Механическая обработка древесины
Главный вид механической обработки древесины — резание. Это процесс, при котором происходит разделение материала на заготовки либо удаление части его чтобы получить изделия заданных форм, размеров и требуемой степени шероховатости.
При резании механически нарушается сообщение между структурными элементами древесины (волокнами, клетками) в отличие от гнутья либо прессования, при которых эта сообщение сохраняется. Узкие слои Древесины, отделяемые при резании, именуют стружкой, а небольшие кусочки — опилками.
По принципу резания осуществляется пиление, строгание, фрезерование и др.
Для обработки древесины резанием используют режущие инструменты, имеющие один (ножи), пара (фрезы) либо большое количество (пилы) резцов. В общем виде резец имеет форму клина (рис. 1),
в котором различают переднюю грань, расположенную со стороны снимаемой стружки, заднюю грань, обращенную к обработанной поверхности, и две боковые грани. задняя грани и Передняя образуют режущую кромку (лезвие резца).
В то время, когда ширина резца меньше ширины материала, в резании принимают участие кроме этого боковые режущие кромки (грани резца). При поступательном перемещении резца приобретают плоскую поверхность, а при вращательном — криволинейную.
Плоскость, касательная к поверхности резания и проходящая через режущую кромку резца, именуется плоскостью резания.
В зависимости от направления перемещения резца по отношению к направлению волокон древесины различают торцовое, продольное и поперечное резание (рис. 2).
При торцовом резании резец движется в плоскости, перпендикулярной направлению волокон древесины, перерезая их. Срезаемая стружка скалывается на отдельные слабо связанные либо совсем несвязанные элементы.
При продольном резании направление резания сходится с направлением волокон, стружка снимается в виде узкой ленты. Поперечное резание происходит при перемещении резца в плоскости волокон перпендикулярно их длине. Наряду с этим элементы стружки слабо связаны между собой.
Но при создании особых условий (снятие узкого слоя древесины, обжим и распаривание древесины ее перед резанием) возможно взять довольно прочные листовые изделия — строганый и лущеный шпон.
Величина сопротивления резанию для рассмотренных трех случаев (торцовое, продольное, поперечное) находится в соотношении 5:2:1 (при толщине стружки до 1 мм и величине угла резания 45°).
Рис. 1. Элементы несложного резца: abed — передняя грань; ab’c‘d — задняя грань; ай — лезвие; а — задний угол; V — передний угол; 3—угол заострения; в —угол резания; b — ширина стружки; Л — толщина стружки
Рис. 2. Виды элементарного резания: а — торцовое; б — продольное; в — поперечное
Различают элементарное и сложное резание. При элементарном резании участвует лишь одна прямолинейно режущая кромка: толщина снимаемой стружки постоянна, резец надвигается на древесину с постоянной скоростью и по отношению к ее волокнам занимает одно из рассмотренных трех положений.
Примером элементарного резания возможно- теска топором, резка ножом, стамеской. При сложном резании в ходе обработки участвуют пара элементов резца.
К примеру, резание с боковыми стенками (выборка пазов), в то время, когда протяженность резца не перекрывает ширину бруска.
Рис. 3. Профили зубьев выпивал: а —рамных; б —круглых; в — ленточных; 1 — ломаный зуб; 2 — прямой зуб; 3 — для продольной распиловки; 4— для поперечной распиловки; 5 — для досок; 6 — для бревен
В ходе обработки резанием различают перемещение резания (основной элемент) и перемещение подачи. Эти перемещения смогут осуществляться одновременно и в различное время.
Для срезания каждой новой стружки необходимо переместить резец относительно древесины (либо напротив). Такое перемещение именуется перемещением подачи, а скорость этого перемещения — скорость подачи.
Перемещение подачи у многих режущих инструментов совершается в один момент с перемещением резания. К примеру, при работе круглой пилы сложение двух перемещений дает траекторию относительного перемещения резца либо траекторию резания.
