Теория элементарного резания
Наиболее распространённым способом механической обработки древесины является резание со снятием стружки. Менее распространён способ резания без образования стружки.
Стружка – это малая часть материала срезаемая за один проход резца.
Срезание стружки одним клинообразным резцом производящееся только одной режущей кромкой при прямолинейном равномерном движении резца и постоянной толщине стружки и ширине меньшей чем длина лезвия называется элементарным резанием.
(к рис. «г») 3-2-1-4-передняя кромка резца; 2-5-1-6-нижняя кромка резца; 2-3-5, 1-4-6 и 2-3-5–боковые грани резца.
Угловые величины элементарного резца: α-угол наклона задней грани резца; β-угол заострения резца; γ-угол между передней гранью резца и направлением резания (передний угол); δ-угол между передней гранью резца и направлением резания.
Соотношение углов в элементарном резце:
α + β= δ
Резание характеризуется направлением движения резца по отношению к волокнам древесины, толщиной стружки, её шириной, а так же скоростью резания.
Движение резца обеспечивающее срезание одной стружки и образования поверхности резания называется движением резания.
Движение резца или обрабатываемого материала определяющее смещение двух соседних поверхностей резания и обеспечивающее последовательное срезание новых стружек называется движением подачи.
Скоростью резания называется скорость движения резца по траекториям резания.
Скорость подачи – это скорость движения резца по траекториям подачи.
В зависимости от направления движения резца относительно волокон различают три вида основных элементов резания:
1. продольное – когда режущая кромка резца движется вдоль волокон и перпендикулярно им. В этом случае образуется ломанная или сливная стружка;
2. торцевое – режущая кромка движется в плоскости перпендикулярной направлению волокон. Образуется только ломанная стружка;
3. поперечное – режущая кромка движется поперёк волокон в плоскости параллельной их направлению.
Встречаются и другие виды резания: продольно-торцевые, поперечно-торцевые и т.д.
Пиление
Процесс пиления более сложен, чем процесс резания элементарным резцом, поскольку в нём участвует несколько режущих кромок и сам процесс происходит в замкнутом пространстве – пропиле.
В зависимости от направления плоскости пропила по отношению к волокнам различают пиление трёх видов: поперечное, продольное и под углом к волокнам более 0°и менее 90°.
Поперечное пиление применяется при валке деревьев, раскряжёвке хлыстов, торцовке пиломатериалов.
Продольное применяется при выпиловке шпал, брусьев, досок и т.д.
Под углом – в столярном деле и при валке деревьев (подпил).
Применяемые на лесозаготовках пилы подразделяют по виду пиления, форме полотна и роду движения.
По виду пиления различают поперечные, продольные и специальные пилы.
По форме полотна пилы подразделяют на прямые, цепные, круглые и ленточные.
По роду движения полотна различают пилы с поступательным, возвратно-поступательным и вращательным движением.
У зуба
пилы различают
три режущие кромки, каждая из граней
зуба должна быть направлена под таким
углом к обрабатываемой поверхности,
который обеспечивал бы наименьшую
величину усилия резания надлежащую
прочность зуба и хорошее качество
поверхности резания. Угловые величины
зуба зависят от назначения пилы. Боковые
и передние кромки 1-3 формируют боковые
плоскости пропила, короткие режущие
кромки 1-2 образуют дно пропила. В
поперечных пилах боковые режущие кромки
производят резание в торец и преодолевают
большое сопротивление по сравнению с
короткой кромкой.
В продольных пилах боковые кромки работают в поперечном направлении, а короткие совершают резание в торец. Все цепные и продольные пилы имеют не симметричные зубья и поэтому работают только в одну сторону.
Поперечные круглые и плоские пилы, как правило имеют симметричные зубья и могут работать в обе стороны.
Каждая режущая кромка зуба образуется пересечением двух плоскостей расположенных под некоторым углом друг к другу.
Угол, образованный пересечением передней и задней гранью зуба называется углом заострения зуба β.
Угол между задней гранью и плоскостью резания короткой режущей кромки называется задним углом α.
Боковая режущая кромка образуется боковой плоскостью 3-1-5 и передней гранью, угол между этими плоскостями называется углом заточки передней грани βδ.
Угол, образованный передней гранью и плоскостью резания называется углом δ и угол между передней гранью и перпендикуляром к направлению резания называется передним углом γ.
Для уменьшения трения полотна пилы о плоскости пропила и предотвращения зажима пилы выполняют развод зубьев.
Величина развода зубьев зависит от твердости древесины. Для твёрдолиственных пород от 1 до 0,3мм, для мягколиственных-0,4-0,6мм на одну сторону.
Для уменьшения трения пилы поверхность пилы может покрываться полимерными материалами.
Ширина пропила считается равной ширине пилы с учётом развода, но фактически больше из-за поперечных колебаний режущей части пилы. Для раскряжёвки применяются в большинстве случаев цепные пилы, на нижних складах – дисковые.