Резание
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 осуществляют различными инструментами, представляющими собой один резец (железка 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, efcd— задней гранью; острие резца dc, образуемое пересечением передней и задней граней, называется режущей кромкой, или лезвием. Угол β (рис. 22, б) между передней и задней гранями резца, образующий режущую кромку, называется углом заострения; угол σ между передней гранью резца и направлением резания называется углом резания; угол а между задней гранью резца и направлением резания называется задним углом, или углом наклона резца; угол у, образуемый передней гранью и плоскостью, перпендикулярной к направлению резания, называется передним углом резца (рис. 22, в).
Поверхность dcnk, образуемая движением режущей кромки (лезвием), называется 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 в виде мелких кусочков древесины, называемых опилками (при обработке пилой).
Резание древесины выполняют в трех направлениях: торцовом, продольном и поперечном (рис. 23, а—в).
При торцовом резании резец под действием силы Р проникает в глубь 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. Обработанная 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, на преодоление трения резца о древесину.
Рис. 22. Простой резец:
а — элементы резца, б — резец для рубанка (железка), в — углы резца рубанка; 1 — фаска (задняя грань), 2 — режущая кромка (лезвие)
Рис. 23. Основные направления резания:
а — торцовое, б — продольное, в — поперечное; 1 — резец, 2 — стружка
Суммарная сила сопротивления продвижению резца называется сопротивлением резания, которое зависит не только от усилия резания, но также от ширины стружки и толщины ее.
Сопротивление резанию, приходящееся на 1 мм2 поперечного сечения стружки, называется удельным сопротивлением резания, которое может быть выражено равенством
К = P/[b·h]
где Р — сила резания, кгс; b — ширина снимаемой стружки, мм; h — толщина стружки, мм.
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 удельное сопротивление при поперечном резании принять за единицу, то отношение коэффициентов удельных сопротивлений резания (торцового, продольного и поперечного) выразится примерно так: Кторц · Кпрод · Кпопер = 6:3: 1, т. е. усилие торцового резания будет в шесть раз, а усилие продольного — втрое больше усилия поперечного резания.
Контрольные вопросы
1. Назовите основные виды резания древесины.
2. Какую форму зубьев имеют пилы для древесины?
3. Какие существуют типы пил и какова область их применения?
4. Какие ручные строгальные инструменты применяются модельщиками?
5. Чем отличается зенкерование от зенкования?
6. Укажите электрифицированный инструмент, применяемый в модельных цехах.
7. Назовите основные правила техники безопасности при работе ручными неэлектрифицированными и электрифицированными инструментами.