6. Фактори, що впливають на питому роботу різання

На величину питомої роботи різання впливають такі фактори: порода та вологість деревини, товщина стружки, напрямок різання, величина кута різання, швидкість різання, затуплення різця, кількість різців.

Залежність питомої роботи різання від породи оброблюваної деревини дуже суттєва. Якщо для сосни при різанні у торець та куті різання δ = 45° питома робота різання дорівнює 1,75 Дж/см³, то за тих же умов для берези вона дорівнює 2,85 Дж/см³, а для дуба - 3,15 Дж/см³.

Вологість деревини має менший вплив. При різанні вздовж та впоперек волокон більш сухої деревини питома робота різання дещо знижується. Питома робота при різанні у торець зі зменшенням вологості змінюється незначно.

На питому роботу різання суттєво впливає товщина стружки, причому питома витрата енергії зі збільшенням товщини стружки зменшується.

Різний за величиною опір деревини торцьовому, поздовжньому та поперечному різанню. Максимальна потужність затрачається при різанні у торець, а мінімальна - впоперек волокон.

Збільшення кута різання призводить до значного збільшення питомої роботи різання. Якщо кут різання змінюється від 45° до 90°, то питома робота різання зростає приблизно у два рази.

При збільшенні швидкості різання від 30м/с до 50м/с питома робота різання зменшується. Подальше збільшення швидкості різання призводить до збільшення витрати енергії на різання.

У процесі різання різець затуплюється (стирається та викришується) і питома робота різання збільшується.

Зменшення кількості різців (зубців пил, ножів у ножовій головці, фрез) за інших рівних умов призводить до збільшення товщини стружки, що припадає на один різець, та, відповідно, до зниження питомої роботи різання.

7. Способи різання деревини

До основних способів обробки деревини різанням відносяться пиляння, стругання, фрезерування, свердління, довбання, точіння, шліфування, а також розрізання ножицями або ножами листової деревини (різання без стружкоутворення).

Пиляння (рис. 3, а) застосовується для поздовжнього та поперечного розділення деревини на частини за допомогою пилок. Пилка є багаторізцевим інструментом у вигляді полотна кінцевої довжини, нескінченної стрічки або диска з розташованими на робочій кромці ріжучими зубцями.

Рис. 3. Способи різання деревини: а – пиляння; б – стругання;

в – фрезерування; г – свердління; д – ланцюгове довбання (фрезерування)

Застосовують три види пилок: рамні, стрічкові та круглі. Рамні пилки виготовляють у вигляді довгих вузьких тонких стальних полотен, причому на одній зі сторін насічені зубці. Стрічкова пилка має форму тонкої нескінченної стрічки з зубцями на одній кромці. Круглі пилки – тонкі стальні диски з розташованими на робочій кромці ріжучими зубцями.

Геометричні параметри зубців пилок такі: крок зубців t - відстань між зубцями пилки; міжзубцева впадина - простір між сусідніми зубцями; висота зуба h - найкоротша відстань між лініями, що обмежують вершини та впадини зубців.

Пиляння відбувається при прямолінійному зворотно-поступальному (рамні пилки), прямолінійному (стрічкові пилки) та обертальному (круглі пилки) русі інструмента. При пилянні деревина, що розміщена між стінками пропилу, перетворюється в тирсу. Основні параметри рамних та стрічкових пил: ширина полотна В та товщина С; круглих пил: діаметр D та товщина В (або b).

Розпилювальні верстати, залежно від використовуваних пилок, поділяють на три основні групи: лісопильні рами, стрічкопилкові та круглопилкові верстати.

Лісопильні рами призначені для поздовжнього розділення колод на дошки та бруски. Стрічкопилкові верстати застосовують для поздовжнього розділення колод (колодорозпилювальні), поздовжнього розділення дощок та горбилів (розділювальні) і криволінійного випилювання по контуру (столярні). Круглопилкові верстати використовують для поздовжнього та поперечного розділення колод, дощок та інших деревних матеріалів.

Стругання (рис. 3, б) застосовується для обробки поверхонь деталей з метою видалення з них нерівностей, що утворилися при фрезеруванні, а також для одержання струганого шпону та тонкої дощечки. Стругання відбувається за допомогою ножів, що знімають стружку постійної товщини.

При струганні або оброблювана деревина нерухома, а ножі здійснюють зворотно-поступальний рух, або ножі нерухомі, а оброблювана деревина рухається. Стругання виконують за допомогою циклювальних, шпоностругальних, деревностружкових та дощечкостружкових верстатів.

Фрезеруванням (рис. 3, в) виробам надають певні розміри та форму. Воно виконується за допомогою обертових фрез або плоских ножів, що закріплені у ножових головках. З’ємні плоскі ножі застосовують переважно для фрезерування плоских поверхонь, а фрези – для фігурних та вузьких плоских поверхонь.

При фрезеруванні виконують рух подачі деревиною. При цьому виді різання знімається серпоподібна стружка змінної товщини.

