Резание древесины со снятием стружки
сущность и Резец резания. В рабочей части каждого инструмента столяра в обязательном порядке имеется резец (рубанок, долото) либо пара резцов (выпивала).
Резец имеет форму клина (рис. 1).
Сущность резания со снятием стружки пребывает в том, что резец под действием силы внедряется режущей кромкой в древесину и отделяет от нее (срезает) частички или в виде стружки, или в виде опилок. Использование силы при резании нужно для преодоления сопротивления древесины внедрению резца, для отделения стружки, для преодоления появляющегося при резании трения. Эта сила именуется силой резания и измеряется в килограммах.
Упрочнение для резания в килограммах, рассчитанное на 1 мм2 поперечного сечения стружки, именуется удельным сопротивлением резанию. По удельному сопротивлению резанию и по толщине стружки определяют потребную для резания мощность.
У резца различают переднюю, заднюю и боковую грани, переднюю, боковые и задние кромки. Задняя грань широкого резца (железки рубанка, ножей на строгальных станках) образуется стачиванием фаски (рис. 1, б).
Заостренная кромка резца именуется режущей. Она образуется пересечением задней граней и передней резца, время от времени боковой граней и передней (у зубьев поперечной пилы). Режущая кромка резца именуется лезвием.
Рис. 1. углы и Элементы резца: а—элементы резца; б —рабочая часть рубаночной железки; в — углы резца; г — углы резца рубаночной железки
У резца угол между его гранями, образующими режущую кромку, именуется углом заострения, либо углом заточки (рис. 1,в,г).
У трудящегося резца различают кроме этого угол резания, угол наклона, передний угол.
Углом резания именуется угол между передней плоскостью резания и гранью резца (рис. 1, в, г).
Угол между плоскостью гранью резания и задней резца именуется углом наклона, время от времени задним углом.
Передний угол образуют передняя перпендикуляр и грань резца к плоскости резания, опушенный на режущую кромку.
Величина углов резца оказывает громадное влияние на силу резания и уровень качества (чистоту) обработки.
Процесс стружкообразования. Различают три случая резания в зависимости от его направления относительно расположения волокон древесины (рис. 2):
— в торец —с перерезанием волокон поперек, перпендикулярно их направлению;
— на протяжении волокон — в плоскости продольного разреза ствола; поперек волокон — в той же плоскости.
Во всех трех случаях образование стружки под действием резца происходит по-различному, различной получается и стружка.
При резании в торец (рис. 2, а) резец под действием силы все глубже и глубже попадает в древесину, перерезая волокна поперек. При срезании волокна давятна переднюю грань резца.
Сила этого давления превышает силу поперечного сцепления волокон стружки. Происходит скалывание на небольшую рассыпчатую стружку.
Рис. 2. Главные случаи резания: а — резание поперек волокон перпендикулярно их направлению в торец; б — резание на протяжении волокон в плоскости продольного разреза ствола; в — резание поперек волокон в плоскости продольного разреза ствола
При резании на протяжении волокон (рис. 2, б) срезаемая стружка благодаря собственной упругости кроме этого давит на переднюю грань резца. Чем толще стружка, тем давление больше. Более либо менее толстая стружка надламывается по длине. Чем ближе надлом стружки к режущей кромке, тем меньшее давление оказывает стружка на переднюю грань резца. Полного перелома стружки тут не происходит, поскольку прочность древесины на протяжении волокон самая высокая.
Узкая стружка в большинстве случаев получается в виде шелковистой упругой ленты, довольно часто завивающейся спиралью.
При резании поперек волокон в плоскости их продольного размещения (рис. 2, в) стружка получается маленькой, ломкой, поскольку волокна древесины в этом направлении слабо связаны между собой.
В производстве вероятны случаи резания и в других направлениях, к примеру в полуторец, т. е. под острым либо тупым углом к направлению волокон.
Факторы, воздействующие на силу резания. На потребную для резания силу воздействуют: направление резания, структурные особенности и твёрдость древесины, степень углов и величина резца его остроты, трение, появляющееся при резании, ширина лезвия резца.
Направление резания. Мельчайших упрочнений при вторых однообразных условиях требует резание поперек волокон в плоскости продольного разреза ствола: оно в 5—6 раз легче резания в торец и в 3—4 раза легче резания на протяжении волокон. Резание в по-луторец намного легче резания в торец. Резание свилеватой древесины требует громадных упрочнений, чем резание на протяжении волокон, и меньших если сравнивать с резанием в торец.
Резать прямослойную древесину легче, чем косослойную.
Твердость древесины. Чем жёстче древесина, тем больше упрочнений требуется для ее резания. В случае если сопротивление резанию древесины сосны принять за единицу, то сопротивление резанию древесины лиственницы составит 1,1, березы 1,2—1,3, бука 1,3—1,5, дуба 1,5—1,6, ясеня 1,5—2,0, осины и липы 0,8, ели 0,9—1,0 (согласно данным проф.
М. А. Недорогого).
Угол заострения р е з ц а. При маленьком угле заострения резца требуется меньше упрочнений на резание. Но древесина владеет большой твердостью, в особенности древесина дуба, бука, граба, лиственницы и других жёстких пород, исходя из этого при малом угле заострения лезвие будет скоро тупиться а также выкрашиваться (ломаться); смена резца и частая заточка потребуют затраты громадного количества рабочего времени. Исходя из этого на практике угол заострения делают большим — в 20—35° и больше.
