Илья Мельников
Классификация пиломатериалов и технология деревообработки

КЛАССИФИКАЦИЯ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

Пиломатериалы – это сортименты стандартных размеров, полученные при раскрое бревен. Используются они целиком либо перерабатываются на заготовки и изделия из древесины. Это могут быть пластины, брусья разного сечения, бруски, обрезные и необрезные доски, горбыли.

   Рис. Виды пиломатериалов:
   а – двухкантный брус, б – трехкантный брус, в – четырехкантный брус, г – необрезная доска, д – чистообрезная доска: 1 – пласть, 2– кромка, 3 – ребро, 4 – торец; е – обрезная доска с тупым обзолом, ж – обрезная доска с острым обзолом, з – брусок, и – обапол горбыльный, к – обапол дощатый, л – шпала необрезная, м – шпала обрезная

   В деревообработке используются доски, бруски и брусья. Доски из центральной части бревна (включающие сердцевинную трубку) называют сердцевинными. Сердцевинные доски (вырезки) часто низкого качества из-за скрытой сердцевинной трубки с ослабленной трещинами древесиной. Центральные доски получают, если внутренняя пласть проходит по центру бревна и разрезает сердцевинную трубку. Остальные доски в бревне боковые.
   Выход пиломатериалов из бревен зависит от требований к продукции и способов ее получения. Когда надо получить больше длинномерных обрезных пиломатериалов, бревна пилят на лесопильных рамах с брусовкой. Когда надо получить наибольшее количество заготовок распространенных размерных групп (не более 2-3 м по длине) поступают иначе: вырабатывают необрезные пиломатериалы, затем перерабатывают их на заготовки. В этом случае целесообразен раскрой досок продольно-поперечным методом.
   Низкокачественные пиломатериалы выгоднее перерабатывать на заготовки небольших длин поперечно-продольным методом.
   Параметры хвойных и лиственных пиломатериалов определяют ГОСТы. (См. «Приложения» в конце книги.)
   Заготовки – это пиломатериалы, прирезанные на заданные одинарные или кратные им размеры, из древесины соответствующего качества, имеющие припуски для деления кратных заготовок на одинарные, припуски на механическую обработку и усушку.
   По видам обработки заготовки делят на: пиленые, клееные (изготовленные из нескольких более мелких заготовок склеиванием их по длине, ширине и толщине) и калиброванные, т.е. полученные из предварительно фрезерованных, калиброванных по пластям пиломатериалов.
   Заготовки из древесины хвойных пород изготовляют по ГОСТу 9685-61 четырех групп качества, их размеры по толщине и ширине подобны размерам пиломатериалов. Размеры поперечных сечений калиброванных заготовок определяют по номинальным размерам заготовок. Стандартом установлены дополнительные ограничения к качеству заготовок, предназначенных для мелких деталей столярно-строительных изделий, деталей легких судов и катеров, для облицовки мебели.
   Заготовки из древесины лиственных пород изготовляют по ГОСТу 7897-83 для строительства, мебельного производства, вагоностроения, сельхозмашиностроения, судо-, автостроения и для паркета. По качеству древесины заготовки делят на три группы. Заготовки для планок паркета и ряда других потребностей имеют дополнительные ограничения по допускаемым порокам.
   Для производства отдельных изделий из древесины могут быть специальные технические условия или стандарты.
   Значительное количество пиломатериалов подвергается фрезерованию. Доски, бруски и брусья могут быть с одно-, двух-, трех– и четырехсторонним фрезерованием.
   Размеры фрезерованных пиломатериалов определяются стандартным размером доски до ее фрезерования. Сорта этих пиломатериалов по качеству должны отвечать требованиям, установленным для пиломатериалов до фрезерования.

