Строгание древесины
Инструмент для строгания древесины
Строгание древесины— процесс ручной или механической обработки поверхности доски, бруска, или другой заготовки снятием стружки постоянного по длине сечения путем возвратно-поступательного движения резца (струга). Строганием обрабатываемой заготовки достигается требуемая геометрическая форма, размеры и гладкая поверхность. Для этой цели используют инструменты для ручного строгания – струги. Струг состоит из деревянной или металлической облегченной колодки, стальной железки-резца, изготовленной из инструментальной углеродистой стали и клина для закрепления железки в колодке. Лучшим материалом для колодок является граб, бук или клен.
На рис 1 показаны конструкции стругов –рубанков для строгания плоских поверхностей.
Рубанок –шерхебель рис 1 а, служит для грубого строгания древесины на значительную глубину. Им срезают неровности на поверхности доски или сострагивают верхний слой ее, нередко загрязненный. Его железка делается с закругленным лезвием для облегчения строгания при снятии большого слоя древесины. Железка в шерхебеле ставится под углом 45ᴼ к подошве колодки (угол посадки). Угол ее заострения при строгании мягких и полутвердых пород древесины 25-30ᴼ, а для более твердых 35ᴼ. Стандартная ширина железки a=35 мм, но применяются также железки шириной 30 и 25 мм. Колодка делается на 15 мм шире железки. Ширина отверстия в подошве между режущей кромкой и стенкой щели шерхебеля (отверстие под стружку) должна быть не более 3-5 мм.
Железка шерхебеля после строгания оставляет на обрабатываемой поверхности следы в виде желобков, которые устраняют одинарным рубанком.
Одинарный рубанок применяют при строгании древесины для придания ей гладкой поверхности. Конструкция его такая же, как и шерхебеля, за исключением железки, лезвие которой является прямым. При строгании рубанком отделение стружки происходит непрерывно без заламывания, в результате чего на поверхности обрабатываемого изделия остаются задиры, а иногда и сколы волокон. Угол заострения железки равен 25ᴼ для мягких и 30ᴼ для твердых пород древесины.
Стандартная ширина железки a=50 мм, но применяются также железки шириной 45, 40, и 35 мм. Ширина колодки на 15 мм больше ширины железки. Ширина отверстия между лезвием и стенкой щели должна быть не более 2 мм; длина колодки 250 мм.
Двойной рубанок рис 1 б, используют для получения более чистой и и гладкой поверхности. Для этого на основную железку (резец) устанавливают контржелезку (вторую железку без режущей кромки), называемую горбатиком или стружколомателем. Горбатик накладывается на железку так, чтобы его нижняя кромка находилась на очень близком расстоянии от лезвия – режущей кромки (примерно 0,5 – мм).
Нижняя кромка горбатика должна плотно прилегать к передней грани основной железки, иначе в зазор между ними во время строгания будет набиваться стружка, затрудняющая строгание. При наличии горбатика, стружка, отделяясь от поверхности доски, наталкивается на него, отклоняется вверх (почти под прямым углом) и сразу же надламывается, чем предотвращает скалывание и задирание древесины. Горбатик крепится к железке посредством винта. Ширина железки и колодки, угол заострения такие же, как у одинарного рубанка. Угол присадки железки 45-48ᴼ. Ширина щели под стружку 1,5-2 мм. Длина колодки 250 мм, высота 60 мм.
Применяют также и рубанки с металлическими колодками в том числе и «лилипуты» с длиной колодки до 100 мм и меньше.
Шлифтик— двойной рубанок с укороченной длиной (менее 200 мм), но с углом присадки железки до 55-60ᴼ. Служит для окончательной зачистки строганых поверхностей. Ширина щели под стружку у него 1 мм.
Существуют также одинарные и двойные рубанки с металлической колодкой. Железку в них устанавливают в колодку и извлекают оттуда без помощи молотка, ее крепят винтами. Очень удобны в работе металлические рубанки – «лилипуты» для обработки поверхностей строганием на моделях и стержневых ящиках, когда строгание большим рубанком бывает неудобно.
