Виды резания древесины относительно волокон

Древесина имеет характерное волокнистое строение, поэтому одним из важнейших параметров процесса резания является ориентация древесных волокон относительно направления резания. Различают три основных вида резания древесины: вдоль волокон, в торец и поперек волокон.

При резании вдоль волокон плоскость и направление резания параллельны волокнам древесины. Острый резец легко разрушает (или разделяет) волокна древесины, обработанная поверхность получается более качественной (менее шероховатой). Форма стружки зависит от толщины снимаемого слоя древесины. Толстая стружка надламывается по длине, а более тонкая образуется в виде непрерывной ленты.

При резании в торец плоскость и направление резания перпендикулярны к волокнам древесины. При этом стружка скалывается по слоям древесины и создается более шероховатая поверхность, чем при резании вдоль волокон древесины.

При резании поперек волокон плоскость резания перпендикулярна волокнам древесины. Стружка получается непрочной, обработанная поверхность — шероховатой. Указанные три вида резания приемлемы только для древесины прямослойного строения. Даже при небольшом наклоне волокон (свилеватости, косослое) происходит смешанное резание. Примером такого резания служит обработка древесины вращающимися резцами с помощью электрофицированных инструментов и на деревообрабатывающих станках.

По количеству одновременно режущих кромок резца резание древесины бывает открытое, полузакрытое и закрытое. Если образуется одна плоскость резания и стружка срезания со всей обрабатываемой поверхности, то такое резание нарывают открытым (строгание, фрезерование одновременно по всей поверхности). Когда при обработке древесины получается сразу две смежные поверхности, то резание считают полузакрытым (создание четверти). Если при обработке образуются одновременно три смежные поверхности, то такое резание называют закрытым (выборка паза). Сверление отверстия, выборку гнезда и пиление также относят к закрытому резанию.

	1. Для пиления вдоль волокон
	2. Для поперечного пиления
	3. Для смешанного пиления

Сила резания и качество обработки древесины

Под силой резания понимают усилие, которое необходимо приложить к резцу для преодоления силы воздействия древесины на резец, возникающей при его движении. Качество обработанной поверхности древесины в первую очередь характеризуется ее шероховатостью. Свойства древесины разных пород неодинаковы, поэтому при их обработке требуется различная сила резания. Чем выше плотность (объемная масса) и соответственно твердость древесины, тем труднее она поддается обработке. Так, легче обрабатывать древесину сосны, чем березы, а березы, чем дуба. Влажную древесину можно обрабатывать при меньшей силе резания, чем сухую. При резании древесины вдоль волокон сила резания примерно в 2 раза меньше, чем при резании в торец, а при резании поперек волокон примерно в 4 раза меньше.

Сила резания и шероховатость обработанной поверхности зависят не только от направления резания, породы и влажности древесины, но и от геометрии резца и величины угла его заострения, а также от величины угла резания. При уменьшении угла заострения резца сила резания также уменьшается. Однако при малом угле заточки резец быстро изнашивается (затупляется), особенно при обработке твердой и сучковатой древесины. Поэтому угол заострения должен быть не менее 20°.

С увеличением угла резания повышается качество обработки древесины, но увеличивается сила резания. Минимальный угол резания должен составлять 40°, а максимальный 75°. Однако могут быть случаи, когда угол резания достигает 90° и даже более. Задний угол должен быть не менее 10°, так как при меньшей его величине увеличиваются сила трения и сила резания. Увеличение толщины срезаемого слоя древесины и затупление лезвия резца также повышают силу резания.

Процессы резания древесины

При изготовлении столярно-плотничных изделий и конструкций чаще применяют такие процессы резания древесины, как пиление, строгание, циклевание, фрезерование, сверление, долбление и шлифование. Реже выполняют обработку древесины топором, резание ее стамеской и специальными ножами при декоративной обработке (резьбе, инкрустации и т.п.).

