Как называется основной способ обработки древесины с нарушением волокон

Основные техники деревообработки

Из данной книги вы узнаете, что рабочее место столяра оборудуется верстаком и набором необходимых инструментов и приспособлений. На верстаке обрабатывают детали длиной до 3 м и собирают отдельные элементы либо целые изделия. Также вы узнаете много нового об обработки древесины, о технике тесания, пиления, строгания, долбление, резание стамеской и сверление. Узнаете о классах точности обработки.

Оглавление

• РАБОЧЕЕ МЕСТО СТОЛЯРА
• ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ

Из серии: Столяр-плотник

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Основные техники деревообработки предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Обработка древесины производится двумя способами: с нарушением волокон — пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление; без нарушения волокон — гнутье, прессование. Наиболее распространенным методом обработки является резание.

Резание различают со стружкообразованием — пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление и без отделения стружки — изготовление шпона на лущильных станках, раскрой шпона, раскалывание древесины.

Обработка древесины резанием производится режущим инструментом, имеющим разное количество резцов. Один резец — это нож, несколько резцов — фреза и много резцов — пила.

Процесс резания состоит в том, что под воздействием внешней силы металлический резец, внедряясь в древесину, перерезает волокна и отделяет их в виде опилок или стружки.

В процессе резания образуется длинная стружка, при получении которой на поверхности древесины создаются вырывы. Чтобы этого избежать, стружку необходимо надломить, для чего в рубанке устанавливают стружколом (горбатик).

Резец имеет форму клина и состоит из режущей кромки (лезвия), передней, задней и боковых поверхностей. Плоскость, вдоль которой прямолинейно продвигается режущая кромка резца, называется плоскостью резания. Угол, образуемый передней и задней поверхностями резца, называется углом заострения или углом заточки. Угол, образуемый передней поверхностью резца и плоскостью резания, называется углом резания. Задний угол образуется между задней поверхностью резца и плоскостью резания. Передний угол образуется между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания.

Качество обработки древесины зависит от правильного выбора углов заострения: при большом угле заострения на резание затрачивается больше усилий, а при малом угле заточки лезвие быстро тупится, мнется и ломается. Для ножей рубанков наиболее оптимальным является угол 25е5°, а передний угол в зависимости от вида инструмента, материала и вида обработки находится в пределах 43-50°.

По отношению к направлению волокон различают три вида резания: в торец, вдоль и поперек волокон.

При резании в торец плоскость резания и направление резания перпендикулярны волокнам древесины, при этом стружка скалывается по слоям, а поверхность получается шероховатой.

При резании вдоль волокон плоскость резания и направление резания параллельны волокнам древесины, слои волокон легко разделяются, поверхность получается гладкой, форма стружки зависит от толщины снимаемого слоя. Толстая стружка надламывается по длине, а более тонкая получается в виде непрерывной ленты.

При резании поперек волокон плоскость резания параллельна волокнам древесины, а направление резания перпендикулярно им. Стружка получается непрочной, а поверхность шероховатой. Лишь при тепловой обработке (распаривании) и при обжиме древесины перед резцом получается стружка в виде непрерывной ленты хорошего качества.

Кроме основных имеются промежуточные виды резания: поперечно-торцовое, продольно-торцовое, продольно-поперечное.

При резании происходит ряд сложных явлений, вызванных внедрением резца в древесину и образованием стружки. Расчленим процесс резания на элементы. Если в процессе обработки древесины резцом образуется одна поверхность резания и стружка срезается со всей обрабатываемой поверхности, такое резание называется открытым. В том случае, когда при обработке образуются две поверхности резания, резание называется полузакрытым (образование четверти в брусках дверных коробок и др.). Когда при обработке древесины получаются три поверхности, резание называется закрытым (выборка паза и др.).

Свойства древесины разных пород неодинаковы, поэтому приходится затрачивать различные усилия при обработке разных пород. Обрабатывать древесину сосны легче, чем древесину березы, а древесину березы легче, чем древесину дуба, отсюда следует: чем больше плотность древесины, тем труднее ее обрабатывать. Меньше усилий затрачивается на обработку влажной древесины, так как ее сопротивление ниже, чем сухой.