ЛИСТОВЫЕ ДРЕВЕСНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ШПОН

   Шпон – это тонкий слой древесины, применяется для облицовки. Шпон бывает строганым и лущеным.
   Шпон строганый получают строганием на шпонострогальных станках брусьев или круглых чураков. Материал предварительно обрабатывают термически для повышения пластичности древесины и снижения числа и глубины трещин в готовой продукции.
   Шпон строганый изготовляют из древесины рассеянно-сосудистых лиственных пород: бука, ореха, клена, чинары, груши, яблони, тополя, березы, ольхи, граба, явора, черешни, красного и лимонного дерева, карельской березы; из древесины кольцесосудистых лиственных пород: дуба, ясеня, ильма, вяза, шелковицы, каштана, бархатного дерева, акации, карагача.
   Древесные породы, перерабатываемые на строганый шпон, имеют в большинстве сердцевинные лучи. Их блеск, цвет и рисунок создают красивую текстуру при радиальном разрезе (шпон радиального вида часто ценится более высоко).
   А вот лиственница и ясень имеют более эфектный рисунок на тангенциальном и полурадиальном разрезе, когда выявляются конусы нарастания годичных слоев и ясно выражены особенности роста дерева.
   Виды строганого шпона по ГОСТ 2977-82 определяются следующими признаками:
   радиальный (Р) – годичные слои имеют вид прямых параллельных линий, расположенных по всей поверхности листа, сердцевинные лучи на этом разрезе четко видны в виде полос;
   полурадиальный (ПР) – годичные слои имеют вид прямых параллельных линий, расположенных не менее чем на 3/4 площади листа;
   тангенциальный (Т) – годичные слои в форме конусов нарастания, углов или кривых линий;
   тангенциально-торцовый (ТТ) – годичные слои имеют вид замкнутых кривых линий.
   Шпон строганый вырабатывается толщиной 0,4; 0,6; 0,8; 1 мм с отклонением не более +0,05 мм. Длина листов должна быть не менее 550 мм с градацией 10 мм. Для тангенциально-торцового шпона установлена минимальная длина 300 мм. Минимальная ширина листов шпона 80 мм при минусовом допуске не более 4 мм.
   Требования к качеству шпона. Сучки сросшиеся здоровые светлые допускаются во II сорте размером до 30 мм (не учитываются сучки размером 15 мм). В I сорте допускаются и не учитываются сучки в 3 раза меньших размеров. Сросшиеся и несросшиеся здоровые темные сучки, а также отверстия от выпавших сучков допустимы во II сорте размером не более 10 мм 1 шт. на 1 м длины листа. В I сорте такие пороки не допускаются.
   Повреждения насекомыми – не более двух ходов на 1 м длины листа. Трещины допускаются длиной не более 15 % от длины листа. В I сорте перечисленные эти пороки не допускаются. Не допускаются также свилеватость, прорость темная, ложное ядро, смоляные кармашки. Во II сорте прорость темная ограничивается – не более 5 % от площади листа, ложное ядро (для березы) не более 10 %. Царапины и риски, пятна от металла в I сорте не допускаются, во II ограничиваются по глубине и длине листа.
   Шероховатость поверхности шпона из дуба, ясеня, ильма, лиственницы и сосны должна быть не ниже 6-го класса по ГОСТ 7016-82, а из древесины других пород – 7-го класса.
   Учитывают шпон в квадратных метрах. Длину и ширину измеряют по срединному листу пачки. Листы шпона укладывают в пачку (кноль) в порядке выхода из станка. В каждой пачке число листов должно быть четным. Пачки шпона укладывают в пакеты массой не более 0,5 т по породам и размерам. Вид шпона при маркировке обозначается буквами: Р, ПР, Т, ТТ.
   Шпон строганый используется в качестве облицовочного материала для изделий из древесины и древесных плит.
   Шпон лущеный вырабатывается методом лущения. Сортименты предварительно прогревают в воде. Основные древесные породы для получения шпона лущеного: береза, ольха, клен, ясень, ильм, дуб, бук, липа, осина, тополь, ель, сосна, пихта, кедр, лиственница.
   Толщина – 0,35; 0,55; 0,75; 0,95; 1,15 мм с допустимым отклонением +0,05 мм и от 1,5 до 4 мм с градацией через 0,25 мм с допустимым отклонением +0,1 мм. Ширина листов – от 150 до 700 мм с градацией через 50 мм, от 700 до 2500 мм с градацией 100 мм с максимальным отклонением +10 мм. Длину листов измеряют в направлении волокон с градацией 100 мм и устанавливают от 800 до 1300 мм с максимальным отклонением +4 мм, от 1300 до 2500 мм – +5 мм.
   В зависимости от качества древесины, обработки и назначения шпон подразделяется для наружных слоев клееной фанеры на пять сортов – А, АВ, В, ВВ, С, для внутренних слоев на три сорта – I, II, III.
   Для наружных слоев в шпоне низшего сорта С допускаются сучки в любом количестве размером до 80 мм, смоляные кармашки длиной до 100 мм, трещины несросшиеся длиной до 400 мм, остальные пороки не учитываются. В шпоне низшего сорта В при использовании для внутренних слоев ограничиваются только разошедшиеся трещины шириной более 15 мм и длиной свыше 600 мм. Остальные пороки допускаются.
   В шпоне высшего сорта для наружных слоев на 1 м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

