Поперечное пиление древесины. Какие бывают пилы: основные виды и характеристики иструмента

Лекция 11

Пиление древесины . Общие сведения

1. Характеристика процесса пиления

Пиление – это процесс деления древесины пилой на объемные недеформированные части путем превращения в стружку объема древесины между этими частями.

Пила – многолезвийный режущий инструмент, который работает в закрытом пропиле. Пропил – это щель, образующаяся в древесине при срезании зубьями узких стружек (опилок). У пропила различают боковые стенки и дно, с которым взаимодействуют лезвия (зубья).

2. Классификация видов пиления

Пиление древесины классифицируют по нескольким признакам.

В зависимости от положения плоскости пилы по отношению к волокнам древесины различают пиление продольное, поперечное и смешанное.

При продольном пилении плоскость пилы расположена параллельно или приблизительно параллельно волокнам древесины. По принципу продольного пиления работают лесопильные рамы, круглопильные и ленточнопильные станки, на которых распиливают бревна и брусья на доски, раскраиваются пиломатериал по ширине или по толщине в продольном направлении.

При поперечном пилении плоскость пилы расположена перпендикулярно или приблизительно перпендикулярно волокнам древесины. Пиление выполняется вручную поперечными пилами, ножовками или на торцовочных станках, применяемых для раскроя хлыстов на круглые сортименты, удаления пороков древесины и обзольных участков с концов пиломатериала, а также придания пиломатериалу заданной длины и качества.

При смешанном пилении плоскость пилы расположена под острым углом (10˚…80˚) к направлению волокон.

В зависимости от вида применяемых пил различают следующие виды пиления:

– продольное пиление рамное, пиление ленточными, круглыми и лобзиковыми пилами;

– поперечное пиление круглыми, цепными и лобзиковыми пилами;

– смешанное пиление круглыми, ленточными и лобзиковыми пилами.

В зависимости от количества одновременно работающих пил в станке различают способ раскроя пиломатериала индивидуальный и групповой. Раскрой бревен и пиломатериалов одной пилой называют индивидуальным, а несколькими пилами – групповым.

При индивидуальной распиловке бревна распиливают на пиломатериалы отдельными резами на круглопильных, ленточнопильных вертикальных или горизонтальных станках. Раскрой выполняется с учетом индивидуальных особенностей качественных зон каждого бревна. Такой способ раскроя эффективен при распиловке древесины ценных пород, раскрое бревен большого диаметра и бревен со значительными пороками.

Для групповой распиловки применяют лесопильные рамы, многопильные круглопильные и ленточнопильные, а также фрезерно-пильные станки.

В зависимости от положения заготовки относительно центра круглой пилы различают пиление периферийной зоной пилы, средней зоной и центральной зоной пилы, а также пиление верхней и нижней зоной пилы.

При работе периферийной зоной пилы зубья пилы выступают над поверхностью заготовки на величину, равную примерно высоте зуба.

При работе средней зоной пилы зубья выступают над поверхностью заготовки на величину, равную примерно одной трети радиуса пилы.

При работе центральной зоной центр пилы расположен на середине высоты пропила. Такое пиление применяется в фрезерно-пильных станках.

Периферийная и средняя рабочие зоны пилы могут быть расположены на верхнем или нижнем участках пилы, что наблюдается в круглопильных станках с нижним и верхним расположением пильного вала.

При раскрое бревен на пиломатериалы применяют такие способы (рис. 1):

– развал бревна;

– развал бруса;

– распиловка с брусовкой на один или два бруса;

– выпиловка несимметричного бруса (шпалы);

– развально-сегментный и брусо-сегментный;

– круговой;

– секторный.

При распиловке бревен вразвал на лесопильных рамах или многопильных круглопильных станках за один проход образуются необрезные доски и горбыли. Этот способ распиловки часто применяют при раскрое бревен лиственных пород.

При распиловке с брусовкой бревно распиливают за два прохода. На первом проходе из бревна получают один или два двухкантных бруса, необрезные доски и два горбыля. На втором проходе осуществляют развал бруса и получают обрезные доски шириною, равной толшине бруса, необрезные доски и два горбыля. При этом доски, выпиленные из средней части бруса, получаются радиальными. Доски, выпиленные из периферийных зон бруса, получаются тангентальными. Остальные доски занимают промежуточное положение.

При развально-сегментном способе раскроя на первом проходе из средней зоны бревна выпиливают несколько необрезных досок, а из боковой зоны получают два сегмента.

При круговом способе распиловки бревен каждый последующий рез может быть направлен параллельно, перпендикулярно или под любым углом к предыдущему. Это позволяет получать пиломатериалы радиальной и тангентальной распиловки. Распиловку бревна можно вести параллельно его продольной оси или параллельно образующей. Круговой способ особенно эффективен при раскрое крупномерного сырья.

При секторном способе распиловки сначала распиливают бревно продольно оси бревна на части, имеющие в поперечном сечении вид секторов. Затем из каждого сектора выпиливают один брусок, пласть которого параллельна или перпендикулярна радиусу бревна. Если годовые слои древесины будут расположены к пласти под углом меньше 45˚, то получается пиломатериал тангентальной распиловки, при угле больше 45˚, но меньше 60˚, получается пиломатериал смешанной распиловки, а при угле более 60˚ – радиальной распиловки.

3. Уширение пропила

При пилении боковые режущие кромки зубьев деформируют стенки пропила. После прохода зубьев стенки пропила упруго восстанавливаются, расстояние между ними сокращается, и полотно пилы может быть зажатым. От трения пила настолько сильно нагревается, что работать ею становится невозможно, она теряет устойчивость.

