本發(fā)明涉及木材及木質(zhì)復(fù)合材料切削加工領(lǐng)域，尤其是應(yīng)用于木材切削的一種陶瓷木工刀具。

背景技術(shù)：

眾所周知，陶瓷刀具已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬切削，其諸多優(yōu)點主要表現(xiàn)在：①陶瓷刀具具有很高的硬度和耐磨性，其常溫硬度達(dá)91-95HRA，超過硬質(zhì)合金；②陶瓷刀具有很高的耐熱性，1200℃下硬度為80HRA，強度、韌性降低較少，使其能夠比硬質(zhì)合金高2-10倍的切削速度進(jìn)行切削加工；③有高的化學(xué)穩(wěn)定性，在高溫下仍有較好的抗氧化、抗粘結(jié)性能；④有較低的摩擦系數(shù)，陶瓷刀具切削加工時的摩擦系數(shù)低于硬質(zhì)合金刀具；⑤陶瓷刀具材料的密度只相當(dāng)于硬質(zhì)合金刀具材料的四分之一，可以進(jìn)一步提高刀具的切削速度(轉(zhuǎn)速)；⑥陶瓷刀具價格低廉，原料豐富。以上優(yōu)點也為陶瓷刀具應(yīng)用于木材切削加工領(lǐng)域提供了諸多優(yōu)勢。

相較于金屬，木材為高度各向異性且不均勻的天然復(fù)合材料、木材內(nèi)部的抽提物質(zhì)、木質(zhì)復(fù)合材料內(nèi)部的膠黏劑或外部的飾面材料及較高的切削速度，陶瓷刀具在切削木材過程中，尤其是在逆銑過程時，切削力為動態(tài)切削力，切削力會隨著切削刃位置的變化而變化，動態(tài)切削力好比變化的沖擊載荷一樣作用于陶瓷刀具的切削刃，易造成刀具崩刃破損。因此，一般認(rèn)為陶瓷刀具不適合應(yīng)用于木材及木質(zhì)復(fù)合材料的切削加工。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的是陶瓷刀具應(yīng)用于木材及木質(zhì)復(fù)合材料切削時，易發(fā)生刃口崩刃、纖維撕裂撮起、切削加工表面粗糙、尤其是木材節(jié)子部位切削質(zhì)量差和刀具壽命低的問題，提高陶瓷木工刀具強度、壽命和切削質(zhì)量。

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種陶瓷木工刀具，包括刀體以及在該刀體設(shè)有一中心軸孔，在刀體的外側(cè)環(huán)設(shè)有呈中心對稱結(jié)構(gòu)的4～8個陶瓷刀齒組，每個陶瓷刀齒組的中心角均為360°/(4～8)，每個陶瓷刀齒組是由并排地2～6個陶瓷刀齒座以及在每個陶瓷刀齒座上固定有陶瓷刀齒組成的。

作為優(yōu)選：在刀體的外側(cè)環(huán)設(shè)有呈中心對稱結(jié)構(gòu)的8個陶瓷刀齒組，每個陶瓷刀齒組的中心角均為45°，每個陶瓷刀齒組是由并排地4個陶瓷刀齒座以及在每個陶瓷刀齒座上固定有陶瓷刀齒組成的。

作為優(yōu)選：在刀體的外側(cè)環(huán)設(shè)有呈中心對稱結(jié)構(gòu)的8個螺旋陶瓷刀齒組，每個螺旋陶瓷刀齒組的中心角均為45°，在任一螺旋陶瓷刀齒組中并排有四塊陶瓷刀齒座以及四塊陶瓷刀齒分別對應(yīng)固定在四塊陶瓷刀齒座上；

其中：四塊陶瓷刀齒座分別為陶瓷刀齒座Ⅰ、陶瓷刀齒座Ⅱ、陶瓷刀齒座Ⅲ和陶瓷刀齒座Ⅳ，四塊陶瓷刀齒分別為固定在陶瓷刀齒座Ⅰ上的陶瓷刀齒Ⅰ、固定在陶瓷刀齒座Ⅱ上的陶瓷刀齒Ⅱ、固定在陶瓷刀齒座Ⅲ上的陶瓷刀齒Ⅲ、固定在陶瓷刀齒座Ⅳ上的陶瓷刀齒Ⅳ；

