Основи різання деревини
Під механічною обробкою деревини розуміють спосіб обробки, при якому отримують вироби або їх елементи заданих розмірів і форми без зміни хімічного складу.
Механічна обробка деревини проводиться з порушенням зв'язку між частками деревини (пиляння, стругання, фрезерування) і без порушення зв'язку між ними (гнуття). Основним способом механічної обробки є різання.
Розрізняють наступні способи різання:
-зі стружкоутворенням (пиляння, фрезерування й ін.)
-без стружкоутворення (вироблення шпону, розкрій шпону на ножицях); розколювання деревини (колка дров, клепок, виготовлення драні, тріски).
Найчастіше при механічній обробці деревини застосовується різання зі стружкоутворенням. Обробка деревини різанням проводиться різальним інструментом, що мають один різець (ніж), кілька різців (фрези) і багато різців (пилки).
Процес різання полягає в тому, що під впливом зовнішньої сили різець, що має форму клина, при впровадженні в деревину ріжучою крайкою перерізує волокна й відокремлює їх у вигляді ошурок, стружки. При різанні іноді виходить довга стружка, утворення якої створює на поверхні вирви. Щоб уникнути цього, потрібно стружку надломити, для чого встановлюють стружколом (стружколом у рубанку).
Різець (мал. 2) складається з ріжучої крайки (леза), задньої й бічний граней. Площина, уздовж якої прямолінійно просувається ріжуча крайка різця, називається площиною різання. Кут, утворений передньою й задньою гранями різця, називається кутом загострення, або кутом заточення. Кут, утворений передньою гранню різця й площиною різання, називається кутом різання.
Передній кут утворюється передньою гранню різця й площиною, перпендикулярною площині різання. Задній кут утворюється задньою гранню різця й площиною різання.
Для якісної обробки деревини велике значення має правильний вибір кутів загострення, різання, переднього й заднього. При великому куті загострення потрібно затрачати на різання деревини більші зусилля, а при малих кутах загострення знижується стійкість різця, він швидко затуплюється, лезо мнеться, ламається. Тому для ножів рубанків установлений найбільш вигідний кут загострення 23;..25°, а передній кут залежно від призначення інструмента, характеру матеріалу й виду обробки коливається в межах 43...50.
При різанні деревини відбувається ряд складних явищ, викликаних врізанням різця в деревину й утворенням елементів стружки. Щоб ясніше уявити сам процес різання, його слід розмежувати на елементи. Якщо в процесі обробки деревини різцем, утворюється одна поверхня різання й стружка зрізується з усієї оброблюваної поверхні, різання називається відкритим, якщо виходять дві або три поверхні різання – закритим.
Рис. 2. Елементи різця:
1 - ріжуча крайка (лезо різця), 2 - передня грань, 3- задня грань, 4 - бічні грані, 5 - кут загострення, 6 - кут різання; 7 - задній кут, 8 - передній кут, 9 - ширина деталі.
Розрізняють різання просте (елементарне) і складне. Просте різання є відкритим різанням, при цьому ширина різця більша ширини оброблюваної заготовки (робота гладильними ножами) і шлях ріжучої крайки прямолінійний. Просте різання відбувається при постійній швидкості й товщині стружки.
На відміну від простого складне різання має криволінійну траєкторію й змінну товщину стружки, причому ширина різця (довжина леза) може бути менше ширини оброблюваної заготовки. Стосовно напрямку волокон розрізняють три випадки різання: у торець, уздовж волокон, поперек волокон. При різанні в торець (мал. 3, а) площина й напрямок різання перпендикулярні волокнам деревини - відбувається поперечне перерізання волокон. Стружка сколюється по шарах. При різанні уздовж волокон (мал. 2, б) різець рухається уздовж волокон, при цьому площина різання й напрямок різання паралельні волокнам деревини. Шари легко розділяються, і поверхня виходить гладкою. Форма стружки залежить від товщини шару, що знімається. Товста стружка надломлюється по довжині, а більш тонка виходить у вигляді безперервної стрічки (стругання фуганком).
Різання поперек волокон (мал. 2, в) відбувається при русі різця, при якому площина різання паралельна волокнам деревини, а напрямок різання перпендикулярно їм. При цьому способі різання поверхня виходить шорсткуватою й лише при тепловій обробці (розпарюванні) і при обтиску деревини перед різцем виходить стружка у вигляді безперервної стрічки гарної якості (одержання шпону).
Питома сила різання уздовж волокон приблизно в 2...2, 5 рази менше, чим при різанні в торець. Питомою силою різання називається те зусилля, яке потрібно прикласти до різця певної ширини для зняття шару деревини однакової товщини при однаковій швидкості руху різця.
а - у торець, б - уздовж волокон, в - поперек волокон, г - торцово-поперечне, д - торцово-поздовжнє, е - поздовжньо-поперечне.
Де: 1 - різець, 2 - деревина
Крім основних випадків різання розрізняють торцово-поперечне (мал. 3, г), торцово-поздовжнє (мал. 3, д), поздовжньо-поперечне (мал. 3, е) випадки різання.
Властивості деревини різних порід різні, тому доводиться затрачати різні зусилля при обробці різних порід. Обробляти деревину сосни легше, чим деревину берези, а деревину берези легше, чим деревину дуба; отже, чим більше щільність деревини; тим сутужніше обробляти її. Менше зусиль затрачається на обробку вологої деревини, тому що її опір руйнуванню нижче, чим сухий
Шорсткість поверхні деревини характеризується числовими значеннями параметрів нерівностей і наявністю або відсутністю ворсистості на оброблених поверхнях.
На шорсткість поверхні деревини впливає швидкість різання. Під швидкістю різання розуміють швидкість руху леза по траєкторії різання (відносна швидкість руху різця), а по швидкості подачі - швидкість, з якою механізм подачі, подає деталь (заготовку) до різального інструменту. Різання деревини відбувається при русі різця по деревині й може проводитися при русі деревини щодо різця. Лінія відносного руху різця називається траєкторією різання.
.png)