Чтобы предотвратить зажим пилы, делают уширение ее зубчатой кромки. Ширина пропила всегда должна быть больше толщины полотна пилы. Если это условие не соблюдается, то стенки пропила зажимают пилу.

Уширение пропила выполняют путем развода или плющения зубьев, или применяют пилы с боковым поднутрением, или пилы оснащают пластинками из твердых сплавов, зубья которых затачивают с боковым поднутрением.

При разводе (рис. 2, а ) кончики зубьев длиной 0,3…0,5 высоты зуба отгибают поочередно в разные стороны. При плющении (рис. 2, б ) кончики зубьев расплющивают и формуют, придавая им форму лопаточек, расположенных симметрично относительно корпуса пилы.

Круглые строгальные пилы (рис. 2, в ), имеют боковое поднутрение под углом 15¢ и 25¢.

Зубья пил с пластинами твердого сплава (рис. 2, г ) имеют форму лопаточек с боковым поднутрением.

Ширина пропила в этом случае находится следующим образом:

где b – ширина пропила, мм;

S – толщина полотна пилы, мм;

S ’ – уширение зубьев на каждую сторону, мм.

Значения S ’ рекомендуется брать по справочнику в диапазоне 0,2...1,1 мм. Его величина зависит от породы древесины (плотности), влажности и условий работы.

4. Удельная сила трения

Пропил – это узкая щель, образуемая пилой. Срезаемая стружка шириною b попадает в пропил шириною b п.

Из-за упругости древесины стенки пропила после прохода зуба частично восстанавливаются. Ширина пропила b п < b . Таким образом, стружка оказывается зажатой с боков стенками пропила (рис. 3).

При дальнейшем движении зуба стружка, преодолевая силы трения F т по стенкам пропила и передней поверхности зуба, впрессовывается в междузубную впадину, постепенно заполняя ее. Чем больше путь зуба в древесине, тем больше накапливается стружек во впадине, тем сильнее она спрессовывается и трется о стенки пропила.

Средняя сила трения за проход зуба в заготовке

где a – касательное давление на зуб от трения стружки в пропиле (удельная сила трения стружки о стенки пропила), МПа.

Удельная сила трения стружки в пропиле равна отношению средней силы трения к поперечному сечению срезаемого слоя:

. (2)

Значения a для пил с разведенными al и плющеными aD зубьями находят по (табл. 1).

Таблица 1

Касательное давление a на зуб пилы от трения стружки в пропиле

	ленточные

Удельная сила трения представляет собою касательное давление стружки на зуб, создаваемое силами трения в пропиле.

5. Производительность пилы по вместимости впадин

Производительность пиления характеризуется величиной подачи на зуб, определяемой по вместимости междузубной впадины.

Образовавшиеся при пилении опилки помещаются междузубными впадинами и выносятся ими из пропила.

На основании многочисленных исследований теорией резания рекомендуются следующие формулы для расчета подачи на зуб по заполнению впадин опилками:

при пилении рамными пилами

; (3)

при пилении ленточными пилами

при пилении дисковыми пилами

где t max – максимальная высота пропила.

6. Толщина срезаемого слоя при работе плющеными и разведенными зубьями

На рис. 4 показаны три пропила одинаковой ширины b , в которых срезаются слои древесины при одинаковой подаче на зуб S z. В первом пропиле показаны разведенные зубья пилы, а во втором пропиле – формы слоев, срезаемых этими зубьями. В третьем пропиле изображена форма слоев, срезаемых плющеными зубьями. Площади слоев, срезаемых разведенными и плющеными зубьями, одинаковы и равны bS z. Среднее значение подачи на зуб по длине режущей кромки находят путем деления площади среза на длину режущей кромки bл :

.

Обычно принимают

, (6)

где m – угол подачи (угол между направлениями скоростей движения подачи и главного движения).

7. Форма зуба пилы для продольного и поперечного пиления

Правило пиления можно сформулировать так: при внедрении зуба в древесину сначала необходимо перерезать волокна, а затем с наименьшим сопротивлением отделить их от массива и удалить стружку из пропила.

При продольном пилении (рис. 5, а ) зуб своей главной режущей кромкой врезается в древесину и перерезает ее волокна. Клин зуба проникает в древесину и передняя грань стремится отжать надрезанную стружку от массива. Так как прочность древесины в плоскости волокон слабая, то надрезанная часть стружки скалывается и попадает в междузубную впадину.

Зуб пилы должен иметь угол резания при главной режущей кромке всегда меньше 90°. Боковые режущие кромки не затачивают и оставляют их с углом резания 90°.

При поперечном пилении (рис. 5, б ) работу перерезания волокон древесины выполняют боковые режущие кромки. Для этого зубья выполнены с боковой заточкой. При внедрении зубьев в древесину на глубину 0,8 мм напряжения на дне пропила, созданные скошенными передними гранями зубьев (рис. 5, в ), достигают предела прочности на скалывание вдоль волокон и перерезанные волокна скалываются то влево, то вправо вдоль волокон.

При поперечном пилении древесины основную работу выполняют боковые режущие кромки зубьев, наклоненные вперед и имеющие скошенные передние грани. Для обеспечения этих условий зубья пилы затачивают так: угол резания при главной режущей кромке d > 90 ° , а боковая режущая кромка выполняется с углом косой заточки j = 40...45 ° .

Контрольные вопросы и задания

Укажите цифрой номер правильного ответа

1. При пилении древесины круглой пилой, у которой толщина диска равна 2 мм и уширение зубьев на сторону равно 0,6 мм, ширина пропила равна, мм

2. Уширение зубьев пил достигают путем

1) развода,

2) плющения,

3) применения пил с боковым поднутрением,

4) напайки пластин с последующей их косой заточкой,

5) увеличения толщины пилы.

