Общие понятия об основах резания древесины

8

РЕФЕРАТ

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ОБ ОСНОВАХ РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ

Выполнил:_______________

_________________________

Проверил:________________

_________________________

Усть-Илимск 2004ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ОБ ОСНОВАХ РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ

Обработка древесины, при которой изме-няются ее размеры, форма и внешний вид, но остается неизменным состав вещества древе-сины, производится ручным или механизиро-ванным способом. При отдельных видах ме-ханической обработки древесины (при пиле-нии, строгании, фрезеровании) состав волокон может нарушиться, в то время как при прессовании и гнутье остается постоянным. В большинстве случаев древесина обрабаты-вается с нарушением волокон; основным спо-собом этого вида обработки является резание.

Известны три вида резания:

Ш с отделением стружки (пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление);

Ш без отделения струж-ки (лущение шпона, срезание ножевой фане-ры, раскрой фанеры, на ножницах);

Ш расслоение или раскалывание древесины (колка дров, производство клепки для бочек, коло-той драни и кровельной щепы).

Процесс резания состоит в том, что под воздействием силы в древесину внедряется резец, перерезающий волокна древесины и от-деляющий от нее частицы в виде стружки или опилок.

Резец представляет собой клин, имеющий лезвие (режущую кромку), переднюю, зад-нюю и боковые грани (рис. 1). Плоскость, вдоль которой прямолинейно перемещается режущая кромка резца, или плоская поверхность древесины, остающаяся после прохода резца, называется плоскостью резания.

Рис. 1. Элементы рез-ца:

oo¹ - режущая кромка-лезвие резца, oo¹m¹m - передняя грань, oo¹n¹n - задняя грань, omn. o¹m¹n¹ - боковые грани, lfda - плоскость реза-ния, д - угол резания, в - угол заострения, б - задний угол, г - перед-ний угол.

Угол, образуемый передней и задней гра-нями резца, называется углом заострения, или углом заточки; угол между передней гранью резца и плоскостью резания -- углом резания. Между задней гранью резца и плоскостью резания образуется задний угол; меж-ду передней гранью резца и перпендикуля-ром к плоскости резания -- передний угол.

Правильный выбор углов заострения, ре-зания, переднего и заднего углов имеет большое практическое значение: чем больше угол заострения, тем большее усилие при-ходится применять на резание или строгание древесины. В то же время при малых углах заострения резко снижается стойкость резца, который быстро выходит из строя; лезвие его тупится, гнется, мнется на сучках или ло-мается. Поэтому для железок рубанков уста-новлен наиболее выгодный угол заострения (заточки) -- в 23--25°, а передний угол или, как его иногда называют, угол наклона (присадки) резца колеблется от 40 до 52° (в зави-симости от назначения инструмента, характе-ра материала и вида обработки).

В процессе резания древесины происхо-дит ряд сложных явлений, вызванных внед-рением резца в древесину и образованием стружки. Чтобы яснее представить себе про-цесс резания, его следует расчленить на эле-менты. Так, различают простое и сложное ре-зание. Простое («открытое») резание можно производить лезвием, имеющим большую ши-рину, чем ширина самого изделия (строгание гладильными ножами или циклей). Траекто-рия резания, или путь режущей кромки, при этом прямолинейна, а процесс резания про-исходит при постоянной скорости и толщине стружки.

Сложное резание имеет криволинейную траекторию резания и переменную толщину стружки. Длина режущей кромки резца (лез-вия) может быть меньше ширины обрабаты-ваемого изделия. Сложное резание встречается при процессах пиления, гладкого или профильного фрезерования, долбления, свер-ления.

По отношению к направлению волокон различают три основных вида резания -- тор-цовое, продольное и поперечное.

При торцовом резании (рис. 2, а) резец движется в направлении, перпендикулярном к волокнам древесины, и происходит попереч-ное перерезание волокон. При резании в то-рец стружка скалывается по слоям, а по-верхность получается шероховатой. Торцовое резание обозначают знаком .

