1.4. Процессы резания древесины

Резание используют для раскроя и механической обработки древесины и древесных материалов. Раскрой древесины включает в себя деление бревен или бруса на пиломатериалы, заготовки или детали требуемых размеров и формы. В результате раскроя и механической обработки получают изделия или их элементы заданных размеров и форм без изменения химического состава.

Процессы резания древесины — пиление, фрезерование, свер­ление, долбление, точение, строгание, шлифование и т.п. — ха­рактеризуются кинематикой, т.е. движением заготовки относи­тельно режущего инструмента (рис. 1.5).

Пиление — процесс закрытого резания древесины пилами для получения заготовок и деталей заданных размеров и форм. Пиление осуществляют обычно либо вращающейся круглой пи­лой, либо движущейся ленточной пилой.

При пилении круглой пилой главное движения резания D_Г — вращательное, и зубья движутся по круговой траектории со ско­ростью υ,а движение подачи D_s со скоростью υ_sсовершает либо заготовка, либо суппорт с пилой (см. рис. 1.5, а). При пилении ленточной пилой (см. рис. 1.5, б) зубья в зоне резания совершают прямолинейное непрерывное главное движение резания D_Г со ско­ростью υ,а заготовка поступательно перемещается в направлении подачи со скоростью перпендикулярно главному движению.

Фрезерование — процесс резания древесины вращающей­ся фрезой при движении подачи D_s заготовки перпендикулярно оси вращения фрезы. Цель фрезерования — получение деталей за­данных размеров и форм и обеспечение чистоты обработанных поверхностей (см. рис. 1.5, в).

Рис. 1.5. Процессы резания древесины:

а — пиление круглой пилой; б — пиление ленточной пилой; в — фрезерование; г — пазовое фрезерование концевой фрезой; д — сверление; е — точение; ж — строгание; з—шлифование

При фрезеровании резцы фрезы совершают главное движение резания D_Г. по круговой траектории, aпрямолинейное поступательное движение подачи D_sможет совершать либо заготовка, либо инструмент. В результате сложения вращательного и поступательного движений резец в древесине движется по траектории циклоиды.

В зависимости от положения режущей кромки фрезы относительно оси ее вращения различают цилиндрическое, коническое, торцовое, торцово-коническое, профильное и пазовое фрезеро­вание.

При цилиндрическом фрезеровании прямолинейные режущие кромки резца параллельны оси вращения фрезы, при коническом фрезеровании — наклонны к оси, а при торцовом фрезеровании — перпендикулярны к ней.

При профильном фрезеровании получают заданный профиль по­перечного сечения обрабатываемой детали инструментом, у ко­торого резцы имеют криволинейные режущие кромки и располо­жены на разных радиусах резания.

Пазовое фрезерование (см. рис. 1.5, г) — процесс закрытого ре­зания концевыми фрезами для получения в заготовках гнезд и пазов. Отличительная особенность этого вида фрезеоования — на­личие двух поступательных движений подачи заготовки: осевого D_s1, и бокового D_s2. Результирующее движение резания D_e в этом случае равно геометрической сумме главного движения резания D_г и двух движений подачи D_s1 и D_s2.

Сверление — процесс закрытого резания древесины свер­лом для получения сквозных или несквозных отверстий в деталях (см. рис. 1.5, д). Сверло обычно совершает главное вращательное движение резания D_г., а движение подачи D_s в направлении оси вращения может выполняться либо сверлом, либо заготовкой.

Долбление — процесс образования прямоугольных гнезд фрезерной цепочкой или специальной гнездовой фрезой (долбяком). Долбление фрезерной цепочкой аналогично закрытому фрезе­рованию цилиндрической пазовой фрезой. Долбление гнездовой фрезой осуществляют главным движением резания D_г резцов долбяка по замкнутой эллиптической кривой с переменной скоро­стью резания υ,а движение подачи D_s — поступательным движе­нием с постоянной скоростью подачи υ_s.

Точение — процесс резания древесины, при котором заго­товка совершает главное вращательное движение резания D_г, а движение подачи D_s обеспечивается суппортом с резцом. В зависи­мости от направления движения подачи резца бывает точение продольное, радиальное или сложное.

При продольном точении резец перемещается со скоростью υ_sпараллельно оси вращения заготовки (см. рис. 1.5, е). Результирую­щее движение резания при продольном точении представляет со­бой винтовую линию.

Радиальное точение производится при подаче резца по радиусу окружности вращения. Такое точение используют при обработке торца вращающейся детали. Результирующее движение резания при радиальном точении — спираль Архимеда.

Сложное точение с подачей резца одновременно вдоль и попе­рек оси вращения заготовки применяют для получения сложных профилей деталей вращения.

Строгание— процесс резания древесины ножом, когда глав­ное движение резания D_г (см. рис. 1.5, ж) и движение подачи D_s поступательны, прямолинейны и осуществляются попеременно. Строгание применяют для получения строганного шпона.

Шлифование — процесс обработки поверхности древеси­ны абразивными инструментами (шлифовальной шкуркой или абразивными кругами) для достижения заданной шероховатости или точности размера детали. Резцами при шлифовании являются зерна твердых абразивных материалов, которые приклеены к бу­мажной или тканевой основе (см. рис. 1.5, з). Абразивные зерна срезают стружки очень малой толщины, поэтому с помощью шли­фования получают очень гладкую поверхность. Главное движение резания D_г при шлифовании сообщают обычно абразивному инструменту по круговой или прямолинейной траектории, а поступательное движение подачи D_s— заготовке или суппорту со шлифовальным инструментом.