3. Чем отличаются пилы продольного и поперечного пиления?

4. Как учесть в расчетах трение пилы в пропиле?

5. Какие способы распиловки Вы знаете?

Заберите у человечества пилы и прогресс остановится. Это утверждение — не шутка. Без инструмента, способного резать древесину и металл, бетон и камень невозможно функционирование промышленных предприятий и других сфер товарного производства.

В домашнем хозяйстве тоже не удается обойтись без пил. У каждого мужчины, как минимум, имеется одна ножовка, а у хорошего мастера можно найти целый арсенал «зубастых помощников».

Мы рассмотрим самые распространенные виды пил, чтобы получить представление об их рабочих возможностях и особенностях применения.

Все началось с простой ножовки

Именно эта пила является родоначальницей семейства ручного инструмента, предназначенного для обработки древесины. Как только было выплавлен первый слиток железа, у человека возникла мысль выковать из него орудие для обработки земли.

Можно предположить, что вторым после мотыги стал топор. Третьей наверняка стала пила с ручкой, известная нам сегодня под названием ножовка. За столетия, прошедшие с момента ее изобретения она обзавелась многочисленными «братьями и сестрами», выполняющими десятки разных работ.

Принятая классификация делит этот вид ручных пил на две группы:

• Ножовки по дереву;
• Ножовки по металлу.

В зависимости от направления резки ручные пилы по дереву делятся на три категории:

• Для продольного пиления резки;
• Для поперечной резки;
• Универсальные (продольно-поперечные).

Разница между ними состоит в форме режущих зубьев: у инструмента для продольного пиления они наклонены вперед, а у поперечной ножовки — прямые.

Универсальный ножовочный зуб тоже наклонен вперед, но имеет особую заточку. Она позволяет пилить вдоль и поперек волокон.

По назначению ручные пилы делят на несколько видов:

• Классические ножовки (поперечная или продольная резка);
• Выкружные пилы (для прорезания отверстий);
• Шиповые пилы (для нарезки соединительных шипов).

При выборе ручной ножовки немаловажную роль играет не только форма, но размер зубьев.

Различают три вида резцов:

• Мелкий зуб – 2,0-2,5 мм (для высокоточного пиления и резки мелких изделий);
• Средний зуб – 3,0-3,5 мм (для деталей среднего размера);
• Крупный зуб – 4,0-6,0 мм (для грубой резки бруса и бревен).

Международная классификация делит ножовки не по высоте зубьев, а по их количеству, приходящемуся на 1 дюйм режущего полотна. Этот стандарт прижился и у нас, поэтому не удивляйтесь, если увидите на этикетке инструмента буквы PPI или TPI. Цифра, стоящая за ними – число зубьев на один дюйм длины. Чем оно больше, тем мельче зуб (например, PPI 8 или TPI 14).

Сегодня на рынке можно увидеть модернизированный вид ножовок. Их легко отличить по промежуткам, нарезанным в полотне. В результате зубья располагаются группами по 6-7 штук.

Этот инструмент предназначен для резки сырой древесины. Промежутки между зубами нужны для того, чтобы мокрая щепа не забивала пропил и легко удалялась при работе.

Кроме привычных ручных ножовок, пользователям сегодня предлагается электрифицированный вариант инструмента. Мощная электроножовка легко справится с большим объемом работ по раскрою пиломатериала, не слишком утомляя владельца.

Универсальность применения у нее достигается за счет комплектации пилами с разной длиной и шириной полотна и размером зубьев. Это позволяет успешно работать не только по древесине, но также по пластику и металлу. Другое название этого инструмента – сабельная пила.

Основной параметр, характеризующий возможности электроножовок – мощность. Она находится в диапазоне от 400 до 1600 Вт. От нее напрямую зависит глубина распила, которая составляет от 90 мм у бытовых, до 200 мм у профессиональных моделей.

Ручной инструмент для обработки металла не столь разнообразен. Существует всего один вид ручной ножовки, способной резать этот материал. Ее рабочий орган – широкое или узкое полотно с мелкими закаленными зубьями. Его вставляют в лучковый держатель и натягивают с помощью винта.

Дисковые пилы

Идею заменить обратно-поступательное движение режущего полотна круговым можно по-праву назвать революционной. Она возникла после появления электродвигателя и существенно увеличила скорость и производительность работы.

Типичный представитель инструмента, в котором используется данный принцип — дисковая пила. Ее главные преимущества – мобильность и высокая мощность отодвинули на задний план скромные возможности ручной ножовки.

По конструкции дисковые электропилы делятся на редукторные и безредукторные. В первом случае электромотор вращает шестеренчатый редуктор, на валу которого стоит пильный диск. Второй вариант — крепление диска непосредственно на валу ротора электродвигателя. Обе конструкции имеют механизм для регулировки глубины пропила и угла наклона.

Преимуществом редукторных механизмов является возможность выполнения более глубокого пропила. У безредукторных пил два достоинства: меньший вес и доступная цена.

У пассивного они наклонены против хода (отрицательный угол заточки).

Пассивные диски незаменимы при распиливании металла. Активные применяют для обработки древесины. На зубьях диска могут быть нанесены твердосплавные напайки. Они дают возможность резать более жесткие материалы, но отрицательно влияют на чистоту пропила.

Рабочие возможности инструмента зависят от мощности электромотора (от 0,65 до 2,5 КВт). Производители также указывают максимальную глубину реза, который может выполнить с помощью дисковой пилы (от 25 до 85 мм).

Разновидностью данного электроинструмента является циркулярная пила, которая монтируется на неподвижной станине. Такое решение позволяет с высокой точностью резать длинномерный и широкий материал.