листа допускаются только здоровые светлые и темные сучки размером не более 10 мм, а также пятна и полосы длиной до 175 мм и шириной 4 мм.
   Шероховатость поверхности определяется с помощью микроскопа или по специальным образцам.
   Листы шпона сортируют по породам, сортам, толщине, длине и ширине и упаковывают в пакеты.
   Метод лущения позволяет лучше (по сравнению со строганием) использовать древесину круглого сортимента. Стоимость лущеного шпона значительно ниже строганого.
   Лущеный шпон применяют преимущественно для производства фанеры, а также для изготовления древесно-слоистых пластиков, гнутоклееных деталей, облицовки плитных и листовых материалов, столярных, древесностружечных и древесноволокнистых плит и т.д.

ФАНЕРА

   Фанеру изготовляют склеиванием трех и более листов лущеного шпона. Количество слоев шпона определяет тип фанеры: трех-, пяти-, многослойная. Соседние листы располагают так, чтобы направление волокон в них было взаимно перпендикулярным, при четном числе слоев два средних имеют параллельное направление волокон.
   Благодаря перекрестному направлению волокон древесины в смежных слоях, фанера отличается сравнительной однородностью физико-механических свойств, меньшим короблением и растрескиванием при эксплуатации. Площадь фанеры может быть значительна при малой толщине, а транспортабельность в 3-4 раза выше транспортабельности пиломатериалов.
   Фанера находит очень широкое применение. Производятся: декоративная фанера, облицованная строганым шпоном, текстурной бумагой, пленками, листами металла, текстилем или обработанная металлическими порошками; бакелизированная фанера; фанерные плиты; слоистые материалы из шпона без перекрестного направления листов. Основные области применения: мебельная промышленность, судо-, вагоно-, автостроение, радиотехническая промышленность, холодильное оборудование, сельскохозяйственное машиностроение, строительство.
   Фанеру делают из березы, ольхи, ясеня, ильма, дуба, бука, липы, осины, клена, ели, сосны, пихты, кедра и лиственницы. Она подразделяется на марки в зависимости от клеящего вещества: ФСФ – склеенная фенолоформальдегидными смолами, ФК – склеенная карбамидными смоламими, ФБА – склеенная альбумино-казеиновыми клеями.
   Длину листа фанеры определяют по направлению волокна древесины наружных слоев (рубашек).
   Толщина листов фанеры установлена от 1,5 до 3 мм с градацией через 0,5 мм; от 3 до 12 мм с градацией через 1 мм и далее 15; 18 и 19 мм. Длина и ширина листов (мм): 2440х1525, 2440Х1220, 2135Х1525, 1830Х1220, 1525х1525, 1525х1220, 1525Х725, 1220Х1220, 1220х720. Допустимые отклонения от линейных размеров сторон при длине 1525 мм и выше – +5 мм, 1220 мм и меньше – +4 мм.
   Фанеру считают изготовленной из той породы древесины, из которой изготовлены ее наружные слои. Симметрично расположенные слои шпона должны быть из древесины одной породы и одинаковой толщины.
   В зависимости от качества шпона фанера изготовляется пяти сортов, которые обозначают буквами, указывающими сортность наружных лицевого и оборотного слоев шпона.
   Для изготовления фанеры используют шпон восьми групп качества: для наружных слоев пять групп – А, АВ, В, ВВ и С, для внутренних три группы -1, 2, 3.
   Фанера должна быть прочно склеена, без пузырей и при сгибании не должна расслаиваться. Отверстия от выпавших сучков и других пороков должны быть заделаны замазками или вставками.

