木工硬质合金镶焊齿锯片的刃磨

admin

摘 要:介绍了木工硬质合金镶焊齿圆锯片的刃磨技术，包括硬质合金镶焊锯齿刃磨砂轮参数和刃磨工艺参数的选用，以及硬质合金镶焊锯齿锯片外径、低碳钢齿背、后齿面、前齿面和槽齿的刃磨方法。

关键词:木工硬质合金；镶焊齿；刃磨

[size=1em]切削木质材料时，切削刀具刃口经过一段时间的使用后会磨损，刃口锋利度下降，此时刀具就需要重新刃磨。刀具重磨周期与被加工材料性质、刀具材料性质及切削方式有关。硬质合金锯片虽然耐磨性优于工具钢锯片，但锯片累计使用一定时间后也会出现刃口磨损，需要及时刃磨。刀具刃磨是保持刀具锋利度，延长刀具使用寿命，保证加工质量的重要措施。理论分析和试验研究认为，硬质合金刀具刃磨质量的高低取决于砂轮特性参数、磨削用量和磨削方式等因素的综合作用，砂轮线速度越高、砂轮粒度越细，刀具的表面粗糙度值越小。硬质合金刀具在刃磨过程中常产生裂纹,但可以通过调整刃磨参数来降低产生裂纹的可能性。

1 砂轮选用

[size=1em]合理选用刃磨砂轮是保证刀具刃磨质量的关键因素之一。硬质合金镶焊齿锯片刃磨要选用金刚石砂轮，金刚石砂轮的性能指标包括磨料粒度、结合剂种类、砂轮硬度、砂轮组织、砂轮形状、砂轮尺寸、金刚石浓度、金刚石料层厚度和料层宽度等。

[size=1em]金刚石（JR）砂轮的磨料是在触媒剂作用下，以石墨为原料在高压、高温条件下合成的人造金刚石，其主要成分为碳（C），有无色透明、淡黄、黄绿和黑等几种颜色。人造金刚石磨料硬度极高，是目前刃磨硬质合金刀具常用的磨料，与碳化硅相比，刃磨生产率高5倍，粗糙度高1～3级，刀具耐用度高1～3倍。金刚石砂轮价格昂贵，韧性差，尤其对铁族元素亲和力强，热稳定性较差，在空气介质中温度达到700～800℃时就会石墨化，所以不能用来刃磨钢质刀具。

[size=1em]金刚石砂轮因价格昂贵，所以只在砂轮工作部分由金刚石和结合剂组成磨料层，料层厚度通常只有1.5mm、2mm、3mm和5mm。金刚石砂轮的粒度标准与普通砂轮相同，刃磨硬质合金锯齿时一般选用粒度为80～120#，砂轮硬度为中级。金刚石砂轮的浓度是指料层中单位体积所含金刚石的质量，标准规定为0.879g（4.39克拉）/cm3，浓度为100%。硬质合金锯齿刃磨时一般选用浓度为50%或100%两种。表1所示为常用金刚石砂轮的形状和代号。

[size=0.8em]表1 常用金刚石砂轮的形状和代号

[size=1em]金刚石砂轮用的结合剂有青铜（Q）、树脂（S）、陶瓷（A）和电镀（D）四种。干磨时一般选用树脂结合剂的金刚石砂轮，加冷却液湿磨时选用青铜结合剂的金刚石砂轮。

[size=1em]金刚石砂轮的标志顺序为:磨料-粒度-硬度-结合剂-浓度-形状-尺寸。尺寸注法为:外径×厚度×孔径×金刚石料环宽度×料层厚度×角度。例如磨料为人造金刚石、粒度100#、硬度中、树脂结合剂、浓度50%、碟形一号砂轮、外径80mm、厚度13mm、孔径20mm、料环宽度3mm、料层厚度3mm的金刚石砂轮的标志为:JR100#Z50D180×13×20×3×3。

[size=1em]使用砂轮前要检查砂轮有无缝隙，同轴度、振动等情况以及表面清洁与否。使用金刚石砂轮刃磨硬质合金锯片时，不能与工具钢材料的锯片片身接触，否则砂轮会被阻塞。工具钢材料的锯片片身要使用刚玉或碳化硅为磨料的砂轮进行磨削。

[size=1em]因为硬质合金硬度高，刃磨时要求有较大的磨削压力，又因其导热系数小，不允许产生过大的热量，因此要求刃磨时应具有良好的冷却散热条件，通常需要使用冷却液以减少磨削裂纹的产生。使用金刚石砂轮刃磨硬质合金锯齿时，总磨削用量应控制在0.1mm以下，刃磨用量过大砂轮的金刚石消耗大，成本太高。刃磨YG6、YG8硬质合金锯齿，冷却液的供应量在3～4L/min范围内时可使用青铜结合剂、粒度100～120#、浓度100%的砂轮。

2 刀具刃磨

[size=1em]刃磨硬质合金锯片时，可以使用万能刃磨机或专用自动锯片刃磨机。使用自动锯片刃磨机时所有的操作过程（包括工具钢齿背的修整）都是自动完成的，而使用万能刃磨机时则必须单步操作。

2.1 低碳工具钢齿背刃磨

[size=1em]硬质合金镶焊齿圆锯片的锯齿应高于锯身齿背，一般需高出0.2～0.3mm，锯片锯齿的后齿面刃磨几次后齿尖降低，此时需要在锯齿刃磨前沿直径方向修整工具钢锯片片身齿后面。修磨工具钢齿背不能使用金刚石砂轮，而要使用碳化硅或刚玉砂轮，为避免温度过高，刃磨厚度不易过深，修整刃磨量在0.5～1.0mm范围内。片身齿背后角要比锯齿后角大5～10°，如锯齿后角20°，则低碳工具钢锯片片身齿背后角为25～30°，如图1所示。

[size=0.8em]图1 工具钢齿背的刃磨

2.2 后齿面刃磨和直径校正

[size=1em]硬质合金镶焊齿圆锯片可以刃磨锯齿的前齿面、后齿面和齿侧面。锯片使用和实验测试结果表明，圆锯片锯齿切削时后齿面磨损比前齿面严重，所以锯齿刃磨时应主要刃磨后齿面。用于简单锯切的圆锯片可以只刃磨后齿面，用于切割单板或三聚氰胺及PVC覆面人造板的锯片，其后齿面和前齿面都需要刃磨，但一般是在后齿面刃磨3～5次以后再同时刃磨前、后齿面一次。

[size=1em]后齿面刃磨的同时也是锯片径向精确校正的过程，为使锯齿角度参数符合实际生产的需要，圆锯径向刃磨后的锯齿必须与原锯齿角度参数保持高度一致，应使砂轮平面与后齿面完全平行，砂轮平面按锯片原有后角横向进给。具有交替斜磨锯齿的圆锯片在第一次刃磨时首先应每隔一个锯齿进行一次刃磨，然后再刃磨剩余的锯齿，这时要把刃磨砂轮调整到相反方向、相同角度后再进行刃磨。

[size=0.8em]图2 后齿面的刃磨

[size=1em]刃磨后齿面时应根据锯齿的磨损程度，通过圆锯片与砂轮上的相对圆周运动，使锯齿在径向上保持一致，锯片锯齿径向允许误差不大于0.1mm。为了保证足够的刃磨量，每一个锯齿的后齿面重磨后都要获得一个宽度大于0.2mm新磨的小平面，如图2所示。

