>>> Перейти на мобильную версию сайта >>>

Учебное пособие

Обработка дерева на станках

Общие сведения об обработке древесины шлифованием

Шлифованием называется процесс абразивной обработки поверхности деревянных деталей с целью выравнивания поверхности до плоского состояния и придания ей высокой гладкости перед облицовыванием или после покрытия лаком или другими отделочными материалами. Шлифовальные станки обрабатывают древесину шкуркой, представляющей собой полотно или плотную бумагу, покрытую слоем клея с порошком корунда, наждака или другого абразивного материала. Полотно надевается на барабан (барабанный шлифовальный станок), на вальцы (вальцовый шлифовальный станок), на диск (дисковый шлифовальный станок) или охватывает два шкива лентой в виде шкива (ленточный шлифовальный станок). Поэтому в зависимости от вида шлифовального инструмента различают ленточное, цилиндровое и дисковое шлифование. Качество шлифования во многом зависит от правильного выбора номеров шкурки и оптимального рабочего давления цилиндров на шлифуемую заготовку, от скоростей шлифования и подачи заготовок.

Различают следующие технологические операции шлифования.

Выравнивание поверхностей щитовых и брусковых деталей до плоского состояния: удаление местных неровностей в виде возвышений и углублений, а также обеспечение высокой гладкости поверхности. Операцию выполняют на шлифовальных станках с движущейся узкой или широкой лентой. Отличительной особенностью шлифовальных станков этого типа является наличие подпружиненного рабочего органа, позволяющего удалять неровности с разнотолщинных заготовок (рис. 156).

Рис. 156. Наиболее типовые схемы широколенточных станков для выравнивания и чистовой обработки:
a - с верхним шлифовальным агрегатом: 1 - контрролик; 2 - контактный валик; 3 - опорная балка; 4 - ролик; 5 - заготовка; 6 - ленточный конвейер; 7 - механизм подпружинивания шлифовальной ленты; б - с нижним шлифовальным агрегатом: 1 - контрролик; 2 - онтактный валик; 3 - опорная балка; 4 - ролик; 5 - заготовка; 6 - механизм подпружинивания заготовки

Обработку в размер по толщине древесностружечных и столярных плит, столярно-строительных изделий выполняют на калиброванных широколенточных или цилиндровых шлифовальных станках.

Закругление и снятие провесов или фасок выполняют на кромках и торцах брусковых деталей. При этом к выполняемой операции ставится основное требование, чтобы во время шлифования обеспечивалась равномерность фасок и округлений на всех кромках. Этот вид работ выполняют на дисковых или барабанных шлифовальных станках с ручной подачей.

Режущим инструментом шлифовальных станков является шлифовальная лента. Это многолезвийный инструмент с огромным числом режущих инструментов - кромок абразивных зерен. Зерна из электрокорунда, карбида кремния, или других абразивных материалов через связку (животного клея, карбамидной или фенольной смолы) связаны друг с другом и с основой (бумагой, тканью, фиброй ).

Абразивные материалы разделяют по крупности зерна на группы и номера зернистости.

Номер зернистости характеризует крупность зерен основной фракции зернового состава: для шлифзерна и шлифпорошков он соответствует размеру стороны ячейки сита (в сотых долях миллиметра), на котором задерживаются зерна основной фракции; для микропорошков он равен наибольшему линейному размеру в поперечнике (в микрометрах ).

Средний радиус закругления режущих кромок зерна уменьшается с уменьшением размеров зерен: для номеров зернистости 40, 25 и 16 он составляет соответственно 28,19 и 13 мкм. Это обстоятельство указывает, что высокая гладкость поверхности при шлифовании мелкозернистыми шкурками достигается благодаря уменьшению толщины срезаемых стружек и увеличению остроты режущих кромок мелких зерен.

До работы зерно имеет острую вершину, которая постепенно затупляется. Возростающее усилие резания вызывает откалывание от него частичек и образование новых острых кромок. Совокупность явлений, связанных с образованием у абразивных зерен в процессе работы новых режущих кромок или выкрашиванием частичек или целых затупившихся зерен из связки, называется самозатачиванием абразивного инструмента.

Для шлифования древесины под отделку выбирают соответствующий номер зернистости шкурки. Так, для первого шлифования древесины используют шкурки номер 25-16, для второго - 12-10, третьего - 8-6. Шпатлевку при местном выравнивании поверхности шлифуют шкурки 25-20, при первом сплошном шлифовании применяют шкурки 25-16, при втором - 12-10. Загрунтованные поверхности шлифуют шкурками 5-3, лаковые и эмалевые покрытия при первом шлифовании - шкурками 4-3, при втором - 3-14.

Основные параметры режима шлифования: удельное давление на шлифуемой поверхности, направление шлифования относительно волокон древесины, скорость резания и подачи, длина контакта с древесиной.

Удельное давление в зоне контакта шлифовального инструмента с обрабатываемым материалом влияет на качество активных ( режущих ) зерен, а значит на производительность инструмента.

Вместе с тем увеличение удельного давления мало влияет на среднюю толщину срезаемых стружек и, следовательно, на шероховатость шлифуемой поверхности. По опытным данным, возрастание удельного давления в 50 раз приводит к увеличению глубины неровностей всего на 5-14 %.

Направление шлифования. Практика и специальные исследования показывают, что при чистовом шлифовании наилучшее качество поверхности достигается при шлифовании вдоль волокон. В чистовом шлифовании поверхностей, предназначенных для высококачественной отделки, допускается угол скоса не более 15 °. Черновое шлифование рамных столярно-строительных изделий (с продольными и поперечными брусками) рекомендуется при угле 45 Однако встречается шлифование с углом скоса 90 °, т.е. поперек волокон (обработка паркетных досок ).

При ленточном шлифовании существует определенная оптимальная длина контакта шкурки с древесиной. Зернами шкурки может быть срезано и унесено с поверхности изделия лишь такое количество стружки, которое разместится в межзерновом пространстве.

При достаточно большой длине контакта стружка постепенно заполняет все свободное пространство между зернами и оттесняет шкурку от поверхности, из-за чего съем древесины сокращается, а затем и прекращается.

Оптимальная длина контакта не зависит от скорости шлифования, и породы древесины, но определяющим образом зависит от зернистости шкурки. Так, для зернистости шкурки 32, 16 и 10 оптимальная длина контакта равнасоответственно 125, 100 и 65 мм.

Удельная производительность шкурки - это номинальный объем (см 3) материала, удаляемого с 1 см² обрабатываемой поверхности при перемещении инструмента вдоль или поперек на 1 см.