Текст книги "Резьба по дереву"

Долбление

Для образования гнезд и проушин прямоугольного сечения в деталях из древесины применяют долота плотничные и столярные.

Долото состоит из полотна с лезвием на конце и рукоятки. Во избежание раскола рукоятки на нее сверху насаживают стальное кольцо. Полотно долот изготавливают из инструментальной стали, рукоятки – из сухой древесины дуба, бука, граба, клена, белой акации, ясеня. Древесина должна быть здоровой, без трещин, гнили, прорости, червоточины, и влажностью не более 12 %. Можно изготавливать рукоятки из ударопрочной пластмассы. Хвостовик столярных долот должен иметь форму, обеспечивающую надежное крепление полотна к рукоятке. Рукоятка, в свою очередь, должна быть плотно и надежно насажена на хвостовик. Наличие острых углов или неровностей исключается. Полотно долот и рукояток покрывают лаком.

Гнезда прямоугольной формы долотами выбирают по разметке. При долблении сквозных гнезд разметку наносят с обеих сторон детали, несквозных – с одной стороны. До начала долбления деталь укладывают на столе или верстаке и прочно закрепляют ее. При выдалбливании сквозных гнезд во избежание порчи крышки стола или верстака под деталь подкладывают отрезок бракованной доски.

Долото должно соответствовать ширине выбираемого гнезда. Если в нескольких деталях надо выбрать одинаковые гнезда, их кладут в стопу и выбирают гнезда одновременно во всех деталях.

Долбление гнезд начинают так: долото устанавливают фаской, обращенной внутрь, отступив на 1–2 мм от размеченной риски, и легкими ударами киянки или молотка по ручке углубляют его в древесину и вновь ударяют по ручке киянкой или молотком, а затем, покачивая его, вынимают древесину и таким образом продолжают долбление. Отступать от риски разметки на 1–2 мм необходимо для того, чтобы потом можно было это место зачистить стамеской.

При долблении следят за тем, чтобы кромки гнезд не сминались. Во избежание сминания кромок наклон долота всегда должен быть направлен к середине гнезда.

Резание стамеской

Резание различают со стружкообразованием – пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление и без отделения стружки – изготовление шпона на лущильных станках, раскрой шпона, раскалывание древесины.

Обработка древесины резанием производится режущим инструментом, имеющим разное количество резцов. Один резец – это нож, несколько резцов – фреза и много резцов – пила. Процесс резания состоит в том, что под воздействием внешней силы металлический резец, внедряясь в древесину, перерезает волокна и отделяет их в виде опилок или стружки. В процессе резания образуется длинная стружка, при получении которой на поверхности древесины создаются вырывы. Во избежание этого стружку необходимо надломить, для чего в рубанке устанавливают стружколом (горбатик).

Рис. 25. Работа со стамеской

Резец имеет форму клина и состоит из режущей кромки (лезвия), передней, задней и боковых поверхностей. Плоскость, вдоль которой прямолинейно продвигается режущая кромка резца, называется плоскостью резания. Угол, образуемый передней и задней поверхностями резца, называется углом заострения или углом заточки. Угол, образуемый передней поверхностью резца и плоскостью резания, называется углом резания. Задний угол – угол между задней поверхностью резца и плоскостью резания. Передний угол образуется между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания.

Качество обработки древесины зависит от правильного выбора углов заострения: при большом угле заострения на резание затрачивается больше усилий, а при малом угле заточки лезвие быстро тупится, мнется и ломается. Для ножей рубанков наиболее оптимальным является угол 25 ± 5°, а передний угол в зависимости от вида инструмента, материала и вида обработки находится в пределах 43–50°.

По отношению к направлению волокон различают три вида резания (основные): в торец, вдоль и поперек волокон.

При резании в торец плоскость резания и направление резания перпендикулярны волокнам древесины, при этом стружка скалывается по слоям, а поверхность получается шероховатой.

При резании вдоль волокон плоскость резания и направление резания параллельны волокнам древесины, слои волокон легко разделяются, поверхность получается гладкой, форма стружки зависит от толщины снимаемого слоя. Толстая стружка надламывается по длине, а более тонкая получается в виде непрерывной ленты.

При резании поперек волокон плоскость резания параллельна волокнам древесины, а направление резания перпендикулярно им. Стружка получается непрочной, а поверхность шероховатой. Лишь при тепловой обработке (распаривании) и при обжиме древесины перед резцом получается стружка в виде непрерывной ленты хорошего качества.

Кроме основных выделяют промежуточные виды резания: поперечно-торцевое, продольно– торцевое, продольно-поперечное.

