Резание древесины и дереворежущий инструмент, Ч.2. (90

60 % по сравнению с производством ящиков из пиленых дощечек.

Вспичечном производстве лущением получают шпон, идущий на изготовление спичечной соломки и коробок.

Вкарандашном производстве лущением можно получать шпон для высококачественной карандашной дощечки. Карандаши из шпоновой дощечки кедра сибирского по качеству и чиночным свойствам полностью отвечают требованиям технических условий. Вместе с тем при изготовлении карандашных дощечек из шпона существенно повышается коэффициент использования древесины в карандашном производстве: полезный выход увеличивается до 28...31 %, тогда как при существующем способе выпиловки дощечек он составляет около 15 % (считая от объема бревна).

Впроизводстве паркетных досок для полов получение планок лицевого покрытия методами лущения и строгания

позволяет снизить расход древесины твердых лиственных пород на 1 м2 паркетной доски почти в 3 раза по сравнению с выпиливанием их на круглопильных станках.

4.5.Порядок выполнения работы

1.Изучить разделы 4.1 – 4.4 настоящей работы.

2.В соответствии с выданным заданием определить мощность и силы резания при лущении.

Контрольные вопросы

1.Что называется процессом лущения?

2.Образование чего является отличительным признаком процесса лущения?

3.В чем заключается технологическое назначение процесса лущения?

4.Чем является абсолютная траектория перемещения

11

лезвия ножа в древесине?

5.Назначение прижимной линейки.

Библиографический список

1.«Резание древесины и древесных материалов»/ В. И. Любченко. – М: МГУЛ, 2002. – 310 с.

2.«Станки и инструменты мебельного производства»/ В.И. Любченко, Г.Ф. Дружков. – М.: Высшая школа, 1990. – 360 с.

Лабораторная работа 5

СТРОГАНИЕ, КАК ПРОЦЕСС СТАНОЧНОГО РЕЗАНИЯ

Цель работы: практическое освоение экспериментального метода определения кинематических и динамических характеристик процесса строгания, установление численных величин этих характеристик.

5.1. Общие сведения

Строгание – это процесс резания, при котором режущий инструмент перемещается по отношению к обрабатываемому материалу по прямолинейной траектории. Получаемая при строгании стружка в поперечном сечении имеет форму прямоугольника. Движение резания при строгании может осуществляться режущим инструментом при неподвижной заготовке или заготовкой при неподвижном режущем инструменте. Строганием получают стружку-продукт и выравнивают поверхности. Строгание может быть продольным и поперечным. При продольном строгании стружка-продукт получаются в виде тонких дощечек (дранки). Выравнивание поверхности заготовок при продольном строгании производится с помощью гладильных

12

и циклевальных ножей соответственно на строгальных и циклевальных станках. При поперечном строгании стружка- продукт получается в виде облицовочного (строганого) шпона на шпонострогальных станках по двум схемам: горизонтальной или вертикальной. При горизонтальной схеме главное движение (резание) совершает нож, а движение подачи материал (кряж, брус, ванчес). При вертикальной схеме главное движение совершает материал (кряж, брус, ванчес), а движение подачи нож. Главное движение (резание) в этих схемах – прямолинейное возвратно– поступательное, а движение подачи периодическое поступательное.

Строгание характеризуется получением стружки постоянного поперечного сечения при движении либо лезвия относительно неподвижной в процессе резания заготовки (кряжа), либо заготовки относительно неподвижного ножа.

Наибольшее практическое применение имеют процессы поперечного строгания древесины на облицовочный шпон толщиной 0,6-0,8 мм и на дощечки толщиной 5-15 мм.

Целью процесса строгания шпона является получение листовой стружки с красивой текстурой.

Вконструкциях шпонострогальных станков реализуют две схемы строгания: горизонтальную и вертикальную (рис. 5.1).

Вгоризонтальной схеме (рис. 5.1 а) главное движение сообщается ножу, режущая кромка которого расположена в горизонтальной плоскости. Во время резания кряж 1 остается неподвижным, а в конце холостого хода ножевого суппорта подается вертикально вверх на заданную толщину срезаемого слоя. При вертикальной схеме строгания (рис. 5.1 6) кряж 1 (брус или ванчес) совершает прямолинейное возвратно-поступательное перемещение Dг в вертикальной плоскости, в то время как нож 2 остается неподвижным. Подача ножа Ds на толщину слоя происходит в конце холостого перемещения кряжа вверх.