2.3 前齿面刃磨

[size=1em]实际加工测试表明,锯齿前齿面受到一定程度的磨损后主刃后退，前齿面出现一定宽度的磨损带。因此在刃磨3～5次后齿面以后再同时刃磨前、后齿面是非常必要的。刃磨前齿面时砂轮平面应平行于前齿面，锯齿相对砂轮切向或径向进给，以保持锯齿原有的前角不变，见图3。由于每个锯齿的厚度大约是其长度的1/4，因此刃磨量不能太大，否则锯片的使用寿命和锯口宽度都会有很大的降低。

[size=0.8em]图3 前齿面刃磨

2.4 槽齿刃磨

[size=1em]刃磨有凹面的锯齿时可采用磨辊磨削，磨辊的直径可以根据不同的锯口宽度改变，粒度为W50或者W35。磨辊的边缘也可以刃磨，但必须准确定心。表2所示为不同锯口宽度时选用的磨辊直径。

[size=0.8em]表2 不同锯口宽度时选用的磨辊直径mm

2.5 齿侧面刃磨

[size=1em]硬质合金镶焊齿圆锯片一般只刃磨前、后齿面，不刃磨锯齿侧面，常用的磨锯机也不具备刃磨齿侧面的功能，但一些齿形特殊的锯齿，如纵向TP锯齿，随着后齿面刃磨次数的增加锯齿变短，锯齿顶部的倒角逐渐消失，此时必须刃磨齿侧面以补充锯料角。刃磨时砂轮平面与锯齿顶面应呈20°～30°倾角并逐齿刃磨，然后再翻转硬质合金镶焊齿圆锯片，重复刃磨另一侧，见图4。

[size=0.8em]图4 槽齿刃磨

2.6 刃磨量选取

[size=1em]硬质合金镶焊齿圆锯片刃磨时如果砂轮速度过高，则砂轮自砺性差，锯齿表面承受的拉应力大，易产生粘附现象，若磨削区温度过高，则会使刃磨面产生裂纹，降低锯片的使用寿命。木材切削用的YG类硬质合金刀具刃磨参数如下:砂轮线速度16～18m/s，砂轮与锯片相对进给速度1.0～1.5m/min，每次刃磨用量0.01～0.02mm。在无冷却液供给的条件下，要使用树脂结合剂砂轮，且砂轮进给速度和刃磨用量都要降低一半。实际操作时，可用砂轮与锯齿接触刃磨后出现的火花数量来判断刃磨量，如粗磨后齿面时以每次刃磨出现7～8个火花为宜，刃磨一圈后，不调整刃磨参数继续刃磨，以每次刃磨出现3～4个火花为宜，第三圈刃磨时则以每次刃磨出现1～2个火花为宜，被刃磨锯齿后齿面的表面粗糙度可以满足使用要求。

3 结束语

[size=1em]硬质合金镶焊齿圆锯片是木材和木质复合材料切削加工中常用的刀具，锯齿的前、后齿面参与锯割一段时间后刃口锋利度下降，此时必须及时刃磨锯齿。硬质合金镶焊齿圆锯片刃磨是一项技术要求严格的工作，必须严格按照工艺规程进行，这样才能保持锯齿锯割效果，延长刀具使用寿命，保证产品加工精度和质量。

[size=1em]参考文献:

[size=1em]［1］李 黎.木材切削原理与刀具［M］.北京:中国林业出版社，2005.

[size=1em]［2］王庭俊，沈祥智.硬质合金刀具的合理使用［J］.内江科技，2006（6）.

[size=1.8em]Grinding of Tungsten Carbide Woodworking Saw Blades

LI Xiao-xu1,LI Li2
（1.Beijing Research Institute of Forestry Machinery,State Forestry Administration,Beijing 100029,China;2.College of Material Science and Technology,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China）

Abstract:The grinding technology of tungsten carbide tip tooth woodworking saw blades is introduced,including the selection of parameters of grinding wheels and grinding process,outer diameter of saw blades and the grinding methods of low carbon steel tooth back,rear tooth surface,front tooth surface and grooved tooth.

Key words:woodworking tungsten carbide；welded tooth-inserted；grinding