Во время резания происходит ряд сложных явлений, вызванных внедрением резца в древесину и образованием стружки. Рассмотрим их.

Если в процессе обработки древесины резцом образуется одна поверхность резания и стружка срезается со всей обрабатываемой поверхности, такое резание называется открытым. В том случае, когда при обработке образуются две поверхности резания, резание называется полузакрытым (образование четверти в брусках дверных коробок). Когда при обработке древесины получаются три поверхности, резание называется закрытым (выборка паза).

Свойства древесины разных пород неодинаковы, поэтому приходится затрачивать различные усилия при обработке разных пород. Обрабатывать древесину сосны легче, чем древесину березы, а древесину березы легче, чем древесину дуба, отсюда следует: чем больше плотность древесины, тем труднее ее обрабатывать. Меньше усилий затрачивается на обработку влажной древесины, так как ее сопротивление ниже, чем сухой.

Большую роль играет качество заточки резца (ножа). При работе тупым резцом волокна не перерезаются и не разделяются, а рвутся и мнутся, в результате чего получается нечистая поверхность. Острый резец легко разрезает или разделяет волокна, и поверхность получается чистой.

Шероховатость поверхности древесины характеризуется размерными показателями неровностей (риски, ворсистость, мшистость). При обработке шероховатость древесины зависит от направления волокон к обрабатываемой плоскости, толщины снимаемой стружки, величины угла заострения и скорости резания, числа резцов, качества их заточки, точности установки и др. Качественная поверхность получается при резании вдоль волокон, при подпоре волокон перед резцом и надламывании стружки. В рубанках волокна со стороны подошвы подпирает леток, а надламывается стружка стружколомом двойного ножа. При работе против слоя волокон получается большей частью нечистая поверхность (отщепы, отколы). На шероховатость поверхности древесины оказывает влияние и скорость резания. Под скоростью резания понимают скорость движения лезвия по траектории резания, а под скоростью подачи – скорость, с которой механизм подачи подает деталь к режущему инструменту. Резание древесины может производиться и при движении древесины относительно резца.

Для зачистки и выборки гнезд, пазов, шипов, снятия фасок применяют плоские стамески, а для зачистки закругленных шипов и обработки вогнутых и выпуклых поверхностей – полукруглые. Как и в долотах, полотна стамесок изготавливают из инструментальной стали, рукоятки – из древесины дуба, клена, белой акации, ясеня. Деревянные рукоятки должны иметь колпачок. Режущая кромка (лезвие) должна быть остро заточена.

Форма и размер бурта должны обеспечить достаточную опору для рукоятки. Бурт не должен иметь острых углов.

В плоских стамесках полотно представляет собой ровную гладкую стальную полосу, оканчивающуюся острым лезвием. Лезвие стамески в работе действует как нож, перерезая или разделяя волокна древесины. При подстрагивании стамеску держат правой рукой за ручку. Двигать ее следует по возможности вдоль волокон. При резании стамеской правой рукой нажимают на торец ручки, а левой прижимают полотно стамески к древесине. Пальцы левой руки не должны находиться впереди инструмента. Срезаемая стружка должна быть тонкой, мягкой и завиваться, а не откалываться.

Полукруглыми стамесками обрабатывают криволинейные поверхности и выдалбливают отверстия криволинейной формы. Угол заострения равен 25 ± 5°. При работе стамеской удары киянкой или молотком наносят строго по центру.

Во избежание получения травмы нельзя резать в направлении поддерживающей руки, на себя, на весу, с упором детали на грудь и в том случае, когда деталь лежит на коленях.

Электродолбежниками выбирают гнезда прямоугольной формы, пазы и др. Режущий инструмент электродолбежников – непрерывная долбежная цепь, представляющая собой набор звеньев (резцов), связанных шарнирно.

Ручной электродолбежник имеет встроенный асинхронный с короткозамкнутым ротором электродвигатель, в котором на конце вала ротора насажена ведущая звездочка, приводящая в движение режущую цепь, натянутую на направляющую линейку. Глубину долбления регулируют ограничителем хода.

Головка с цепью перемещается по направляющим колонкам, установленным на основании. Цепь натягивается за счет перемещения с помощью упорного винта и линейки. Опускается головка при нажатии на рычажное приспособление – рукоятку, а поднимается автоматически цилиндрическими пружинами.

В зависимости от размера выбираемых отверстий устанавливают линейки и цепи нужного размера. Ширина паза, получаемого за один проход, равна ширине цепи, а длина паза – ширине направляющей линейки плюс двойная ширина цепи.

