Основные понятия о резании древесины

Категория:
Технология деревообрабатывающего производства


Основные понятия о резании древесины

Резанием древесины называется процесс, при котором нарушаются связи между частицами древесины в заданном направлении и часть обрабатываемого материала отделяется. Цель процесса — получение из древесины деталей и изделий заданной формы и размеров.

Резание может происходить с образованием стружки, в которую превращается отделяемая резцом часть древесины, и без нее (например, при разрезании ножницами листов шпона).

Резание со стружкообразованием — один из основных методов механической обработки древесины, при котором получение необходимых деталей и изделий обеспечивается только за счет изменения формы и размеров обрабатываемой древесины без изменения ее природных свойств. Основанное на свойстве делимости древесины резание получило преимущественное применение. Другие методы механической обработки, например обработка давлением, применяются редко в связи с низкими пластическими свойствами древесины. Для резания древесины используют различные инструменты, основным элементом которых является клиновидный резец.

Резец, его элементы и геометрия. На рис. 1 представлена схема резания древесины, на которой клиновидный резец отделяет от обрабатываемого бруска стружку постоянной толщины h.

У резца можно выделить следующие основные элементы: режущую кромку (лезвие) переднюю грань abed, по которой сходит стружка; заднюю грань acfd, обращенную в сторону поверхности резания, по которой происходит деление древесины; две боковые грани abc и def.

Рис. 1. Схема резания древесины: 1 — поверхность резания, 2 — клиновидный резец, 3 — обрабатываемый брусок, 4 — стружка

Рис. 2. Виды резания древесины: а, б — вдоль волокон, в — в торец, г — поперек волокон

Если ширина резца больше ширины обрабатываемого материала, то стружка отделяется режущей кромкой и передней гранью. Если ширина резца меньше ширины материала, в резании кроме режущей кромки и передней грани участвуют также боковые кромки ab и de и боковые грани резца.

Помимо названных выше элементов, у резца выделяют следующие угловые параметры:
угол заострения a — угол между передней и задней гранями резца;
угол резания б — угол между передней гранью резца и поверхностью резания;
передний угол у — угол между передней гранью резца и плоскостью, перпендикулярной поверхности резания;
задний угол а — угол между задней гранью резца и поверхностью резания.

Виды резания. По отношению к направлению волокон древесины различают три основных вида резания: вдоль волокон, в торец и поперек,волокон.

Резание древесины вдоль волокон (рис. 2, а и б) происходит при движении резца в плоскости волокон вдоль их длины. Стружка получается либо в виде тонкой ленты, либо надламывается, разделяясь на элементы.

При резании древесины в торец (рис. 2, в) резец движется в плоскости, перпендикулярной направлению волокон, и перерезает последние. Стружка при этом виде резания скалывается на отдельные слабо связанные или несвязанные элементы.

Резание древесины поперек волокон (рис. 2, г) происходит при движении резца в плоскости волокон перпендикулярно их длине. Стружка разделяется на элементы, которые между собой связаны слабо.

Однако для резания одного рабочего движения резца недостаточно. Для срезания каждой новой стружки нужно установить резец в исходное положение относительно обрабатываемой древесины или древесину относительно резца. Скорость перемещения обрабатываемой древесины (или резца) в положение для срезания новых стружек называется скоростью подачи и обозначается буквой и (м/мин).

Перемещение обрабатываемого материала за один проход (или оборот при вращательном движении) режущего инструмента называется подачей. Различают также подачу на один резец иг (мм). Подача на резец зависит от конструктивных возможностей станков, требуемой шероховатости обрабатываемой поверхности и мощности привода станков.

Сила резания. Под силой резания понимают усилие, которое необходимо приложить к резцу для преодоления всех сопротивлений, возникающих при его движении. Сила резания выражается в ньютонах (Н) и обозначается буквой Р.

Работа резания. Работу, необходимую для превращения 1 см3 древесины в стружку, называют удельной работой резания. Ее обозначают буквой К и выражают в джоулях на сантиметр кубический (Дж/см3). Численно удельная работа резания равна удельному сопротивлению резания, выраженному в Н/мм2. Поэтому, как правило, различия между ними не делают.

Мощность резания. Количество энергии, необходимое для превращения в стружку объема древесины, снимаемого в течение одной секунды, называется мощностью резания. Для определения мощности резания нужно удельную работу резания К умножить на объем древесины, снимаемой и превращаемой в стружку в течение одной секунды.

Факторы, влияющие на удельную работу резания. На величину

удельной работы резания, необходимой для определения силы и мощности резания, влияют следующие факторы: порода и влажность древесины, толщина стружки, направление резания, величина угла резания, скорость резания, степень затупления резца, число действующих резцов.

Зависимость удельной работы резания от породы обрабатываемой древесины весьма значительна. Если для сосны при резании в торец и угле резания 6 = 45° удельная работа резания равна 1,75 Дж/см3, то при тех же условиях для березы она будет равна 2,85 Дж/см3, а для дуба — 3,15 Дж/см3.

Влажность древесины имеет меньшее влияние. При резании вдоль и поперек волокон более сухой древесины удельная работа резания несколько снижается. Удельная работа при резании в торец с уменьшением влажности изменяется незначительно.

На удельную работу резания существенное влияние оказывает толщина снимаемой стружки, причем удельный расход энергии с увеличением толщины стружки уменьшается.

Различно по величине сопротивление древесины торцовому, продольному и поперечному резанию. Максимальная мощность затрачивается при резании в торец, а минимальная — поперек волокон.

Увеличение угла резания приводит к значительному увеличению удельной работы резания. Если угол резания изменяется от 45 до 90°, то удельная работа резания возрастает примерно в два раза.

При увеличении скорости резания от 30 до 50 м/с удельная работа резания уменьшается. Дальнейшее увеличение скорости резания ведет к увеличению расхода энергии на резание.

В процессе работы резец затупляется (истирается, выкрашивается) и удельная работа резания увеличивается.

Уменьшение числа действующих резцов (зубьев пил, ножей в ножевой головке, фрез) при прочих равных условиях приводит к увеличению толщины стружки, приходящейся на один резец, и соответственно к снижению удельной работы резания.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум