Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

Глава II ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ ПО ОБРАБОТКЕ ДРЕВЕСИНЫ.

§ 4. Основы резания древесины. Механическая обработка древесины.

Механическая обработка древесины может производиться с нарушением волокон (пиление, строгание, фрезерование, долбление) и без нарушения волокон (гнутье, прессование). Большей частью обработка древесины производится с нарушением волокон, причем основной способ этого вида обработки - резание.

Различают резание со стружкообразованием (пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление); без отделения стружки (срезание шпона, раскрой шпона на ножницах); раскалывание древесины (колка дров, клепок для бочек, изготовление колотой драни и щепы). Наиболее часто при механической обработке древесины применяют резание со стружкообразованием.

Обработка древесины резанием производится режущим инструментом, имеющим один резец (нож), несколько резцов (фрезы) и много резцов (пилы).

Процесс резания состоит в том, что под воздействием внешней силы резец (нож), имеющий форму клина, внедряясь в древесину режущей кромкой, перерезает волокна и отделяет их в виде опилок и стружки. При резании получается длинная стружка, образование которой создает на поверхности неровности (вырывы). Во избежание этого следует стружку надломить, для чего в рубанке устраивают стружколом (горбатик).

Резец (рис. 2, а), имеющий форму клина, состоит из режущей кромки (лезвия), передней, задней и боковой поверхностей. Плоскость, вдоль которой прямолинейно продвигается режущая кромка резца, называется плоскостью резания. Угол β, образуемый передней и задней поверхностями резца, называется углом заострения, или углом заточки. Угол δ, образуемый между передней поверхностью резца и плоскостью резания, называется углом резания. Передний угол γ образуется между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания. Задний угол α образуется между задней поверхностью резца и плоскостью резания.

Рис. 2. Резание древесины: а - элементы резца: ОО¹ - режущая кромка - лезвие резца; ОО¹m¹m - передняя поверхность резца; OO¹n¹n - задняя поверхность резца, Omn, O¹m¹n - боковые кромки, flda - плоскость резания, σ - угол резания, β - угол заострения, α - задний угол, γ - передний угол, б - резание в торец, в - резание вдоль волокон, г - резание поперек волокон

Для качественной обработки древесины большое значение имеет правильный выбор углов. При большом угле заострения на резание древесины затрачиваются большие усилия, а при малом лезвие быстро затупляется, мнется и ломается. Для ножей рубанков наиболее выгоден угол заострения (25±2,5)°, а передний угол в зависимости от назначения инструментов, характера материала и вида обработки колеблется в пределах 43...50°.

При резании древесины происходит ряд сложных явлений, вызванных внедрением резца в материал 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, такое резание называется открытым. В том случае, когда при обработке древесины получаются две или три поверхности резания, резание называется 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 резания 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 и поперек волокон.

При резании в торец (рис. 2, б) плоскость резания и направление резания перпендикулярны волокнам древесины. Стружка скалывается по слоям, а поверхность получается шероховатой.

При резании вдоль волокон (рис. 2, в) плоскость резания и направление резания параллельны волокнам древесины, слои волокон легко разделяются, 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).

При резании поперек волокон (рис. 2, г) плоскость резания параллельна волокнам древесины, а направление резания перпендикулярно им. Стружка получается непрочной, а поверхность - шероховатой. Лишь при тепловой обработке (распаривании) и при обжиме древесины перед резцом получается стружка в виде непрерывной ленты хорошего качества (лущение шпона).

Удельная сила резания вдоль волокон меньше, чем при резании в торец (удельной силой резания называется сила резания, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения стружки). Удельная сила резания древесины поперек волокон примерно в четыре раза меньше, чем при резании в торец.

Кроме основных имеются промежуточные случаи резания: поперечно-торцовое, продольно-торцовое, продольно-поперечное.

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 размерными показателями неровностей (риски, ворсистость, мшистость). При обработке шероховатость поверхности древесины зависит от направления волокон к обрабатываемой плоскости, толщины снимаемой стружки, величины угла заострения и скорости резания, диаметра рабочих валов и числа резцов, качества их заточки, точности установки и др.

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 надламывается стружка стружколомом двойного ножа. При работе против слоя волокон получается большей частью нечистая поверхность (отщепы, отколы).

На получение чисто обработанной поверхности древесины влияет заточка резца. При работе тупым резцом волокна не перерезаются или разделяются, а рвутся и мнутся, в результате чего получается нечистая поверхность.

Резание древесины происходит при движении резца по древесине и может производиться при движении древесины относительно резца. Линия относительного движения резца называется траекторией резания.