Для выборки пазов разных размеров требуется набор цепей и линеек. При выработке ряда последовательных гнезд по прямой линии можно образовать паз требуемой длины. Глубину выбираемого отверстия регулируют ограничителем хода, устанавливаемым на нужный размер. При опускании головки он упирается в основание. Перед началом работы необходимо хорошо заточить цепь, затем надеть ее на звездочку и линейку электродолбежника.

Электродолбежник устанавливают так, чтобы цепь находилась над гнездом, которое выбирают. Обрабатываемый материал или деталь кладут на стол и прочно закрепляют. Запрещается работать электродолбежником, если деталь не закреплена или находится на весу.

После включения электродвигателя нажатием на рычажное приспособление (ручку) электродолбежник опускают вместе с линейкой и натянутой на ней цепью вниз. Опускать цепь нужно ровно, без толчков, чтобы она внедрялась в древесину постепенно. Скорость подачи цепи зависит от размеров выбираемых гнезд, твердости обрабатываемой древесины. При выходе цепи из гнезда необходимо следить за тем, чтобы на кромках не было заколов, вырывов, которые получаются при быстром вынимании цепи из гнезда.

По окончании работы цепь, звездочку и направляющую линейку промывают в керосине и смазывают машинным маслом, трущиеся части покрывают смазочным материалом.

Электродолбежник можно использовать как стационарный станок, прикрепив его к столу так, чтобы направляющая линейка с цепью была перпендикулярна плоскости стола, а плоскость линейки – параллельна кромке стола.

Полезные советы. Если при работе корпус электродолбежника сильно нагревается, необходимо ослабить нажим и разгрузить электродвигатель, сменить тупую цепь или ослабить натяжение цепи. Если цепь бьет, необходимо ее натянуть. В том случае, когда цепь или линейка сильно нагреваются, нужно отрегулировать натяжение цепи, устранить возможные перекосы линейки. Если при долблении получается мелкая стружка в виде щепы, устанавливают новую цепь. Если гнездо в процессе долбления получается косым, надо выверить и укрепить отходящую в сторону линейку.

При работе электроинструментами нужно пользоваться защитными очками. Корпус электродолбежника должен быть заземлен.

Сверление

Сверление применяется довольно редко, в основном при устройстве шкантов – круглых штырей, на которых фиксируются детали, для высверливания отверстий под шурупы и другие металлические скрепы, а также в том случае, когда долотом и стамеской работать нельзя из-за хрупкости детали.

При ручном сверлении делают разметку трехгранным шилом на глубину не менее диаметра сверла. В местах разной плотности древесины, например у сучков или на границе с сучком, следует даже просверлить центры более тонким сверлом, чтобы широкое сверло не ушло в сторону. Глубокие сквозные отверстия лучше сверлить с двух сторон по точной разметке.

Древесная стружка плохо выводится из канавок, поэтому сверло следует часто вынимать из отверстия. При вертикальном сверлении можно повесить нитку с грузиком и ориентировать на нее дрель с двух сторон.

Детали, соединяемые затем шурупами, сверлят одновременно, скрепив их струбцинами. Диаметр сверла должен быть на 0,5 мм меньше наружного диаметра нарезной части шурупа. В хрупкой древесине и у торцов под гладкую часть шурупа следует выполнить неглубокое дополнительное сверление по диаметру гладкой части. Шурупы перед завинчиванием смазывают мылом.

При обширных выемках в деревянном массиве целесообразно применить перку с уменьшенным по высоте центром и коловорот. Перед сверлением верхний контур выемки подрезают стамеской. Подливая воду в отверстие под перку, облегчают тем самым вращение, так как мокрая древесина легче режется.

Глубину сверления проверяют палочкой либо на сверло надевают упор из круглой деревянной пробки. Упор особенно желателен там, где имеется опасность просверлить деталь насквозь, например, когда длина шурупов почти равна толщине детали. При работе коловоротом на деталь действуют значительные нагрузки, поэтому ее следует зажать понадежнее.

Высверливать выемку лучше до наружной обработки, сохраняя наиболее толстыми торцевые части. Для упрочнения заготовки с торцов ее можно оклеить тканью.

Для получения шкантов одного диаметра начерно оструганные палочки прогоняют молотком через отверстие в металлической пластинке толщиной 3–4 мм. Кромки отверстия снимут излишек древесины, и шкант будет круглым и точным.

Совпадения глухих отверстий под шканты в смежных деталях достигают с помощью гвоздевых шпилек (откусывают шляпки гвоздей), забитых в одну, обычно, ниже лежащую деталь. На прижатой верхней детали выступающие концы шпилек оставят четкие следы, по которым и сверлят отверстия для шканта.