13

Кряж на толщину шпона подается толчками в конце холостого хода суппорта. Подача может задаваться в широких пределах: 0,05... 10 мм.

Стружка при строгании получается в виде отдельных листов постоянной толщины с текстурой, соответствующей тангенциальному, тангенциально-торцовому, радиальному и полурадиальному срезам. Размеры стружки по длине и ширине определяются размерами и формой строгаемого кряжа.

К угловым характеристикам подготовки и установки ножа относительно поверхности резания при строгании предъявляются те же требования, что и при лущении. Это минимальный угол резания δ =16…19 о, достигаемый за счет минимально допустимых углов заострения β и заднего α . Лучшие результаты получаются при углах β = 16...17° и α = 1...20.

Резание при строгании шпона обязательно ведется с наклоном режущей кромки лезвия к оси кряжа и, таким образом, к направлению волокон под углом λ = 10...12 °. Это позволяет уменьшить усилие на ноже при входе в кряж. Кроме того, при наклонной установке ножа в каждый момент резания лезвие соприкасается со многими волокнами (пучками волокон), сила резания распределяется между ними и поэтому уменьшается опасность вырыва волокон, слабо связанных в поперечном направлении. Наклон ножа обеспечивает получение более гладкой поверхности шпона.

Оптимальную геометрию прижимной линейки характеризуют (см. рис. 4.2) угол обжима древесины передней гранью δ 'л = 20° и угол обжима древесины нажимной гранью δ "л = -5°. При расположении задней грани (базовой поверхности) линейки в шпонострогальных станках нормально к поверхности резания (а + δ = 90°) рекомендуемым значениям углов δ 'л и δ "л соответствуют углы заострения прижимной линейки: β 'л = 70 °; β "л = 95° + δ . Ширина нажимной грани прижима Нл может не регламентироваться строго. Для стандартных толщин шпона

15

рекомендуется прижим без нажимной грани (Нл = 0).

Радиус округления рл передней кромки линейки (точка I на рис. 4.2 б) должен быть не менее 100–150 мкм. Для пород древесины с ярко выраженными структурными различиями ранней и поздней зоны годового слоя и для толстых (более 1 мм) слоев минимальное значение рл должно быть больше. Задняя кромка линейки (точка II) активной роли не играет, радиус ее округления не регламентируют.

Оптимальная установка прижимной линейки относительно

отличается от схемы сил при лущении: нужно только повернуть рисунок на 90 ° против часовой стрелки и принять во внимание, что поверхность резания будет плоской. Так как процесс строгания не имеет существенных отличий от лущения по условиям стружкообразования, то для силовых расчетов по этим процессам правомерно использовать одни и те же зависимости и справочные материалы (см. табл. 4.1).

Строгание дощечек осуществляется по схеме, показанной на рис. 4.2 в: заготовка 1 базируется на неподвижном столе 5 верхним прижимом 3. Боковой толкатель 4 подает и прижимает заготовку к базирующему ограничителю, который вместе с ножом 2 образует суппорт, движущийся по стрелке DГ. Суппорт снабжен прижимной линейкой 6.

5.3. Силы и мощность строгания

Сила резания при строгании древесины (без линейки): Fz = Kbh; нормальная сила: FY = mFz = (0,5... 1,2) Fz.

Мощность резания, кВт, при строгании определяется по формуле

16

где К – удельная сила (удельная работа) резания, Н/мм2; b – ширина строгания, мм; h – толщина стружки (шпона), мм.

5.4.Порядок выполнения работы

1.Изучить разделы 5.1 – 5.3 настоящей работы.

2.В соответствии с выданным заданием определить мощность и силы резания при строгании.

Контрольные вопросы

1.Что называется процессом строгания?

2.В чем заключается технологическое назначение процесса строгания?

3.Чем является абсолютная траектория перемещения лезвия ножа в древесине?

4.Каким углом характеризуется оптимальная установка прижимной линейки относительно ножа?

