Порядок выполнения работы

ПРОСТЫЕ ВИДЫ РЕЗАНИЯ

2.1. Методические указания

Изображение простых видов резания возможно после
изучения теоретического курса. Превращение древесины в готовые изделия осуществляется путем механической обработки. Процесс резания осуществляется инструментом клиновидной формы - резцом, который под воздействием внешней силы нарушает связи, между частицами древесины. Необходимое условие резания - перемещение резца относительно неподвижной заготовки или наоборот.

Однако резец не в состоянии снять весь материал, подлежащий удалению за один проход, из-за ограниченной режущей способности инструмента (ножа, зубьев пилы, сверла и т. д.). Поэтому материал срезается слоями, а резец делает не один проход, а несколько. После каждого очередного прохода резец должен перемещаться относительно заготовки или заготовка относительно резца на величину снимаемого слоя стружки (часть заготовки, отделяемая за один проход). Существо процесса резания состоит во взаимодействии двух объектов, находящихся в относительном движении: обрабатываемого твердого материала и обрабатывающего режущего инструмента с целью получения новых поверхностей, обладающих иными качественными и количественными характеристиками.

Из древесиноведения известно, что древесина и древесные
материалы обладают волокнисто-слоистым строением; в отдельных случаях можно выделить либо волокнистое, либо слоистое строение древесных материалов.

Опытом установлено, что резание происходит наиболее
эффективно, если режущий инструмент имеет форму клина
с углом при вершине, меньшим 90°, а материал клина тверже
обрабатываемого. Так организуется большинство применяемых в настоящее время процессов резания. Но и иная их
организация полностью не может быть игнорирована, например, резание тупоугольным клином или использование в качестве режущего инструмента высокоскоростной струи жидкости или даже газа, но такая организация представляет собой специальные случаи и здесь не рассматривается.

Основным элементом дереворежущих инструментов является клиновидным резец, который характеризуется формой,
угловыми и линейными параметрами. Тело резца в зависимости от его формы может быть ограничено несколькими плоскими или криволинейными поверхностями (гранями). На рис. 2.1 поверхность, в данном случае плоскость ABCD, по которой скользит отделяемая стружка, называется передней гранью резца. Плоскость (поверхность) ABEF резца-клина, обращенная к вновь образуемой поверхности, называется задней гранью резца.

 

Рис. 2.1. Элементы резца и параметры процесса резания           

 

Линия пересечения передней и задней граней резца, в данном случае плоскостей ABCD и АВEF, называется режущей кромкой, здесь это линия АВ — прямая линия. При плоских передней и задней гранях резца режущая кромка может оказаться любой линией, даже пространственной, если обе грани резца – не плоскости.
Поверхности, примыкающие к передней и задней граням, называются боковыми. Эти поверхности при взаимном пере — сечении образуют кромки: А D, ВС – передние боковые; А F, ВE — задние боковые.

При перемещении резца относительно заготовки между ее гранями и плоскостью резания образуются углы, относящиеся к геометрическим элементам резца. Углы носят следующие названия:
β – угол заострения, образуемый передней и задней гранями
резца;
α – задний угол, заключен между задней гранью и плоскостью
резания;
γ – передний угол, образован передней гранью резца и
нормалью к плоскости резания;

δ – угол резания — между передней гранью резца и плоскостью резания.

Сумма трех углов α + β + γ =90°.

Работа предусматривает изображение видов прямолинейного резания с учетом следующих основных признаков элементарного резания.

Резание производится одной кромкой элементарного резца – режущей кромкой, длина которой превышает ширину
обрабатываемого материала (открытое резание). Под элементарным резцом подразумевается резец, у которого передняя и задняя грани плоские, угол резания и задний угол постоянны на всем протяжении режущей кромки.

Режущая кромка расположена перпендикулярно направлению движения резца, т. е. вектор скорости нормален режущей кромке резца.

Толщина стружки постоянна как по ширине образца, так
и в направлении движения резца.

Направление движения режущей кромки (вектор скорости) составляет некоторый постоянный угол с направлением волокон.

В зависимости от направления резания к расположению
волокон в древесине различают торцовое (поперек волокон) – перпендикулярно направлению волокон с перерезанием их,
продольное (вдоль волокон) – в  плоскости продольного разреза ствола, поперечное резание (поперек волокон) – в той же плоскости.

Торцовое резание характеризуется тем, что направление резания перпендикулярно волокнам. В этом случае стружка скалывается и состоит из слабо связанных или несвязанных элементов.

При продольном резании направление резания совпадает с направлением волокон. Стружка образуется в виде тонкой ленты, иногда надламывается, распадаясь на части.

При поперечном резании направление резания в плоскости волокон перпендикулярно их длине. Элементы стружки слабо связаны между собой.

Данные три вида справедливы для древесины прямослойного строения. Даже при небольшом наклоне волокон (косослое) происходит смешанное резание. Примером такого резания служит обработка древесины вращающимися резцами на
деревообрабатывающих станках.

При составлении отчета эти виды резания обозначаются:
главные — продольное ∥, поперечное ⵌ, торцевое ⊥; переходные — продольно-поперечное ∥ — ⵌ, поперечно-продольное ⵌ — ∥, продольно-торцевое ∥ — ⊥ или торцово-поперечное ⊥ — ⵌ; смешанный вид резания — продольно-поперечно-торцевое ∥ — ⵌ — ⊥, продольно-торцово-поперечное ∥ — ⊥ — ⵌ, поперечно-продольно-торцевое ⵌ — ∥ — ⊥.