Круглые отверстия для круглых шипов, нагелей, болтов выбирают сверлами, состоящими из хвостовика, стержня, режущей части и элементов для отвода стружки. Для сверления применяют перовые, центровые, винтовые, спиральные сверла.

Глубокие сквозные отверстия сверлят по разметке с двух сторон детали. При сверлении отверстий с одной стороны детали перед выходом на другую сторону нажим на нажимную головку коловорота ослабляют, чтобы избежать откола, отщепа или трещины в детали. Под деталь, в которой сверлят отверстия, подкладывают доску.

Работать сверлами, имеющими трещины и другие дефекты, нельзя.

При некачественном сверлении возникают следующие дефекты:

     ● не выдержан размер (диаметр) отверстия, вызванный биением сверла вследствие неправильного закрепления его в коловороте;

     ● рваная поверхность отверстия – при сверлении тупым или неправильно заточенным сверлом.

Для механизированного сверления применяют ручные электрические сверлильные машины, состоящие из корпуса, электродвигателя, редуктора, выключателя с курковым приводом, токоведущего кабеля и штепсельного соединения. На конце шпинделя имеется патрон для крепления сверл.

Для сверления отверстий электрическими сверлильными машинами применяют в основном спиральные сверла. Перед работой машину тщательно осматривают и проверяют, после чего в патрон вставляют сверло, прочно его закрепляют и включают электродвигатель. В течение 1–2 мин работают вхолостую. Если электродвигатель работает нормально, приступают к работе.

При сверлении отверстий нажим должен быть равномерным и небольшим. При выборке сквозных отверстий в конце сверления во избежание заедания нажим следует несколько ослабить.

При работе сверлом диаметром до 9 мм скорость подачи должна быть не более 0,7 м/мин.

Сверление лучше производить в положении стоя. При сверлении коловоротом левой рукой нажимают на его головку, а правой вращают ручку коленчатого стержня по ходу часовой стрелки.

Правильное внедрение сверла в материал обеспечивается качественной заточкой, точными направлением при вращении и разметкой положения центра отверстия на материале.

При сквозном сверлении деталь необходимо положить на деревянную подкладку и прижимать к ней. В конце сверления скорость вращения сверла замедляют, а нажим уменьшают. Если эти требования не соблюдаются, то в момент выхода сверла на нижней стороне бруска могут образоваться вырывы древесины.

При сверлении несквозных отверстий важно обеспечить их точную глубину. На станках необходимая глубина отверстий достигается настройкой хода сверла относительно опорной базовой поверхности. В течение работы электродрелью или коловоротом на сверло надевают деревянную насадку таким образом, чтобы длина выступающей части равнялась глубине высверливаемого отверстия. Сверлить несквозные отверстия на глаз, особенно в пластях щитов, ни в коем случае нельзя, так как заготовку можно легко просверлить насквозь.

Точение

Следующим художественным видом обработки дерева является точение. При выполнении этой операции из заготовки (болванки) получают различные детали: цилиндры, конусы, шары, бочкообразные тела и их всевозможные сочетания. Их используют как конструктивные элементы (ножки столов, стульев, балясины перил, ограждений), как самостоятельные изделия (каталки для теста, толкушки, карнизы), как элементы украшений и сувениры (солонки, матрешки, игрушки, декоративные детали мебели). В отличие от других видов обработки дерева токарные работы должны выполняться только на станках.

Станки бывают с ручной и механической подачей резцов, а также автоматические. В работе последних участие человека сводится лишь к загрузке автомата заготовками.

Токарный станок имеет переднюю и заднюю бабки, которые служат для установки и крепления заготовки и передачи ей вращательного движения. В качестве режущего инструмента используются различные стамески (резцы). Их подводят к вращающейся заготовке с помощью подручника, который служит опорой для инструмента.

Стамески для резьбы делятся на ручные – для работы на станках с подручником и суппортные – для работы на станках с механической подачей.

Для изготовления точеных деталей можно использовать древесину многих пород. Хорошо точатся береза, клен, груша, липа, орех, бук, хуже – сосна, ель, дуб, ясень. Заготовки должны быть без сучков, трещин, гнили, червоточин, косослоя, из хорошо высушенной древесины. Выпиливают их квадратными в сечении, а если заготовки больших размеров, сечению придают форму восьмигранника или близкую к цилиндру. Ребра заготовок состругивают рубанком или при больших размерах заготовок обтесывают топором. На обработку заготовки методом точения дают припуск по толщине и ширине 2–3 мм. При закреплении заготовок в патроне припуск по длине устанавливают не менее 50 мм, а при закреплении в центрах – не менее 20 мм.