Библиографический список

1.«Резание древесины и древесных материалов»/ В. И. Любченко. – М: МГУЛ, 2002. – 310 с.

2.«Станки и инструменты мебельного производства»/ В.И. Любченко, Г.Ф. Дружков. – М.: Высшая школа, 1990. – 360 с.

17

Лабораторная работа 6

ШЛИФОВАНИЕ

Цель работы: практическое освоение экспериментального метода определения кинематических и динамических характеристик процесса шлифования, установление численных величин этих характеристик.

6.1.Общие сведения

Взавершающей стадии технологического процесса детали из древесины и древесных материалов, а также лакокрасочные покрытия обрабатывают абразивными (соскабливающими) материалами или инструментами. Абразивную обработку можно вести незакрепленными зернами (свободными абразивами) или абразивными зернами, связанными в целое тело, называемое абразивным инструментом.

Процесс абразивной обработки включает механические, тепловые, химические и другие процессы.

Механические явления сводятся к резанию материала абразивными зернами с отделением тонких узких стружек и к трению, сопровождающемуся изнашиванием обрабатываемой поверхности вследствие многократного ее деформирования. Соотношение между процессами резания и трения определяется свойствами обрабатываемого материала, геометрией и физико- механическими свойствами абразивных зерен, величиной рабочего давления и скоростью рабочего движения.

Тепловые явления – нагрев материала в зоне обработки – могут проявляться в прижоге поверхности древесины или древесного материала, размягчении и пластическом деформировании пленки лакового покрытия и т.п. Они должны учитываться при назначении и контроле режимов шлифования.

18

Химические явления могут проявляться в быстропротекающем образовании окисных пленок и адсорбционных слоев, которые легко удаляются движущимися абразивными зернами. При шлифовании древесных материалов и лаковых покрытий химические явления не играют существенной роли.

Процесс абразивной обработки с преобладанием резания называют шлифованием, с преобладанием истирания – полированием. В деревообработке древесину, древесные материалы и лаковые покрытия шлифуют абразивными инструментами в виде шкурок. Полирование свободными абразивами в виде паст (смесей абразивных зерен с компонентами жидкой фазы: водой, керосином, маслами и пр.) используются для облагораживания лакокрасочных покрытий.

Долгое время в механической технологии древесины шлифование использовалось исключительно с целью удаления с поверхности изделия неровностей и сообщения ей надлежащей гладкости. Необходимость операции так называемого чистового шлифования вызывается тем, что предшествующая обработка (фрезерованием, точением) не дает возможности получить такую шероховатость обработанных поверхностей, которая требуется для качественного протекания последующих технологических операций склеивания или отделки.

С появлением новых типов шлифовальных шкурок и специальных станков широкое распространение получил процесс чернового шлифования крупнозернистыми абразивными инструментами с целью точной обработки деталей в размер. Черновое шлифование, например, предпочтительнее фрезерования на рейсмусовых станках при снятии провесов у столярно-строительных сборочных единиц или щитов, набранных из делянок, при калибровании древесностружечных плит с целью устранения разнотолщинности.

Выравнивание поверхностей с доведением их до

19

плоского состояния (обработка под плоскость) может быть самостоятельной технологической целью процесса шлифования в отличие, например, от калибрования, где одновременно с выравниванием поверхностей формируется размер детали по толщине. Шлифование также широко используется как операция этапа облагораживания лаковых покрытий на древесине в технологии отделки.

При чистовом шлифовании древесины с целью достижения высокой гладкости обработанной поверхности шкурка должна иметь более или менее мягкую опору на рабочем органе станка, например, «постель» из фетра или

Рис. 6.1. Схемы процесса шлифования:

а – лентой с неподвижной опорой-столом; б – лентой с нажимом на нее плоским утюжком; в – свободной лентой; г – торцовой поверхностью диска; д – лентой со шкивной рабочей частью; е – цилиндром; ж – лентой с нажимом на нее профильным утюжком; з – эластичным (воздушным) цилиндром; и – щеточной головкой; к

– профильным диском; 1 – инструмент; 2 – деталь; 3 – стол; 4 – контактный прижим (утюжок).

20