СТОЛЯРНЫЕ ПЛИТЫ

   Столярные плиты – это щиты из реек, брусков или других наполнителей, оклеенные с двух сторон шпоном. Применяются щиты в мебельной промышленности, вагоностроении и судостроении для изготовления перегородок, панелей, полов, дверей и в других элементах конструкций.
   Столярные плиты изготовляются в соответствии с ГОСТ 13715-78. В плите с каждой стороны должны быть два слоя лущеного шпона одной толщины и породы древесины. Наружный слой и подслой должны иметь одинаковое направление волокон древесины и располагаться перпендикулярно набору реек. Плиты, облицованные строганым шпоном с одной стороны, на оборотной стороне должны иметь третий слой лущеного шпона, равный толщине строганого. Наружные слои в односторонней и двухсторонней облицованной плите должны иметь одинаковое направление волокон древесины.
   Рейки для щитов изготовляются из пиломатериалов III или IV сорта. В одном щите рейки должны быть одной породы. Hе допускаются обзол, гниль и трещины длиной более 200 мм. Стыкование реек допустимо, если стыки расположены вразбежку (в плитах для несущих элементов конструкций стыкование не допускается).
   Учитывают необлицованные плиты в кубических, облицованные – в квадратных метрах.
   Плиты хранятся в закрытых помещениях, уложенные горизонтально стопами на подкладках.

ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫЕ ПЛИТЫ

   Древесностружечные плиты изготовляют прессованием со связующим из измельченных отходов лесопиления и деревообработки. Используются в производстве мебели, в строительстве.
   Hаиболее распространенным является производство плит методом горячего плоского прессования (есть также плиты экструзионного прессования). По конструкции плиты могут быть однослойные, трехслойные и многослойные, а по виду обработки – шлифованные и нешлифованные.
   Толщина плит: от 10 до 25 мм с допустимым отклонением до +0,3 мм для шлифованных плит и до +0,6 мм нешлифованных. Ширина: 1220, 1500, 1750, 1830, 2440 мм; длина: 2440, 2750, 3500, 3660, 5500 мм.
   По показателям прочности и жесткости ДСтП приближаются к древесине хвойных пород, они могут быть изготовлены с заранее заданной плотностью, прочностью и внешним видом. Плитам можно придать биостойкость, гидрофобность и огнестойкость. Плиты хорошо склеиваются по пластям и кромкам, их можно окрашивать или отделывать лакокрасочными материалами, облицовывать шпоном, бумагой, пластмассами. Они относительно легко обрабатываются и обладают удовлетворительным показателем сопротивления выдергиванию гвоздей и шурупов.
   Плиты выпускают малой плотности – менее 550 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

, средней – 550-750 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

и высокой – более 750 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

.
   По виду используемых частиц плиты могут быть из специально заготовленных древесных частиц, из стружки, из опилок. Плиты с мелкоструктурной поверхностью пригодны для облицовывания пленочными и полимерными материалами.
   Специальные виды ДСтП изготовляют толщиной 2-6 мм с высоким классом шероховатости, они служат для замены фанеры и древесноволокнистых плит.
   Допустимые дефекты древесностружечных плит. На площади не более 5 % поверхности нешлифованной плиты допускаются выступы и царапины высотой или глубиной 0,8 мм, в шлифованной плите они ограничиваются до 0,3 мм. Пятна от парафина, масла и другие допускаются, если они занимают менее 2 % поверхности плиты. Частицы коры на поверхности плит не должны превышать по размерам 10 мм, а их число не должно быть более 8 шт. на 1 дециметре.
   Толщину плит измеряют с точностью до 0,1 мм на расстоянии 25 мм от кромки. Параметры влажности и прочности определяют в лаборатории. Количество химических веществ, выделяющихся из готовых древесностружечных плит, определяется органами санитарного надзора. Внешний вид плит контролируется визуально.
   Древесностружечные плиты марки П-1 отделываются пленками на основе термореактивных, термопластичных полимеров и лакокрасочными материалами. Их используют в производстве мебели, строительстве, радио– и приборостроении.
   Плиты марки П-2 отделывают лакокрасочными материалами, шпоном, бумажно-слоистым пластиком. Они применяются как и плиты П-1. Без облицовки плиты используют при изготовлении контейнеров, стеллажей, тары и т.п.
   Плиты марки П-3 используются, как и плиты П-2. Без отделки плиты П-3 применяются в конструкциях полов, кровли, стеновых панелей, деталей кузовов, автофургонов, вагонов и т.п.

ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫЕ ПЛИТЫ

   Этот листовой материал изготавливают из отходов лесозаготовок, лесопиления, деревообработки или из дровяного сырья, измельченного до заданных фракций. Их производят мокрым, сухим н полусухим способами.
   Щепу для плит отсортировывают, пропаривают под давлении 1-1,2 МПа и разделяют на волокна вращающимися дисками с насечкой. Если в качестве транспортирующего агента используют пар и воду, это мокрый способ, если пар и воздух – сухой или полусухой способы.
   В первом случае полученную массу разбавляют водой до концентрации 1,8-2 %, проклеивают специальными составами и выливают на сетку, где происходит удаление основной части воды. Остальная вода удаляется в гидравлических прессах или сушильных камерах.
   При сухом и полусухом способах полученную фракцию сначала высушивают до влажности 10 или 25 %, затем формируют в ковер. (Специальные добавки вводят на разных стадиях производства – при пропарке, размоле или с использованием смесителей, как в производстве древесностружечных плит.) Ковер прессуют в гидравлических прессах. Высушенные плиты после дополнительной обработки (закалки, увлажнения) или без них выдерживают, потом обрезают до стандартных размеров.
   В зависимости от плотности ДВП подразделяют на мягкие (марки М-4, М-12, М-20), полутвердые (ПТ-10О), твердые (Т-350, Т-400) и сверхтвердые (СТ-500). (Цифры – гарантированный предел прочности при изгибе.)
   Твердые плиты выпускают следующих размеров, мм: максимальная длина – 5500, 6100; основная – 1220, 1700, 1830, 2050, 2140, 2350, 2440, 2745, 3050, 3355, 3660; максимальная ширина – 1220, 1700, 2140; основная – 610, 1220, 1280, 1525, 1700, 1830 и 2140. Hоминальная толщина – 2,5; 3,2; 4; 5.
   Размеры мягких плит, мм: длина – 3000, 2700, 2500, 1800, 1600, 1220; ширина – 1220; толщина – 8, 12, 16.
   Предельные отклонения по длине допускаются +5 мм, по ширине +3 мм, по толщине для плит М4 и М12+1 мм, для плит М20 и ПТ-100 +0,7 мм, для Т-350, Т-400 и СТ500 +0,3 мм.
   По физико-механическим свойствам плиты изготовляют био-, огне– и влагостойкие, звукопоглощающие.
   Марки ДВП: Т – твердые с необлагороженной поверхностью; Т-С – твердые с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы; Т-П – твердые с подкрашенным лицевым слоем; Т-СП – твердые с подкрашенным лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы; СТ – твердые повышенной прочности с необлагороженной лицевой поверхностью; СТ-С – твердые повышенной прочности с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы.
   Твердые плиты Т, Т-С, Т-П и Т-СП в зависимости от уровня физико-механических показателей подразделяют на группы качества А и Б. Мягкие плиты в зависимости от плотности делятся на марки М-1, М-2, М-3.
   Лицевая поверхность полутвердых, твердых и сверхтвердых плит должна быть гладкой, однородного цвета и не иметь масляных и парафиновых пятен. На кромках плит всех марок не допускаются дефекты в виде бахромы, сколов и поврежденных углов.
   Твердые ДВП с лакокрасочным покрытием, нанесенным в заводских условиях, применяются в качестве отделочного материала при строительстве жилых, общественных и производственных зданий, обустройстве транспортных средств, оформлении торгового оборудования, производства мебели, дверных полотен, других изделий.
   Покрытие плит должно быть стойким и сохранять свой первоначальный вид и цвет при воздействии воды, мыла, минеральных масел.