在任一螺旋陶瓷刀齒組中：陶瓷刀齒Ⅰ與陶瓷刀齒Ⅱ所形成的中心角、陶瓷刀齒Ⅱ與陶瓷刀齒Ⅲ所形成的中心角、陶瓷刀齒Ⅲ與陶瓷刀齒Ⅳ所形成的中心角分別為12～14°、9～12°、5～9°；以及任一螺旋陶瓷刀齒組的陶瓷刀齒Ⅰ與其相鄰前一個螺旋陶瓷刀齒組的相鄰陶瓷刀齒Ⅳ所形成的中心角為14～16°。

作為優(yōu)選：在任一螺旋陶瓷刀齒組中：陶瓷刀齒Ⅰ與陶瓷刀齒Ⅱ所形成的中心角、陶瓷刀齒Ⅱ與陶瓷刀齒Ⅲ所形成的中心角、陶瓷刀齒Ⅲ與陶瓷刀齒Ⅳ所形成的中心角分別為13°、10°、7°；以及任一螺旋陶瓷刀齒組的陶瓷刀齒Ⅰ與其相鄰另一個螺旋陶瓷刀齒組的相鄰陶瓷刀齒Ⅳ所形成的中心角為15°。該結(jié)構(gòu)設(shè)計的有益效果在于：在同一螺旋陶瓷刀齒組中：陶瓷刀齒Ⅰ與其相鄰另一個螺旋陶瓷刀齒組的相鄰陶瓷刀齒Ⅳ所形成的中心角最大，因而每一螺旋陶瓷刀齒組中的陶瓷刀齒Ⅰ的切削量最大，而隨后同一螺旋陶瓷刀齒組中的陶瓷刀齒Ⅰ與陶瓷刀齒Ⅱ之間、陶瓷刀齒Ⅱ與陶瓷刀齒Ⅲ之間、陶瓷刀齒Ⅲ與陶瓷刀齒Ⅳ之間所形成的中心角減小，實現(xiàn)了同一螺旋陶瓷刀齒組的切削量是逐漸減小，保證了切削質(zhì)量的提高。

作為優(yōu)選：在任一螺旋陶瓷刀齒組中：四塊陶瓷刀齒(即陶瓷刀齒Ⅰ、陶瓷刀齒Ⅱ、陶瓷刀齒Ⅲ和陶瓷刀齒Ⅳ)上的前角分別為5°、10°、15°、20°；四塊陶瓷刀齒上的后角均為5°；四塊陶瓷刀齒上的楔角分別為80°、75°、70°、65°。該結(jié)構(gòu)設(shè)計的有益效果是：陶瓷刀齒Ⅰ的抗彎強度最大、陶瓷刀齒Ⅱ的抗彎強度其次，陶瓷刀齒Ⅲ的抗彎強度再降低，陶瓷刀齒Ⅳ的抗彎強度最小，實現(xiàn)每一螺旋陶瓷刀齒組中的四塊陶瓷刀齒功能性要求，保證楔角大的陶瓷刀齒進(jìn)行大切削量的切削加工，楔角小的陶瓷刀齒進(jìn)行高精度的切削加工。這主要是因為大楔角陶瓷刀齒的強度較高和鋒利程度較低，而小楔角陶瓷刀齒的強度低和鋒利程度高。并且每一螺旋陶瓷刀齒組里的四塊陶瓷刀齒前角是逐漸增大，有助于切削質(zhì)量的逐漸提高。

作為優(yōu)選：在任一螺旋陶瓷刀齒組中的四塊陶瓷刀齒上的螺旋角分別為5°、4°、3°、2°。該結(jié)構(gòu)設(shè)計的有益效果在于：帶有螺旋角的螺旋陶瓷刀齒組可以提高陶瓷刀齒的切削質(zhì)量，并且隨著陶瓷刀齒的楔角減小，陶瓷刀齒的螺旋角逐漸減小，這樣可以提高陶瓷刀齒的切削穩(wěn)定性和增加陶瓷刀齒壽命。

作為優(yōu)選：在任一螺旋陶瓷刀齒組中：陶瓷刀齒Ⅰ的后刀面上設(shè)有垂直于該陶瓷刀齒Ⅰ的切削刃的若干條梳齒槽，陶瓷刀齒Ⅱ的后刀面上設(shè)有垂直于該陶瓷刀齒Ⅱ的切削刃的若干條梳齒槽，陶瓷刀齒Ⅲ的后刀面上設(shè)有垂直于該陶瓷刀齒Ⅲ的切削刃的若干條梳齒槽，陶瓷刀齒Ⅳ的后刀面上設(shè)有垂直于該陶瓷刀齒Ⅳ的切削刃的若干條梳齒槽。