Угол резания. Чем больше угол резания, тем больше давление стружки на переднюю грань резца и вызываемое ею трение, а исходя из этого требуется больше упрочнений для резания. Установлено, что с повышением угла резания от 45 до 85° упрочнение для резания древесины на протяжении волокон возрастает в 2,8 раза.
Но очень сильно уменьшать угол резания запрещено: от этого будет понижена чистота обработки. Как правило при работе ручными инструментами угол резания используют до 45°, а при станочной обработке, в большинстве случаев, больше 45°.
Угол наклона резца. Волокна древесины перед срезанием пара сминаются режущей кромкой резца; при затупления резца смятие волокон существенно возрастает. По окончании перерезания волокон их оставшиеся финиши, ранее примятые режущей кромкой, благодаря собственной упругости выпрямляются и создают трение о заднюю грань резца.
Это приводит к увеличению силы резания, и нагрев резца. Исходя из этого наклон резца к плоскости резания делают под углом не меньше 10°.
Затупленность резца. При работе режущая кромка резца затупляется — делается заоваленной. Такая режущая кромка не перерезает волокна древесины, а вдавливает их, сминает и разрывает. Наряду с этим требуется больше упрочнений, чем при резании острым резцом.
Установлено, что через 4 часа постоянной работы потребная сила для резания благодаря затупления резца возрастает в полтора раза.
стружки и Трение резца. Не считая неизбежного трения стружки о переднюю грань резца, и трения, появляющегося при работе затупленным резцом, при сверлении и пилении древесины отмечается сильное трение между резцом, стенками и стружкой пропила либо поверхностью высверливаемого отверстия. При
пилении опилки попадают в промежутки между стенками пропила и пилой и создают в том месте трение, вызывающее нагрев пилы силы и значительное увеличение резания. Приблизительно то же происходит при сверлении сверлами, не приспособленными к выбрасыванию стружки.
Факторы, воздействующие на чистоту резания. Чистота резания (чистота обработки) зависит от величины и количества неровностей на обработанной поверхности древесины (выколов, вырывов волокон, вмятин). Чем больше таких неровностей и чем они глубже, тем поверхность древесины шероховатее.
На чистоту резания воздействуют: направление резания, наличие либо отсутствие подпора волокон перед резцом, надламывание стружки при ее срезании, толщина стружки, степень остроты резца, угол резания, скорость резания, особенности строения древесины.
Направление резания. самая чистая обработка достигается при резании на протяжении волокон. Чистую обработку торца возможно взять при снятии весьма узкой стружки.
Резание поперек волокон чистой обработки не дает, поскольку из-за не сильный соединения волокон в этом направлении большое количество их вырывается резцом.
Подпор волокон перед резцом. Древесина владеет большой упругостью. Резец при работе изгибает стружку, и она благодаря собственной упругости на некоем расстоянии впереди резца отщепляется от обрабатываемой
древесины (рис. 3, а), в следствии строганая поверхность получается шероховатой. ОКроме того, в зависимости от строения древесины (косослой, широкослой-иость) перед резцом часто образуется опережающая трещина, которая уходит в сторону от линии резания.
Дабы избежать этого, делают так называемый подпор волокон, т. е. древесину перед резцом прижимают (рис. 3, б). Чем ближе
к лезвию резца сделан подпор волокон, тем более чистой получается из-под резца обработанная поверхность.
Рис. 3. ипосооы успехи чистого (ровного) резания: а — образование шероховатой поверхности благодаря отщепления стружки перед ее срезанием; б — резаиие с подпором волокон; в — использование стружколомателя? г — использование увеличенного угла резания
При резании с подпором волокон стружка сохраняет некую упругость. Дабы совсем устранить упругость стружки и достигнуть более чистого строгания, стружку при срезании надламывают. Для этого используют стружколоматели.
К примеру, в ручном рубанке на рабочую железку накладывают контржелезку, т. е. вторую изогнутую железку (рис. 3, в). Стружка в тот же час же по окончании срезания отклоняется стружколомателем практически под прямой угол к обрабатываемой поверхности и наряду с этим надламывается.
Толщина стружки. Чем толще снимается стружка, тем больше она сопротивляется изгибанию и надламыванию. Исходя из этого толстая стружка до срезания отщепляется от обрабатываемой древесины, наряду с этим перед резцом довольно часто образуются опережающие трещины.
Чистая обработка возможно достигнута при снятии узкой стружки.
Острота заточки резца. Чистую поверхность древесины возможно взять при резании лишь остро наточенным резцом. Затупленный резец сминает и разрывает волокна, отчего поверхность древесины получается шероховатой.
Угол резания. Чистота обработки улучшается с повышением угла резания. Это происходит вследствие того что увеличенный угол резания содействует надламыванию стружки и разрешает снимать более узкую стружку (рис.
3, г). Увеличенный угол резания приближает резание к скоблению, при котором резец устанавливается к обрабатываемой поверхности под углом 90°, а стружка получается весьма узкой, ажурной.
Скорость резания. Чем больше скорость резания, т. е. чем стремительнее движется резец, тем чище получается обрабатываемая поверхность. При громадной скорости резания волокна стружки перерезаются лезвием раньше, чем они успевают изогнуться либо отщепиться от древесины.
Исходя из этого в деревообработке используют громадные скорости резания. Кое-какие деревообрабатывающие станки трудятся со скоростью резания до 70—100 м/сек.
Особенности строения древесины. Особенности строения древесины очень сильно воздействуют на чистоту ее обработки резанием. Отщепы и вырывы древесины довольно часто образуются около сучков, на свилеватых местах, при резании против слоя (в задир).
