содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ПОНЯТИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ

Наиболее распространенным способом механической обработки древесины является резание со снятием стружки (очень малая часть материала, срезаемая за один проход резца), менее распространен способ резания без образования стружки. Сущность процесса резания всех способов механической обработки древесины легче всего понять при рассмотрении так называемого элементарного резания.

Срезание стружки одним клинообразным резцом, производящееся только одной его режущей кромкой, при прямолинейном равномерном движении резца и постоянной толщине стружки и ширине, меньшей, чем длина лезвия, называется элементарным резанием.

Резец имеет следующие основные элементы (рис. II. 1); ад — лезвие (режущая кромка), абгд — переднюю грань, азед — заднюю грань, абз и дге — боковые грани, аб и дг — передние боковые кромки, аз и де — задние боковые кромки; h — тол-
щину снимаемой стружки; b — ширину стружки; v — скорость резания, КЛМН — плоскость резания.

В каждом резце различают угловые величины: р — угол между передней и задней гранями, называемый углом заострения или заточки; а — угол между задней гранью и направлением резания (задний угол); 7 — угол между передней гранью резца и перпендикуляром к направлению резания (передний угол); б — угол между передней гранью резца и направлением резания (угол резания). Угол резания равняется сумме углов заострения и заднего (6 = |3 + а).

Резание характеризуется направлением движения резца по отношению к волокнам древесины, толщиной стружки h и шириной стружки Ь.

Резание древесины, даже элементарное, является сложным процессом. Движение резца, обеспечивающее срезание одной стружки и образование поверхности резания, называется движением резания.

Движение резца, определяющее смещение двух соседних поверхностей резания и обеспечивающее последовательное срезание новых стружек, называется движением подачи.

Скоростью резания называется скорость движения резца по траектории резания. Скоростью подачи называется скорость движения резца по траектории подачи.

В зависимости от направления движения резца относительно волокон древесины различают три основных вида элементарного резания:

продольное, когда режущая кромка резца движется вдоль волокон (и обозначается символом ||) и перпендикулярна им; в этом. случае образуется ломаная (элементарная) стружка (рис. 11.2, а) или в виде спиральной тонкой ленты — сливная стружка (рис. II.2, б);

торцовое (символ _L), когда режущая кромка резца движется в плоскости перпендикулярной направлению волокон (рис. II.2, s); стружка при торцовом резании получается только элементарной;

поперечное (символ #), когда режущая кромка резца движется поперек волокон в плоскости параллельной их направлению (рис. II.2, г).

В практике встречаются и другие виды резания: поодольно-торцовое (рис. II.2, д), поперечно-торцовое (рис. II.2, е), продольно-поперечное (рис. II.2,ж).

Чтобы управлять процессом резания в зависимости от поставленной цели (получение стружки, чистота обрабатываемой поверхности, получение дощечек, раскалывание чураков на поленья и т. д.), необходимо знать физические явления и закономерности образования стружки.

При продольном резании процесс образования стружки может происходить различными способами (рис. II.3).

Рис. II.3. Схема к процессу стружкообразоваиии при продольном резании
 

Внедряясь в древесину в начальный момент, лезвие резца перерезает волокна, а передняя грань уплотняет их. Сила N, приложенная к стружке со стороны передней грани резца, начинает оттягивать стружку от основной массы древесины, одновременно изгибая ее. В древесине возникает сложное напряженное состояние, появляются нормальные напряжения ох^вдоль оси X, нормальные напряжения сту вдоль оси Y и касательные тxoz в плоскости XOZ.

Напряжения ау (кривая I) сопротивляются отделению стружки от толщи материала. Когда напряжения в древесине

на растяжение у лезвия резца достигнут величины предела прочности на разрыв поперек волокон сгутах>сгвр, начинаются отслоение стружки и образование трещины.

При изгибе стружки за счет возникающих нормальных напряжений ах и действующих вдоль оси X в верхнем ее поясе происходит сжатие волокон, в нижнем — растяжение. В плоскости XOZ возникают скалывающие (касательные) напряжения тxoz, которые локализуются около лезвия резца. По величине они незначительны и не оказывают существенного влияния на процесс стружкообразования (особенно при тонких стружках).

