При резании резец, имеющий форму клина, внедряется в древесину, отделяя от нее различные части. Клиновидный резец является составным элементом всех режущих инструментов. В простейшем случае резание можно представить себе в соответствии со схемой рис. 1.
Здесь резец prtOqs отделяет от деревянного бруска шириной В и длиной L слой стружки толщиной h. Отделение стружки для изображенного на рисунке случая, когда ширина резца больше ширины материала, осуществляется лезвием резца, или его режущей кромкой, Ot и передней гранью Otpq. В случаях, когда ширина резца меньше ширины материала, в резании принимают участие также боковые режущие кромки tp и Oq и грани резца tpr и qsO.
Грань Otrs называется задней гранью резца. Плоскость aefd, в которой происходит резание, называется поверхностью резания (обработки).
Классификация способов механической обработки древесины (по данным проф. А. Л. Бершадского)
Воспользовавшись сечением резца плоскостью unw, перпендикулярной поверхности обработки и параллельной направлению движения резца (указанному стрелкой v), рассмотрим его угловые элементы. Угол B между передней и задней гранями резца называется углом заострения. Угол а между задней гранью резца и поверхностью резания называется задним углом.
Угол гамма между передней гранью резца и плоскостью резания называется углом резания. Таким образом, угол резания представляет сумму углов заострения и заднего, т. е.;
Угол f между передней гранью резца и плоскостью cbxy, нормальной к плоскости резания и проходящей через переднюю режущую кромку Ot, называется передним углом. Очевидно, что:
Сопротивление резанию уменьшается при уменьшении угла заострения, при увеличении заднего угла и при уменьшении угла резания (однако уменьшение угла р ограничивается вибрацией резца, ухудшающей качество обработки).
Рис. 1. Схема резания
По отношению к направлению волокон древесины различают три главных случая резания: торцовое, продольное и поперечное.
При торцовом резании (рис. 2, 1) резец движется в плоскости, перпендикулярной направлению волокон древесины, перерезая их. Срезаемая стружка в этом случае скалывается на отдельные слабо связанные или совсем не связанные элементы.
При продольном резании резец движется в плоскости волокон, параллельно их длине. Стружка имеет форму тонкой iленты (рис. 2, б), либо может надламываться и иметь ясно выраженные элементы (рис. 2, а).
Поперечное резание происходит при движении резца в плоскости волокон, перпендикулярной их длине (рис. 3), при этом стружка получается непрочной и ее элементы слабо связаны между собой. Однако при создании специальных условий в этом случае можно получить сравнительно прочные ленты древесины. Такими условиями являются, например, снятие тонкого слоя древесины, предварительное распаривание древесины и обжим ее перед резцом, что наблюдается при получении строганой фанеры и лущении шпона.
Эти три случая резания имеют резко различное значение величины сопротивления резанию. Опытами в последнее время было установлено, что соотношение сопротивления резанию для рассмотренных трех случаев составляет 5:2:1 (при толщине стружки 1 мм и угле 8, равном 45°).
Рис. 2. Главные случаи резания 1 — торцовое-. 2 — продольное; 3 — поперечное
Резание называют элементарным при соблюдении следующих основных условий — резание происходит только одной прямолинейной режущей кромкой, толщина стружки h постоянна, резец надвигается на древесину с постоянной скоростью с прямолинейным направлением движения и резец по отношению к волокнам древесины занимает одно из рассмотренных трех главных случаев резания (торцовое, продольное, поперечное).
Рис. 3. Схема резания под различными углами <р к направлению длины волокон древесины
Всякий другой случай резания, имеющий хоть одну отличительную черту от элементарного, называется сложным, например резание с боковыми стенками, когда длина резца не перекрывает ширину бруска, когда углы встречи направления резания с волокнами гамма (рис. 3) отличаются от рассмотренных при элементарном резании, когда резание криволинейно и т. д. При круговом резании угол встречи с волокнами гамма изменяется в зависимости от положения резца на дуге резания.
Для осуществления процесса резания необходимо, чтобы происходило два рабочих движения, которые могут осуществляться единовременно или разновременно. Например на рис. 1 брусок неподвижен во время резания, а резец двигается со своей скоростью v. Но для того чтобы снять второй такой же слой h, надо придать бруску второе движение, перпендикулярное v, в то время, когда резец будет отодвинут обратно (холостой ход), т. е. надо подать древесину на резец вторым рабочим движением. Круглая пила, показанная на рис. 11 (см. стр. 27), вращается с рабочим движением v, а брусок подается на пилу с рабочим движением и. Два движения, происходящие единовременно, складываются и получается траектория относительного движения резца по отношению к древесине. Эта траектория называется траекторией резания. Так как окружная скорость движения пилы значительно больше скорости подачи бруска, то практически траектория резания почти совпадает с окружностью диска пилы и соответствующая ей скорость v м/сек называется скоростью резания.
Рабочее движение, обеспечивающее последовательное срезание стружки за стружкой, называется движением подачи, а соответствующая ей скорость и м/мин (или м/сек) — скоростью подачи, па рис. 1, где брусок неподвижен, когда перемещается резец, скорость перемещения резца v и будет скоростью резания, а подача и при необходимости снятия дальнейших слоев древесины будет производиться бруском или ножом за холостой ход.
Итак, как было показано выше, для процесса резания необходимы два движения — движение резания (главное) и движение подачи.
