Резание древесины

В модельном производстве резание является одним из основных технологических процессов механической и ручной обработки древесины. Виды резания древесины: пиление, строгание, фрезерование, точение, долбление, сверление и шлифование.

Резание осуществляется различными инструментами, представляющими собой один резец (железяка рубанка, стамеска) или несколько резцов (пила).

Резец – режущий инструмент, в большинстве случаев представляет тело прямоугольного сечения, режущая часть которого имеет высокую твердость.  На рис 22 показан стальной резец в виде клина, у которого плоскость abcd-называется передней гранью ; ejcd – задней гранью; острие резца dc, образуемое пересечением передней и задней граней, называется режущей кромкой или лезвием. Угол β рис 1 б,

простой резец

между передней и задней  гранями резца, образующий режущую кромку называется углом заострения; угол δ между передней гранью  резца и направлением резания называется углом резания, угол  α между задней гранью резца и направлением резания называется задним углом или углом наклона резца; угол ƴ, образуемый передней гранью и плоскостью перпендикулярной  к направлению резания, называется передним углом резца, рис 1 в .

Поверхность dcnr, образуемая движением режущей кромки (лезвием), поверхностью резания.

Резец под действием приложенной к нему силы проникает своей режущей кромкой в дерево и срезает с него слой древесины в виде тонких лент, называемых стружкой или  виде мелких кусочков древесины, называемых опилками (при обработке пилой).

Резание древесины выполняется в трех направлениях: торцовом, продольном и поперечном рис 2 а, б, в.

основные направления резания

   При торцовом резании резец под действием силы Р проникает вглубь древесины. Лезвие,  перемещаясь перпендикулярно волокнам, перерезает и своей передней гранью  скалывает их, превращая срезанную древесину в рассыпчатую стружку.

При продольном резании резец движется вдоль волокон, не встречая большого сопротивления по всей длине. Срезанная часть древесины образует завивающуюся в спираль (иногда в рулон)  стружку, состоящую из отдельных элементов с границами  надлома с нижней стороны. Срез стружки происходит по направлению волокон дерева,  которые подрезаются резцом и не задираются.

Обрабатываемая поверхность получается гладкой. Но практически направление волокон не всегда соответствует плоскости резания в виде отщепа,  поэтому поверхность обрабатываемого элемента становится недостаточно гладкой, особенно тогда, когда снимаемая стружка оказывается толстой. Для получения чистой поверхности среза следует стремиться к тому, чтобы срезаемая стружка была возможно более тонкой.

При поперечном резании режущая кромка резца перемещается перпендикулярно направлению волокон,  стружка получается короткой, ломкой в результате отщепа волокон древесины поверхность получается шероховатой.

Резание древесины резцом является трудоемким процессом, работа при резании затрачивается на отделение стружки от древесины, деформирование стружки,  преодоление трения резца о древесину.

Суммарная сила сопротивления продвижению резца называется сопротивлением резания,  которое зависит не только от усилия резания, но также от ширины стружки и ее толщины.

Сопротивление резанию, приходящееся на 1 м2 поперечного сечения стружки, называется удельным сопротивлением резания,  которое может быть выражено равенством К=Р/bh, где Р – сила резания, Н; b- ширина  снимаемой стружки, м; h —  толщина стружки, м.

Удельное сопротивление резанию  есть величина переменная и зависит от ряда факторов:  направления резания, породы дерева, влажности древесины,  толщины стружки, угла резания,  угла наклона, скорости резания, остроты резца. Поэтому К – величина не постоянная и зависит от режимов резания.

Опытным путем установлено, что если удельно  сопротивление при поперечном резании принять за единицу, то отношение коэффициентов удельных сопротивлений резания (торцового, продольного и поперечного) выразится примерно так: К торц : К прод : К попер= 6:3:1, т.е. усилие торцового  резания будет в шесть раз, а усилие продольного – втрое больше усилия поперечного резания.