Так как окружная скорость перемещения пилы намного больше скорости подачи бруска, то траектория резания практически сходится с окружностью диска пилы и соответствующая ей скорость вращения диска есть, по существу, скоростью резания.
Самый распространенный метод резания древесины — это пиление. Пилы являются многорезцовый инструмент.
Они складываются из полотна и резцов, именуемых зубьями. Различают рамные, дисковые и ленточные пилы, имеющие зубья разной формы (рис. 3).
Рамные пилы, воображающие собой долгие узкие металлические полотна, предназначены для продольной распиловки бревен. Дисковые пилы с постоянной либо переменной толщиной диска используют для продольной и поперечной распиловки.
Пилы с переменной толщиной диска именуют строгальными. Они не требуют развода зубьев и дают ровную поверхность распила, пригодную для склеирания либо покраски.
Ленточные пилы — это узкие металлические полосы с особенной формой зубьев, каковые используют для продольной распиловки пиломатериалов и для криволинейных пропилов.
При строгании древесины ножи перемещаются по прямолинейной траектории, совпадающей с направлением рабочего движения (рис. 25, а).
Строганием удаляют с поверхности заготовок неровности, появившиеся при вторых видах механической обработки, либо приобретают стружки и шпон для плит. При строгании ножи движутся на протяжении заготовки либо заготовка перемещается довольно неподвижных ножей.
Строгание осуществляется на строгальных, циклевальных, лущильных стружечных станках.
Рис. 5. Схемы обработки древесины: а — строгание; б — фрезерование; в — лущение
При фрезеровании резание древесины осуществляется вращающимися фрезами либо плоскими ножами, укрепленными во вращающихся ножевых головках (рис. 5, б).
Лезвия резцов смогут обрисовывать в пространстве цилиндрическую либо коническую поверхности (соответственно цилиндрическое и коническое фрезерование). В то время, когда ось вращения инструмента перпендикулярна поверхности обработки, происходит торцовое фрезерование.
Способом фрезерования приобретают прямоугольные заготовки правильных размеров, выбирают гнезда и пазы, нарезают шипы, обрабатывают подробности криволинейного либо ломаного профиля. Универсальность этого вида обработки обусловлена конструкцией соответствующих станков (фуговальные, рейсмусовые, четырехсторонние строгальные, фрезерные, шипорезные) и сменностью режущего инструмента.
Обработка подробностей для придания им цилиндрической либо фасонной формы тела вращения производится способом точения, т. е. резания вращающейся около собственной оси заготовки горизонтально перемещающимся ножом (токарные станки) либо способом вращения ножевой головки около изделия (круглопалочные станки). При лущении заготовка вращается около собственной оси, наряду с этим снимается постоянная стружка постоянной толщины (рис.
5, в). Траекторией резания есть спираль.
Цилиндрические либо круглые отверстия в заготовках приобретают методом сверления, а гнезда и отверстия прямоугольного либо квадратного сечения — способом долбления (сверлильно-долбежные и цепнодолбежные станки).
В следствии механической обработки поверхность древесины получает разную степень шероховатости, которая определяется средней величиной Rz больших высот микронеровностей Ящах, замеренных от их вершин до дна соответствующих впадин. Неровности смогут быть разного характера: борозды от зазубрин режущего инструмента, волнистость при обработке вращающимися ножами, выколы и вырывы кусочков древесины при пилении, мшистость и ворсистость при шлифовании. В зависимости от способа обработки древесины степень шероховатости ее разна:
На чертежах классы шероховатости показывают знаком Преисподняя с Добавлением номера класса, к примеру Преисподняя7. Требования к шероховатости поверхности древесины определяются назначением подробностей; для склеивания требуются 7… 8-й классы шероховатости, для лакирования — 9… 10-й.
При обработке вращающимися ножами не считая высоты неровностей имеет значение протяженность волны. Для доброкачественного склеивания протяженность волны не должна быть больше 4 … 6 мм.
При таком условии при совпадения гребней волн смежных поверхностей толщина клеевого слоя не будет быть больше 200 … 300 мкм.
