|
|
|
|
Главная - Строительство Основы резания древесины Под механической обработкой древесины понимают способ обработки, при котором получают изделия или их элементы заданных размеров и формы без изменения химического состава.
Механическая обработка древесины производится с нарушением связи между частицами древесины (пиление, строгание, фрезерование)* и без нарушения связи между ними (гнутье). Основным способом механической обработки является резание. Различают следующие способы резания: со стружкообразованием (пиление, фрезерование и др.) и без стружкообразования (выработка шпона, раскрой шпона на ножницах); раскалывание древесины (колка дров, клепок, изготовление драни, щепы). Чаще всего при механической обработке древесины применяется резание со стружкообразованием. Обработка древесины резанием производится режущим инструментом, имеющим один резец (нож), несколько резцов (фрезы) и много резцов (пилы).
* Фрезерование древесины - резание древесины вращающимися фрезами, при котором траекторией резания является циклоида.
Процесс резания состоит в том, что под воздействием внешней силы резец, имеющий форму клина, при внедрении в древесину режущей кромкой перерезает волокна и отделяет их в виде опилок, стружки. При резании иногда получается длинная стружка, образование которой создает на поверхности вырывы. Во избежание этого следует стружку надломить, для чего устанавливают стружколоматель (стружколом в рубанке).
Резец (см. схему ниже) состоит из режущей кромки (лезвия), задней и боковой граней. Плоскость, вдоль которой прямолинейно продвигается режущая кромка резца, называется плоскостью резания. Угол, образуемый передней и задней гранями резца, называется углом заострения или углом заточки. Угол, образуемый передней гранью резца и плоскостью резания, называется углом резания .
Передний угол образуется передней гранью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания. Задний угол образуется задней гранью резца и плоскостью резания.
Для качественной обработки древесины большое значение имеет правильный выбор углов заострения, резания, переднего и заднего. При большом угле заострения нужно затрачивать на резание древесины большие усилия, а при малых углах заострения снижается стойкость резца, он быстро затупляется, лезвие мнется, ломается. Поэтому для ножей рубанков установлен наиболее выгодный угол заострения 23 ... 25°, а передний угол в зависимости от назначения инструмента, характера материала и вида обработки колеблется в пределах 43 ... 50°.
При резании древесины происходит ряд сложных явлений, вызванных внедрением резца в древесину и образованием элементов стружки. Чтобы яснее представить сам процесс резания, его следует расчленить на элементы. Если в процессе обработки древесины резцом образуется одна поверхность резания и стружка срезается со всей обрабатываемой поверхности, резание называется открытым, если получаются две или три поверхности резания - закрытым.
Различают резание простое (элементарное) и сложное. Простое резание является открытым резанием, при этом ширина резца больше ширины обрабатываемой заготовки (работа гладильными ножами) и путь режущей кромки прямолинеен. Простое резание происходит при постоянных скорости и толщине стружки.
В отличие от простого сложное резание имеет криволинейную траекторию и переменную толщину стружки, причем ширина резца (длина лезвия) может быть меньше ширины обрабатываемой заготовки. По отношению к направлению волокон различают три случая резания: в торец, вдоль волокон, поперек волокон. При резании в торец (см. схему ниже, поз. а) плоскость и направление резания перпендикулярны волокнам древесины - происходит поперечное перерезание волокон. Стружка скалывается по слоям. При резании вдоль волокон (см. схему ниже, поз. б) резец движется вдоль волокон, при этом плоскость резания и направление резания параллельны волокнам древесины. Слои легко разделяются, и поверхность получается гладкой. Форма стружки зависит от толщины снимаемого слоя. Толстая стружка надламывается по длине, а более тонкая получается в виде непрерывной ленты (строгание фуганком).
Резание поперек волокон (см. схему ниже, поз. в) происходит при движении резца, при котором плоскость резания параллельна волокнам древесины, а направление резания перпендикулярно им. При этом способе резания поверхность получается шероховатой и лишь при тепловой обработке (распаривании) и при обжиме древесины перед резцом получается стружка в виде непрерывной ленты хорошего качества (получение шпона).
Удельная сила резания вдоль волокон примерно в 2 ... 2,5 раза меньше, чем при резании в торец. Удельной силой резания называется то усилие, которое нужно приложить к резцу определенной ширины для снятия слоя древесины одинаковой толщины при одинаковой скорости движения резца.
Резание древесины
а - в торец, б - вдоль волокон, в - поперек волокон, г - торцово-поперечное, д - торцово-продольное, е - продольно-поперечное; 1 - резец, 2 – древесина.
Кроме основных способов резания различают торцово-поперечное (см. схему выше, поз. г), торцово-продольное (см. схему выше, поз. д), продольно-поперечное (см. схему выше, поз. е) способы резания.
Свойства древесины разных пород различны, поэтому приходится затрачивать различные усилия при обработке разных пород. Обрабатывать древесину сосны легче, чем древесину березы, а древесину березы легче, чем древесину дуба; следовательно, чем больше плотность древесины - тем труднее ее обрабатывать. Меньше усилий затрачивается на обработку влажной древесины, так как ее сопротивление разрушению ниже, чем сухой.
Шероховатость поверхности древесины характеризуется числовыми значениями параметров неровностей (риски, неровности разрушения, неровности упругого восстановления, волнистость) и наличием или отсутствием ворсистости или мшистости на обработанных поверхностях.
Значения величин параметров неровностей колеблются в пределах 2,5 ... 1600 мкм. Более качественная поверхность древесины получается при резании ее вдоль волокон, при подпоре волокон перед резцом и надламывании стружки. В рубанке волокна со стороны подошвы подпирает леток, а стружка надламывается стружколомом. При работе против слоя волокон получается большей частью нечистая поверхность (отщепы, отколы).
Большую роль для получения чисто обработанной поверхности древесины играет качество заточки резца (ножа). При работе тупым резцом волокна не перерезаются и не разделяются, а рвутся и мнутся, в результате чего получается нечистая поверхность. Острый резец легко разрезает или разделяет волокна, и поверхность древесины получается чистой.
На шероховатость поверхности древесины оказывает влияние скорость резания. Под скоростью резания понимают скорость движения лезвия по траектории резания (относительная скорость движения резца), а под скоростью подачи - скорость, с какой механизм подачи подает деталь (заготовку) к режущему инструменту. Резание древесины происходит при движении резца по древесине и может производиться при движении древесины относительно резца. Линия относительного движения резца называется траекторией резания.
|
  |
