Механічна обробка деревини

До атегорія: Дерев'яні конструкції

Механічна обробка деревини

Різання - основний вид механічної обробки деревини, при якому відбувається поділ матеріалу на заготовки або видалення частини його для отримання виробів заданих форм, розмірів і необхідного ступеня шорсткості. При різанні механічно порушується зв'язок між структурними елементами деревини (волокнами, клітинами) на відміну від гнуття або пресування, при яких цей зв'язок зберігається. За принципом різання здійснюється пиляння, стругання, фрезерування та ін.

Для обробки деревини різанням застосовують ріжучі інструменти, що мають один (ножі), кілька (фрези) або багато (пилки) різців. У загальному вигляді різець має форму клина (рис. 1), в якому розрізняють передню грань, розташовану з боку стружки, задню грань, звернену до обробленої поверхні, і дві бічні грані. Передня і задня грані утворюють передню кромку (лезо різця). Коли ширина різця менше ширини матеріалу, в різанні беруть участь також бічні ріжучі кромки і межі різця. При поступальному русі різця отримують плоску поверхню, а при обертальному - криволинейную. Площина, дотична до поверхні різання і що проходить через ріжучу кромку різця, називається площиною різання.

Рис.1. Елементи простого різця abed передня грань; ab з d - задня грань; ad - лезо; - задній кут; - передній кут; -кут загострення; - кут різання; В - ширина стружки; h - товщина стружки

Залежно від напрямку руху різця по відношенню до напрямку волокон деревини розрізняють торцеве, поздовжнє і поперечне різання (рис. 2).

При торцевому різанні резецдвіжется в площині, перпендикулярній напряму волокон деревини, перерізаючи їх.

Мал. 2. Види елементарного різання а - торцевих; б - поздовжнє; в - поперечне

Зрізується стружка сколюється у вигляді окремих слабо пов'язаних або непов'язаних елементів. При поздовжньому різанні рух різця збігається з напрямком волокон; в цьому випадку стружка знімається тонкою стрічкою. Поперечний різання відбувається при русі різця в площині волокон перпендикулярно їх довжині. Відокремлювані елементи стружки слабо пов'язані між собою. Однак при створенні спеціальних умов (зняття тонкого шару деревини, розпарювання деревини та обтиск її перед різцем) можна отримати відносно міцні листові вироби - струганий або лущений шпон. Опір різанню для розглянутих трьох випадків знаходиться в співвідношенні 5: 2: 1 (при товщині стружки до 1 мм, величиною кута різання 45 °).

Розрізняють елементарне і складне різання. В елементарному різанні бере участь тільки одна прямолінійно ріжучакромка: товщина стружки постійна, різець насувається на деревину з постійною швидкістю і по відношенню до її волокнам займає одне з розглянутих трьох положень. Прикладом елементарного різання може бути теска сокирою, різання ножем, стамескою. У складному різанні бере участь кілька елементів різця. Наприклад, різання з бічними стінками, коли довжина різця не перекриває ширини бруска.

В процесі обробки різанням розрізняють рух різання і рух подачі. Ці рухи можуть бути одночасними або послідовними. Для зрізання кожної нової стружки потрібно перемістити різець щодо деревини (або навпаки). Такий рух називається рухом подачі, а швидкість цього руху - швидкістю подачі. Рух подачі у більшості ріжучих інструментів відбувається одночасно з рухом різання.

Наприклад, при роботі круглої пилки складання двох рухів дає траєкторію відносного руху різця або траєкторію різання. Так як окружна швидкість руху пили значно більше швидкості подачі бруска, то траєкторія різання майже збігається з колом диска пилки і відповідна їй швидкість обертання диска є, по суті, * швидкістю різання.

Пиляння - найбільш поширений спосіб різання деревини. Пила являє собою Багаторізцеві інструмент, що складається з полотна і різців, званих зубами. Розрізняють рамні, дискові і стрічкові пилки (рис. 3).

Мал. 3. Профілі зубів пив а - рамних; б - круглих; в - стрічкових; 1 - ламаний зуб; 2 - прямий зуб; 3 - зуб для поздовжнього розпилювання; 4 - зуб для поперечного розпилювання; 5 - зуб для дощок; 6 - зуб для колод

Рамні пили, що представляють собою довгі тонкі сталеві полотна, призначені для повздовжнього розпилювання колод. Стрічкові пили з постійною або змінною товщиною диска застосовують для поздовжнього й поперечного розпилювання. Пили зі змінною товщиною диска називають стругальними. Вони не вимагають розлучення зубів і дають гладку поверхню розпилу, придатну для склеювання або фарбування. Стрічкові пили - це тонкі сталеві смуги з особливою формою зубів, які застосовують для поздовжнього розпилювання пиломатеріалів і спеціально для криволінійного різання.

Для усунення тертя полотна пилки про деревину між пилою і бічними стінками пропилу створюється зазор шляхом розширення ріжучої частини пилки (рис. 4). Стружка, утворена ріжучим зубом при русі пилки, подрібнюється у стовбурі і перетворюється в тирсу.

Стругання (рис. 5, а) - це різання деревини ножами по прямолінійній траєкторії, що збігається з напрямком робочого руху. Струганням з поверхні заготовок видаляють нерівності, що утворилися при інших видах механічної обробки, або отримують шпон і стружки для плит. При струганні ножі рухаються уздовж заготовок або заготівля переміщається щодо нерухомих ножів. Стругання здійснюється на стругальних, циклювального, лущильних, стружкових верстатах.

Фрезерування. Деревина ріжеться обертовими фрезами або плоскими ножами, укріпленими в обертових ножових голівках (рис. 5, б). Леза різців можуть описувати в просторі циліндричну або конічну поверхню (відповідно - циліндричний або конічний фрезерування). Коли вісь обертання інструменту перпендикулярна поверхні обробки, відбувається торцеве фрезерування. Методом фрезерування отримують прямокутні заготовки точних розмірів, вибирають пази, гнізда, нарізають шипи, обробляють деталі криволінійного або ламаного профілю. Універсальність цього виду обробки обумовлена ​​конструкцією відповідних верстатів (фуговальних, рейсмусових, чотиристоронніх, стругальних, фрезерних, Шипорізні) і змінність ріжучого інструменту.

Точіння - це обробка деталей для додання їм циліндричної або фасонної форми тіла обертання. Проводиться методом різання обертається навколо своєї осі заготовки горизонтально переміщаються ножами (токарні верстати) або методом обертання ножової головки навколо вироби (круглопалочні верстати). Циліндричні або овальні отвори в заготовках отримують шляхом свердління, а отвори і гнізда прямокутного або квадратного перетину - методом дроблення (свердлильно-довбальні та цепнодолбежние верстати).

Мал. 4. Вирішення заїдання пилки в пропилі а - потовщення полотна до зубів; б - розплющення кромки зуба; в - розлучення зубів

Мал. 5. Схеми обробки деревини струганням (а) і фрезеруванням (б)