Фуганок рис 1 в, служит для чистого строгания и выравнивания поверхностей (получение плоскостей). Фуганок – это одинарный или двойной рубанок с удлиненной колодкой (500-800 мм), имеющий рукоятку для удобства строгания. Углы заострения железки и присадки такие же, как у двойного рубанка. Стандартная ширина железки 65 мм. Длина деревянной колодки для такой железки 650 мм, ширина на 25 20 мм больше размера железки. Ширина щели под стружку 1 мм. При строгании фуганком в первоначальный период стружка из его отверстия выходит прерывистой, а затем сплошной. Появление сплошной стружки показывает, что плоскость выравнена (прифугована), строгание можно окончить.
Целесообразно применять фуганки с металлической колодкой рис 1 г,. Металлические фуганки точнее деревянных и долговечнее, но работать ими несколько труднее ввиду повышенного трения, возникающего при работе.
Цинубель применяют для создания шероховатости на поверхности заготовок для более прочного склеивания. Его устройство подобно рубанку рис ,
но отличается от него тем, что рабочая поверхность железки рифленая. Поэтому лезвие (режущая кромка) получается зубчатым. Расстояние между зубьями 1 мм, высота зубьев 0,5 мм. Угол заострения железки равен 40-45ᴼ. Угол присадки железки к колодке равен 80ᴼ. Такой наклон железки предохраняет от скалывания волокон древесины во время строгания.
Рассмотренные выше типы стругов – рубанков служат главным образом для строгания плоскостей, не имеющих профильных вырезов. Но при изготовлении моделей и особенно стержневых ящиков, часто приходится изготовлять профильные углубления и обрабатывать вогнутые и выпуклые поверхности. Для выполнения таких операций применяют рубанки и отборки, форма колодок и железок которых в большинстве случаев соответствует изготовляемому профилю.
Рубанок-зензубель служит для выстругивания фальцев и пазов рис 2 а. Ширина его железки в рабочей части равна ширине полоски. Размеры железок по ширине бывают 15, 20 , 25 и 30 мм. Для выхода стружки в колодке делается поперечное сквозное отверстие. Зензубель может быть одинарный и двойной (с горбатиком). Угол присадки железки 45ᴼ, угол заострения 25ᴼ. Для строгания вдоль волокон железку устанавливают обычно прямо, для строгания поперек волокон ее устанавливают косо, т.е. лезвие под углом 60ᴼ. В этом случае железка отводит стружку сразу в сторону, и отверстие не забивается стружкой. Поверхность после обработки зензубелем с установленной косой железкой получается чистой. Зензубель может заменить фальцгебель, если на обрабатываемое издели временно прибить линейку для направления зензубеля при строгании рис 2 б.
Грунтубель предназначается для выстрагивания пазов в таких местах, где обычными рубанками выполнить эту операцию нельзя. Железка у грунтубеля загнута вперед,, угол присадки 90ᴼ. Колодка может быть деревянной рис 3 а, или металлической 3 б.
Железка закрепляется в колодке клином или другим способом (например винтом).
Для выстрагивания вогнутых и выпуклых цилиндрических, овальных и других поверхностей применяют рубанки-горбачи.
Рубанок — горбач имеет выпуклую подошву, продольная кривизна которой делается по заданному радиусу.
Для обработки вогнутой поверхности берут горбач с радиусом кривизны подошвы немного меньше радиуса обрабатываемой поверхности (на 50 – 100 мм).
Для обработки выпуклой поверхности применяют рубанки – горбачи с вогнутой кривизной подошвы. Но чтобы пользоваться горбачами с деревянными колодками, модельщику приходится иметь большой набор их по размерам радиусов. Более удобен в этом отношении универсальный металлический горбач с переменным радиусом закругления, подошва которого представляет собой гибкую стальную пластину, которая с помощью соответствующих винтов и рычагов может принимать вогнутую или выпуклую форму в соответствии с заданным радиусом кривизны рис 4.
И даже плоскую, когда он становится рубанком. Железка у такого горбача крепится также, как у обычного металлического рубанка.
