Гнездообразование (долбление). Строгание древесины.

Термин «долбление» относится к процессу закрытого строгания при выборки гнёзд ручными или простыми станочными долотами с образованием плоских стружек прямоугольного сечения. В современной технологии под этим термином обычно объединяют все процессы образования гнёзд, кроме пазового фрезерования.

Имеются две основные схеме: цепного фрезерования и гнездовой фрезой. Цепное фрезерование осуществляется резцами, расположенными на шарнирно связанных звеньях цепи. При её движении вдоль направляющей линейки 1 траектория главного движения прямолинейная, при огибании натяжного ролика 2 – окружность. Если L= d1, то достаточно одной осевой подачи со скоростью Uос. L>d требуется боковое перемещение со скоростью Uбок. Скорость резания υ=t∙z∙n/(60∙1000) (м/с), где t- шаг зубьев ведущей звёздочки (равен двойному шагу зубьев цепи) (мм); z =4- число зубьев ведущей звёздочки; n-частота её вращения (мин‾¹). Подача на зуб (мм): Uzос= Uос∙t/(60∙υ); Uzбок= Uбок∙ t/(60∙υ). Нормальный режим долбления: υ=4…10 (м/с); Uz= 0,02…0,2 (мм). Шероховатость поверхности характеризуют максимальной высотой неровностей Rz max (порядка 200 мкм). Мощность резания (Вт): N рез.ос=Кт.ос∙апопр.ос [В∙d(Uос/60)]; Nрез.бок =Кт.бок∙апопр.бок[В∙Н(Uбок/60)] где В и Н – ширина и глубина гнезда (мм).

Гнездовая фреза – многолезвийная плоская пластина с зубьями на торцовой и боковой стороне. Толщина гнездовой фрезы, как и фрезерной цепочки , определяет ширину гнезда. Движения резания происходит по замкнутой кривой (эллипс, окружность) со средней скоростью υср. Движение подачи –прямолинейное со скоростью Uос. Нижние зубья фрезы режут, боковые –удаляют стружку из гнезда.

Подача на один цикл движения резания и Un.ос=Uос∙1000/n= hmax , где n (мин‾¹) – частота циклов резания. Мощность резания рассчитывают подобно цилиндрическому закрытому продольно-торовому фрезерованию.

Длинна получаемого гнезда L=ℓ+2r, где ℓ - ширина гнезда (мм), r- горизонтальная амплитуда колебаний фрезы в движении резания (мм). Минимальная ширина гнезда Вmin=3 (мм). Точность обработки высокая, шероховатость стенок не хуже Rzmax=32 (мкм).

Строгание – процесс поперечного или продольного относительно волокон резания древесины для получения стружки (шпона) заданной толщины при прямолинейной траектории резания. Наибольшее практическое значение приобрели поперечное строгание древесины на облицовочной шпон толщиной 0,6…0,8 (мм) и на дощечки толщиной 5…13 (мм) используются две схемы строения: две схемы строения горизонтальная и вертикальная, равноценные по своим кинетическим и силовым характеристикам. В горизонтальной схеме движения резания сообщается ножу1. Кряж 3 в конце холостого хода ножевого суппорта подаётся вверх на заданную толщину шпона. При вертикальной схеме древесный кряж 3 (брус или ванчес) совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости, а нож1 неподвижен. Подача ножа на толщину шпона происходит в конце холостого хода кряжа вверх вниз.

Скорость резания характеризуют средней скоростью перемещения суппорта υср=2S∙n/(60∙1000) (м/с), где S- длинна хода суппорта (мм); n – частота двойных ходов суппорта (мин‾¹).

Угол резания δ минимален, поэтому малы α=1…2˚ и β=16…17˚. Резание обязательно ведётся со скосом ножа к оси кряжа и направлению волокон: φс=78…80˚. При этом уменьшается усилия на входе ножа в кряж и достигается более гладкая поверхность шпона. Оптимальная установка прижимной линейки 2 относительно ножа 1 характеризуется углом ε=42˚ при любых условиях резания и степенью обжима Δ= (h- hщ∙100%/ h (%), где h-номинальная толщина сырого шпона (мм); hщ–просвет между линейкой и ножом (мм). Δ=5…20%. Для силовых расчётов строгания используют те же зависимости и справочные материалы, что и для лущения. Конструкция ножей также аналогична лущильным ножам.