作為優(yōu)選：在任一螺旋陶瓷刀齒組中：相鄰兩個陶瓷刀齒的后刀面上的梳齒槽呈相互交錯設(shè)置；以及不同螺旋陶瓷刀齒組中相鄰的兩個陶瓷刀齒的后刀面上的梳齒槽也呈相互交錯設(shè)置。該結(jié)構(gòu)設(shè)計的有益效果在于：降低了后刀面與切削平面的摩擦和切削力，梳齒槽的設(shè)置有助于木材纖維的割斷，不會受到纖維方向的影響，避免木材纖維撮起(起毛)，尤其是在切削木材節(jié)子部位時，可以提高切削平面的切削質(zhì)量。

作為優(yōu)選：在任一螺旋陶瓷刀齒組中四塊陶瓷刀齒的后刀面上均設(shè)置有斜棱角。該結(jié)構(gòu)設(shè)計的有益效果在于：可以增加每個陶瓷刀齒的楔角，提高每個陶瓷刀齒的強度，避免崩刃，增加壽命，而且由于陶瓷材料的低摩擦系數(shù)，較小的后角并不會增大后刀面與切削平面之間的摩擦，也不會降低切削平面的切削質(zhì)量。

其中：所述刀體是采用45號鋼刀體。

本發(fā)明中所涉及到的斜棱角是指在陶瓷刀齒后刀面靠近切削刃口位置加工一個倒角。由于本發(fā)明陶瓷木工刀具的切削刃口圓弧半徑較小，一般在5-10μm，因此設(shè)置斜棱角的面寬為40μm左右，這樣可以一定程度上增加楔角的大小。

后角是指正交平面中測量的后刀面與切削平面之間的夾角，本發(fā)明中所涉及的后角是陶瓷刀齒中的后刀面與其切削平面之間所形成的夾角，具體如3所示。

前角是指正交平面中測量的前刀面與基面之間的夾角。前角的主要作用是使刃口鋒利，且影響切削刀的強度。常取為5°～25°，本發(fā)明中所涉及的前角是陶瓷刀齒中的前刀面與其基面所形成的夾角，具體如3所示。

楔角是指陶瓷刀齒的前刀面與其后刀面之間的夾角，楔角大小對切削有直接影響，楔角愈大，切削部分強度愈高，所以選擇楔角大小應(yīng)在保證足夠強度的情況下，盡量取小的數(shù)值。本發(fā)明中所涉及的楔角是陶瓷刀齒中的前刀面與其后刀面所形成的夾角，具體如3所示。

螺旋角是指圓柱螺旋線的切線與通過切點的圓柱面直母線之間所夾的銳角。本發(fā)明中所涉及的螺旋角是陶瓷刀齒的切削刃所在線與本專利的陶瓷木工刀具的直母線(即中心軸孔的軸線)之間所形成的夾角，具體如3所示。

中心角一般是指一個正多邊形的相鄰的兩個頂點與它的中心的連線的夾角，或者在一圓形中以圓心為頂點﹑半徑為兩邊的，也稱圓心角。本發(fā)明中所涉及的中心角是相鄰兩個陶瓷刀齒之間所形成的夾角，具體如3所示。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：本發(fā)明的陶瓷木工刀具可實現(xiàn)木材及木質(zhì)復(fù)合材料的切削，保證切削加工精度及刀具的可靠性。能夠有效避免陶瓷刀齒崩刃，提高陶瓷刀齒強度，增加陶瓷刀齒壽命，降低切削表面粗糙度，改善切削表面質(zhì)量，提高切削加工效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的陶瓷木工刀具立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的陶瓷木工刀具中一陶瓷刀齒組結(jié)構(gòu)的主視圖之一；

圖3為本發(fā)明的陶瓷木工刀具中一陶瓷刀齒組結(jié)構(gòu)的主視圖之二；

圖4為本發(fā)明的陶瓷木工刀具中一陶瓷刀齒組結(jié)構(gòu)的立體圖；

圖5為圖4中在A視角上一陶瓷刀齒組的螺旋角結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中一陶瓷刀齒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖6中一陶瓷刀齒后刀面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖6中的陶瓷刀齒B位置上后刀面斜棱角示意圖。

附圖標(biāo)注：

刀體1，中心軸孔10，陶瓷刀齒座Ⅰ21，陶瓷刀齒座Ⅱ22，陶瓷刀齒座Ⅲ23，陶瓷刀齒座Ⅳ24，陶瓷刀齒Ⅰ31，陶瓷刀齒Ⅱ32，陶瓷刀齒Ⅲ33，陶瓷刀齒Ⅳ34，后刀面11，梳齒槽110，斜棱角12。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做一個詳細(xì)的說明。

