Пиление древесины

Пилением называется процесс разделения (раскрой) древесины на части в виде досок, брусков, брусьев, а также запиливание шипов и проушин с помощью пилы.

В модельном производстве применяют пилы нескольких типов с зубьями разной формы.  Резание пилами может производиться  вдоль и поперек волокон, а также под углом к направлению волокон. Каждому из этих направлений соответствует особая форма зубьев.  На рис 1 показаны элементы зуба пилы: передняя грань зуба 1-2-3-4, задняя грань зуба 1-2-5-6, боковые грани зуба 3-2-5 и 4-1-6,передняя главная режущая кромка 1-2,базовые режущие кромки 1-4 и 2-3.

основные типы профилей зубьев пил по дереву

Задний угол резца (угол наклона) α, угол заострения β, угол резания δ. Расстояние между соседними вершинами  зубьев l, называется шагом зуба. Размер h называется высотой зуба, или глубиной впадины. При распиливании древесины каждый зуб срезает стружку срезая разделяя материал передней и боковыми режущими кромками. Во впадине (выемке) между зубьями скапливаются опилки, поэтому величина их должна быть такой, чтобы опилки выталкивались наружу свободно, а не спрессовывались. Объем опилок снимаемой древесины не должен быть более  объема впадины. Объем впадины Q (в м3) определяется как произведение ее площади F (в м2) на ширину пропила b (в м):Q=Fb.

 Пропил – это щель в древесине, образуемая пилой в процессе пиления. Зубья у пил для продольной распиловки имеют форму косоугольного  треугольника с углом  заострения 40-70ᴼ. Такой зуб работает только при движении пилы вперед  — по направлению наклона зуба (при движении пилы назад совершается  холостой ход).  Для древесины мягких пород дерева угол заострения равен  40-50ᴼ, для твердых  50-70ᴼ, так как пилы с небольшим углом заострения быстро затупляются.

При продольном распиливании рис 1 б, две боковые режущие кромки каждого зуба пилы  совершают поперечное резание, а короткая –торцовое. Основное резание осуществляет короткая режущая кромка в дне пропила, которая производит также и сдвиг срезанного слоя поперек волокон. Боковые режущие кромки только скалывают этот слой по бокам пропила. Опилки, образующиеся в пропиле, выносятся наружу передними гранями зубьев.

Зубья пил для попеерчного распиливания древесины рис 1 в, имеют вид равнобедренных треугольников, обеспечивающих пилений вперед и назад.  Угол заострения равен 60-70ᴼ. Вершины зубьев под влиянием силы нажатия в процессе пиления проникают в древесину, перерезают по боковым стенкам пропила волокна древесины, затем боковыми гранями зубьев скалывают их и в виде опилок выносят из пропила наружу. У пил для поперечного распиливания  обе боковые грани зуба затачивают под углом 45-60ᴼ  к одной из сторон полотна пилы, и этот угол называют углом боковой заточки зуба.

Зубьям пил для смешанной распиловки рис 1 г, придают форму прямоугольных  треугольников с прямым углом резания  (универсальные зубья)  или близким к прямому углу резания β в пределах 80-85ᴼ.  Зубья такой формы  работают только при движении вперед, как и зубьев при  продольном пилении. Угол заострения колеблется от 45ᴼ (для мягкой древесины) до 60ᴼ (для твердой).

Ручные пилы,  применяемые при выполнении модельных работ, делятся на натяжные (лучковые), и не натяжные (жесткие) ножовки.

Лучковая пила является распространенным инструментом в модельном производстве рис 2.