Некоторые производители предлагают интересный компромисс – ручные дисковые пилы, которые можно перевернуть и закрепить на столе, превратив в стационарную «циркулярку».

Отвечая на вопрос, какие бывают пилы, нельзя не упомянутьи о торцовочных устройствах. В этом случае дисковую пилу крепят на маятниковом рычаге. В качестве станины используется поворотная плита с транспортирной (угловой) разметкой.

Преимущества торцовочной пилы перед дисковой очевидны: вы можете сделать идеально точный поперечный рез под любым углом. Эта операция особенно важна при стыковке различных деревянных деталей (наличник, плинтус, вагонка, брус).

Цепные пилы

Часто в работе с древесиной важна не чистота и точность реза, а его глубина. Именно эту задачу решает цепная пила – мощное устройство с электрическим или бензиновым мотором, предназначенное для валки леса и резки дров.

У нее есть два основных взаимосвязанных технических параметра:

• Мощность двигателя;
• Длина шины.

Шиной называют две плоские пластины, соединенные между собой с небольшим зазором для установки пильной цепи. На одном конце у нее стоит ведомая звездочка, а с другой имеются вырезы для натяжного механизма.

Мощность цепных пил с электроприводом составляет от 1,5 до 4 кВт. Выбирая устройство для хозяйственных работ на участке лучше остановиться на мощности от 1,5 до 2 кВт при длине пильной шины от 30 до 40 см. Этого вполне хватит не только для санитарной обрезки сада, но и для заготовки дров.

При необходимости таким инструментом можно распустить доску, бревно или брус, хотя высокого качества и точности реза вы не получите.

Различают два подвида цепных электропил:

• С боковым (поперечным) размещением двигателя;
• С продольной установкой мотора.

Первый тип проще по конструкции и дешевле по цене. Зато второй удобнее в работе, хотя и дороже за счет внедрения в конструкцию редуктора.

Главное, что дает владельцу цепная бензопила – автономность. С таким инструментом вы можете отправиться в лес и нарезать там дров. За такой весомый плюс придется заплатить свою цену: бензопилы по конструкции более сложные, чем электрические. Особенно сильно ощущается эта разница при покупке дешевого «но-найм» устройства. Проблемы с запуском, карбюратором, кольцами и свечами – частые спутники такой покупки. Поэтому лучше приобрести более дорогую цепную бензопилу, чем терять деньги при эксплуатации эконом-варианта.

Электролобзик

Дисковые и цепные пилы не могут заменить устройство, в котором используется узкое режущее полотно, перемещаемое вверх и вниз с большой частотой.

Благодаря такому расположению рабочего органа электролобзик позволяет быстро и точно выпиливать криволинейные плоские детали. Фанера, керамика и пластик, OSB и мягкий металл – все это можно резать хорошим лобзиком с качественной пилкой.

Электролобзик

Для каждого материала производители изготавливают специальные пилы, которые отличаются как по наклону зубьев, так и по их частоте.

Например, древесину лучше режет пилка с крупным зубом. С листовым металлом уверенно справится полотно с мелкой зубчатой насечкой. Особых рекомендаций по выбору пил для электролобзика мы не дадим, поскольку производитель на каждой из них указывает рекомендуемый тип материала.

Основные технические параметры электролобзика – мощность двигателя, частота хода пилки и максимальная глубина резки (указывается для разных материалов).

Для бытовых моделей эти параметры находятся в таких пределах:

• Мощность от 400 до 900 Вт.;
• Частота хода (с возможностью плавной регулировки от 0 до 3000 оборотов в минуту);
• Глубина резки (древесина – 45- 80 мм, сталь от 4 до 20 мм).

Полезная опция электролобзика — лазерная указка. Она помогает четко видеть направление реза, когда линия разметки скрыта под слоем опилок. Выбирая электрический лобзик, уделите особое внимание насадке, в которой крепится пилка. Она должна обеспечить максимально надежный зажим. В противном случае пилка будет регулярно выскакивать из ее слабых «объятий».

Логичным развитием конструкции электролобзика стала компактная ленточная пила. Ее рабочий орган – замкнутая стальная лента с зубцами, которую вращает электромотор.

Пилить с ее помощью легче, чем работать электролобзиком, который сильно вибрирует и норовит вырваться из рук. Чистота и точность реза у ленточной пилы идеальны. Это не только снижает количество отходов, но также позволяет получить поверхность распила, которая не нуждается в шлифовке.

Заготовку здесь можно держать двумя руками, что повышает точность операций при вырезании криволинейных элементов.

Основной показатель ленточных пил по дереву — глубина пропила, которая может составлять от 8 до 50 см. Электролобзик и дисковая пила не способны раскроить столь толстый материал.

Остальные характеристики относятся к режущим полотнам.

Здесь выделяют две категории:

• Углеродистые пилы (изготовленные стали С75 и аналогов);
• Легированные пилы из стали D6A (обладают повышенной износостойкостью и сопротивляемостью к знакопеременным нагрузкам).

В зависимости от технологии изготовления и закалки режущих зубьев полотна делят на два вида:

• Пильные ленты с насеченным незакаленным зубом;
• Полотна с нарезанным закаленным зубом.

Достоинства пил первого типа – низкая стоимость и возможность резки древесины с посторонними включениями: гвоздями, камнями, осколками. Таким полотном работают при небольших объемах распиловки (2-4 м3 в сутки) и на минимальной скорости подачи (6-10 метров в минуту).

Главное преимущества пильного полотна с закаленным зубом – высокая износостойкость (в 2 раза выше, чем у пил с незакаленными резцами). Недостатки – высокая стоимость и чувствительность к посторонним включениям.

Остальные параметры ленточных пил сводятся в простой перечень:

• Ширина полотна;
• Количество зубьев на 1 дюйм длины (TPI).

