Практично можуть бути реалізовані на деревообробних верстатах;
Задовольняють вимоги всіх критеріальних обмежень;
Найбільш повно дозволяють досягнути максимальних або мінімальних значень оптимізуючих параметрів. Різання деревини на верстатах
Класифікація процесів різання
Всі процеси складного різання на верстатах можна поділити по функціональному призначенню на три класи: верстати для ділення, видалення припуску і глибинної обробки.
Підкласи процесів різання характеризуються принципом їх організації – різання з утворенням стружки-відходу, стружки-продукту або безстружкове різання. Схеми різання і застосований ріжучий інструмент дозволяють виділити наступні групи різання: пиляння, лущення, стругання, фрезування, точіння, шліфування, свердління, довбання і ін.
Класифікація процесів верстатного різання
Загальні відомості про пилянні
Пиляння – це процес поділу деревини пилкою на об'ємні недеформовані частини шляхом перетворення в стружку обсягу деревини між цими частинами.
Пилка – багатолезовий ріжучий інструмент, який працює в закритому пропилі. Пропил – це щілина, яка утворюється в деревині при зрізанні зубами вузьких стружок (тирси). У пропила розрізняють бічні стінки і дно, з якими взаємодіють леза (зуби).
Класифікація.
Пиляння – найпоширеніший і різноманітний вид обробки деревини. Його класифікують за кількома ознаками. В залежності від виду головного руху розрізняють пиляння з прямолінійним зворотно-поступальним рухом, з прямолінійним безперервним рухом і з обертальним безперервним рухом. При цьому пиляння може здійснюватися пилами смуговими, стрічковими, дисковими, ланцюговими. Залежно від орієнтації пропила відносно волокон розрізняють подовжнє, поперечне і змішане пиляння. При поздовжньому пилянні площину пилки розміщують паралельно волокнам деревини, а при поперечному - перпендикулярно.
Розширенням пропила
При пилянні бічні ріжучі крайки зубів деформують стінки пропилу. Після проходу зубів стінки пропилу пружно відновлюються, відстань між ними скорочується, і полотно пилки виявляється затиснутим. При роботі в таких умовах сила тертя пилки об стінки пропилу досягає великої величини, і пила сильно нагрівається, подовжується, працювати нею стає неможливо, вона втрачає стійкість. Щоб запобігти затисканню пилки, роблять розширення її зубчастої кромки.
Ширина пропилу завжди повинна бути більше товщини полотна пилки. Якщо ця умова не дотримується, то стінки пропилу затискають пилку.
Розширення пропилу виконують шляхом розведення або плющення зубів, або пили оснащують пластинками з твердих сплавів. При розведенні кінчики зубів відгинають по черзі в різні боки. При плющення кінчики зубів розплющують і формують, надаючи їм форму лопаточок, розташованих симетрично відносно корпусу пилки.
Промисловість випускає також дискові стругальні пилки, стінки корпуса яких мають бічне стоншення під кутом 15о і 25о. Зубчастий вінець таких пилок товстіший полотна, в результаті чого при роботі забезпечується зазор між стінками пропилу і тілом пилки.
Нарешті, після напаювання на зуби пилок пластинок твердого сплаву їх заточують, надаючи форму лопаточок з бічним стоншенням. Лопаточка може бути з прямою або косою заточкою.
Таким чином, у всіх випадках розширення товщини зубчастої кромки більше товщини полотна пилки. Його величина залежить від породи деревини (щільності, твердості), вологості і умов роботи.
Видалення стружки із пропилу при пилянні
Пропил – це вузька щілина, утворена пилкою. Стружка, яка зрізується плющення зубом пилки, має ширину, рівну довжині ріжучої кромки зуба, і потрапляє в пропил.
Через пружність деревини бічні стінки утвореного пропилу після проходу зуба частково відновлюються. В результаті цього ширина пропилу стає менша. Таким чином, стружка виявляється затиснутою з боків стінками пропилу.
