Резание древесины — это технологический процесс, в котором разрушаются связи между частицами обрабатываемой заготовки по заданной поверхности. Процесс резания древесины выполняют клиновидные тела-резцы, являющиеся активным элементом различных видов режущих инструментов.
В зависимости от вида производств резанием древесины достигаются различные технологические цели. В группе производств по первичной обработке древесины (лесопильное, деревянных сборных домов, фанеры и др.) резанием выполняется деление бревен на доски, бруски, заготовки и листовые полуфабрикаты — лущеный и строганый шпон. В производствах, относящихся к вторичной обработке древесины (мебельное, столярно-строительных элементов, музыкальных инструментов и др.), процесс резания используется для превращения полуфабрикатов и заготовок в готовые детали изделий.
Резание древесины — сложный процесс, сопровождающийся механическими, физическими и химическими явлениями. К числу механических явлений относятся деформации обрабатываемого резцом материала, напряжения, вызываемые этими деформациями, трение между обрабатываемым материалом и резцом, силы резания и т. п. Физические явления процесса резания древесины связаны с превращением затраченной на резание механической энергии в другие ее виды, главным образом тепловую и электрическую. К химическим явлениям относятся химические реакции, протекающие на поверхностях скольжения, которые оказывают влияние на интенсивность износа рабочих поверхностей режущего инструмента и его затупление.
Механические явления в значительной степени определяют протекание всех других явлений процесса резания, поэтому основной раздел науки о резании есть механика процесса резания древесины. Это подтверждается тем, что на механический процесс образования стружки расходуется наибольшая часть работы резания, точность и качество обработки древесины резанием непосредственно связаны с механическими явлениями процесса резания древесины.
Механико-математическая теория резания древесины разработана русскими и советскими учеными И. А. Тиме, М. А. Дешевым, С. А. Воскресенским.
Из-за сложности взаимосвязи явлений процесса резания и недостатка данных из области смежных наук, на которые опирается механико-математическая теория резания, в ряде случаев затрудняется решение практических задач с помощью уже имеющихся формул. Поэтому современная теория резания древесины основывается на органическом сочетании результатов теоретических и экспериментальных исследований с учетом передового опыта промышленных предприятий.
Основные виды резания древесины. В современной технологии обработки древесины основным является процесс резания твердыми резцами из металлов и твердых сплавов (резцовое резание).
Резцовое резание древесины по способу получения заданной поверхности делится на бесстружечное и стружечное. При бесстружечном резании поверхность обработки формируется без снятия стружки путем образования за один проход резца мало-деформированного среза материала. Стружечное резание древесины характеризуется тем, что при получении заданной поверхности с заготовки срезаются стружки, получающие деформации по всему объему или значительной его части. Стружечное резание лежит в основе большинства деревообрабатывающих станков.
По степени сложности резцовое резание древесины делится на элементарное и сложное. Элементарное резание древесины — это предельно упрощенное по схеме резание, позволяющее лучше понять взаимодействие резца с древесиной. Сложное резание древесины имеет место при обработке древесины на станках с применением различных дереворежущих инструментов. Процессы сложного резания можно изучить путем разложения их на составные элементы и сведения к более простым процессам.
Элементарное резание древесины имеет три главных вида:
- резание древесины в торец, или торцовое резание, при котором плоскость резания и его направление перпендикулярны направлению волокон древесины;
- резание древесины вдоль волокон, или продольное резание, при котором плоскость резания и его направление параллельны волокнам древесины;
- резание древесины поперек волокон, или поперечное резание, при котором плоскость резания параллельна, а направление резания перпендикулярно волокнам древесины.
Между главными видами элементарного резания древесины существует множество переходных, которые не всегда можно отнести к элементарным. К числу переходных (промежуточных) видов резания относятся: продольно-торцовое – промежуточное между продольным и торцовым резанием; продольно-поперечное — промежуточное между продольным и поперечным резанием; торцово-поперечное—промежуточное между торцовым и поперечным резанием; продольно-торцово-поперечное — промежуточное между каждым из перечисленных переходных видов к третьему, главному виду.
Продольно-торцовое резание древесины характеризуется углом встречи между вектором скорости резания и направлением волокон древесины. Угол встречи измеряется в плоскости движения, перпендикулярной плоскости резания. Если угол встречи равен 0 имеет место продольное резание, а при 90° — торцовое.
Характеристикой продольно-поперечного резания служит угол скоса между направлением волокон и вектором скорости в плоскости резания. Угол меняется от 0 до 90° (90° соответствует поперечному резанию).
Торцово-поперечное резание древесины определяет угол наклона между направлением волокон и плоскостью резания.
Главные виды элементарного резания в практике встречаются редко. Чаще всего встречаются переходные виды или их сочетание — продольно-торцово-поперечное резание. Из этого, однако, не следует, что главные виды резания не представляют интереса для изучения. Напротив, с них следует начинать изучение теории резания древесины, так как они позволяют легче понять, как происходит образование стружки и ее элементов, чтобы в последующем перейти к изучению сложных видов резания древесины.