Для стандартных работ по распиловке древесины оптимально подходит лента шириной 1/2″. Более узкие полотна (3/8») используют для фигурной резки.

Количество зубьев режущей ленты напрямую влияет на ровность пропила (чем их больше, тем ровнее срез). Грубые пильные полотна (2,3 TPI) использует для резки древесины и бревен толщиной до 200 мм. Для более чистой работы используют пилы с 6 TPI, а для точной резки применяют размер 10-14 TPI. Оптимальный размер, при котором достигается высокая производительность и хорошее качество реза – 8 TPI.

Настольная ленточная пила по металлу по конструкции схожа с устройством для резки древесины. Однако, ее возможности более скромные. Этим инструментом можно выполнить только поперечную резку стального проката (труб, уголка, арматуры, швеллера) под разными углами.

Пилы и пиление. Пилы изготовляют из высококачественной стали с нарезанными зубьями. Для плотничных и столярных работ используют широкую ножовку, ножовку с обушком, узкую ножовку; пилу с ограничителем глубины пиления (наградку), лучковую пилу, а также фанерную пилку (нож) (рис. 1).

Широкую ножовку изготовляют из стальной ленты длиной 0,7 м, шириной у рукоятки 11 см и на узком конце 2…7 см. Рукоятка бывает деревянной, металлической или пластмассовой. Узкая ножовка служит для выпиливания криволинейных сквозных отверстий в деталях большой ширины. Лобзик (рис.2) имеет узкую и тонкую (толщиной 0,3 мм, шириной 1…2 мм) пилку с мелкими зубьями. Пилка закреплена в дугообразной рамке и легко вынимается. Лобзиком выпиливают тонкие детали (фанеру) криволинейной формы. До начала работы конец пилки вставляют в заранее сделанное отверстие, а другой конец закрепляют в рамке. Пиление ведут по разметке. По окончании работы освобождают конец пилки и убирают ее из отверстия детали.

Ножовки с обушком применяют для неглубокого пиления, например пропиливания пазов в широких заготовках, для подгонки деталей при их сборке. Верх полотна усилен стальным обушком, увеличивающим жесткость полотна. Мелкие зубья имеют форму равнобедренного треугольника. Ножовкой пилят в обоих направлениях (рис. 1, в).

По форме зубьев различают пилы для продольного, смешанного и поперечного пиления (рис. 3).

Для пиления вдоль волокон используют пилы с косоугольными зубьями. Они режут древесину в одном направлении - от себя. Впадину между зубьями называют пазухой. Шагом зуба называют расстояние между вершинами смежных зубьев. Высота зуба равна перпендикуляру, проведенному из вершины зуба к его основанию. В зубе пилы три кромки (рис. 3, а). В пилах для продольного пиления резание выполняет короткая режущая часть - передняя кромка, а боковая кромка только отделяет волокна древесины.

Рис. 1. : а- широкая ножовка: б - то же, узкая; в - обушковая ножовка; г - наградка; д - фанерная пилка.
Рис. 2. Лобзик.	Рис. 3. : а - элементы пил; б - углы зубьев пил; I - для продольного пиления; II - для смешанного пиления; III - для поперечного пиления: 1 - боковые режущие кромки; 2 - передняя грань; 3 - передняя режущая кромка; 4 - шаг; 5 - вершина; 6 - пазуха; 7 - высота; 8 - линия основания зубьев.

Для продольного и поперечного пиления служит лучковая пила. Она состоит из рамы-лучка с натянутым пильным полотном. Последнее выполняют из стальной ленты длиной около 1 м, шириной 45…60 и толщиной 0,4…0,7 мм. Шаг зубьев 4…5 мм, высота зубьев 5…6 мм. Концы пильного полотна закреплены внизу стоек рамы-лучка. Полотно натягивают тетивой из бечевки, закрепленной между верхними концами стоек и закрутки. Поворот пильного полотна ведут с помощью ручек. Такой пилой может работать один человек. Пропил получается гладким и ровным. Зубья пил для поперечного пиления режут волокна, боковые кромки зубьев, а передняя кромка их только отделяет. В пилах для продольного пиления режет древесину передняя кромка зуба. Это учитывают при определении углов заточки зубьев пил для поперечного и продольного пиления.

Рис. 4. Пиление вдоль волокон лучковой пилой, если материал находится в горизонтальном положении: направо - положение ступней ног рабочего во время пиления.
Рис. 5. Подставки: а - деревянная с передвижной опорой: б - металлическая с роликом; в - деревянная с роликом.	Рис. 6. Пиление лучковой пилой вдоль волокон при вертикальном закреплении материала: а - положение рук рабочего во время пиления; б - то же, ступней ног.	Рис. 7. Поперечное пиление: а - приемы пиления; б - поддерживание рукой отпиливаемой части в конце пиления.

У пил для продольного пиления мягкой древесины угол заточки 40…45°, у пил для твердой древесины - до 70°, в пилах поперечного пиления угол между режущими кромками зубьев 60…70°, а угол заточки - 45… 80°. У пил для смешанного пиления угол заточки 50… 60°. Углы зубьев пил следующие: для продольного пиления - 60…80°, для поперечного - 90 -120°, для смешанного - 90°.Для пропиливания неглубоких пазов и гнезд шиповых соединений используют так называемую наградку. Для регулирования глубины пропила она имеет передвижной упор. Толщина пильного полотна 0,4… 0,7 мм, длина -100…120 мм.