При подальшому русі зуба стружка, долаючи сили тертя по стінках пропилу і передньої поверхні зуба, впресовується в міжзубову западину, поступово заповнюючи її. Стружка спочатку впирається в дно западини, надломлюється, згинається, підтискається до передньої поверхні наступної за нею стружкою, яка ковзає вже по попередній стружці. Чим більше шлях зуба в деревині, тим більше накопичується стружок у западині, тим сильніше вона спресовується і треться об стінки пропилу.
У момент врізання зуба в деревину початкова сила тертя стружки об стінки пропилу дорівнює нулю. При подальшому русі зуба сила тертя збільшується пропорційно поверхні стружки, що накопичилася в міжзубовій западині. При виході зуба з пропилу сила тертя досягає максимальної величини.
Таким чином, у порівнянні з відкритим різанням, при пилянні необхідно подолати додатковий опір, що виникає від пресування стружки у западині зубів і від тертя їх в пропилі. На вході зуба в деревину цей опір дорівнює нулю, а на виході досягає максимального значення.
Форма зуба пилки для поздовжнього й поперечного пиляння
Розпилювання деревини може проводитися в різних напрямках по відношенню до волокон. При цьому розрізняють два головних напрямки, з якими найчастіше зустрічаються на практиці – це подовжнє і поперечне. У першому випадку стінки пропилу розташовані паралельно (повздовжньо) волокнам, а в другому – перпендикулярно (поперек). У відповідності з цим розпилювання отримало і різну назву – повздовжнє і поперечне. Процес зрізання стружки при поздовжньому і поперечному пилянні здійснюється по-різному.
Правило пиляння можна сформулювати наступним чином. При входженні зуба в деревину спочатку необхідно перерізати волокна, а потім з найменшим опором відокремити надрізані волокна від масиву і видалити стружку з пропилу.
В повздовжньому пилянні, при русі пилки вниз зуб своєю головною ріжучої кромкою врізається в деревину і перерізає її волокна. Клин зуба проникає в деревину і передня грань прагне відтиснути надрізану стружку від масиву. Так як міцність деревини в повздовжній площині волокон слабка, то надрізана частина стружки сколюється і потрапляє в міжзубову западину. Від стінок пропилу стружка теж сколюється, так що бічні ріжучі кромки пилки не встигають прийняти участі в різанні.
Таким чином, при повздовжньому пилянні основну роботу виконує головна ріжуча кромка зуба. Тому зуб заточують лише по головній ріжучій кромці. Бічні ріжучі кромки не заточують і залишають їх такими, якими вони виходять після насічки зубів.
При поперечному пилянні спочатку треба перерізати волокна деревини. Цю роботу можна виконати тільки бічною ріжучою кромкою. Для цього лезо треба нахилити по ходу вперед. У міру пиляння зуби все глибше проникають в деревину, роблячи надрізи бічними кромками.
Скошена передня грань тисне на середню частину деревини та сколює її то вліво, то вправо вздовж волокон. Сколювання настає при входженні зубів у деревину на глибину 0,8 мм.
Таким чином, при поперечному пилянні деревини основну роботу виконують бічні ріжучі кромки, нахилені вперед і мають скошені передні грані. Для забезпечення цих умов бічні ріжучі кромки пилки заточують з кутом загострення 40 – 45 °.
Період стійкості пилки
Періодом стійкості пилки називають час безперервної роботи нової або відновленої пилки до настання відмови за параметрами стійкості або точності. Чим більше період стійкості, тим менше зношення лез пилки, тим менше часу витрачається на підготовку і установку різального інструменту на верстат, тим вище продуктивність і якість оброблених поверхонь.
Методи підвищення періоду стійкості в даний час розглядають головним чином на підсистемному рівні, тобто на рівні підбору складу і структури металу (сталі інструментальні якісні, високоякісні, леговані, швидкорізальні, тверді сплави та ін.)