ДРЕВЕСНЫЕ ПЛАСТИКИ

   К древесным пластикам относятся прессованная древесина, древеснослоистые пластики, древесные пластмассы.
   Прессованную древесину изготовляют из отходов, получаемых при лесозаготовках и дальнейшей переработке леса на деревообрабатывающих производствах. Куски древесины прессуют при давлении 20-30 МПа.
   Прессованная древесина выпускается следующих марок: ДПО, ДПО-В – одноосного поперечного уплотнения в виде цельных досок и брусков, обычной и повышенной влагостойкости; ДПД – двухосного поперечного уплотнения в виде брусков с повышенным сопротивлением раскалыванию и скалыванию; ДП4-1, ДП4-2, ДП4-3 – челночная малой, средней и высокой плотности, одноосного поперечного уплотнения в виде цельных и клееных брусков; ДП-КИ – одноосного поперечного уплотнения в виде клееных брусков и плит; ДП-К, ДП-КИ – контурного уплотнения в виде цилиндрических заготовок и втулок; ДП-ГТ – торцового гнутья с дополнительным поперечным уплотнением в виде втулок и вкладышей; ДП-ГП – продольного гнутья с поперечным уплотнением изнутри в виде втулок и вкладышей.
   Древеснослоистые пластики получают в процессе термической обработки под давлением листов лущеного шпона, пропитанных смолой. Древеснослоистые пластики (ДСП) изготовляют следующих марок: ДСП-А, ДСП-Б; ДСП-Б-э; ДСП-Б-м; ДСП-Б-т; ДСП-Б-о; ДСП-В; ДСП-В-э; ДСП-В-м; ДСП-Г; ДСП-Г-м.
   Значение букв в аббревиатуре марок: А – волокна древесины шпона во всех слоях имеют одинаковое направление; Б – каждые 8-12 слоев с одинаковым расположением волокон чередуются с одним слоем с перпендикулярным направлением волокон; В – направление волокон в смежных слоях шпона взаимно перпендикулярно; Г – смежные слои смещены на 45°; "э", "м", "т", "о" определяют назначение материала: электроизоляционные детали; самосмазывающиеся антифрикционные детали; для текстильной промышленности; конструкционный и антифрикционный материалы.
   Размеры древесных слоистых пластиков, мм: длина – 700; 750; 1150; 1200; 1500; ширина – 750; 950; 1200; 1500; предельные отклонения линейных размеров – +10; толщина – 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 10 и 12 с предельными отклонениями от +0,2 до +1,5.
   Физико-механические свойства древеснослоистых пластиков значительно выше, чем прессованной древесины. Для плит цельных разных марок толщиной более 15 мм плотность находится в пределах 1230-1300 кг/м -------
| Библиотека iknigi.net
|-------
|
-------

. Предел прочности при растяжении вдоль волокон 127-265 МПа, при статическом изгибе вдоль волокон – 176-294 МПа.
   Древеснослоистый пластик используется для изготовления методом горячего прессования деталей машин, товаров народного потребления.

ТЕХНОЛОГИЯ ДЕРЕВООБРАБОТКИ

МЕXАHИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИHЫ

   Механическая обработка древесины заключается в изменении ее формы и внешнего вида путем разделения на части и удаления части материала, а также соединения отдельных деталей в целое изделие. В деревообработке при производстве гнутых и гнутоклееных деталей используют также пластичность древесины, т. е. ее способность принимать определенную форму под воздействием приложенных сил и сохранять эту форму в дальнейшем.
   Механическая обработка древесины производится с помощью резания, пиления, строгания, циклования, фрезерования, точения, лущения, сверления и шлифования.
   Резанием называется механическая обработка древесины, при которой происходит нарушение связи между ее частицами по заданному направлению с образованием стружки или без нее. Если плоскость и направление резания перпендикулярны волокнам древесины, оно называется торцовым; если параллельны – резанием вдоль волокон; если плоскость резания параллельна волокнам древесины, а направление резания перпендикулярно им – резанием поперек волокон.
   Пиление – это разделение древесины на части путем резания ее пилами. При поперечном пилении плоскость пропила перпендикулярна направлению волокон, при продольном – параллельна.
   Строгание – это резание древесины ножами, при котором траекторией резания является прямая, совпадающая с направлением рабочего движения.
   Циклование – это строгание древесины путем срезания спиральной стружки толщиной не более 0,2 мм с целью получения поверхности с наименьшей шероховатостью.
   Фрезерование – это резание древесины вращающимися фрезами, при котором траекторией резания является циклоида. При цилиндрическом фрезеровании ось вращения инструмента параллельна поверхности обработки, а при коническом – наклонена к ней под определенным углом.
   Фугование – это фрезерование древесины с целью создания плоской поверхности.
   Точение – это резание древесины, при котором траекторией резания является спираль или винтовая линия, а заготовка в процессе обработки принимает форму любого тела вращения.
   Лущение – это резание древесины с целью получения шпона, траекторией резания является спираль.
   Сверление – это резание древесины вращающимся инструментом с одновременной подачей его (или обрабатываемого материала) в направлении параллельном оси вращения, при этом траекторией резания является винтовая линия.
   Шлифование – это обработка поверхности древесины абразивным инструментом.