Виды и приемы пиления. По виду закрепления детали в верстаке различают: горизонтальное пиление вдоль волокон, вертикальное пиление вдоль волокон, горизонтальное пиление поперек волокон и пиление под углом. При горизонтальном пилении вдоль волокон заготовку закрепляют, прижимая ее к столу струбцинами (рис. 4), чтобы отпиливаемая часть выступала за пределы края верстака. Корпус рабочего при этом должен быть несколько наклонен вперед, пилу надо держать вертикально. Вначале делают запил, двигая пилу несколько раз вверх, после того, как запил станет глубоким, начинают пиление, двигая пилу вверх и вниз. Клин, вставленный в пропил, предупреждает зажатие полотна пилы.

При вертикальном пилении вдоль волокон заготовку закрепляют в верстаке передним или задним зажимом (рис. 6). На рисунке показано положение ног рабочего в процессе пиления. Распиливая тонкую доску, ее зажимают так, чтобы она не гнулась, поднимая вверх по мере пропиливания. Пиление начинают с запила, после чего работают на полный размах полотна пилы, не нажимая на нее. Короткие заготовки распиливают начиная с одного конца, а затем, перевернув заготовку, с другого. Распиловку длинных досок (вдоль волокон) выполняют, опирая их концы на подставки (см. рис. 5).

Рис. 8. : а - правильно; б - неправильно (угол пиления слишком большой); в - занозистый пропил, из-за неправильного пиления возможны отщепы и повреждение кромок; г - пиление вдоль волокон ножовкой; д - пиление лучковой пилой с использованием шаблона (стусла); е - пиление узкой ножовкой через высверленные отверстия; ж - шаблон для торцовки концов досок, уложенных в пакеты; 1 и 2 - боковые стойки - направляющие для пилы; 3 - доска, прикрепленная к стойкам; 4 - закрепляющий гвоздь вспомогательного устройства; деталь А - положение руки на раме лучковой пилы во время пиления.

Распиливая заготовку поперек волокон, отпиливаемый конец выдвигают за край верстака (рис. 7). До начала пиления выполняют запил, в процессе пиления следят за положением и наклоном пильного полотна и чтобы пропил был прямым, а отпиливаемая поверхность ровной.

Во избежание отщепа отпиливаемую часть заготовки (рис. 7, б) в конце пиления следует поддерживать рукой. Для шиповых соединений или других деталей, требующих сопряжений под углом 45 или 90°, используют шаблон (стусло) (рис. 8, д). При многократном пользовании пропилы на стенке стусла могут стать чрезмерно широкими и оно не будет давать точного размера угла. Для продления долговечности стусла его боковые стенки выполняют из досок твердолиственных пород. Для торцовки досок (одной ширины) используют специальный шаблон (рис. 8, яс). Боковые стойки шаблона служат направляющими для пилы, их выполняют из твердой древесины. Для досок определенной ширины необходим индивидуальный шаблон. Распиловка древесины вручную допустима при небольших объемах работ.

Древесина является ценным природным материалом, который создан самой природой. Люди много столетий пользуются этим замечательным сырьем для стройки домов, создания мебели, декоративных предметов интерьера, а также применяют его в промышленных целях. По этим причинам грамотная обработка срубленного ствола представляет собой крайне важную задачу. Распиловка и строгание древесины - наиболее важные операции с деревом. В этой статье мы расскажем о том, что такое распиловка древесины и какие существуют типы пиления.

Распиловка бревна - это процесс превращения ценного природного сырья в пиломатериал. При пилении древесины различными методами можно получить различных размеров пиломатериал. Для получения качественной продукции нужно выбирать качественные, ровные бревна, не поврежденные вредителями.

Виды распила древесины

Качество конечного продукта зависит от большого числа факторов - сорта древесины и качества исходного сырья, профессионализма работников, правильной сушки. Однако есть еще один немаловажный аспект - это метод распила лесоматериалов.

Различают такие методы распила:

• тангенциальный
• радиальный
• рустикальный
• продольный
• поперечный.

Рустикальный - это распил, который выполняется под острым углом к направлению волокон. Такой метод применяется в изготовлении пиломатериала для рустикального напольного покрытия, которое можно назвать самым неоднородным и оригинальным по узору и оттенку.

В ходе тангенциального распила плоскость разреза пролегает по касательной к годичным слоям материала на определенном расстоянии от сердцевины. Поскольку волокна древесины, чаще всего, расположены в различных направлениях, то на поверхности получается естественный узор в форме причудливых "арок", "завитушек", "колец". Структура доски при таком варианте распила отличается неоднородностью, могут присутствовать древесные поры. По окончанию тангенциального распила доски отличаются повышенным коэффициентом усушки и разбухания. Также эта схема распиловки бревна дает возможность повысить коэффициент полезного выхода, что становится причиной снижения себестоимости конечного продукта.

Пиление заготовок из древесины радиальным методом осуществляется перпендикулярно годовым кольцам. Таким образом, получается однородная доска с наименьшими промежутками между годовыми слоями. При этом создается привлекательный рисунок, а также повышается прочность пиломатериала. Радиальные материалы характеризуются высокой сопротивляемостью деформации и износоустойчивость. Также такие доски имеют более низкие показатели усушки и разбухания в сравнении с пиломатериалами тангенциального распила. Поэтому готовые изделия, к примеру, паркетная доска, половая доска, блок-хаус, вагонка, практически не растрескиваются на лицевой части, а вот материалы тангенциальной распиловки подвержены таким явлениям. Клееный брус создают только из досок радиального и полурадиального распила, потому что механические и геометрические параметры находятся в прямой зависимости от сопротивления волокон. Данное сопротивление растет во время склеивания пластей с разнонаправленными годовыми кольцами под углом наклона не более 45°.

Из цельного бревна можно получить лишь 10-15% радиальных досок. Поэтому они имеют высокую стоимость. Самые лучшие показатели демонстрирует материал, имеющий угол между годичными слоями и плоскостью распила от 80 до 90 градусов.