Большую роль грает качество заточки резца (ножа). При работе тупым резцом волокна не перерезаются и не разделяются, а рвутся и мнутся, в результате чего получается нечистая поверхность. Острый резец легко разрезает или разделяет волокна и поверхность получается чистой.

Шероховатость поверхности древесины характеризуется размерными показателями неровностей (риски, ворсистость, мшистость). При обработке шероховатость поверхности древесины зависит от направления волокон к обрабатываемой плоскости, толщины снимаемой стружки, величины угла заострения и скорости резания, числа резцов, качества их заточки, точности установки и др.

Источник

§ 4. Основы резания древесины. Механическая обработка древесины.

Механическая обработка древесины может производиться с нарушением волокон (пиление, строгание, фрезерование, долбление) и без нарушения волокон (гнутье, прессование). Большей частью обработка древесины производится с нарушением волокон, причем основной способ этого вида обработки — резание.

Различают резание со стружкообразованием (пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление); без отделения стружки (срезание шпона, раскрой шпона на ножницах); раскалывание древесины (колка дров, клепок для бочек, изготовление колотой драни и щепы). Наиболее часто при механической обработке древесины применяют резание со стружкообразованием.

Обработка древесины резанием производится режущим инструментом, имеющим один резец (нож), несколько резцов (фрезы) и много резцов (пилы).

Процесс резания состоит в том, что под воздействием внешней силы резец (нож), имеющий форму клина, внедряясь в древесину режущей кромкой, перерезает волокна и отделяет их в виде опилок и стружки. При резании получается длинная стружка, образование которой создает на поверхности неровности (вырывы). Во избежание этого следует стружку надломить, для чего в рубанке устраивают стружколом (горбатик).

Резец (рис. 2, а), имеющий форму клина, состоит из режущей кромки (лезвия), передней, задней и боковой поверхностей. Плоскость, вдоль которой прямолинейно продвигается режущая кромка резца, называется плоскостью резания. Угол β, образуемый передней и задней поверхностями резца, называется углом заострения, или углом заточки. Угол δ, образуемый между передней поверхностью резца и плоскостью резания, называется углом резания. Передний угол γ образуется между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания. Задний угол α образуется между задней поверхностью резца и плоскостью резания.

Рис. 2. Резание древесины: а — элементы резца: ОО 1 — режущая кромка — лезвие резца; ОО 1 m 1 m — передняя поверхность резца; OO 1 n 1 n — задняя поверхность резца, Omn, O 1 m 1 n — боковые кромки, flda — плоскость резания, σ — угол резания, β — угол заострения, α — задний угол, γ — передний угол, б — резание в торец, в — резание вдоль волокон, г — резание поперек волокон

Для качественной обработки древесины большое значение имеет правильный выбор углов. При большом угле заострения на резание древесины затрачиваются большие усилия, а при малом лезвие быстро затупляется, мнется и ломается. Для ножей рубанков наиболее выгоден угол заострения (25±2,5)°, а передний угол в зависимости от назначения инструментов, характера материала и вида обработки колеблется в пределах 43. 50°.

При резании древесины происходит ряд сложных явлений, вызванных внедрением резца в материал и образованием элементов стружки. Чтобы яснее представить сам процесс резания, его следует расчленить на элементы. Если в процессе обработки древесины резцом образуется одна поверхность резания и стружка срезается со всей обрабатываемой поверхности, такое резание называется открытым. В том случае, когда при обработке древесины получаются две или три поверхности резания, резание называется закрытым.

Различают резание простое (элементарное) и сложное. Простое резание является открытым резанием, при этом ширина резца больше ширины обрабатываемой заготовки (работа гладильными ножами) и путь режущей кромки прямолинеен. Простое резание происходит при постоянных скорости и толщине стружки.

В отличие от простого сложное резание имеет криволинейную траекторию резания и переменную толщину стружки, причем ширина резца (длина лезвия) может быть меньше ширины обрабатываемой заготовки. По отношению к направлению волокон различают три случая резания: в торец, вдоль и поперек волокон.

