yùn)動的關(guān)系式對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的鋸木也適用。即：刨片厚度無論在直線切削運(yùn)動，還是曲線切削運(yùn)動時(shí)，都取決于φ角。但在直線運(yùn)動時(shí)，φ角是常數(shù)；而在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，φ角是變數(shù)。因此圓鋸鋸木時(shí)，刨片厚度隨φ角而變化。在右圖中，線段ON垂直于弦AB，因此角NOY等于φ。φ角是153框鋸鋸截原木：切削運(yùn)動方向有時(shí)與齒頂線不重合。這時(shí)切削速度與線段AB成γ角。此時(shí)刨片厚度：式中：c=DP1，相當(dāng)于一個(gè)齒的純送料量；

c0=BP1，相當(dāng)于一個(gè)齒的切削量。假設(shè)則：鋸木的運(yùn)動關(guān)系公式和計(jì)算刨片厚度的公式無論對切削速度或送料速度是固定的還是可變的都適用。如框鋸，它是依靠曲柄機(jī)構(gòu)的運(yùn)動來帶動鋸木機(jī)構(gòu)工作的，因此鋸的切削速度是變化的。此時(shí)將平均切削速度和相應(yīng)的送料速度代入公式中進(jìn)行計(jì)算。框鋸鋸截原木：式中：c=DP1，相當(dāng)于一個(gè)齒的純送料量；鋸木154二、送料速度和齒距由鋸木運(yùn)動關(guān)系式可以推出：考慮v不變的情況下，要增大vH，而又不增加每齒送料量c，則可以減小齒距t。但每齒送料量c與齒距t有一定的比例關(guān)系，因此不能為了增大送料速度，而隨便減小齒距。c值與t值的比例關(guān)系應(yīng)保證，刨下來的刨片應(yīng)該正好容納在兩齒間的齒倉中。二、送料速度和齒距155假定鋸截方材，其鋸口底的長度為AK=l（如圖a），送料速度與切削速度的夾角為φ，與送料方向相垂直的線段H稱為鋸口高度，則若每齒送料量為c，鋸口寬為b，則一個(gè)齒走過距離所切削出來的刨片體積等于假定鋸截方材，其鋸口底的長度為AK=l（如圖a），送料速度與156因?yàn)榕倨阡徑剡^程中將破碎成鋸屑，所以實(shí)際的刨片體積將大于理論上的刨片體積，即式中：σ——鋸屑膨脹系數(shù)，與鋸木工作條件有關(guān)。對于圓鋸σ

=2.5—3；對于框鋸，壓緊的鋸屑σ

=

1—0.7；對于鏈鋸σ

=

0.8--1。

因?yàn)榕倨阡徑剡^程中將破碎成鋸屑，所以實(shí)際的刨片體積將大于理157齒倉體積式中：h0——齒高；

——齒倉面積系數(shù)。是齒倉面積F與齒高乘齒距的商。鋸齒高度與齒距有關(guān)：Ψ為齒高齒距系數(shù)。則齒倉體積：齒倉體積158在標(biāo)準(zhǔn)工作條件下，鋸屑體積應(yīng)小于齒倉體積，亦即，即：由，可得因此由上式可看出，齒距t愈大，鋸齒愈大，則允許的送料速度愈大，從而可獲得較高的鋸木生產(chǎn)率。在標(biāo)準(zhǔn)工作條件下，鋸屑體積應(yīng)小于齒倉體積，亦即159齒倉面積系數(shù)與鋸的種類有關(guān)，一般取如下數(shù)值：框鋸；縱截圓鋸；橫截圓鋸。齒高齒距系數(shù)ψ一般為如下數(shù)值：框鋸；縱截圓鋸；橫截圓鋸。齒倉面積系數(shù)與鋸的種類有關(guān)，一般取如下數(shù)值：160在一般條件下，當(dāng)時(shí)如果t=40mm，則（式中H的單位是mm）。這時(shí)可得到的最適宜的允許送料速度與鋸口高度的關(guān)系：鋸口高度H（mm）……100200300400500600送鋸速度與切削速度的比值，……在一般條件下，當(dāng)161為了計(jì)算切削阻力，必須首先知道鋸口高度H，從而知道有多少個(gè)齒刃參加工作，計(jì)算合力。式中的鋸口底長度可以是常數(shù)，也可以是變數(shù)，這決定于鋸口的形狀和Ф角。當(dāng)切削運(yùn)動為直線運(yùn)動時(shí)，Ф是常數(shù)。當(dāng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，Ф是變量。鋸口高度分三種情況研究：1.切削運(yùn)動和送料運(yùn)動都是直線運(yùn)動的情況；2.圓鋸鋸木，直線送料；

3.圓鋸鋸木，旋轉(zhuǎn)送料。三、鋸口高度為了計(jì)算切削阻力，必須首先知道鋸口高度H，從而知道有多少個(gè)齒1621、切削運(yùn)動和送料運(yùn)動都是直線運(yùn)動的情況。當(dāng)橫向鋸截原木時(shí)，鋸口面積是圓（如圖）。由于鋸齒做直線運(yùn)動，在開始鋸木時(shí)，齒頂與木材相切于A1點(diǎn)。切削運(yùn)動的方向在I-I線上。I-I線實(shí)際上是齒頂線。送料運(yùn)動方向在X-X軸向上。切削速度與送料速度成φ角。Ⅱ-Ⅱ線表示鋸截終了時(shí)的齒頂線位置。當(dāng)鋸截終了時(shí)，鋸或木材由于送料運(yùn)動而沿X-X軸方向走過的路程為A1A2=L，L為送料行程。1、切削運(yùn)動和送料運(yùn)動都是直線運(yùn)動的情況。163根據(jù)右圖得式中：d——原木直徑。根據(jù)上式，當(dāng)時(shí)，送料行程大于木材直徑。當(dāng)時(shí)，L=d。當(dāng)鋸板進(jìn)入木材中的深度不斷改變時(shí)，鋸口底的長度和鋸口高度都在變化。當(dāng)鋸口底的長度在a-b線上時(shí)，設(shè)其弦長為lx，則依據(jù)上式有。鋸口高度的最大值出現(xiàn)在鋸口底的長度等于木材直徑時(shí)，即根據(jù)右圖得164由可知，當(dāng)時(shí)，鋸口最大高度小于木材直徑。鋸口高度變化的曲線是橢圓曲線，其短軸為送料行程L，長半軸為Hmax，則鋸口高度變化曲線所包絡(luò)的半個(gè)橢圓面積為：這個(gè)面積實(shí)際上就是鋸截面積，也是鋸口的橫斷面積，所以：化簡得：定義平均鋸口高度當(dāng)時(shí)，，則由可知，當(dāng)165圓鋸鋸木，直線送料：如圖，圓鋸半徑為R，圓鋸的圓周速度為V，原木相對于圓鋸的送料速度為VH，原木橫斷面中心線的軌跡X-X到圓鋸中心的距離為e0。送料時(shí)，鋸口底的弧長l和相應(yīng)的切削速度與送料速度的夾角φ都在不斷變化。圓鋸鋸木，直線送料：166