Пиление древесины поперек волокон

Технология пиления древесины поперек волокон - это наиболее распространенный метод обработки лесоматериалов в столярном деле. Вместе с тем такое пиление можно назвать самым простым. Продольное пиление древесины требует намного больше усилий и определенных навыков.

Инструменты для поперечного распила лесоматериалов выбирают в зависимости от необходимой точности, объема работы и условий, имеющихся в каждой отдельно взятой мастерской. Можно воспользоваться:

• электрической дисковой пилой. Она делает аккуратные и быстрые пропилы. Для бытового использования отлично подойдет модель с мотором мощностью 1000 Вт и сечением диска 180 мм. Большая часть дисковых пил имеют в комплекте комбинированное лезвие, которое можно применять для реализации самых разных работ. Зубцы этого лезвия представляют что-то среднее между зубцами поперечной и продольной пил. Для долгой работы лучше взять лезвие, которое покрыто карбидом. Стоимость у него более высокая, но тупится в 10 раз дольше
• стуслом и шипорезной пилой. Они используются для чистовой обработки. Такими инструментами можно сделать наиболее точные пропилы
• циркулярной электропилой
• поперечной пилой. При покупке обратите внимание на то, что зубцы такого инструмента должны быть попеременно разведены влево и вправо от самого полотна. Они должны быть хорошо заточены и быть скошенной формы. Наиболее популярной можно назвать пилу с 10 зубьями на 25 мм полотна. При количестве зубьев 8, пила будет пилить быстрее, однако создавать грубые пропилы.

Введение

Обработка древесины - одно из наиболее древних ремесел. Инструмент и приемы обработки древесины широко известны.

Приемы обработки дерева при постройке авиационных моде­лей очень многообразны: это раскалывание, точение, строгание, фанерование, долбление, сверление, гнутье, склеивание и др.

Незнание элементарных приемов обработки и наладки инст­румента вызывает излишние трудности в работе и подчас даже отбивает желание работать. Можно заметить, как начинающий моделист, пользуясь тупой пилой, долго трудится и, не получив желаемых результатов, раскалывает доску вдоль слоя топором или ножом. Часто это приводит к порче детали. Получаемые при этом остатки материала, как правило, нельзя использовать, и они те­ряют свою ценность. Работа острым, исправным и соответствую­щим своему назначению инструментом всегда эффективна и не требует больших физических усилий.

Обрабатывать древесину можно вручную, с применением механизированных инструментов и на станках.

Для обработки деревянных деталей применяют столярный, а также специальный модельный инструмент.

Каждому моделисту необходимо иметь набор столярного ин­струмента, а в модельных мастерских, кроме того, должны быть небольшие деревообрабатывающие станки

Разметка и разметочный инструмент

Прежде чем начинать обработку детали, нужно разметить за­готовку. От правильности и точности разметки во многом зависит качество детали. Даже небольшие ошибки в нанесении разметоч­ных линий могут повлечь за собой непоправимый брак. Несмотря на кажущуюся простоту этой ра­боты и несложность применяемого инструмента, не­обходимо быть очень внимательным, а по оконча­нии разметки тщательно проверить сделанные по­строения.

Для проведения линий в столярном деле при­меняют рейсмас, чертилку и циркуль с остро зато­ченными ножками. При изготовлении же летающих моделей эти инструменты используют реже, так как они глубоко надрезают поверх­ность деталей, значительно уменьшая их прочность. Следует иметь в виду, что на гладких по­верхностях, предназначенных для полирования или покрытия нитролаками, от этих инструментов остаются глубокие, трудно устранимые следы.

Для проведения линий при разметке лучше всего пользо­ваться простым графитовым карандашом. Для разметки деталей из твердых пород дерева применяются карандаши ТМ, Т, 2Т и ЗТ, для мягких пород, например, для липы или ели - карандаши М.

Для разметки применяется следующий инструмент.

Линейка металлическая или деревянная с миллиметровыми делениями служит для измерения и откладывания размеров. При разметке также можно пользоваться складным метром или сталь­ной рулеткой, для размеров менее 100 мм - штангенциркулем.

Угольник металлический служит для разметки прямых углов и их проверки. Правильность таких угольников проверяется сли­чением их с контрольным угольником. Если контрольного уголь­ника нет, то на ровной доске с прямой кромкой проводят по угольнику линию, затем угольник поворачивают на другую сто­рону и проводят рядом с первой линией вторую.

Если линии получились параллельными, угольник верен.

Малка служит для откладывания углов и их проверки. Уста­навливают малку на желаемый угол с помощью транспортира или угломера.

Рейсмас служит для нане­сения линий, параллельных кромке.

Тонкую фанеру, картон и целлулоид рейсмасом можно не только размечать, но и резать. Для этого чертилку рейсмаса нужно заточить в виде резца.

ПИЛЕНИИ ДРЕВЕСИНЫ и древесных МАТЕРИАЛОВ.

Задачей является не просто разделение древесины, а выпол­нение размерной операции по обработке поперечных, продоль­ных, косых, наклонных плоскостей с помощью пилы. В идеале плоскость, полученная пилением, не подвергается никакой после­дующей обработке и является геометрически и размерно-точной.

На сегодняшний день лучшим инструментом для ручного пи­ления в домашних условиях является ножовка с универсальным зубом с шагом 2,5 ... 4,5 мм. Такая ножовка позволяет произво­дить точное пиление в любом направлении и является универ­сальной в хозяйстве. Она также хороша в профессиональном деле. Ножовкой можно выполнить пропилы в древесине в любом на­правлении шириной пропила величиной с толщину развода но­жовки и более, т.е. одной только ножовкой можно оформить паз шириной от величины развода ножовки (1,5 - 2 мм) до 4 - 5 мм и более. Более широкие пазы выполняются с помощью ножовки и стамески. Ножовкой можно очень точно и лучше чем на­пильником подправить боковые поверхности шипа.