При продольном резании (рис. 2, б) резец движется вдоль волокон, сравнительно легко разделяя слои, поэтому поверхность полу-чается гладкой. Форма стружки зависит от толщины снимаемого слоя. Толстая стружка надламывается по длине, более тонкая полу-чается в виде непрерывной ленты (строгание фуганком, получение древесной шерсти на станках и др.). Усилие, которое нужно при-ложить к резцу определенной ширины для снятия слоя древесины одинаковой толщины (при постоянной скорости движения резца), называется удельной силой резания.

Удельная сила резания вдоль волокон примерно в 2--3,5 раза меньше, чем резания в торец. Резание вдоль волокон обозначают знаком ||.

Поперечное резание (рис. 2, в) происходит при движении резца в плоскости волокон, перпендикулярном их направлению. При та-ком резании стружка получается короткой и ломкой, а поверхность шероховатой. Толь-ко при тепловой обработке (распаривании) и при обжиме древесины перед резцом полу-чается стружка в виде непрерывной ленты хорошего качества (лущение шпона).

Рис. 2. Виды реза-ния:

а - торцовое, б - про-дольное (вдоль воло-кон), в - поперечное (поперек волокон)

Удельная сила резания древесины попе-рек волокон примерно в четыре раза меньше, чем резания в торец. Поперечное резание обозначается знаком ?. Помимо указанных выше основных видов резания, на практике применяют резание под углом (рис. 3, а, б, в), в этом случае резец движется под некоторым углом к направлению волокон.

Рис. 3. Резание под углом:

а - поперечно-торцовое, б - продольно-торцовое, в - продольно-попереч-ное.

Чистота обработки поверхности древеси-ны (по ГОСТ 7016-54) характеризуется сте-пенью ее гладкости, количеством и размером неровностей и зависит от многих факторов: породы, структуры и влажности древесины, направления волокон к обрабатываемой пло-скости; толщины снимаемой стружки; углов и скорости резания; диаметра рабочих валов и числа резцов; качества заточки резцов и точности установки; состояния оборудова-ния; способов надламывания стружки (во из-бежание отщепа).

Более чистая поверхность древесины по-лучается при резании вдоль волокон, при подпоре волокон древесины перед резцом и надламывании стружки. Для этой цели в станках на валах имеются стружколоматели и прижимы. В рубанке волокна подпирает леток (со стороны подошвы), а стружку над-ламывает двойная железка; крутой край на-кладки служит, стружколомателем. При сня-тии более тонкой стружки поверхность древе-сины получается более чистой, чем при сня-тии толстой.

Для получения чистой поверхности большое значение имеет качество заточки резцов: тупой резец не перерезает и не разделяет во-локна, а мнет их и разрывает -- в результате получается нечистая поверхность; острый ре-зец легко разрезает и разделяет волокна дре-весины. Обрабатывать древесину следует по направлению волокон, так как при обработке против слоя получается менее чистая поверх-ность (с отщепами, отколами, задирами).

На чистоту поверхности оказывает влия-ние скорость резания. Как указывалось ра-нее, резание происходит за счет движении резца относительно древесины или при движении древесины относительно резца. Линия относительного движения лезвия резца я и является траекторией резания.

Под скоростью резания понимается относительная скорость движения лезвия резца. Для большинства станков (круглопильных, строгальных, фрезерных, шипорезных, верлильных) скорость резания определяют по формуле:

где V -- скорость резания в м/сек;

р -- 3,14;

d -- диаметр режущего инструмента в мм;

n -- число оборотов инструмента в минуту.

Скоростью подачи на основном деревооб-рабатывающем оборудовании (круглопильных, строгально-калевочных, рейсмусовых, двусторонних шипорезных станках) назы-вается та скорость, с какой механизм подачи равномерно подает деталь на режущий инст-румент.

На станках с ручной подачей (круглопильных, фуговальных, сверлильных, дол-бежных и односторонних шипорезных) ско-рость подачи определяется теми же фактора-ми, но зависит от опыта и усилий рабочего-станочника.

На торцовых станках с прямолинейным движением суппорта скорость подачи зави-сит от скорости подачи суппорта. Во всех видах ручного инструмента и ручного элек-трифицированного инструмента скоростью подачи можно считать скорость движения инструмента относительно обрабатываемой древесины.