Для выстрагивания плоскостей цилиндрической формы в стержневых ящиках , а также галтелей на моделях применяют рубанки – галтели (отборки), профильную кривизну подошв которых выполняют по заданным радиусам рис 5 а.
Иногда для выстрагивания полукруглых или круглых поверхностей применяют отборки с вогнутыми профилями подошв – штапики рис 5 б. Существуют также профильные строгальные инструменты: фальцгебель, шпунтубель и др.
Строгание древесины, приемы
Прежде, чем приступить к строганию, надо определить направление волокон, обрабатываемой доски или заготовки. Строгать следует так, чтобы долевые волокна перерезались, а не задирались. В этом случае работа протекает без особого напряжения, а поверхность получается гладкой. Как правило, строгание производят на верстаке, но приходится строгать и на подставках или козлах с упором. Во всех случаях обрабатываемый материал должен плотно прилегать к верстаку или подставкам, чтобы было удобно его строгать. Работающий строгальным инструментом должен держать его в руках правильно, крепко и стоять впол-оборота к направлению строгания. Левая нога выдвигается вперед, ступня ее почти параллельна верстаку, а правая остается сзади под углом примерно 80ᴼ к направлению левой. При строгании корпус следует немного наклонить вперед.
Строгание нужно вести только движением рук на полный размах, прямолинейно, без напряжения, с равномерным нажимом на инструмент и легким движением корпуса, чтобы не утомлять себя. Длинную заготовку сначала следует строгать по всей ширине на длину размаха рук, затем переместить вперед и острогать следующий участок и так продолжать до конца заготовки. После этого для выравнивания поверхности прострогать заготовку фуганком, но сразу по всей длине, с последовательным перемещением по ширине.
Чтобы правильно выстрогать по длине доску или другую заготовку, и не заовалить концы, в начале строгания переднюю часть колодки рубанка плотно прижимают к обрабатываемому изделию рис 6 а., а при окончании заднюю. При движении строгального инструмента назад задний конец его немного приподнимают, чтобы не тупить лезвие железки.
Приемы строгания различными рубанками почти одинаковы, за исключением фальцгебеля и шпунтубеля, которыми строгают сразу по всей длине доски (заготовки).
Торцевую часть доски или бруска (торцевание) строгают короткими движениями рубанка или фуганка с двойной железкой, который держат под углом 30ᴼ к направлению его движения, чтобы с боков у торца не откалывались волокна древесины. Толщина слоя древесины для строгания должна быть минимальной (1-1,5 мм), остальную часть аккуратно отрезают пилой. Приемы торцевания показаны на рис 6 б. Чтобы избежать отщепа крайних волокон обрабатываемого изделия, торцевание производят с вспомогательным бруском , рис 6 в. В этом случае движение рубанка можно производить по всей толщине изделия, это тем более допустимо, если у края вспомогательного бруска сделана фаска. Для строгания торцовой части заготовок небольших размеров применяют приспособления в виде донца, стула и др, рис 7 а,б,в.
Чтобы не получилось отщепа древесины во время строгания, конец заготовки плотно прижимают к упору. При изготовлении некоторых изделий по заданным размерам приходится вести строгание со всех сторон. Сначала выстрагивают одну из пластей под линейку, затем строгают под угольник и линейку кромку, используя в качестве базы обработанную пласть. Следующие две стороны строгают по заданному размеру. Принимая обработанную кромку за базу, от нее на обе пласти наносят рейсмусом риски, определяющие ширину изделия, а после строгания и доведения заготовки до заданной ширины наносят риски на кромках, определяющие размер толщины изделия (базой здесь является обработанная пласть), и затем строгают вторую пласть. Например, при изготовлении щита из нескольких досок кромки их пристрагивают друг к другу под угольник так, чтобы они плотно сплачивались между собой, а пласти лежали бы по линейке. Затем строгают склеенный щит: сначала выстрагивают одну пласть, затем обрабатывают под размер кромки и после этого строгают вторую пласть, доводя толщину щита до заданной.
