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
Способы обработки древесины
Нужно иметь в виду, что изготовление любого столярного изделия (будь то полка для книг, табурет или оконная рама) начинают с разметки — нанесения с помощью разметочных инструментов на подготовленную поверхность заготовок линий (рисок) и точек, указывающих габаритные размеры деталей, а также пределы или границы их обработки. При разметке стремятся к тому, чтобы исключить попадание недопустимых пороков древесины в заготовку.
Разметка также необходима для обеспечения плотного и прочного соединения отдельных деталей между собой. Основные разметочные инструменты: различные линейки, складные метры, штангенциркуль, транспортир, угольники, ярунок, малка, рейсмус, отволока и чертилка, шило и карандаш. Инструменты для разметки, как правило, имеют масштабную шкалу с делениями. В некоторых случаях пользуются приспособлениями, не имеющими шкалы, к ним относятся шаблоны. Разметка по шаблону представляет собой только копирование очертаний шаблона на заготовке. Применение шаблонов целесообразно при раскрое материала на криволинейные заготовки. Выполнив разметку, приступают к обработке древесины. Обработка, посредством которой изменяют размеры, форму и внешний вид древесины без изменения её химического состава, называется механической. Последняя может производиться вручную, станками или машинами. Основные способы ручной обработки древесины, доступные для выполнения в домашних условиях, основываются на раскалывании и резании Раскалывание — разделение древесины по слоям вдоль волокон инструментом клиновидной формы. Такой инструмент не перерезает волокна древесины, а лишь расщепляет их. Раскалывание используют при заготовке колотых сортаментов — паркетной и бондарной клёпки, топорищ и ручек, кровелькой плитки (щепы), штукатурной дранки, а также дров. Во многих случаях раскалывание эффективнее пиления, т.к. позволяет простыми приёмами наиболее полно использовать дефектную и дровяную древесину. Инструменты для раскалывания — топоры, клинья -называют деревораскалывающими.
Резание — обработка, при которой разрушаются связи между частицами древесины по строго заданному направлению. Резание осуществляют следующими приёмами: перерубание и тесание, пиление, строгание, циклевание, цинубление, долбление, сверление, резание ножом и шлифование. Цель такой обработки — получение изделия нужной формы и размеров, с требуемой шероховатостью поверхности Перерубание и тесание — основной приём плотничных работ, связанных с первичной обработкой древесного сырья, преимущественно в виде круглых лесоматериалов. Инструменты для перерубания и тесания: топоры и тёсла.Пиление — процесс закрытого резания древесины пилами для разделения её на части. Пила представляет собой многорезцовый инструмент, на рабочей кромке которого расположены зубья (резцы). Прорезь (щель), образующаяся в древесине при пилении, называется пропилом.
Способы обработки древесины
Строгание — резание древесины ножами, при котором траекторией резания является прямая,совпадающая с направлением рабочего движения. Для строганий прямолинейного, криволинейного, плоского и профильного существуют различные рубаночные инструменты (струги).
Циклевание — резание с целью получения высокой чистоты поверхности путём тонкой зачистки древесины твёрдых пород; выполняют резцом, установленным так, что сам процесс резания приближается к скоблению. Инструмент — цикля, которая может быть в виде простой металлической пластины с заточенной кромкой, часто такую пластину закрепляют в деревянной колодке.
Цинубление — резание, выполняемое с целью выравнивания больших плоскостей под облицовку, а также для зачистки и создания шероховатости поверхности под склеивание. Инструмент для цинубления (цинубель) имеет вид рубанка с круто установленным ножом, на лицевой стороне которого нарезаны параллельные дорожки, образующие на лезвии мелкие зубья. При строгании эти зубья на обрабатываемой поверхности делают многочисленные царапины (мелкие желобки).
Долбление — резание древесины для получения различных выемок, гнёзд и проушин, необходимых для выполнения столярных соединений. Режущими инструментами являются долота, иногда стамески, а вспомогательным инструментом для нанесения ударов — молотки.
Сверление — резание древесины вращающимся инструментом с одновременной подачей его в направлении, параллельном оси вращения. Цель сверления — образование отверстий в древесине. Режущим инструментом при сверлении служат свёрла, вращаемые коловоротом, дрелью или воротком, а также бурава.
Разрезание — частный случай резания, выполняется ножом или стамесками, а также специальными инструментами для резьбы по дереву.
