Основы разрезания древесины

Механическую обработку древесины производят в основном методом резания при помощи инструментов с одним или несколькими резцами того или иного вида. При этом происходит перемещение резца относительно неподвижной заготовки, либо наоборот, а также совер­шаются два движения — резания и подачи. Линию, по которой резец совершает движение, называют траекто­рией резания, а путь, пройденный им в единицу времени,— скоростью резания. Одновременно или чередуясь с движением резания совершается движение подачи. Путь, пройденный резцом за единицу времени, в этом случае является скоростью подачи. Резец (рис. 1) имеет форму клина и состоит из четырех граней: передней, расположенной со стороны снимаемой стружки, задней, обращенной к обработанной поверхности, и двух боковых. Грани образуют кромки, из которых одна является режущей. Если ширина резца меньше ширины обрабатываемого материала, то режущими могут быть также и боковые кромки.

Рис.1. Элементы резца:

1 — передняя грань; 2 — боковые грани; 3 — задняя грань; 8 — угол резания; р — угол заострения; а — задний угол; у — передний угол

В процессе обработки древесины резец движется по плоскости, касательной к поверхности резания и прохо­дящей через его кромку, называемой плоскостью реза­ния. При этом он действует на древесину с некоторым усилием — силой резания и снимает стружку опреде­ленной ширины и толщины. Различают следующие углы между гранями резца и обрабатываемой поверхностью: это угол заострения (заточки) р, образуемый передней и задней гранями резца; задний угол а, находящийся между задней гранью резца и плоскостью резания; передний угол у—расположенный между передней гранью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания; угол резания 5, создаваемый плоскостью резания и передней гранью резца. Резец может перемещаться в трех основных направлениях: в торец (торцевое), вдоль волокон (продольное), поперек волокон (поперечное).

При резании в торец резец вначале углубляется, давит на древесину, а затем скалывает слой, толщина которого зависит от строения древесины, угла наклона и угла заточки резца.

В случае резания вдоль волокон резец разрывает их и отделяет стружку. Направление резания при этом чаще всего не совпадает с направлением волокон из-за свилеватости, косослоя и других особенностей строения древесины. Она надкалывается поэтому не в плоскости резания, а вглубь, отчего образуется неровная, шероховатая поверхность — задир. Чтобы избежать его, приходится менять направление обработки заготовки.

Когда происходит резание поперек волокон (но в их плоскости), они частично разрезаются, а частично обрываются, отчего поверхность обработки получается тоже шероховатой.

Кроме основных видов резания различают и переходные: продольно-торцевое, поперечно-торцевое, продольно-поперечное.
Чаще всего режущие инструменты (дисковые пилы, строгальные ножи, фрезы, сверла и др.) имеют враща­тельное движение. Одновременно происходит подача материала на них, в результате процесс резания и об­разования стружки становится довольно сложным.

Для качественной обработки древесины и уменьшения затрачиваемых при этом усилий большое значение имеют геометрия резца, выбор углов установки его, направление резания относительно волокон, толщина стружки, порода древесины, вид ее обработки, скорости резания и подачи, а также материал, из которого изготовлен резец и многое другое.

При уменьшении угла заострения резца сила резания соответственно снижается. Однако здесь есть свои пре­делы: малый угол влечет за собой снижение прочности резца, быструю его затупляемость, частую заточку.

Или взять угол резания: чем он меньше, тем меньше требуется усилий для внедрения резца в древесину. Но и поступать произвольно в этом случае нельзя, поскольку уменьшение угла резания предполагает одновременное увеличение угла заострения.

Как установлено практикой, для ножей рубанков оптимальный угол заострения составляет 25°, угол резания при обработке ручным инструментом должен быть не менее 45°, а при обработке на станках — более 45°. Передний угол в зависимости от типа инструмента, древесины и вида ее обработки находится в пределах 43—50°. При резании в торец задний угол должен быть небольшим, но не менее 15°, а угол заострения— как можно меньше, насколько позволяет прочность резца: для твердой древесины — больше, для мягкой — меньше.

О древесине: плотность ее зависит от породы, влажности, температуры и других факторов. И все они непос­редственно влияют на силу резания.

Такая же прямая зависимость существует между силой резания и остротой резца. Дело в том, что затупленный резец волокна не перерезает, а сдавливает, сминает и разрывает, что увеличивает сопротивление резанию и трение между резцом и древесиной. Вместе с тем снижается чистота и точность обработки поверхности, так как смятые волокна стремятся отжать резец. Трение сильно влияет при пилении, когда опилки заполняют па­зухи между зубьями диска и сам пропил. Особенно это заметно бывает при работе тупой пилой с мелкими зу­бьями, к тому же плохо разведенными.

На качество обработки древесины сильно влияет и скорость резания: оно тем лучше, чем скорость больше. А скорость резания в свою очередь зависит от числа оборотов рабочего вала и числа резцов, установленных на нем. Поэтому всегда желательно повышать в пределах технической возможности станка скорость резания.

На качестве работы сказывается и величина подачи на один резец. Чистота поверхности при этом характе­ризуется длиной волны — расстоянием между смежными гребнями, оставляемыми на древесине режущим ин­струментом. Увеличение скорости подачи нередко ведет к ухудшению обработки, а уменьшение — к снижению производительности станка. Поэтому скорости подачи всегда выбирают оптимальными.

Таким образом, процесс резания древесины состоит из многих слагаемых, каждое из которых по-своему важно, и не учитывать их нельзя.

А также Мебель массив дуба: кабинеты, спальни, кухни