如圖1～8所示，本發(fā)明提供一種陶瓷木工刀具的具體實施例，包括刀體1以及在該刀體1設(shè)有一中心軸孔10，其中：所述刀體1是采用45號鋼刀體。在刀體1的外側(cè)環(huán)設(shè)有呈中心對稱結(jié)構(gòu)的8個螺旋陶瓷刀齒組，每個螺旋陶瓷刀齒組的中心角均為45°，在任一螺旋陶瓷刀齒組中并排有四塊陶瓷刀齒座以及四塊陶瓷刀齒分別對應(yīng)固定在四塊陶瓷刀齒座上；

如圖1～4所示2：四塊陶瓷刀齒座分別為陶瓷刀齒座Ⅰ21、陶瓷刀齒座Ⅱ22、陶瓷刀齒座Ⅲ23和陶瓷刀齒座Ⅳ24，四塊陶瓷刀齒分別為固定在陶瓷刀齒座Ⅰ21上的陶瓷刀齒Ⅰ31、固定在陶瓷刀齒座Ⅱ22上的陶瓷刀齒Ⅱ32、固定在陶瓷刀齒座Ⅲ23上的陶瓷刀齒Ⅲ33、固定在陶瓷刀齒座Ⅳ24上的陶瓷刀齒Ⅳ34。

如圖3所示：在任一螺旋陶瓷刀齒組中：陶瓷刀齒Ⅰ31與陶瓷刀齒Ⅱ32所形成的中心角、陶瓷刀齒Ⅱ32與陶瓷刀齒Ⅲ33所形成的中心角、陶瓷刀齒Ⅲ33與陶瓷刀齒Ⅳ34所形成的中心角分別為13°、10°、7°；以及任一螺旋陶瓷刀齒組的陶瓷刀齒Ⅰ31與其相鄰另一個螺旋陶瓷刀齒組的相鄰陶瓷刀齒Ⅳ34所形成的中心角為15°。該結(jié)構(gòu)設(shè)計的有益效果在于：在同一螺旋陶瓷刀齒組中：陶瓷刀齒Ⅰ31與其相鄰另一個螺旋陶瓷刀齒組的相鄰陶瓷刀齒Ⅳ34所形成的中心角最大，因而每一螺旋陶瓷刀齒組中的陶瓷刀齒Ⅰ31的切削量最大，而隨后同一螺旋陶瓷刀齒組中的陶瓷刀齒Ⅰ31與陶瓷刀齒Ⅱ32之間、陶瓷刀齒Ⅱ32與陶瓷刀齒Ⅲ33之間、陶瓷刀齒Ⅲ33與陶瓷刀齒Ⅳ34之間所形成的中心角減小，實現(xiàn)了同一螺旋陶瓷刀齒組的切削量是逐漸減小，保證了切削質(zhì)量的提高。

如圖3所示：在任一螺旋陶瓷刀齒組中：四塊陶瓷刀齒(即陶瓷刀齒Ⅰ31、陶瓷刀齒Ⅱ32、陶瓷刀齒Ⅲ33和陶瓷刀齒Ⅳ34)上的前角分別為5°、10°、15°、20°；四塊陶瓷刀齒上的后角均為5°；四塊陶瓷刀齒上的楔角分別為80°、75°、70°、65°。該結(jié)構(gòu)設(shè)計的有益效果是：陶瓷刀齒Ⅰ31的抗彎強度最大、陶瓷刀齒Ⅱ32的抗彎強度其次，陶瓷刀齒Ⅲ33的抗彎強度再降低，陶瓷刀齒Ⅳ34的抗彎強度最小，實現(xiàn)每一螺旋陶瓷刀齒組中的四塊陶瓷刀齒功能性要求，保證楔角大的陶瓷刀齒進(jìn)行大切削量的切削加工，楔角小的陶瓷刀齒進(jìn)行高精度的切削加工。這主要是因為大楔角陶瓷刀齒的強度較高和鋒利程度較低，而小楔角陶瓷刀齒的強度低和鋒利程度高。并且每一螺旋陶瓷刀齒組里的四塊陶瓷刀齒前角是逐漸增大，有助于切削質(zhì)量的逐漸提高。

如圖4～5所示：在任一螺旋陶瓷刀齒組中的四塊陶瓷刀齒上的螺旋角分別為5°、4°、3°、2°。該結(jié)構(gòu)設(shè)計的有益效果在于：帶有螺旋角的螺旋陶瓷刀齒組可以提高陶瓷刀齒的切削質(zhì)量，并且隨著陶瓷刀齒的楔角減小，陶瓷刀齒的螺旋角逐漸減小，這樣可以提高陶瓷刀齒的切削穩(wěn)定性和增加陶瓷刀齒壽命。

