Евгений Костенко - Столярные, плотничные, стекольные и паркетные работы: Практическое пособие

Рис. 6.Приспособления для зажима: а – струбцина деревянная; б – струбцина металлическая; в – вайма для склеивания щитов; 1 – стяжной болт; 2 – винт; 3 – склеиваемые элементы; 4 – остов ваймы; 5 – передвижной упор

Механическая обработка древесины производится двумя способами: с нарушением волокон (пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление, циклование и шлифование) и без нарушения волокон (гнутье, прессование, лущение шпона и строгание ножевой фанеры).

Обработка древесины ведется в основном с нарушением волокон древесины, причем наиболее распространенным методом обработки является резание.

Различают резание древесины со стружкообразованием (пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление, циклование и шлифование) и без отделения стружки (образование шпона на лущильных станках, раскрой шпона на ножницах, строгание ножевой фанеры, раскалывание древесины, колка дров, клепок для бочек и др.).

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 металлический резец (нож), имеющий форму клина, внедряясь в древесину режущей кромкой (лезвием), перерезает волокна и отделяет их в виде опилок и стружки.

В процессе резания образуется длинная стружка, при получении которой на поверхности древесины создаются неровности (вырывы). Чтобы этого избежать, стружку необходимо надломить, для чего в рубанке устанавливают стружколом (горбатик).

Резец (рис. 7, а) имеет форму клина и 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 передней поверхностью резца и плоскостью резания, называется углом резания. Задний угол α образуется между задней поверхностью резца и плоскостью резания. Передний угол γ образуется между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания.

Качество обработки древесины зависит от правильного выбора углов заострения; при большом угле заострения на резание затрачивается больше усилий, а при малом угле заточки лезвие быстро тупится, мнется и порою ломается.

Как установлено практикой, для ножей рубанков наиболее оптимальным углом заострения является 25 ± 5°, а передний угол в зависимости от вида инструмента, материала и вида обработки находится в пределах 43–50°.

По отношению к направлению волокон различают три вида резания: в торец, вдоль и поперек волокон.

При резании в торец (рис. 7, б ) плоскость резания и направление резания перпендикулярны волокнам древесины, при этом стружка скалывается по слоям, а поверхность получается шероховатой.

При резании вдоль волокон (рис. 7, 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. 7, 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).

Кроме основных, имеются промежуточные виды резания: поперечно-торцевое (рис. 7, д ), продольно-торцевое (рис. 7, е ), продольно-поперечное (рис. 7, ж ).

При резании 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 резцом образуется одна поверхность резания (рис. 7, з ) и стружка срезается со всей обрабатываемой поверхности, такое резание называется открытым. В том случае, когда при обработке образуются две поверхности резания (рис. 7, и ), резание называется полузакрытым (например, образование четверти в брусках дверных коробок). Когда при обработке древесины получаются три поверхности (рис. 7, к ), резание называется закрытым (например, выборка паза).

Строгание древесины – процесс резания, при котором производится обработка поверхности древесины путем прямолинейного движения резца вдоль волокон (рубанок, фуганок и др.).

Фрезерование представляет собой процесс резания древесины вращающимися фрезами, при котором траекторией резания является циклоида (продольно-фрезерные и фрезерные станки).

Свойства древесины разных пород неодинаковы, поэтому приходится затрачивать различные усилия при обработке разных пород. Обрабатывать древесину сосны легче, чем древесину березы, а древесину березы легче, чем древесину дуба, отсюда: чем больше плотность древесины, тем труднее ее обрабатывать. Меньше усилий затрачивается на обработку влажной древесины, так как ее сопротивление разрушению ниже, чем сухой.

Рис. 7.Резание древесины резцом: а – общий вид: OO – режущая кромка; ООmm' – передняя поверхность резца; ОО'n'n – задняя поверхность резца; Omn, O m 'n '– боковые кромки; tfda – плоскость резания; 5– угол резания; Р– угол заострения; а– задний угол; у– передний угол; б – в торец; в – вдоль волокон; г – поперек волокон; д – поперечно-торцевое; е – продольно-торцевое; ж – продольно-поперечное; з – открытое; и – полузакрытое; к – закрытое; 1 – резец; 2 – древесина

Большое значение для получения чисто обработанной поверхности древесины имеет 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 получается чистой.

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, числа резцов, качества их заточки, точности установки и др.