Для фрезерування використовують такі верстати: фугувальні – для вирівнювання однієї або двох суміжних поверхонь деталі; рейсмусові – для зняття з деталі зайвого шару деревини (на рейсмусових верстатах для деталей, що надходять від фугувальних верстатів, обробляється та сторона, яка є протилежною до сфрезерованої на фугувальному верстаті); чотирьохсторонні поздовжньо-фрезерні верстати виконують одночасно фрезерування прямолінійної заготовки з чотирьох сторін для надання їй однакових розмірів та конфігурації по усьому перерізу. Фрезерні верстати призначені, головним чином, для надання кінцевих розмірів та форми криволінійним заготовкам; шипонарізні верстати - для одержання шипів та вушок.

Свердління (рис. 3, г) застосовують для утворення в деталях круглих та довгастих отворів. Обробка деревини виконується обертовими свердлами.

Довбання (рис. 3, д) застосовують для одержання у деревині прямокутних отворів (гнізд). Для довбання використовують рухомий нескінченний ланцюжок, що складається з ланок з різцями (ланцюговодовбальні верстати), а також порожнисте квадратне долото або комбіноване зі свердлом (долотодовбальні верстати).

Точіння дозволяє одержати тіла обертання. Різання виконується за допомогою різця при обертанні виробу (токарні верстати) або обертовою ножовою головкою, в середині якої проходить заготовка квадратного перерізу (круглопалкові верстати).

Шліфування необхідне для завершальної обробки виробів з метою видалення нерівностей, що залишилися після попередньої обробки. При шліфуванні деревини різцями служать абразивні зерна, що закріплені на паперовій чи полотняній основі.

До різання без стружкоутворення відносяться: розрізування шпону ножицями у фанерному виробництві; висікання штампами бракованих місць у листах шпону.

Лекції 4, 5. Дереворізальний інструмент

План

1. Рамні пилки.

2. Круглі пилки.

3. Стрічкові пилки.

4. Ножі.

5. Фрези.

6. Свердла.

7. Довбальний інструмент.

Література [1, 2, 3, 6]

1. Рамні пилки

Рамні пилки є ріжучим інструментом лісопильних рам. Вони призначені для поздовжнього розпилювання колод та брусів на дошки. Основними розмірними характеристиками рамних пилок є товщина, ширина та довжина полотна, а також кутові параметри зубців.

Рис. 4. Профіль зубців рамних пилок

Пилки виготовляють із легованої сталі з насіченими зубцями та з приклепаними планками або з приклепаними захватами без планок. Пилки для вертикальних лісопильних рам виготовляють від 1100мм до 1950мм, шириною від 160мм до 180мм та товщиною від 1,6мм до 3,2мм. Профіль зубців (рис. 4) для усіх пилок однаковий – з ломанолінійною задньою гранню.

Кут загострення β та передній кут γ для усіх розмірів пилок є однаковими, відповідно 47° та 15°. Висота зубців h, довжина задньої грані l та радіус заокруглення впадини r змінюються зі зміною кроку зубців t.

Полотно пилки повинно бути плоским. Проміжок між горизонтальною плитою та покладеною на неї пилкою не повинен перевищувати 0,15мм. Викривлення, випучування необхідно виправити на ковадлі за допомогою проковувальних молотків.

Ефективна робота рамної пилки залежить від правильної її підготовки. Для вільного руху пилки в деревині ріжучу кромку необхідно збільшити шляхом розведення або плющення зубців. Плющення – найбільш раціональний метод збільшення ріжучої кромки пилки. Плющення виконують вручну за допомогою спеціального інструмента або на напівавтоматичних верстатах. Форму вершини зубця після плющення зображено на рис. 5,а. Розплющені кінчики зубців повинні лежати на одній прямій з допустимим відхиленням 0,8...1,0мм для деревини хвойних порід.

Рис. 5. Форма вершин зубців після плющення (а), формування (б) та розведення (в)

Після плющення зубці формують з метою вирівняти вершини зубців (рис. 5,б). Цю операцію виконують на напівавтоматичних верстатах або вручну за допомогою спеціального інструмента – формовки. Після формування відхилення кінчиків зубців від прямої лінії повинні бути в межах 0,75...0,8мм для розпилювання хвойних порід влітку, а взимку - 0,65...0,7мм. Плющення та формування виконуються через 3...4 години роботи пилки.

Розведення зубців пилок (рис. 5,в) виконується вручну за допомогою спеціального інструмента (розводка та шаблон) або на верстатах. Величина розведення зубців на бік для хвойних порід: взимку – 0,6...0,7мм, влітку 0,7...0,8мм; для твердих порід (бук, дуб) – 0,45...0,6мм. Розведення відновлюють через кожні 2...3 години роботи пилки.

Наступними операціями у підготовці зубців пилки є фугування та шліфування, які виконують на спеціальних верстатах або вручну за допомогою напилків та брусків з дрібнозернистою фракцією.

Останньою операцією підготовки пилок є заточування зубців, що виконується після кожного плющення та розведення для відновлення ріжучих властивостей. При заточуванні необхідно зберігати незмінність профілю зубців. Ріжучі грані зубців повинні мати рівну та гладку поверхню без дефектів. Заточування пилок виконують на спеціальних верстатах.