Короткі теоретичні відомості. Основи різання деревини

ОСНОВИ РІЗАННЯ ДЕРЕВИНИ

Механічна обробка деревини може здійснюватися з руйнуван­ням волокон (пиляння, стругання, фрезерування, довбання) або.без руйнування їх (гнуття, пресування). Здебільшого деревина обробляється з руйнуванням волокон, причому основний спосіб такої обробки — різання.

Розрізняють різання з утворенням стружки (пиляння, струган­ня, фрезерування, довбання, свердління), без утворення стружки (зрізання і розкрій шпону), розколювання деревини (коління дров, клепок для бочок, виготовлення колотої драні та трісок). Найча­стіше при механічній обробці деревини застосовують різання з утворенням стружки.

Обробку деревини різанням здійснюють різальним інструментом, який має один різець (ніж), кілька різців (фрези) і багато різців (пилки).

Процес різання полягає у тому, що під дією зовнішньої сили різець (ніж), що має форму клина, заглиблюючись у деревину різальною кромкою, перерізає волокна і відокремлює їх у вигляді тирси чи стружки. Від утворення довгої стружки при різанні на поверхні з'являються нерівності (вириви). Щоб уникнути цього, стружку слід надламати, для чого у рубанку влаштовують стружколам (горбатик).

Різець (рис. 2, а) має форму клина, складається з різальної кромки — леза, передньої, задньої і бічних поверхонь. Площина flad, уздовж якої прямолінійно просувається різальна кромка різця, називаються площиною різання. Кут β, що утворюється передньою і задньою поверхнями різця, називається кутом загострення, або кутом заточуванні. Кут δ, що утворюється між передньою поверхнею різця і площиною різання, називається кутом різання.

Рис2 Різання деревини:

а — елементи різця, 00¹—різальна «ромка — лезо різця; б — різання в торець; в —різання вздовж волокон, г — різання впоперек волокон 00¹ т¹т — передня поверхня різця; 00¹ n¹n задня поверхня різця, Отп, 0¹т¹п¹ — бічні кромки, flad — площина різання, δ — кут різання; β — кут загострення; α — задній кут; γ — передній кут

Перед­ній кут γутворюється між передньою поверхнею різця і площиною, перпендикулярною до площини різання. Задній кут α утворюється між задньою поверхнею різця і площиною різання.

Для якісної обробки деревини дуже важливим є правильний вибір кутів При великому куті загострення на різання деревини витрачається більше зусилля, а при малому — лезо швидко затуп­люється, мнеться і ламається. Для ножів рубанків найзручніший кут загострення (25±5)°, а передній кут залежно від призначення інструмента, характеру матеріалу і виду обробки становить 43…50°.

Під час різання деревини виникає ряд складних явищ, викликаних заглибленням різця в матеріал і утворенням елементів стружки. Щоб чіткіше уявити сам процес різання, його треба роз­членувати на елементи. Якщо у процесі обробки деревини різцем утворюється одна поверхня різання і стружка зрізається з усієї оброблюваної поверхні, то таке різання називається відкритим, а якщо дві чи три поверхні різання,— то закритим.

Розрізняють різання просте (елементарне) і складне. Просте різання — це відкрите різання, під час якого ширина різця більша від ширини оброблюваної заготовки (робота гладильними ножами) і шлях різальних кромок прямолінійний. Просте різання здійснює­ться при постійних швидкостях і товщині стружки.

На відміну від простого складне різання має криволінійну траєкторію різання і змінну товщину стружки, причому ширина різця (довжина леза) може бути меншою від ширини оброблю­ваної заготовки.

Щодо напряму волокон розрізняють три випадки різання: в торець, уздовж і впоперек волокон.

Під час різання в торець (рис. 2, б) площина різання і напрям різання перпендикулярні до волокон деревини. Стружка сколює­ться шарами, а поверхня утворюється шорсткою.

Під час різання вздовж волокон (рис. 2, в) площина різання і напрям різання паралельні волокнам деревини, шари волокон легко розділяються, поверхня утворюється гладкою, форма стружки залежить від товщини шару, що знімається. Товста стружка над­ламується по довжині, а тонша утворюється у вигляді безперервної стрічки (стругання фуганком).

Під час різання впоперек волокон (рис. 2, г) площина різання паралельна волокнам деревини, а напрям різання перпендикуляр­ний до них. Стружка утворюється неміцною, а поверхня — шорсткою. Лише у разі теплової обробки (розпарювання) і обтиснення деревини перед різцем утворюється стружка у вигляді безперервної якісної стрічки (лущення шпону).

Питома сила різання вздовж волокон менша, ніж під час різання в торець (питомою силою різання називається сила різання, яка припадає на одиницю площі поперечного перерізу стружки). Питома сила різання деревини впоперек волокон приблизно вчет­веро менша, ніж під* час різання в торець.

Крім основних існують проміжні випадки різання: поперечно-торцеве, поздовжньо-торцеве, поздовжньо-поперечне.

Властивості деревини різних порід різні, тому затрачаються різні зусилля під час обробки різних порід. Обробляти деревину сосни легше, ніж деревину берези, а деревину берези легше, ніж деревину дуба. Отже, чим більша щільність деревини, тим важче її обробляти. Менше зусилля затрачається на обробку во­логої деревини, оскільки її опір руйнуванню нижчий, ніж сухої.

Шорсткість поверхні деревини характеризується розмірними показниками нерівностей (риски, ворсистість, моховитість). Під час обробки шорсткість поверхні деревини залежить від напряму волокон до оброблюваної-площини, товщина стружки, кута заго­стрення, швидкості різання, діаметра робочих валів і кількості різців, якості їх заточування, точності встановлення тощо.

Більш якісна поверхня деревини утворюється під час різання її вздовж волокон внаслідок підпирання волокон перед різцем і надламування стружки. У рубанку волокна з боку підошви під­пирає льоток, а надламується стружка стружколамом подвійного ножа. Під час різання проти шару волокон утворюється здебіль­шого не зовсім чиста поверхня (відщепи, відколи).

На одержання чисто обробленої поверхні деревини впливає загострення різця. Під час роботи тупим різцем волокна не перерізаються чи розділяються, а рвуться і мнуться, внаслідок чого утворюється нечиста поверхня.

Різання деревини здійснюється під час переміщення різця по деревині або деревини щодо різця. Лінія відносного руху різця називається траєкторією різання.

Дата добавления: 2015-08-13