лучковая пила

 Она состоит из полотна (стальная лента) 1 и деревянного натяжного станка-лучка2, распорки 4,  двух ручек 3, тетивы (струны)5 и закрутки 6. Тетиву обычно делают из крученой бечевы. Лучковые пилы по назначению и величине зубьев  бывают трех видов: распашные (крупнозубчатые) с полотном шириной до 60 мм и с шагом зубьев 5мм; шиповые (среднезубчатые)  с полотном шириной 45 мм и с шагом зубьев 2-4 мм; выкружные (мелкозубчатые) с полотном шириной  от 4-15 мм и с шагом  зубьев 2-4 мм. Пиление лучковыми пилами совершается при движении их  вперед (от себя),  пропил получается узким, работать ими довольно легко. Материал, предназначенный для обработки лучковой пилой, сначала размечают,  затем кладут на верстак или закрепляют  в зажимное приспособление верстака. При распиливании левой рукой поддерживают  распиливаемый материал,  а правой сообщают  возвратно-поступательное движение пиле. Передние грани зубьев пилы и усилие резания должны быть направлены вперед от работающего. Приемы пиления показаны на рис 3, а, б, в.

способы пиления

   Для фигурного пиления применяют лучковую пилу с узким полотном, один конец которого свободно снимается со шпильки, устроенной на ручке станка, чтобы его можно было  просунуть в приготовленное  в изделии отверстие.

Ножовки применяют главным образом для подгонки частей древесины при изготовлении модельных комплектов, а также при их ремонте. Ножовки по конструкции делятся на несколько видов, как и лучковые пилы. Типы ножовок приведены на рис. 4 а-в.

ножовки и специальные пилки

Для пропиливания в щите или какой-либо  заготовке паза  определенной глубины (для шпонок) используют пилку –награтку, рис 4 г. , которая проводит пилений при  движении к себе.  Перед  пилением награтной пилкой  на заготовке прибивают по риске  направляющие планки и по ним делаю пропил. Это позволяет более точно и чисто сделать пропил. Пиление ведется обеими руками. Раскройную (пластинчатую) пилку  рис 4 д, иногда используют  вместо  стамески при прорезке углов или углублений в заготовках. Отличается эта пилка тем, что заточка зубьев  производится под углом  по типу заточки  железок рубанка или стамесок. Пластинчатая пилка режет при движении взад и вперед, но ею сильно нажимать не следует.

Чтобы во время работы полотно любых ручных пил  меньше зажималось и терлось  о дерево, делают развод зубьев, т.е. соседние зубья отгибают  в разные стороны; четные в одну сторону, нечетные в другую сторону.  Величина развода для мелких зубьев составляет 0,1-0,2 мм, для средних 0,2-0,3 мм,  для крупных 0,3-0,5 мм, но она не должна превышать половины толщины полотна каждую сторону. При этом она должна быть одинаковой для всех зубьев. При большом разводе стенки пропила  становятся негладкими, кроме того, возрастает усилие, затрачиваемое на пиление. Для развода зубьев существует несколько инструментов различных конструкций. Развод зубьев можно производит обыкновенным разводным ключом рис 5 а.

разводки зубьев пил

 Разводной ключ с передвижной обоймой 1 удобен в работе и  обеспечивает отгибание зубьев на нужную величину, так как ограничитель 3 обоймы при отгибании зуба всегда упирается в полотно пилы. Для пил с крупным зубом целесообразно применять разводку-щипцы рис 5 б, с помощью которых зубья отгибают на необходимый угол: один зуб на себя, другой от себя и т.д. Если пила разведена неправильно (ряд зубьев отогнут больше, чем следует), полотно пилы помещают сразу же  между стальными гладкими пластинами и протягивают его  задними гранями зубьев вперед, после чего развод  зубьев выравнивается.   Если полотно пилы в сечении  имеет трапециевидную форму, т.е. к зубчатому венцу оно толще а к обушку тоньше, то зубья не разводятся. После развода зубьев их следует заточить. Вначале заточку зубьев производят трехгранным напильником  (с 20 – 25 насечками  на 1 см длины), а затем бархатным (35-40 насечек на 1 см длины). Нажимать на напильник нужно равномерно и при движении от себя прижимать его  у зубу, а при обратном движении – приподнимать. При этом важно, чтобы на каждый зуб приходилось  одинаковое количество движений напильника. Ручная заточка пил, рис 6.

ручная заточка пилы

 Требует большой затраты труда  и времени, а также большого количества напильников, при этом качество заточки  зависит  во многом от  опытности заточника. Поэтом у следует иметь заточный станок с точильными кругами, который резко повышает производительность труда и качество заточки пил.