Для выполнения токарной работы заготовку закрепляют в станке. Подручник подводят к детали как можно ближе (зазор между ним и выступающей частью заготовки должен составлять не более 1 мм). Его устанавливают на линии центра или на 1–2 мм выше этой линии. Не включая станок, заготовку проворачивают вручную и проверяют правильность установки подручника (важно, чтобы он не задевал заготовку). Затем включают станок и приступают к обработке заготовки.

В зависимости от качества обработки выделяют первичное точение черновое и вторичное – чистовое.

Черновое точение выполняют стамеской с полукруглым лезвием шириной 20–25 мм. Рукоятку стамески держат в правой руке, а левой прижимают резец к подручнику. Первая стружка должна быть минимальной толщины (не более 2 мм), ее снимают средней частью стамески, а затем – попеременно правой и левой сторонами лезвия. Стамеску перемещают по подручнику по всей длине заготовки. Стружку снимают до тех пор, пока припуск на обработку не составит 2–3 мм. Если длина заготовки больше длины подручника, его перемещают под необточенную часть заготовки и продолжают точение.

После чернового точения переходят к чистовому, используя стамеску-косяк. Предварительно подручник перемещают к заготовке. Следует помнить, что с увеличением зазора между заготовкой и подручником удерживать стамеску труднее, а работа становится опаснее, особенно для начинающих.

Косяк держат как стамеску, но более наклонно, чтобы линия лезвия составляла с касательной к цилиндрической поверхности угол 45–50° . Срезать стружку надо средней и нижней частью лезвия. Острый конец лезвия должен быть поднят вверх, тупой угол косяка направляют в сторону движения стамески.

При задирании волокон древесины во время точения необходимо изменить направление движения стамески или угол резания. Работать следует только острой стамеской.

Проверку диаметров точеной детали осуществляют штангенциркулем или кронциркулем, а прямоугольность поверхности проверяют с помощью линейки.

После придания заготовке нужной формы по всей длине необходимо подрезать ее торцы. Для этого стамеску ставят на подручник ребром, острым углом вниз. Сначала делают надрез, перпендикулярный к оси заготовки, а затем наклонный в сторону первоначального. Операцию повторяют несколько раз, пока диаметр стержня не станет равным 10–12 мм. Затем торец подчищают, для чего снимают тонкую стружку перпендикулярно к оси вращения.

Торцы точеной детали могут быть не только прямыми, но и любой другой формы. Так, если необходимы торцы выпуклой формы, сначала делают черновое закругление полукруглой стамеской, а затем чистовое стамеской-косяком.

По окончании точения заготовку шлифуют. Для этого включают станок и к вращающейся заготовке подносят мелкую шлифовальную шкурку, очень легко нажимая на нее.

Лобовым точением выполняют изготовление деталей, имеющих внутренние полости. Закрепляемый в станке конец детали сначала обтачивают по размерам патрона, а затем крепят в нем. Точение начинают с грубой обработки внешнего контура изделия. Затем обрезают торец заготовки стамеской-косяком. После этого к торцу подводят подручник, перпендикулярно закрепленный к направляющим станины на расстоянии 2–3 мм от поверхности торца.

Перед началом вытачивания внутренней полости в центре заготовки желательно высверлить отверстие диаметром 10–12 мм и глубиной, несколько меньшей заданной глубины полости. Точение внутренней полости производят путем расточки высверленного отверстия. При этом используют полукруглую стамеску.

Для вытачивания внутренних поверхностей сложной формы используют режущие инструменты в виде различных крючков. После вытачивания внутренней полости выполняют наружное обтачивание изделия и отрезают его.

При вытачивании изделий типа бочонка сначала вытачивают крышку и отрезают ее, а затем сам бочонок. Вытачивание ведут в последовательности, аналогичной последовательности вытачивания внутренних полостей.

При изготовлении колец точение начинают, как и при изготовлении бочонка, т.е. заготовку сначала обтачивают в цилиндр, а потом выравнивают его свободный конец и вытачивают в нем внутреннюю полость. После этого фасонным резцом закругляют свободный конец заготовки, фасонным крючком делают внутреннюю, а затем наружную подточку кольца и отделяют его. Если на поверхности кольца остаются следы от обработки, их зачищают вручную шлифовальной шкуркой.

При изготовлении точеных деталей на токарном станке с механической подачей резца можно использовать его фасонные формы. Что позволит ускорить процесс изготовления и получить готовые изделия точной формы.