Заточка и наладка строгального инструмента
Производительность труда модельщика во многом зависит от того, насколько хорошо у него налажен строгальный инструмент. Одной из важных операций для достижения этой цели является заточка и правка железок рубанков и других режущих инструментов. Заточка – это операция, обеспечивающая надлежащие режущие свойства инструмента путем придания их рабочим частям определенной геометрической формы.
После заточки железок их режущие грани должны иметь прямолинейную гладкую поверхность, режущие кромки (лезвие) должны быть острыми, ровными, без заусенцев и зазубрин и соответствовать профилю строгального инструмента. У железки для рубанка режущая кромка должна иметь прямолинейную форму и должна быть направлена под прямым углом к боковым граням, а концы ее должны быть несколько заовалены, чтобы при строгании на поверхности не оставалось следов железки.
У железки для галтели режущая кромка должна быть ровной по окружности соответствующего радиуса. Прямолинейность лезвия проверяют наложением на него деревянной линейки из твердого дерева, а прямой угол между лезвием и ребром железки — прикладывая деревянный угольник. Угол заострения β проверяют металлическим шаблоном. Закругление железок для галтелей проверяют шаблонами из мягких сплавов (алюминиевый, латунный).
Новые железки, железки с зазубренными режущими кромками или очень затупленные подвергают заточке на вращающихся точильных камнях, обильно смачиваемых водой, иначе железка нагревается и отппускается. В этом случае заточку удобно производить при помощи специального приспособления, рис 8 а.
При обычном затуплении железку затачивают на брусках с последующей правкой на оселке. Для этой цели применяют войлочный круг, укрепленный на электрошпинделе на который наносится паста ГОИ.
Точильные инструменты (точильные камни, бруски и т.д.) представляют собой камни, содержащие в себе зерна естественных абразивов (корунда, кварца, кремния, пемзы) или искусственных (карбида кремния и др). Острые грани зерен способны стачивать материалы менее твердые, чем сами абразивы. Точильные инструменты различают не только по видам абразивов, но и по величине зерен. Инструментом с наиболее крупными зернами абразивов является точильный круг, служащий для мокрой заточки. Инструментами со средними по величине зернами являются бруски прямоугольной или других форм, а с мелкими и мельчайшими зернами абразивов являются бруски-оселки.
Чтобы удалить заусенец и следы неровностей от точильного камня и получить ровную поверхность фаски, железку затачивают на бруске, смоченном водой. Заточку на бруске производят при постоянном угле наклона железки сначала прямыми возвратно-поступательными движениями, а затем кругообразными рис 8 б, чтобы быстрее сбить заусенец (брусок при этом все время смачивается водой). Окончательную доводку лезвия (правку) осуществляют на оселке рис 8 в,г, поверхность которого смачивают водой, керосином или маслом (в зависимости от вида абразивов и состава связки). При правке железки прямыми и кругообразными легкими движениями фаской и лицевой стороной ее заусенец исчезает и фаска приобретает матовый оттенок.
Если, посмотрев на свет, можно увидеть такой оттенок по всей кромке, значит железка достаточно остра. Если лезвие частично затуплено, в этих местах на кромке со стороны фаски наблюдаются светлые полосы. Остроту можно определить и другими способами, например проведя лезвие по твердой древесине. При затачивании на брусках надо чаще обтирать железку тряпкой и следить за состоянием заусенцев. Все описанное выше полностью относится к стамескам, долотам и другим режущим инструментам.
Заточенную железку вставляют в колодку и закрепляют клином, который забивают киянкой или молотком. Проверку выпуска железки в подошве обычно определяют так: поднимают рубанок подошвой кверху до уровня глаз и смотрят,
насколько выходит железка из щели подошвы рис 39 а-д. Выпуск железки на 0,2-0,3 мм будет восприниматься глазом в виде нитки или волоса. Если железка, вставленная в колодку, имеет перекос, ее надо выбить и вновь заточить. При разборе рубанка слегка ударяют по заднему торцу колодки, при сборке – по ее переднему торцу, а у фуганка – по переднему или ударному шипу.