При резании в торец (рис. 2, б) плоскость резания и направление резания перпендикулярны волокнам древесины. Стружка скалывается по слоям, а поверхность получается шероховатой.

При резании вдоль волокон (рис. 2, в) плоскость резания и направление резания параллельны волокнам древесины, слои волокон легко разделяются, поверхность получается гладкой, форма стружки зависит от толщины снимаемого слоя. Толстая стружка надламывается по длине, а более тонкая получается в виде непрерывной ленты (строгание фуганком).

При резании поперек волокон (рис. 2, г) плоскость резания параллельна волокнам древесины, а направление резания перпендикулярно им. Стружка получается непрочной, а поверхность — шероховатой. Лишь при тепловой обработке (распаривании) и при обжиме древесины перед резцом получается стружка в виде непрерывной ленты хорошего качества (лущение шпона).

Удельная сила резания вдоль волокон меньше, чем при резании в торец (удельной силой резания называется сила резания, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения стружки). Удельная сила резания древесины поперек волокон примерно в четыре раза меньше, чем при резании в торец.

Кроме основных имеются промежуточные случаи резания: поперечно-торцовое, продольно-торцовое, продольно-поперечное.

Свойства древесины разных пород различны, поэтому приходится затрачивать различные усилия при обработке разных пород. Обрабатывать древесину сосны легче, чем древесину березы, а древесину березы легче, чем древесину дуба, следовательно, чем больше плотность древесины, тем труднее ее обрабатывать. Меньше усилий затрачивается на обработку влажной древесины, так как ее сопротивление разрушению ниже, чем сухой.

Шероховатость поверхности древесины характеризуется размерными показателями неровностей (риски, ворсистость, мшистость). При обработке шероховатость поверхности древесины зависит от направления волокон к обрабатываемой плоскости, толщины снимаемой стружки, величины угла заострения и скорости резания, диаметра рабочих валов и числа резцов, качества их заточки, точности установки и др.

Более качественная поверхность древесины получается при резании ее вдоль волокон, при подпоре волокон перед резцом и надламывании стружки. В рубанке волокна со стороны подошвы подпирает леток, а надламывается стружка стружколомом двойного ножа. При работе против слоя волокон получается большей частью нечистая поверхность (отщепы, отколы).

На получение чисто обработанной поверхности древесины влияет заточка резца. При работе тупым резцом волокна не перерезаются или разделяются, а рвутся и мнутся, в результате чего получается нечистая поверхность.

Резание древесины происходит при движении резца по древесине и может производиться при движении древесины относительно резца. Линия относительного движения резца называется траекторией резания.

Источник

Механические способы обработки древесины

Способы обработки древесины должны применяться с учетом дальнейших предназначений этого материала. Так, механические методы работы с будущими заготовками используются до пропитки и представляют собой последовательное снятие верхних слоев древесины для того, чтобы достигнуть нужной формы. Дерево обрабатывается с четырех сторон, пока не получится чистая и ровная поверхность. Все эти операции относятся к механическим.

Механическая обработка древесины

Механическая обработка может быть двух видов. Химический состав древесины в любом случае остаётся прежним. Зато происходят другие изменения.

• Нарушение связи на уровне соединения частиц. Это значит, что дерево проходит стадии, когда его распиливают, строгают, проводят фрезеровочные работы, сверлят, долбят.
• Без нарушения связей между мельчайшими частицами. К таким способам относят прессование и гнутье.

Пиление и распиловка

Это один из самых древних видов работы с деревом. Первоначально в его основе было разрубание. Позднее добавились ещё два способа. Итак, при резании возможно разделить материал на нужные заготовки, а также убрать лишнюю длину, ширину, объем. В результате должна получиться деталь нужного размера.

Особенность процесса в том, что происходит разрыв между элементами структуры клеток и волокон материала. Принципов такой обработки несколько. В зависимости от количества ножей (резцов), принимающих участие в этом процессе, выделяют два вида работы с деревом.