Шлифование — резание, при котором в качестве резцов служат абразивные зёрна, наклеенные на бумагу или ткань. Такая бумага или ткань называются шлифовальной шкуркой. Острые кромки и углы абразивных зёрен при движении шкурки по обрабатываемой поверхности срезают тонкие и узкие стружки; чем меньше зерно, тем тоньше стружки и глаже поверхность.
Источник
Основные способы обработки древесины
Появление на рынке строительных материалов большого количества современной продукции не уменьшает привязанность населения к деревянным строениям и изделиям.
Дерево может служить долго и безукоризненно после проведения профилактических мероприятий. Обработка деревянных изделий по одной или нескольким технологиям гарантирует комплексную защиту от многих внешних воздействий.
Факторы угрозы для качества деревянных изделий
В течение эксплуатации в условиях помещений или улицы на деревянные материалы оказывает влияние множество обстоятельств. Наружные изделия подвергаются следующим воздействиям:
- солнечному облучению;
- атаке паром и непосредственно водой из осадков;
- инфицированию грибками, бактериями, насекомыми;
- механическим нагрузкам.
Во внутреннем пространстве строений агрессивные влияния менее заметны, но они тоже играют существенную роль в поддержании хороших эксплуатационных качеств древесины.
Для сохранения свойств деревянных изделий применяются разные способы: химическая, механическая (физическая), комплексная обработка. Некоторые приемы могут быть выполнены только в цехах со специальным оборудованием, другие можно вполне реализовать в домашних условиях.
Способы защиты деревянных поверхностей
Нанесение на древесину химических веществ использовалось еще в древние времена, когда о науке не было представления. Для этих целей применяли растительные масла, смолы, деготь, природные тонирующие реагенты защитного действия. На современном рынке имеется большое количество сложных, совершенных по действию композитов, которые применяются наравне со старыми средствами.
Химический
Защита древесины с помощью химических составов проводится следующими средствами:
- маслами и им подобными веществами;
- лакокрасочной продукцией;
- антисептиками;
- грунтовками.
Выпускают составы, оказывающие комбинированное действие на древесину. В результате обработки такими средствами изделие становится устойчивым практически к любым внешним воздействиям повседневного характера.
Масло
Масло для пропитывания древесины выделяют из подсолнечника, льна, тикового и тунгового деревьев. Иногда используют дегтярное масло, полученное из березы. Средства отличаются хорошими экологичными качествами, создают эффективный защитный покров при условии грамотно проведенной подготовки основы, включающей тщательную очистку и механическую обработку.
Масла обладают хорошей проникающей способностью, создают красивый художественный эффект на поверхности, стойко переносят изменения температуры, включая понижение до отрицательных значений.
Продуктом, полученным из некоторых видов масел, является олифа, которую издавна применяли и продолжают использовать для обработки древесины своими руками. В результате продолжительного застывания на деревянных поверхностях образуется природный полимерный слой, не допускающий проникновения влаги, микробов.
Эффективный прием, позволяющий получить качественную поверхность, сводится к распределению тонкого слоя олифы в несколько стадий, между выполнением которых изделие должно находиться в чистом помещении без пыли. При таком исполнении работы древесина не будет загрязняться, поверхностное покрытие не будет липнуть; а олифа успешно полимеризуется с образованием чистой пленки.
Воск по химической природе близок к растительным маслам, он тоже является разновидностью простых липидов. Восковые покрытия эффективны на изделиях из древесины для домашнего использования. Полученный поверхностный слой сохраняет естественную красоту дерева, украшает мебель, двери между комнатами.
Лаки и краски
Для защитной обработки древесины часто применяют лаки и краски, ассортимент которых разнообразен, отличается по составу, ценам, способам нанесения. Обычные лаки покрывают дерево прозрачной пленкой, эффективны в использовании для предметов домашнего интерьера. Мощные атмосферные воздействия простой лаковый слой не выдержит, но у него повышенная стойкость к истиранию, что полезно при нанесении на мебель, внутреннюю отделку помещений.
Обратите внимание! Для наружных работ предназначены специальные виды лаков с мощным водоотталкивающим действием. Они характеризуются повышенной эластичностью, не склонны образовывать трещины.
Краски для дерева обязательно содержат пигмент, формирующий цвет, и какой-либо растворитель. Если пигмент растворен в воде, то с такой краской можно работать без опасений. Единственное специфическое условие заключается в том, что при избыточной влаге в окружающем пространстве водорастворимая краска будет очень долго сохнуть, может плохо зафиксироваться на поверхности древесины.