Шероховатость поверхности Rzmax ≤ 100(мкм). Разнотолщинность для шпона толщиной 0,6 и 0,8(мм): ± 0,04 (мм); для шпона толщиной 1 (мм) ± 0,08 (мм).

Лущение древесины.

Лущением называется процесс поперечного резания древесины для получения стружки (шпона) заданной толщины, при котором траектория резания является спираль. Чурак 2, зажатый с торцов кулачками 1, вращается с заданной угловой скоростью. Одновременно с этим равномерно перемещает нож 4 к оси вращения чурака со скоростью U до конечного значения D_к диаметра чурака (карандаша). Скорость резания V = ПD_н / (60.1000) убывает по мере уменьшения D: V = 1…5 (м/с). Для постоянства толщины шпона h (сырого) U устанавливают так, чтобы перемещение суппорта за время оборота чурака соответствовало заданной величине h: U = hn /1000. Рабочие углы ножа a _р, b,d _р отсчитываются от касательной СТ к спирали траектории в точке лезвия. Углы, измеренные от касательной CN к окружности, называют установочными: a , b , g . Угол между СТ и CN – угол движения j_д = arctgu/60n=Un/ПD=h/ПD

a и d должны быть минимальными. b= 18…25^о, a = 0,5…1^о для D = 100…300мм и a = 2…3^о для больших D. Кинематика лущильных станков для для лущения чураков больших диаметров, предусматривает уменьшение a в процессе лущения. По мере лущения увеличивается и меняются рабочие углы a_p= a-j_g; g_p=g+j_g; d_p= d-j_g (особое внимание обращают на a_p из-за малости a).

Кроме ножа рабочим инструментом служит прижимная линейка. Как и при строгании ее положение относительно ножа характеризуют угол Е » 42^о к степени обжима Δ = 5…35% (в зависимости от породы древесины и толщины шпона).

Качество лущеного шпона оценивают по величине R_zmax (до 200 мкм для лиственных пород и до 320 мкм для хвойных) и разнотолщинности Δh (0,05 для толщины 0,95мм и 0,10 для 0,95мм.).

При лущении с обжимом стружки силы на ноже Р_н и Q_н больше сил на ноже 1. Р и Q при резании без обжатия на величину Р_дн и Q_дн – дополнительных касательной и нормальной сил на ноже, вызванных давлением прижимной линейки.

Прижимная линейка 3 действует с силой, которую раскидывают на составляющие Р_п (всегда сонаправлена Р_н) и Q_п (всегда направлена в сторону чурака) по тем же направлениям, что и сила на ноже S_н. S_н + S_п = S_бл – единственная сила, с которой блок нож-прижимная линейка действует при резании на чурак. Касательная и нормальная составляющие.

Р_бл = Р_п + Р_н; Q_бл = Q_п – Q_н.

При лущении без обжима стружки касательная сила Р равна произведению удельной силы резания К на площадь поперечного сечения стружки Вh: Р = КВh.

Касательная сила Р_бл = К _табл . А_напр . Вh, где

К _табл – табличное значение удельной силы резания гидротермически обработанной древесины с обжимом стружки прижимной линейкой (Н1…).

Нормальная сила Q_бл = m_Δ Р_бл, где m_Δ ~ 1,1 – переходный множитель.

Мощьность лущения (В_т) с обжимом стружки N_рез = Р_бл .V.

Лущильный нож представляет собой пластину с вырезами для крепежных болтов, изготовленную из двухслойной стали (компаунда): рабочая часть из легированной стали 9Х5ВФ или 9ХС, основание из мягкой конструкционной стали 15.

m = (1/4…1/3) . S; n = (1/3 … 1/2) . В_н.

Твердость режущей части после термообработки должна быть в пределах 56 … 62 HRC.