ДОПУСКИ И ПОСАДКИ В ДЕРЕВООБРАБОТКЕ

   В деревообрабатывающем производстве детали изготовляются по принципу взаимозаменяемости. Взаимозаменяемость – это свойство изготовленных деталей, позволяющее устанавливать их или заменять при сборке без подгоночных работ. Взаимозаменяемость может быть достигнута только при строгом соблюдения допусков и посадок.
   Основные термины и определения.
   Размеромназывается числовое значение линейной величины (диаметр, длина и т. д.) в выбранных единицах измерения. Действительным размером называют размер, установленный измерением с допустимой погрешностью. Предельные размеры – это два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер. Номинальный размер служит началом отсчета отклонений, по нему определяютяся предельные размеры. Этот размер устанавливает конструктор расчетом на прочность или на основе иных соображений.
   Допускомназывают разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Поле допуска – поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями, оно определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера.
   Величина допустимых отклонений при обработке деталей назначается в соответствии с принятым квалитетом. Квалитет – это совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров. Стандартом установлено девять квалитетов: 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 и 18 с обозначениями допусков соответственно 1Т10, 1Т11 и так далее в порядке возрастания допусков до 1Т18, т. е. в порядке уменьшения точности. Числовые значения допусков определяются стандартом.
   При сопряжении деталей, входящих одна в другую, различают внешнюю охватывающую и внутреннюю охватываемую поверхности. Охватывающую поверхность называют отверстием (гнездом или проушиной), охватываемую – валом (шипом).
   Если две соединяемые между собой детали должны быть подвижными, то при их сопряжении необходим зазор. Зазором называется разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала. При неподвижном соединении между деталями должен быть натяг. Hатяг – разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия. Характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов, называется посадкой.
   Стандарт устанавливает два положения полей допусков отверстий и одиннадцать положений полей допусков валов. Положения полей допусков относительно нулевой линии определяются основными отклонениями, зависящими от интервалов номинальных размеров.
   Обозначение поля допуска состоит из обозначения основного отклонения и номера соответствующего квалитета. Например, Н13 – поле допуска ширины проушины, образованное сочетанием основного отклонения Н и допуска по 13-му квалитету.
   В обозначение посадки входит номинальный размер, общий для обоих составных элементов (шипа и проушины), за которым следует обозначение поля допуска для каждого элемента. Размер отклонений устанавливается по таблицам ГОСТа для каждой конкретной посадки.
   Допуском угланазывают разность между наибольшим и наименьшим предельными углами. Допуски углов назначают в зависимости от номинальной длины меньшей стороны угла. Стандартом установлено семь степеней точности углов с обозначениями допусков от АТ11 до АТ17.
   Степени точности 11 и 12 рекомендуется применять для сопрягаемых углов в деталях повышенной точности. Для несопрягаемых углов в деталях пониженной точности используют 16-ю и 18-ю степени точности.
   В производстве изделий из древесины имеет значение форма деталей и расположение поверхностей, допуски которых установлены ГОСТом. Различают допуски формы (прямолинейности, плоскостности, цилиндричности, заданного профиля) и допуски расположения поверхностей (параллельности, перпендикулярности, наклона, соосности, симметричности и т. n.).
   Стандарт ограничивает суммарные погрешности формы и расположения поверхностей деталей, включающие величину изменения этих погрешностей при колебаниях влажности материалов в допускаемых пределах.

ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ

   Обеспечение точности обработки и соблюдение заданной посадки при сборке – главная задача производства. Решение ее требует определенных затрат, которые возрастают по мере повышения точности. Снижает затраты изготовление однотипных деталей партиями.
   Точность обработки деталей партии определяют по результатам контрольных промеров части партии, называемых выборкой. Объем выборки находится в зависимости от цели испытания и квалитета точности обработки. Если объем выборки охватывает все детали партии, то контроль точности называют сплошным, в ином случае – выборочным.
   Для количественной оценки точности обработки используют статистические показатели. Среднее значение размеров деталей в партии определяют как частное от деления суммы действительных размеров на все количество измеренных деталей. Сравнивая среднее значение с номинальным размером, судят о величине систематической погрешности обработки.
   Среднее квадратическое отклонение – характеристика рассеяния размеров деталей в партии. По измеренным значениям размеров деталей, обработанных при одинаковых условиях, строится график. Предварительно все детали распределяют на 6-10 групп, у которых действительные размеры находятся в определенном интервале. В каждом интервале подсчитывают средний размер и откладывают его на горизонтальной оси, а количество деталей в группе – на вертикальной оси. Соединяя точки, получают ломаную линию, которая выражает фактическое распределение размеров. При увеличении количества деталей в выборке и числа интервалов линия приближается к пунктирной кривой, называемой теоретической кривой распределения размеров.
   Для выявления систематических переменных погрешностей используют метод построения точечных диаграмм. На горизонтальной оси диаграммы последовательно отмечают номера изготовленных деталей, а на вертикальной для каждого номера откладывают разность между действительным и номинальным размерами детали. Соединяя полученные точки линией, можно видеть ход технологического процесса и при необходимости влиять на точность обработки.

ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ

   Эксплуатационные свойства изделий из древесины зависят не только от точности изготовления деталей, но в значительной степени определяются шероховатостью поверхностей изделий. Шероховатость поверхности характеризуется числовыми значениями параметров неровностей, к которым относятся риски, неровности разрушения, неровности упругого восстановления по годовым слоям, анатомические неровности, волнистость, структурные неровности поверхностей плит, мшистость и ворсистость обработанных поверхностях.
   Анатомические неровности – это неровности поверхности древесины, образованные полостями сосудов или клеток. При обработке плит, изготовленных из древесных частиц, возникают неровности вследствие отрыва отдельных частиц от основного массива материала. Анатомические неровности не вызываются резанием.
   Hеровности, зависящие от процесса резания, – это кинематические и вибрационные неровности, неровности упругого восстановления, риски и неровности разрушения.
   Кинематические неровности (волнистость) – это периодически повторяющиеся выступы и впадины. При пилении кинематические неровности в виде рисок появляются на стенках пропила.
   Причиной возникновения вибрационных неровностей являются колебания (вибрация) заготовки и инструмента.
   Риски – это следы, оставленные на поверхности древесины режущим инструментом и расположенные параллельно вектору скорости главного движения.
   Неровности упругого восстановления образуются по годовым слоям в результате неодинаковой величины упругого восстановления после обработки режущим инструментом поверхности древесины на участках различной плотности и твердости. Участки более мягкой древесины деформируются больше и высота их упругого восстановления меньше, чем у более твердой древесины. (Hаблюдается преимущественно у древесины хвойных пород.)
   Неровности разрушения – это углубления, которые образуются в результате выколов и вырывов пучков волокон древесины. Сколы бывают обычно на границе годичного слоя древесины в местах выхода режущего инструмента из контакта с обрабатываемой деталью.
   Ворсистость – это наличие на поверхности обработки не полностью отделенных волокон древесины, а мшистость – это часто расположенные пучки не полностью отделенных волокон и мелких частиц древесины.
   Другие неровности измеряют специальными инструментами и оценивают соответствующими параметрами. Параметры и характеристики шероховатости поверхности древесины и древесных материалов устанавливаются ГОСТом.
   Шероховатость поверхности характеризуется среднеарифметической величиной наибольших высот на обработанной поверхности, кроме анатомических неровностей древесины, а также наличием или отсутствием мшистости или ворсистости.
   Для контроля шероховатости поверхности в лабораториях используют микроскопы и индикаторный глубомер. Метод определения шероховатости установлен ГОСТом, на рабочих местах в цехах пользуются специально изготовленными эталонами.
   Требования к шероховатости поверхностей диктуются назначением детали и характером последующей обработки.
   Шероховатость обработанной поверхности зависит от состояния станков и инструмента, остроты и геометрии резца, направления резания относительно ствола дерева, угла резания, толщины стружки и скорости резания. И, как уже отмечалось, шероховатость зависит от свойств древесины (анатомические неровности).
   В зависимости от технологического процесса, оборудования и инструмента получают поверхность с различной шероховатостью. В качестве примера дадим показатели шероховатости поверхности древесины при различных видах обработки, мкм:
   Рамное пиление ..................1600-500
   Пиление дисковыми пилами:
   обычными ........................ 800-200
   строгальными ..................... 100-60
   Лущение шпона ................... 320-100
   Цилиндрическое фрезерование ...... 320-32
   Шлифование ....................... 100-16
   Циклевание ........................ 32-16

Илья Мельников Классификация пиломатериалов и технология деревообработки