如圖6～7所示：在任一螺旋陶瓷刀齒組中：陶瓷刀齒Ⅰ31的后刀面11上設(shè)有垂直于該陶瓷刀齒Ⅰ31的切削刃的若干條梳齒槽110，陶瓷刀齒Ⅱ32的后刀面11上設(shè)有垂直于該陶瓷刀齒Ⅱ32的切削刃的若干條梳齒槽110，陶瓷刀齒Ⅲ33的后刀面11上設(shè)有垂直于該陶瓷刀齒Ⅲ33的切削刃的若干條梳齒槽110，陶瓷刀齒Ⅳ34的后刀面11上設(shè)有垂直于該陶瓷刀齒Ⅳ34的切削刃的若干條梳齒槽110。而且：在相鄰兩個陶瓷刀齒的后刀面11上的梳齒槽110呈相互交錯設(shè)置；以及不同螺旋陶瓷刀齒組中相鄰的兩個陶瓷刀齒的后刀面11上的梳齒槽110也呈相互交錯設(shè)置。該結(jié)構(gòu)設(shè)計的有益效果在于：降低了后刀面11與切削平面的摩擦和切削力，梳齒槽110的設(shè)置有助于木材纖維的割斷，不會受到纖維方向的影響，避免木材纖維撮起(起毛)，尤其是在切削木材節(jié)子部位時，可以提高切削平面的切削質(zhì)量。

如圖8所示：在任一螺旋陶瓷刀齒組中四塊陶瓷刀齒的后刀面11上均設(shè)置有斜棱角12。該結(jié)構(gòu)設(shè)計的有益效果在于：可以增加每個陶瓷刀齒的有效楔角，提高每個陶瓷刀齒的強度，避免崩刃，增加壽命，而且由于陶瓷材料的低摩擦系數(shù)，較小的后角并不會增大后刀面11與切削平面之間的摩擦，也不會降低切削平面的切削質(zhì)量。

本發(fā)明的實施例中所涉及到的斜棱角12是指在陶瓷刀齒后刀面靠近切削刃口位置加工一個倒角。由于本發(fā)明的陶瓷木工刀具切削刃口圓弧半徑較小，一般在5-10μm，因此設(shè)置斜棱角的面寬為40μm左右，這樣可以一定程度上增加楔角的大小。

后角是指正交平面中測量的后刀面與切削平面之間的夾角，本發(fā)明中所涉及的后角是陶瓷刀齒中的后刀面11與其切削平面之間所形成的夾角，具體如3所示。

前角是指正交平面中測量的前刀面與基面之間的夾角。前角的主要作用是使刃口鋒利，且影響切削刀的強度。常取為5°～25°°，本發(fā)明中所涉及的前角是陶瓷刀齒中的前刀面與其基面所形成的夾角，具體如3所示。

楔角是指陶瓷刀齒的前刀面與其后刀面11之間的夾角，楔角大小對切削有直接影響，楔角愈大，切削部分強度愈高，所以選擇楔角大小應(yīng)在保證足夠強度的情況下，盡量取小的數(shù)值。本發(fā)明中所涉及的楔角是陶瓷刀齒中的前刀面與其后刀面11所形成的夾角，具體如3所示。

螺旋角是指圓柱螺旋線的切線與通過切點的圓柱面直母線之間所夾的銳角。本發(fā)明中所涉及的螺旋角是陶瓷刀齒的切削刃所在線與本發(fā)明的陶瓷木工刀具的直母線(即中心軸孔的軸線)之間所形成的夾角，具體如3所示。

中心角一般是指一個正多邊形的相鄰的兩個頂點與它的中心的連線的夾角，或者在一圓形中以圓心為頂點﹑半徑為兩邊的，也稱圓心角。本發(fā)明中所涉及的中心角是相鄰兩個陶瓷刀齒之間所形成的夾角，具體如3所示。

本發(fā)明的陶瓷木工刀具可實現(xiàn)木材及木質(zhì)復(fù)合材料的切削，保證切削加工精度及刀具的可靠性。能夠有效避免陶瓷刀齒崩刃，提高陶瓷刀齒強度，增加陶瓷刀齒壽命，降低切削表面粗糙度，改善切削表面質(zhì)量，提高切削加工效率。

需要強調(diào)的是：以上僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。