Лабораторная работа

2.2. Цель работы

Изучить характеристику простых видов резания научиться анализировать и четко представлять важнейшие особенности простых видов резание из которых образуются все виды реального сложного резания; уметь графически изображать виды прямолинейного резания с учетом основных признаков простых видов резания древесины и древесных материалов.

 

Приборы и инструменты

Калькулятор, штангенциркуль, транспортир, угольник, линейка металлическая 300-500 мм, карандаши цветные, резинка.

 

Порядок выполнения работы

1. Обрабатываемый материал изображается в косоугольной проекции в виде параллелепипеда. Во всех случаях тангентальное направление совладает с горизонтальной осью Х, радиальное – с вертикальной осью Z, направление волокон – с осью Y. Направление волокон показывается условно прямыми линиями, параллельными оси Y. Годовые кольца изображаются дугами окружностей.

2. Длина режущей кромки изображается большей, чем
ширина срезаемой стружки. Через крайние точки режущей
кромки в плоскости резания проводятся вспомогательные
прямые – траектории движения этих точек. От вспомогательных прямых в указанных точках (крайние точки лезвия резца) откладывается задний угол в плоскости боковых резца. Затем изображается контур резца.

3. К точке, лежащей на середине длинны режущей кромки,
в плоскости резания прикладывается вектор скорости резания.

При продольном резании вектор скорости и резания всегда будет совладать с направлением оси Y, при поперечном и торцовом резании вектор скорости будет параллелен оси Х или Z.

Для переходных случаев резания изображаются составляющие вектора скорости. При этом составляющие вектора скорости по направлению будут совпадать:

- при продольно-поперечном резании (или поперечно-продольном) с осями У и Z или Х и Y;

- при продольно-торцовом резании (или торцово-продольном) с осями У и Z или Z и Y;

- при поперечно-торцовом резании (или торцово-поперечном) с осью Х или Y;

 - при сложном (смешанном) простом резании – с осями Х, У и Z.

4. Изображается срезаемая стружка. Толщина стружки для всех случаев резания должна быть постоянной как по ширине, так и по направлению резания.

5. В плоскости, нормальной к режущей кромке и проходящей через ее середину, изображаются углы: передний, задний, угол заострения и угол резания. (При этом линия пересечения плоскости углов с плоскостью резания параллельна вспомогательным линиям, см. п. 2.).

6. Указываются значения углов встречи с волокнами φ_в,
скоса волокон, φ_с наклона волокон φ_н, которые меняются от
0 до π/2, от 0 до π/4, от π/4 до π/2 и т. д.

7. При выполнении эскизов древесина закрашивается в светло-желтый цвет, резец в голубой или синий, вектор скорости в красный, плоскости в любой другой.

Стружка изображается условно в последнюю очередь.
Сначала надстраивается срезаемый слой древесины произвольной толщины, а затем изображается сама стружка.

Содержание отчета

1. Изображение главных видов резания.

2. Переходные случаи резания между продольным и поперечным по отношению к волокнам (продольно-торцовыми или торцовым и поперечным).

3. Сложные случаи резания для древесины и древесных материалов.

 

2.6. Контрольные вопросы

1. В чем существо резания и какова его цель?
2. Из каких плоскостей состоит резец?
3. Дать словесное определение угловых параметров резца.
4. Что понимается под поверхностью резания ?
5. Что называется плоскостью резания?
6. Дать определение простых видов резания.
7. Какими параметрами определяется вид резания?
8. Дать определение угла встречи, угла скоса и угла наклона волокон
9. Какие случаи резания вы знаете?
10. Какие случаи резания различают для древесных материалов?

3. ИЗМЕРЕНИЕ И ВЫЧИСЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ
(ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ) ПАРАМЕТРОВ
ДЕРЕВОРЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ
(рамные и круглые пилы)

3.1. Методические указания

При измерении геометрических параметров дереворежущих инструментов студент должен уметь пользоваться измерительными средствами: металлической линейкой, рулеткой, кронциркулем, штангенциркулем, микрометром, угломером и др., не допуская погрешностей при измерении любым инструментом. Погрешность измерения является результатом наложения элементарных ошибок, вызываемых различными причинами. Различают погрешности: инструментальные, от считывания, интерполяции; погрешности от параллакса, от перекоса.

Инструментальная погрешность измерения определяется погрешностью применяемых средств измерения – измерительных приборов.

Погрешность отсчитывания возникает из-за недостаточно
точного отсчитывания показаний прибора.

Погрешность интерполяции при отсчитывании происходит
от недостаточно точной оценки на глаз доли деления шкалы,
соответствующей положению указателя.

Погрешность от параллакса возникает вследствие визирования (наблюдения) стрелки, расположенной на некотором расстоянии от поверхности шкалы в направлении, не перпендикулярном поверхности шкалы. Погрешность от параллакса (рис. 3.1) прямо пропорциональна расстоянию h указателя 1 от шкалы 2 и тангенсу угла  линии зрения наблюдателя к поверхности шкалы

Погрешность от перекоса возникает в приборах, где не
соблюден принцип Аббе.

Рассмотренные выше причины вызывают появление систематических и случайных погрешностей, из которых складывается суммарная погрешность измерения. Они также могут приводить к грубым погрешностям измерений. Результаты измерений, содержащие грубые погрешности, исключают из рассмотрения как недостоверные.

Любая погрешность в результате измерений приводит к
неточности расчета вычисляемых параметров.