Виды элементарного резания древесины

 

Для деления древесины с образованием стружки применяют разнообразные режущие инструменты, основным элементом которых является простой (элементарный) резец, представляющий собой стальной клин, ширина которого больше ширины обрабатываемого материала. Внедряясь в древесину, резец отделяет тонкую стружку постоянной толщины. Открытое резание простым резцом называется элементарным.

При элементарном резании режущая кромка резца прямолинейная; резец имеет форму клина и движется прямолинейно-поступательно; главная режу­щая кромка перпендикулярна к вектору скорости резания; скорость резания, сила резания, углы резания, номинальная толщина и ширина стружки постоян­ны.

Различают три основных вида элементарного резания древесины:

● торцевое (┴), когда лезвие резца перемещается в плоскости, перпендикулярной направлению волокон, перерезая их; стружка в этом случае чаще всего рассыпается на отдельные, не связанные между собой элементы (рисунок 1.1, а);

● продольное (||), когда лезвие резца перемещается в плоскости волокон параллельно их длине; стружка имеет форму тонкой ленты (рисунок 1.1, б);

● поперечное (#), когда лезвие резца перемещается в плоскости волокон перпендикулярно к их длине; стружка получается непрочной, ее элементы слабо связаны между собой (рисунок 1.1, в).

 

а – торцевое резание; б – продольное резание; в – поперечное резание;

г – продольно-торцевое резание и др.; δ – угол резания, е – толщина

стружки; v – средняя скорость резания; ψ – уго­л перерезания волокон

 

Рисунок 1.1 – Виды элементарного резания древесины

 

Возможно также продольно-торцевое (|| – ┴) резание древесины и др. (рисунок 1.1, г). Если нарушается хотя бы одно условие элементарного резания, то процесс его будет уже сложным.

Вид резания древесины определяется углом, образуе­мым направлением движения лезвия с направлением волокон, и называется уг­лом перерезания волокон ψ.

На практике преобладает сложное резание и четко разграничить его от основных ви­дов элементарного резания практически нельзя. По­этому в расчетах принимают средние значения угла ψ. Причем резание может происходить под любым углом ψ. Поэтому стружкообразование будет различ­ным и скажется на качестве поверхности обработки. Кроме угла ψ на качество поверхности обработки влияют угол резание δ, толщина стружки е и порода древесины.

 

Для перемещения резца в древесине к нему должно быть приложено усилие резания, равное по величине силе, расходуемой на резание, деформацию стружки и преодоление сил трения.

При резании в торец по мере проникновения резца в древесину растет сила F и ее составляющие. Периодически, когда сила F достигнет разру­шающей величины, элемент стружки сколется, сила резания уменьшится до нуля, а затем при формировании нового элемента стружки снова достигнет раз­рушающей величины и т. д. (рисунок 1.1, а).

При резании вдоль и поперек волокон периодичность действия сил резания аналогичная. Но при резании вдоль волокон под действием силы F появляется опережающая трещина, после чего эта сила падает до нуля. При дальнейшем движении резца на величину Δ₁ происходит надлом стружки и сила F несколько возрастает, а после надлома — падает до нуля и остальной путь до начала обра­зования новой стружки резец проходит почти не затрачивая усилий (рисунок 1.1, б).

При резании поперек волокон отслоение и надлом стружки происходят одно­временно, возможны образование элементов стружки, не связанных между со­бой, и вырывы ниже плоскости резания (рисунок 1.1, в).

Сила резания в процессе резания не остается постоянной и может изменяться от 0 до максимума. Среднюю силу резания необходимо знать для расчета мощности двигателя, а максимальную — для расчетов узлов станка и режущего инструмента на прочность.