Урок 34 Основи різання деревини.

Урок 34    Основи різання деревини.

         Механічна обробка деревини – це спосіб обробки, при якому змінюється форма, зовнішній вигляд і розміри деревини без зміни хімічного складу. Механічна обробка може проводитися із руйнування зв’язків між волокнами (пиляння, стругання, довбання та ін) і без нього (гнуття, пресування).

         Розрізняють наступні способи різання: із стружкоутворенням (пиляння, фрезерування, свердління); безстружкове різання (виготовлення шпону, розкрій шпону ножицями); розколювання деревини (заготівка дров, клепок для бочок та ін). Найчастіше використовується різання із стружкоутворенням.

         Кожен інструмент столяра (тесляра) обов’язково має або одинрізець (шерхебель, рубанок, стамеска, долото), або декілька різців (пила). Різець має форму клина, в якого розрізняють передню, задню і бокові поверхні (грані); передню, бокові і задні кромки (див. рис. 2). Лезом часто називають ріжучу кромку, яка утворюється в більшості випадків перетином передньої і задньої поверхні (ніж, зуб пили для повздовжнього пиляння), рідше – передньою і боковою поверхнею (зуб пили для поперечного пиляння).

Рис. 2. Різання деревини: а) елементи різця; б) кути різця. 1- передня грань, 2-бокові грані, 3- задня грань

         При різанні деревини утворюються такі кути:

- передній кут - кут між передньою гранню різця і перпендикуляром, опущеним до площини різання в місці дотику різця;

- задній кут - кут між задньою гранню і площиною різання;

- кут загострення - між передньою і задньою гранями різця;

- кут різання - кут між передньою гранню різця і площиною різання

 

         Процес різання полягає в тому, що під впливом зовнішніх сил різець, який має форму клина, проникає в деревину, перерізає волокна і відділяє їх у вигляді стружки. Зовнішні сили потрібні для того , щоб подолати опір деревини проникненню різця, для видалення стружки, для подолання сили тертя.

         Необхідну для різання силу прийнято називати силою різання. За напрямком різання поділяють на: різання поперек волокон перпендикулярно їх напрямку (в торець) (а);різання вздовж волокон в площині повздовжнього розрізу стовбура (б); різання поперек волокон в площині повздовжнього розрізу стовбура (в). Проте крім основних трьох випадків може використовуватися і різання під різними кутами до волокон

Рис. 3. Види різання: а) в торець; б) вздовж волокон; в) поперек волокон; г) торцево-поперечне; д) торцево-повздовжне; е) повздовжно-поперечне; 1-різець, 2-деревина

 

Фактори, що впливають на силу різання і на чистоту різання.

         Сила різання залежить насамперед від напрямку різання по відношенню до волокон деревини, твердості деревини, кутів діючого різця, тертя різця і стружки, вологості деревини. Найменше зусилля потребує різання поперек волокон в площині їх повздовжнього напрямку. Воно в 5-6раз легше від різання в торець і в 3-4 рази легше від різання вздовж волокон.

 

         Професором М.А. Дешевим встановлене наступне порівняння впливу твердості деревини на силу різання: опір деревини сосни прийнято за 1, опір деревини інших порід наступний: ялини – 0,9, берези – 1,2-1,3, бука – 1,3-1,5, дуба 1,5-1,6, липи і осики 0,8.

         Кут загострення різця впливає наступним чином: чим менший кут, тим легше різати. Проте деревина , особливо таких порід як дуб, бук, береза має значну твердість, і при малому куті загострення лезо швидко тупиться і навіть кришиться (ламається). Тому на практиці кут загострення роблять зазвичай 20-35 градусів і більше. Під час роботи ріжуча кромка різця поступово затуплюється. Така кромка волокно не перерізає, а вдавлює його, зминає і розриває. Тому через 4 години роботи внаслідок затуплення ріжучої кромки різця, зусилля необхідні для розрізання волокон потрібно збільшувати у півтора рази.

         З підвищенням вологості механічні властивості деревини (міцність, пружність, твердість) знижуються, проте збільшується здатність деревини до деформацій, що викликає збільшення сили тертя, яке виникає при різанні. В результаті цього у деяких випадках потрібне більше зусилля для різання вологої деревини ніж при різанні її сухою.

 

Фактори, що впливають на чистоту різання (обробки)

         На поверхні деревини обробленої різанням є нерівності – вириви волокон, вм’ятини. Чим менше число таких нерівностей і чим менші вони за розмірами, тим поверхня чистіша.

         Чистота різання залежить від таких факторів: напрямку різання, підпору волокон перед різцем, надломування стружки, товщини стружки, кута загострення, кута різання, швидкості різання, особливостей будови оброблювальної деревини. Найбільш чисту поверхню можна отримати при різанні вздовж волокон.

         Способи досягнення чистого гладкого різання:

а) волокна стружки внаслідок їх пружності перед зрізанням відщеплюються, поверхня стає шороховатою;

б) перед різцем ставлять підпору;

в) на різець максимально близько до леза ставлять стружколамач, волокна надламуються і тратять пружність;

 

г) збільшений кут різання сприяє надлому волокон; д) робота рубанка із подвійним лезом.

         Товста стружка чинить більший опір згинанню і надломуванню, а також сприяє утворенню випереджуючої тріщини. Для чистої обробки деревини завжди знімають найбільш тонку стружку. При великій швидкості різання волокна стружки перерізаються лезом раніше ніж встигають зігнутися чи відщепитися від оброблювальної деревини. Великий вплив на чистоту різання деревини надають структурні особливості деревини. Відщепи, виколи, вириви особливо часто утворюються біля сучків, на завилькуватих місцях, при різанні проти шару.

Рис. 4 Утворення випереджаючої тріщини