Пиление древесины процесс закрытого резания древесины ленточными или круглыми (дисковыми) пилами для разделения ее на части с целью получения заготовок заданных размеров и формы. Пила представляет собой многорезцовый инструмент, на рабочей части которого расположены зубья (резцы). При пилении древесины в ней образуется зазор (щель), называемый пропилом. Пиление производят при различных движениях пил: прямолинейном возвратно-поступательном (ручными пилами и на лесопильных рамах), прямолинейном (на ленточнопильных станках) и вращательном (ручными дисковыми электропилами и на круглопильных станках).

Строгание резание древесины ножами при прямолинейном движении резца. Строганием снимают тонкий слой древесины стружку постоянной толщины. Его применяют для получения ровной и гладкой поверхности древесины. Разновидностями строгания являются циклевание и резание стамеской древесины. Строгание выполняют ручными стругами (рубанком, фуганком и т. п.) и циклей, а также на циклевальных, шпонострогальных и других станках. Путем строгания заготовкам придают требуемые размеры и форму.

Вместо строгания часто производят фрезерование древесины. Строгание или фрезерование древесины может быть прямолинейным, криволинейным, плоским и профильным (формирование четвертей, пазов и др.).

Фрезерование резание древесины вращающимися резцами (ножевыми головками, фрезами), при котором траекторией резания является циклоида, а форма снимаемой стружки серповидная. По ориентации вращения режущего инструмента относительно поверхности заготовки и вида ее обработки различают цилиндрическое, коническое, профильное и торцовое фрезерование. Чаще используют цилиндрическое фрезерование (ручными электрорубанками, на фуговальных и рейсмусовых станках), когда ось вращения инструмента и его лезвия параллельны обрабатываемой поверхности, а лезвия резцов описывают в пространстве цилиндрическую поверхность. Коническое и профильное фрезерование выполняют в основном на фрезерных и четырехсторонних продольно-фрезерных станках, когда лезвия резцов описывают в пространстве коническую (скашивание кромки заготовки получение фаски) или более сложную профильную (отборка калевки, галтели и т. п.) поверхности. При торцовом фрезеровании ось вращения инструмента перпендикулярна к поверхности обработки (как при сверлении отверстий), боковые лезвия описывают в пространстве цилиндрическую поверхность, а торцовые поверхности круга или кольца (например, при выборке гнезд концевой (торцовой) фрезой на копировально-фрезерном или сверлильно-пазовальном станке).

Сверление закрытое резание древесины вращающимися инструментами (сверлами) с одновременной подачей их или обрабатываемых заготовок в направлении оси инструментов. Траекторией движения резания является винтовая линия. Резцы располагаются на нижнем конце (торце) сверла, а форма получаемой стружки винтообразная. В результате сверления создают отверстия и гнезда. Сверление может выполняться ручными сверлилками (коловоротом, буравом и др.), ручными электрическими и пневматическими сверлильными машинами, на сверлильных, сверлильно-пазовальных и фрезерно-копировальных станках.

Долбление — это выборка гнезд для шипов или оконных и дверных изделий долотом, стамеской или на долбежных станках. Применяют цепнодолбежные станки, режущим инструментом которых является фрезерная цепь. Для получения гнезд под оконные и дверные блоки используют специальные долбежные станки с вибрационным режущим инструментом.

Шлифование — обработка древесины шлифовальной шкуркой. Резцами служат специальные абразивные зерна (электрокорунда, монокорунда, карбида кремния, стекла и др.), наклеенные на бумагу или ткань. Шлифование является заключительной операцией механической обработки древесины перед ее отделкой. Шлифованием удаляют с поверхности древесины неровности и придают ей требуемую гладкость и ровность, а обработанным деталям - точность нужных размеров и формы. Шлифование используют как промежуточную операцию при отделке древесины для выравнивания лакокрасочных покрытий. В отдельных случаях шлифование древесины выполняют шлифовальными кругами, а отделочных покрытий — порошками или пастами.