При достижении ах своего предела прочности о^вр в нижнем поясе стружки происходит разрыв волокон, который затем распространяется вверх по толщине стружки до нулевой (нейтральной) оси 0—0 и образуется ломаная (элементарная) стружка. Если же ау достигнет предела прочности раньше, чем ах, то излома стружки не произойдет и она получится сплошной (сливной), в виде спиральной ленты.

Напряжения oy = f(X) изменяются по закону затухающей синусоиды, т. е. принимают положительные значения выше оси X—X и отрицательные — ниже этой оси, а значения этих напряжений уменьшаются по мере удаления от лезвия резца.
Опережающая трещина перед резцом может распространяться до точки перемены знака синусоиды, т. е. пересечения ею оси X—X.

Трещина распространяется по ходу волокон древесины, что приводит к задирам, отщепам, т. е. к шероховатой плоскости обработки и образованию элементарных стружек.

При изготовлении упаковочной стружки и щепы выход кондиционной продукции уменьшается. В этом случае необходимо стремиться к уменьшению величины и периода колебания синусоиды сгу (кривая /), т. е. сжать ее и сдвинуть влево (кривая //). Для этого следует ввести дополнительные силы посредством прижимов, роликов, катков (РпР), а также уменьшить угол резания 6, придать древесине пластичность за счет увеличения ее влажности. При раскалывании же, наоборот, желательно, чтобы опережающая трещина распространялась на как можно большую величину.

При поперечном резании процесс образования стружки протекает также различно, хотя картина внутренних напряжений остается аналогичной, как и при продольном резании.

Рис. II.4, Схемы к процессам стружкообразования при поперечном и торцовом резании:
а — путем пластического сдвига; б ~ путем изгиба с частичным разрывом стружки; в — путем скалывания; г —путем пластического изгиба; д — при торцовом резании -

Стружкообразование путем пластического сдвига (рис.
II.4, а) происходит за счет напряжения сдвига т в плоскости ппи достигающего предела упругости при сдвиге поперек волокон, а напряжение растяжения ар в точке п значительно меньше, чем предел упругости при растяжении. В этом случае стружка получается сплошной (сливной).
Стружкообразование путем изгиба древесины с частичным ее разрывом (рис. П.4,6) происходит в случае, если напряжение растяжения в точке п, перпендикулярное плоскости пщ, достигнет предела прочности на разрыв поперек волокон овр, а напряжение т значительно меньше, чем предел упругости древесины при сдвиге. «.— .

Стружкообразование при скалывании древесины (рис.
11.4,е) происходит в случае, если напряжение сдвига т в плоскости пп.\ достигает предела прочности при скалывании поперек волокон, а напряжение оР в точке п значительно меньше, чем предел упругости при растяжении. В этом случае стружка будет элементарной.

Стружкообразование при пластическом изгибе древесины (рис. II.4, г) происходит в случае, если напряжение растяжения в точке п, перпендикулярное плоскости пп\, достигает предела упругости при растяжении поперек волокон, а напряжение сдвига значительно меньше, чем предел упругости древесины при сдвиге. Стружка в этом случае получается сливной.

При изготовлении тарной дощечки, штукатурной драни, шпона и других видов материалов методом поперечного резания желательно, чтобы они были хорошего качества, чтобы продукция (стружка) не имела трещин и сколов. В этих случаях процесс резания должен происходить по схемам рис. II.4, г или
11.4, а с применением дополнительных мер, что и при продольном резании.

При торцовом резании опережающая трещина не появляется благодаря значительной прочности древесины на растяжение вдоль волокон.

Отделение элемента стружки произойдет в плоскости, совпадающей с направлением волокон, так как связь между ними наислабейшая (рис. П.4,д). В этом случае касательные напряжения т в плоскости yOZ достигнут своего предела прочности раньше других видов напряжений, т. е. сгу и ах. Поэтому при торцовом резании сливная стружка никогда не получается.

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..