Геометрия резца и стружки

Геометрия резца и стружки

Обработка древесины  включает: пиление, строгание, долбление, сверление, фрезерование, обработку  на токарном станке, лущение и шлифование. При всех видах деревообработки  снимается стружка.

Основной частью ручного или  механизированного инструмента является резец в форме клина. В резце различают переднюю, заднюю грань и две боковые грани (рис. 1). Передняя и задняя грани образуют режущую кромку, называемую лезвием резца. У поперечных пил режущая кромка образована пересечением передней грани с боковыми.

Элементы резца

1 - передняя грань; 2 - боковая грань; 3 - задняя грань

рис. 1

Резцы по числу режущих кромок подразделяют на простые и сложные. Простые  резцы имеют одну режущую кромку (ножи ручного строгального инструмента: рубанок, фуганок и ножи строгальных станков). Сложные резцы имеют две и более режущие кромки (ручные и механические пилы, сверла и др.).

Резец, режущий древесину, встречает  ее сопротивление. Величину сопротивления, которую резец встречает на площади 1 м² поперечного сечения стружки, называют удельным сопротивлением резанию. При резании древесины различают углы, образуемые передней и задней гранями резца с поверхностью обработки (рис. 2).

Схема углов  резца и направлений резания

1 - обрабатываемая поверхность; 2 - обработанная поверхность; 3 - угол заточки; 4 - угол резания

рис. 2

Угол между передней и задней гранями резца называют углом  заточки. Для строгальных ножей  и стамесок он составляет 20...30° и  зависит от твердости обрабатываемого  материала.

Угол между передней гранью резца и поверхностью обработки называют углом резания. У строгальных ножей ручного инструмента он составляет 45...50 °, а станочного - 45...65°. Чистота обработки поверхности зависит от величины угла резания - чем он больше, тем ровнее поверхность. Увеличение угла резания увеличивает силу резания. Чистота обработки поверхности зависит от скорости вращения инструмента и подачи материала. Другими словами, чем больше скорость вращения инструмента и меньше скорость подачи, тем выше чистота обработки поверхности.

Угол между задней гранью резца  и поверхностью обработки называют задним углом. Величина этого угла зависит  от угла заточки и угла резания.

Различают три основных варианта резания (рис. 3): поперек волокон, вдоль волокон  и резание в торец.

Резание древесины

а - резец в открытом резании; б - резец в закрытом резании; в - направления резания; 1 - поперек  волокон - в торец; 2 - вдоль волокон; 3- в тангентальном направлении; 4 - в поперечно-торцевом направлении; 5 - в продольно-торцевом направлении; 6 - в продольно-поперечном направлении

рис. 3

Резание в торец требует  наибольших усилий. Резание наискось (под углом к направлению волокон) выполняют при косослойной или  свилеватой древесине. Резание вдоль  волокон в 2...2,5 раза меньше чем резание  поперек волокон.

Сила резания зависит не только от угла заточки и угла резания, но и от твердости древесины, ширины лезвия резца, влажности древесины, направления резания, заточки резца и сил трения об опилки и стружку.

Твердая древесина (дуб, бук, ясень, груша  и др.), а также древесина, имеющая сучки, свилеватость, косослой, при обработке требует больших усилий. Неоднородность структуры древесины предопределяет неодинаковую величину сопротивления, зависящую от направления резания.

Форма стружки зависит от направления  резания. При резании в торец стружка получится в виде опилок. При резании вдоль волокон образуется лентообразная стружка. При резании древесины поперек волокон получается стружка в виде мелкой щепы, а обработанная поверхность становится шероховатой.

Затупление резца требует увеличения силы резания. Тупой резец не перерезает, а вжимает и рвет древесину. Из-за затупления резца после 4 ч работы сила резания возрастает в 1,5 раза. Тупой резец увеличивает трение между резцом и стружкой, требующей дополнительных усилий и перегрева резца.

Влажная древесина обрабатывается легче, чем сухая, из-за твердости  последней. Однако чистота обработки  влажной древесины ниже из-за ворсистости.

Чистота обработки древесины зависит  от направления резания. Резание  вдоль волокон дает гладкую поверхность. При резании поперек волокон чистота обработки возможна при остром резце и очень тонкой стружке. Резец, обрабатывающий древесину, углубляется в нее, стружка из-за эластичности отделяется до того, как прикоснется резец, и обрабатываемая поверхность имеет шероховатость. Это характерно при резании поперек волоки (рис. 4, а). Для получения чистоты обработки поверхности перед резцом ставят подпорную линейку. Чистую поверхность можно получить, если резец строгального инструмента (ручного, электрифицированного или станочного) дополнить стружколомателем (рис. 4, в, г). Он увеличивает угол резания, ломает стружку, превращая в спираль. Чем тоньше толщина стружки, тем лучше чистота обработки поверхности.