Краски на основе органических жидкостей высыхают гораздо быстрее, но проводить обработку ими нужно только в респираторе. Пары растворителей синтетической природы токсичны, при вдыхании могут вызывать отравление. Защитный слой, сформированный многими красками, демонстрирует условную эффективность при эксплуатации изделий на улице, потому что через некоторое время в нем могут появляться малозаметные трещины, способные пропускать влагу и микроорганизмы.
Для улучшения закрепления краски на деревянной основе целесообразно предварительно нанести грунтовку, которая во многих случаях содержит антисептики. Таким способом можно предотвратить размножение плесневых грибков, микробов, вызывающих гниение, продлить срок благополучной эксплуатации изделий. Грунтовки многофункционального действия содержат в составе антипирены, понижающие воспламеняемость и способность поддерживать горение природного материала.
Физический
Естественное дерево обладает присущей ему природной влажностью, которая сохраняется при изготовлении пиломатериалов. Молекулы воды концентрируются как в сердцевине, так и в наружных слоях стволов. При плохом просушивании дерева в процессе эксплуатации вследствие испарений влаги из центральных слоев может происходить растрескивание с образованием как мелких, так и очень глубоких расщелин.
Предотвратить нарушение целостности позволяет сушка под вакуумом или без изменения давления. В результате такой физической обработки удается получать древесину с требуемой концентрацией влаги, не превышающей 10% от всей массы.
Обычная сушка без изменения давления проводится при интенсивном вентилировании рабочего помещения в течение 10-15 дней. Если процесс проводить в вакууме, качественную древесину с требуемыми показателями влажности и хорошими внешними характеристиками можно получить за пару дней.
В естественных условиях древесина может сохнуть месяцами.
Обратите внимание! Максимальный защитный эффект обеспечивает термообработка древесины с помощью специального оборудования.
На первом этапе материал прогревают в отсутствии воздуха при температуре, достигающей 180 ℃. При этом происходит полное обезвоживание сырья, гибель всех микроорганизмов и грибков, ранее проживавших в дереве. После интенсивной безвоздушной термообработки сырье прогревают паром при повышенном давлении и температуре, достигающей 240 °С.
Полученная древесина обладает высокими прочностными характеристиками, лишена биологических загрязнений. При желании можно сделать термопечи с подобным действием во дворе частного дома. Однако дело это затратное, оно оправдывает себя только при необходимости проведения постоянной работы с деревом.
Комбинированный
При наличии производственных возможностей древесину обрабатывают, сочетая несколько видов воздействий.
Сначала проводят термообработку, добавляя на втором этапе к водяному пару вещества с антисептическими и антипиреновыми свойствами. В таких условиях они могут глубоко проникать в материал, формируя там защитную среду.
Затем древесину помещают в герметическое пространство, насыщенное химическими реагентами, повышают давление до 12 атмосфер. В таких условиях осуществляется вакуумная пропитка, полученная древесина демонстрирует высокую стойкость ко всем видам воздействий.
Комбинированная обработка, включающая вакуумирование в атмосфере, насыщенной химическими препаратами, называется импрегнированием, считается одним из самых эффективных методов защиты древесины.
Механический
Помимо повышения степени защищенности сырья, большое значение имеет квалифицированное выполнение работы по приданию нужных размеров и формы изделиям. Для этого существуют механические способы обработки, включающие резку, колку, гнутье, прессование.
Часто по старинке используют топор, которым при определенных навыках тесать и рубить очень удобно. Для распиливания существует несколько видов пил, которые отличаются приспособленностью для продольно или поперечно направленной работы. Есть инструмент универсального действия, с помощью которого легко можно сделать любые распилы.
Последующая обработка выполняется строганием рубанками с одним или двумя ножами, шерхебелем, фуганками. Если нужно сделать углубления, не обойтись без долота, которым легко изготавливаются пазы любой формы.
Работать руками, затрачивая только физическую силу, можно непродолжительное время с ограниченным количеством древесины. Если ведется серьезное строительство или изготовление комплекта мебели, желательно обзавестись электрическими или бензиновыми инструментами, деревообрабатывающими станками.
Выбор электрических пил, лобзиков, фуганков, рубанков, шлифовальных машин, фрезеров и дрелей разнообразен, отличается по производительности, мощности и стоимости. Для изготовления цилиндрических изделий, производства ручек, стоек, балясин проводят токарную обработку на станках.
Применение существующих методов обработки позволяет создавать большой ассортимент изделий на любой вкус заказчика.
Источник
