Процесс стружкообразования

Направление / Деревообработка - направление / Обработка древесины
Alexsandrs
1 123
12-11-2017, 15:18
0

Различают три случая резания в зависимости от его направления относительно расположения волокон древесины (рис. 2):

в торец — с перерезанием волокон поперек, перпендикулярно их направлению;

вдоль волокон — в плоскости продольного разреза ствола;

поперек волокон — в той же плоскости.

Во всех трех случаях образование стружки под действием резца происходит по-разному, разной получается и стружка.

При резании в торец (рис. 2, а) резец под действием силы все глубже и глубже проникает в древесину, перерезая волокна поперек. При срезании волокна оказывают давление на переднюю грань резца. Сила этого давления превышает силу поперечного сцепления волокон стружки. Происходит скалывание на мелкую рассыпчатую стружку.

Рис. 2. Основные случаи резания:
а — резание поперек волокон перпендикулярно их направлению в торец: б — резание вдоль волокон в плоскости продольного разреза ствола; в — резание поперек волокон в плоскости продольного разреза ствола

При резании вдоль волокон (рис. 2, б) срезаемая стружка вследствие своей упругости также давит на переднюю грань резца. Чем толще стружка, тем давление больше. Более или менее толстая стружка надламывается по длине. Чем ближе надлом стружки к режущей кромке, тем меньшее давление оказывает стружка на переднюю грань резца. Полного перелома стружки здесь не происходит, так как прочность древесины вдоль волокон наиболее высокая. Тонкая стружка обычно получается в виде шелковистой упругой ленты, часто завивающейся спиралью.

При резании поперек волокон в плоскости их продольного расположения (рис. 2, в) стружка получается короткой, ломкой, так как волокна древесины в этом направлении слабо связаны между собой. В производстве возможны случаи резания и в других направлениях, например в полуторец, т. е. под острым или тупым углом к направлению волокон. Факторы, влияющие на силу резания. На потребную для резания силу влияют: направление резания, твердость и структурные особенности древесины, величина углов резца и степень его остроты, трение, возникающее при резании, ширина лезвия резца.

Направление резания. Наименьших усилий при других одинаковых условиях требует резание поперек волокон в плоскости продольного разреза ствола: оно в 5 — 6 раз легче резания в торец и в 3 — 4 раза легче резания вдоль волокон. Резание в полуторец намного легче резания в торец. Резание свилеватой древесины требует больших усилий, чем резание вдоль волокон, и меньших по сравнению с резанием в торец. Резать прямослойную древесину легче, чем косослойную.

Твердость древесины. Чем тверже древесина, тем больше усилий требуется для ее резания. Если сопротивление резанию древесины сосны принять за единицу, то сопротивление резанию древесины лиственницы составит 1,1, березы 1,2 — 1,3, бука 1,3 — 1,5, дуба 1,5 — 1,6, ясеня 1,5 — 2,0, липы и осины 0,8, ели 0,9 — 1,0 (по данным проф. М. А. Дешевого).

Угол заострения резца. При небольшом угле заострения резца требуется меньше усилий на резание. Но древесина обладает значительной твердостью, особенно древесина дуба, бука, граба, лиственницы и других твердых пород, поэтому при малом угле заострения лезвие будет быстро тупиться и даже выкрашиваться (ломаться); частая заточка и смена резца потребуют затраты большого количества рабочего времени. Поэтому на практике угол заострения делают значительным — в 20—35° и больше.

Угол резания. Чем больше угол резания, тем больше давление стружки на переднюю грань резца и вызываемое ею трение, а поэтому требуется больше усилий для резания. Установлено, что с увеличением угла резания от 45 до 85° усилие для резания древесины вдоль волокон возрастает в 2,8 раза. Однако сильно уменьшать угол резания нельзя: от этого будет понижена чистота обработки. В большинстве случаев при работе ручными инструментами угол резания применяют до 45°, а при станочной обработке, как правило, больше 45°.

Угол наклона резца. Волокна древесины перед срезанием несколько сминаются режущей кромкой резца; в случае затупления резца смятие волокон значительно увеличивается. После перерезания волокон их оставшиеся концы, ранее примятые режущей кромкой, вследствие своей упругости выпрямляются и создают трение о заднюю грань резца. Это вызывает увеличение силы резания, а также нагрев резца. Поэтому наклон резца к плоскости резания делают под углом не менее 10°.

Затупленность резца. При работе режущая кромка резца затупляется — становится заоваленной. Такая режущая кромка не перерезает волокна древесины, а вдавливает их, сминает и разрывает. При этом требуется больше усилий, чем при резании острым резцом. Установлено, что через 4 часа непрерывной работы потребная сила для резания вследствие затупления резца возрастает в полтора раза.

Трение резца и стружки. Кроме неизбежного трения стружки о переднюю грань резца, а также трения, возникающего при работе затупленным резцом, при пилении и сверлении древесины наблюдается сильное трение между резцом, стружкой и стенками пропила или поверхностью высверливаемого отверстия. При пилении о п и л к и проникают в промежутки между пилой и стенками пропила и создают там трение, вызывающее значительное увеличение силы резания и нагрев пилы. Примерно то же происходит при сверлении сверлами, не приспособленными к выбрасыванию стружки.

Обсудить на форуме