Универсальная заточка зуба по форме ближе к зубу для про­дольного пиления и поэтому исходным при заточке является именно он. Практикой проверены несколько типов заточки (см. приложение). При разной трудоемкости они дают сравнимые ре­зультаты. Поэтому способ заточки можно выбирать по форме зуба пилы, напильника, оснастки и своего навыка в заточке пил. Но­жовка, как и любой режущий инструмент, должна быть всегда остро заточена, быть прямолинейной, иметь соответствующий развод, иметь удобную рукоять.

Теперь, собственно, о пилении. Прежде всего, необходимо выбрать удобную позу. Ноги расставлены, спина прямая, наклон туловища осуществлен в тазобедренных суставах, упор на левую (для правши) руку. Положение равновесное, устойчивое, ком­фортное.

Пиление осуществляется по разметочной линии, срезая поло­вину ее со стороны удаляемого материала, т.е. всегда линия раз­метки (половина ее) остается в детали (в теле детали). Удобнее, ко­гда линию разметки наблюдаешь слева от ножовки. Это достига­ется расположением заготовки. При достижении определенного навыка пропил также легко выполняется и слева от линии.

Сама заготовка при пилении должна быть закреплена, за­фиксирована в тисках, или на специальных упорах с прижимом неработающей рукой. Размерное пиления всегда (в большинстве случаев) осуществляется с лицевой стороны заготовки горизонтальным движением ножовки. Особое вни­мание обращаем на прямолинейность движения ножовки как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Все тело, ноги, спина, шея, опорная рука расслаблены. Работающая рука без на­пряжения удерживает ножовку, мышцы задействованы только те, что необходимы для удержания ножовки и ее перемещения. Про­верьте, не включены ли мышцы противодействия (сгибатели-раз­гибатели и наоборот).

Запил (начало пиления) производится наклонной ножовкой движением от себя с дальнего края разметочной линии. Удержи­вая ножовку навесу, делаем одно-два плавных движений ножовки над разметочной линией. Наблюдаем прохождение кромок зубьев ножовки относительно линии, корректируем ее положение и на движении от себя легко касаемся ножовкой заготовки. Главное - не срезать линию. Если запил прошел отступя от линии в сторону снимаемого материала, то это легко поправляется. Ножовка на­клоняется на угол примерно 10° к горизонту (практически ло­жится на заготовку) зубьями в сторону желаемого смещения запила и делается несколько легких продольных движений ножовки прак­тически без нажима до достижения зубьев ножовки разметочной линии. Не останавливая продольных движений ножовки, она по­ворачивается в вертикальное (или другое необходимое) положение и продолжается запил. При погружении ножовки в материал на глубину ~ 2 мм ножовка из наклонного положения переводится в горизонтальное без остановки ее продольных движений. Во время пиления давить на ножовку не следует - она как бы сама пилит и выбирает необходимую для нее оптимальную глубину резания (толщину снимаемых стружек).

Как же следует направлять ножовку на разметочную линию? Существует правило: берется в левую (нерабочую) руку брусочек дерева с плоским торцом, устанавливается на линии пропила, че­рез этот брусок осуществляется и фиксация заготовки на упоре, и по торцу этого брусочка производится направление ножовки на линию прижимом ее к торцу бруска при запиловочном движении ножовки. Пальцы левой руки находятся на безопасном расстоянии и исключается их травма ножовкой. Но таким способом более чем затруднительно выполнить точный рез ножовкой, особенно когда осуществляется длинный, наклонный, косой или коррекционный пропил. По мнению автора, более профессиональным является на­правление ножовки большим пальцем неработающей руки. При правильном и контролируемом положении руки это также безо­пасно, но позволяет постоянно осуществлять визуальный контроль за положением ножовки и управлять процессом пиления. Кисть левой руки располагается на заготовке, прижимая ее, на расстоя­нии 2,5-3 см от пропила. Большой палец отогнут вверх-вправо и касается ножовки выше зубьев на 3-5 см. Он практически исклю­чен из опасной зоны воздействия зубьев ножовки. Наиболее трав­мируемым является указательный палец. Его, как и остальные пальцы, подгибают, укладывая на заготовку ногтями, и таким об­разом прижимают заготовку. Или обхватывают заготовку вместе с упором, контролируя положение указательного пальца. Постоянное нахождение в состоянии контроля за своими действиями полно­стью исключает возможность травматизма. Должно действовать правило: ни одного неосмысленного движения или действия, т.е. ни одного автоматического действия. Это начало развития само­контроля, который должен быть включен всегда.

Выполнение наклонного пропила осуществляется следующим образом: производим запил на дальнем ребре, переводим ножовку в горизонтальное положение и пропиливаем на глубину 1-1,5 мм. Затем наклоняем ножовку на необходимый угол, ориентируя ее по разметочной линии, и осуществ­ляем пиление по ней. Несколько пробных наклонных пропилов позволяет вполне освоить этот про­цесс. Косые пропилы осуществляются, так же как и прямые. Осо­бенностью является несколько затрудненный запил - ножевка при запиле на ребре движется под углом к волокнам и стремится со­скользнуть с них. В этом случае поступаем так как и при наклон­ном пилении: на ребре делаем надпил перпендикулярно волокнам (ни в коем случае не перерезая линию разметки) и затем, повернув ножовку на разметочную линию, спокойно пилим горизонтальной ножовкой, контролируя пропил по вертикальной (или иной необ­ходимой) линии разметки.