Разрезать заданный материал можно с выделением стружки, а именно путем фрезерования, пиления:

• строгание при помощи резца, движения которого строго по заданным прямым линиям;
• фрезерование, процесс происходит при помощи резца, который непрерывно вращается;
• распиловка древесины;
• дробление, а именно выработка определённых отверстий на заданную глубину;
• сверление – сквозное или частичное;
• точение древесины;
• лущение элементов заготовок;
• шлифование.

И без стружкообразования, в том числе при создании шпона, а затем дальнейшего его раскроя при помощи ножниц:

• раскол как готовых заготовок, так и целых бревен;
• разрезание, процесс происходит при помощи специальных ножниц;
• штампование листовой древесины при помощи высечки.

Согласно техническим условиям механическая обработка древесины разрешает наличие некоторых погрешностей, в том числе, во внешнем виде заготовок. Это могут быть внутренние трещины и свилеватость на месте распила.

Каким образом может быть распилено дерево — показано на схематичном рисунке

Инструмент для обработки древесины

Инструменты для выполнения такой механической обработки древесины следующие:

• Фрезы. Это несколько резцов, которые позволяют проводить распиловку с минимальным количеством шероховатостей. Чем мельче фреза, тем более гладкой получается поверхность. При работе выделяется некоторое количество стружки.
• Множественное количество фрез – это уже пила. Она может снимать определенное количество древесины как сверху, так и по краям заготовки.
• Один резец – нож. Одним ударом он разрезает древесину. В результате стружек нет. В заводских условиях при использовании высокоточных инструментов поверхность получается максимально ровной.

Каждый из резцов имеет лезвие в режущей кромке, а также грани (боковые и задние). Для качественного выполнения работы важно не только подобрать размер резцов, но и точно установить угол заострения и выставить плоскость резания. При хорошо заточенных режущих элементах можно добиться достаточно ровной поверхности даже при работе с маленькими заготовками.

Виды распилов

После механических способов обработки из срубленного бревна получается пиломатериал. От того, какой он формы, фактуры и размера выделяют следующие виды распилов древесины:

• Тангенциальный.
• Радиальный.
• Рустикальный.
• Поперечный.

Каждый из перечисленных видов применяется не только исходя из того, что планируется получить, но и обязательно учитывается вид дерева и его структура.

Схема с изображением некоторых видов распила

Тангенциальный и радиальный

Тангенциальный распил проводится на заданном расстоянии от сердцевины бревна по касательной относительно годичных слоев дерева. После такого распила текстура готовой доски далеко не однородная.

Здесь возможны древесные поры. Учитывая, что волокна древесины не имеют одного направления, тангенциальный распил приводит к созданию на плоскости естественных узоров. Такой метод распила довольно экономичный.

Радиальный распил имеет коэффициент усушки в два раза лучше, чем при распиле тангенциальным способом. При таком способе плоскость распила располагается строго перпендикулярно относительно годовых колец. Расстояние между годовыми слоями получается минимальным.

А структура на месте распила максимально однородной, без даже минимальных щелей. Такой метод распила применяется в технологии изготовления клееного бруса. В этом случае бревно делится на 4 части, с каждой из которых отпиливаются доски по очереди.

Таблица сравнения видов распила

Радиальный способ	Тангенциальный способ
Улучшенные характеристики сушки	Высокие механические характеристики
Одинаковая структура распила	Геометрическая стабильность размеров
Высокие характеристики разбухания	Наличие естественных узоров
Высокая цена, широкое применение	Доступная цена

Рустикальный и поперечные виды распила

Эти два способа менее популярны, чем вышеизложенные. Поперечный распил предполагает, что древесина режется поперек, а на его месте будут видны концентрические окружности. Такой метод обработки достаточно дорогой, подходит он только к определенным сортам дерева и используется преимущественно при создании художественного паркета.

Рустикальный способ распила показывает на месте среза продольные полосы. Метод такой работы с древесиной дорогой и довольно редкий. Здесь недопустимо наличие не только трещин и сучков, но шероховатостей и даже незначительных повреждений. Готовый материал обладает не только безупречным внешним видом, но и высокой износоустойчивостью. Используется исключительно для создания паркета высшего сорта.

Источник