目前，我国已成为木制品生产大国。木工刀具行业的产品结构和发展模式在我国走进国际化竞争环境的关键时刻应该如何发展? 发展的趋势是什么? 通过对国外刀具理论研究的动向进行分析，我们就可以洞察未来新产品开发的方向，这也是我们新产品创新的源泉。没有新的理论作基础，不可能进行突破性的产品设计。同时，研究木工刀具的理论发展动向和未来木工刀具的发展趋势也具有重要的理论意义。笔者根据近几年国际木工刀具理论研究及发展动态，对木工刀具的研究成果介绍如下。
木工圆锯设计理论的新成果
木工圆锯是木工机械最常见的切削刀具，它已经从纯粹的刀具产品向木工机械技术进步的标志性产品过渡，数控木工机械的普及提高对刀具提出了新的要求，先进检测技术的应用使木工刀具的控制和检测也提高到一个新的水平。现在，高性能、高寿命、高速度、重切削的圆锯机是锯机圆锯设计的基本要求，国产圆锯机已经打入国际市场，但我们的产品在技术上还没有和国际接轨。国外锯机主轴转速超过4000r/min 的已经非常普遍，圆锯机工作台移动的速度最高可达80m/min，多锯片圆锯机的基本功能和质量已经和带锯机接轨。
避免圆锯锯片振动的新方法
德国Kreimes 教授实验成功了一种可以避免圆锯片振动的新型锯片，这种锯片具有不同交互变化倾角的锯齿，通过合理地选取倾角，减少了高速空转时发出的高且刺耳的噪声，这种噪声我们通常称其为“啸叫”。消除噪声是减少振动的第一步，德国在圆锯减振成果的基础上开始制定避免这种噪声的设计准则，如果这个标准变成欧盟的标准，将决定性地限制我国圆锯对欧洲的出口。
Kreimes 教授假设旋转锯片的啸叫音是由于涡流反馈给锯片并引起锯片自激共振所致。虽然共振可以计算，但对旋转源，也就是对锯片涡流分离频率的测量则非常困难。他们针对这个问题建立了力学模型，通过模型和实验结合，找到了这些理论问题的求解方法。其方法是制造一个比例尺，按圆锯锯齿的几何形状，对圆锯锯齿建立模型，在高速旋转的圆锯周围流过的空气和圆锯侧面的摩擦有一定的雷诺效应。实验原始数据表明，同类锯片在相同的空转下，锯片雷诺数的流体循环通道是产生啸叫噪声的关键因素。这种大比例放大各种所需参数的研究方法是原始方法和计算机技术的结合，是实验科学和力学模拟的结合。在分析中，考虑了制造公差和表面粗糙度，通过流体流动的显形仿真，就可以测定啸叫涡流的分离频率和涡流动能。通过涡流的两个非矢量特征数标定噪声实验模型，综合考虑涡流分离频率和系统固有频率，使其转换成原始锯片振动的重要参数，提出啸叫涡流分离频率，丰富了圆锯片振动分析的基础理论。
Kreimes 教授最后得出的结论是: 这一研究过程需要判断固有频率和啸叫涡流分离频率是否相等或成整数倍，这是产生啸叫的一个重要假设前提，进一步的假设前提是外部产生的能量高于锯片的阻尼减振能力。这种定量振动分析方法的最终目的是为锯片研究和消除锯片振动提供一些设计准则，以保证圆锯切削的质量。
圆锯锯齿的振动特性和残余制造应力分析
德国Denkena 教授的实验室一直在进行圆锯锯齿的振动特性和残余制造应力分析。圆锯材料强度的增加往往导致残余制造应力增加、辊压困难及振动增加，而要求锯路变窄又必须增加圆锯的刚度。圆锯锯齿用于切削作业时，作用于刀具上的载荷是动态变化的，由于锯齿宽径比的原因，锯齿振动问题显得非常重要。锯齿的自振频率、残余刀具制造应力和整形处理产生的内应力对圆锯工作平稳性有重要的影响，避免共振频率发生是减少噪声的基本措施。固有频率的激振频率移动可以在锯齿制造中实现，也可以由辊压摩擦应力的作用来实现。目前，用立体氮化硼作为辊压摩擦部分材料经过实验验证是可行的。在德国，研究辊压材料的有Stehr 博士、Chr.Pelshenke 物理学博士、Garbsen 博士及Glatzek 博士。德国Jaroslav 对圆锯涂层问题的研究也有丰硕的成果。圆锯辊压是圆锯研究的传统方向，日本的Yokochi 对这个研究提出了他的一些新见解。
圆锯振幅和稳定性分析
波兰学者Wasiclcwski 一直在分析圆锯片在木材切割过程中的振幅。其分析方法是在利用特殊锯齿切割不同厚度切片的基础上建立统计模型。相对标准锯片，对特殊锯齿切割的切片厚度和整个锯片切割的切片厚度进行统计分析，得出统计结果。圆锯加工是木材加工的主要方式，俄罗斯Y·M·Stakhiev 也在研究圆锯振幅与共振的关系，俄罗斯学者建议采用圆锯平衡槽改变振幅，以提高振动的稳定性和可靠性。日本Nobunk 对圆锯带孔以提高振动的稳定性和可靠性的优缺点进行过分析，带孔圆锯的声学性能有改变，但性能的提高有待进一步研究，分析带孔消声器的优点和最佳阻尼材料的选取是该研究方向的重点。对于圆锯共振问题定量标注涉及振幅的计算和测试，东欧国家对此进行了深入研究。控制了振幅就可以减少圆锯噪声，他们测试的方式是采用声控谱频分析反馈控制的方法。圆锯加工中振幅和发热的关系一直没有很好地解决，由于振动的存在，圆锯切削的稳定性分析是难点，加拿大温哥华UBC 大学的Schajer 借助对木材和圆锯加工时相互位置的研究，分析了圆锯切削的稳定性。俄罗斯学者Sergey 研究了圆锯空气静压导向机构，进行了空气静压导向新圆锯的运动分析。高速圆锯的动态控制研究是圆锯空气静压导向分析的关键。UBC 大学的StanHutton 教授论述了花键轴圆锯在不同转速下转动的动态特性，通过实验得到了空气静压导向高速花键轴圆锯的测量结果。他使用了不同的空气静压导向控制结构并进行了空转和切削实验。2004 年，德国威力公司已经将空气静压导向圆锯机生产工业化，20 多年的理论研究终于有了工业化的成果。
圆锯锯齿形状的几何分析
锯齿下锯的位置和锯切处理过程几何尺寸的描述技术是锯切分析的基础理论。制材加工的经济效益在很大程度上依赖于下锯的质量，尤其在窄锯技术中，锯切的锯路减小，进给的速率提高，锯锋的程度提高，移动锯痕的偏移减少等都可以提高经济效益。应该在锯齿制作过程中计算出其工作状态，以发现齿形存在的问题。切割时齿的几何形状，其在锯锋上的位置( 半径和轴的走向) 和切割边缘的变形都是影响锯切质量的关键因素。锯的转动引起锯齿的变形也应该在计算机分析中给予考虑。
圆锯锯齿描述质量的几何特征可以根据记录的锯齿图像的数字处理来识别。现在的锯齿观察控制器可对圆锯齿几何形状和位置进行完全自动检查和描述，通过指针可准确描述切削的接触点。在通常情况下，只需衡量锯齿的静态特征就可以研究它的基本性能，因此可以通过手动的方法描述圆锯静态齿形，而控制器检查锯主要用于动态特性的分析。
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