Механическая обработка дерева это

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 19.09.2024

Древесина издавна остается самым востребованным сырьем для производства широкого спектра строительных материалов, мебельных и интерьерных конструкций, отделочных покрытий, инвентаря. Современные технологии обработки древесины направлены на расширение ассортимента получаемой продукции с сокращением отходов и, соответственно, финансовых потерь.

Биологическая обработка древесины

Такому способу подвергают отбракованный лесоматериал, древесные отходы и остатки от сельскохозяйственного производства. Путем микробиологического синтеза из перечисленного сырья получают:

ксилит;
этиловый спирт;
белковые кормовые дрожжи;
альдегиды.

Химическая технология

Химическая переработка древесины используется на различных предприятиях:

В изготовлении бумаги и картона.
Получение моносахаридов основано на гидролизе, в результате образуются ксилоза и глюкоза.
Путем пиролиза производят уксусную кислоту, древесный уголь, растворители органического происхождения, метиловый спирт.
Химической обработке подвергают древесину для получения канифоли и скипидара, используемых в лакокрасочном производстве, на фармацевтических и парфюмерных фабриках.

Механическая обработка древесины

Суть механической обработки лесоматериала невозможно назвать современной, ведь именно с нее начинается переработка леса, как это происходило и много веков назад. Существенное отличие актуальной технологии – использование специального оборудования, упрощающего и ускоряющего этот процесс с одновременным повышением качества. Именно так производят строительные материалы и элементы конструкций.

Виды механического воздействия

В процессе механической обработки меняются формы и объемы лесоматериала, разрушаются структурные связи волокон, но не формула вещества. Технология включает:

распиливание;
сверление;
строгание;
фрезерование.

Механическое воздействие на древесину происходит и без нарушения связей между волокнами. К таким процессам относится гнутье и прессование.

В зависимости от вида обработки и задач производства выбирают соответствующее оборудование:

Древесно-стружечные станки предназначены для получения качественной стружки.
Брусовальные модели необходимы для распиловки леса для получения широкого спектра материалов – бруса, лафета, доски, горбыля.
Многопильные станки – эффективное оборудование для распиливания сырья с различными характеристиками. Это могут быть бревна с недостатками, готовый пиломатериал будет их лишен.
Торцовочные приборы выполняют высокоточную резку пиломатериалов, исключая необходимость дополнительной обработки срезов.
Ленточное оборудование для распиловки досок, некондиционных в том числе.
Шипорезные станки и др.

Распиловка – первоначальный этап обработки древесины

Первым и основным способом воздействия на древесину для получения конструктивных или строительных элементов остается распиловка. Ее выполняли десятки столетий назад, делают и сейчас, иначе невозможно получить пиломатериал необходимой формы, объема и качества. Только сегодня для этого используют специальное оборудование – как для производства древесных деталей, так и для их дальнейшего использования в производстве.

Распиловка на доски, брус, горбыль происходит на первом этапе распускания ствола дерева на пиломатериал. Такой процесс реализуется либо с выделением стружки, либо без него. Второй вариант возможен при изготовлении шпона – при расколе заготовок и штамповании листовых материалов.

С получением стружки осуществляют практически все остальные технологические процессы – строгание, фрезерование, точение, сверление, шлифование и т.п.

Человечество использовало древесину испокон веков, обработка дерева насчитывает многовековую историю. Самый первый метод изменения первоначальных размеров состоит в том, что ветку просто ломали, чтобы было легче перенести или приспособить для своих потребностей. Современная технология насчитывает множество типов и видов.

Механическая обработка дерева — изменение формы и размера предмета труда без изменения его физико-химического состава (сюда следует отнести колку, резку, пилку и многое другое). Физико-химическая — сушка, окраска, пропитка (при этом изменяется физико-химический состав материала). Все эти виды воздействия на дерево доступны в домашних условиях и применяются умельцами в повседневной жизни. Механическая обработка условно разделяется на:

колку — раскалывание цельного дерева или его части вдоль естественных волокон; наиболее древний метод, который не позволяет получить изделие заданной формы или размера;
резку — нарушение естественных связей между частицами дерева с использованием режущего инструмента, соответственно, разделяют резку со стружкообразованием (пиление, сверление) и без такового (лущение, изготовление шпона);
гнутье и прессование относят к механической обработке древесины — при этом происходит изменение формы и размеров заготовки.

Что такое механическая обработка

Действующие нормативные документы определяют механическую обработку древесины как действия, в результате которых должны получиться заготовки или готовые изделия заданной формы и размеров, и при которых не происходит изменения химического состава дерева.

Работа с древесиной регламентируется множеством нормативных документов, среди которых наиболее известны следующие:

Защита деревянных конструкций

К сожалению, при всей природной красоте и экологичности изделия из дерева подвержены разрушению в следствии гниения, особенно, если эти конструкции находятся на открытом воздухе, где существуют перепады температур, атмосферные осадки, пыль и ветер.

Для защиты деревянных конструкций используют три типа защиты:

окрашивание изделий специальными красителями, которые не только улучшают внешний вид, но и предотвращают попадание внутрь изделия влаги, болезнетворных микроорганизмов; красящие составы могут иметь натуральную и синтетическую основу;
пропитка изделий специальными составами, заполняющими все внутренние пустоты деревянного изделия, что способствует продлению срока службы;
антисептические покрытия — нанесение на поверхность деревянной конструкции специального химического состава, предотвращающего попадание внутрь бактерий, вызывающих гниение и разрушение.

Нанесение защитных составов производится кистью, специальным малярным валиком, либо распылением через краскопульт. Для осуществления пропитки используют специальные ванны, в которые погружается изделие. Но, если это невозможно ввиду больших размеров, то пропитки наносятся так же, как краски и антисептики.

Дисковая пила для работы по дереву: о том, как выбрать инструмент
Характеристика пропиток для дерева
Как работает ленточная пила по дереву и ее сборка

Завершающий этап — шлифование получившихся заготовок с помощью шлифовальных шкурок.

К наиболее популярным электрическим инструментам для обработки дерева механическим способом относятся электролобзик, электродрель, а также шлифовальные машины.

Для электролобзика необходимо правильно подобрать пильные полотна в зависимости от конкретной породы дерева, — необходимы пилки с шагом зубчиков в диапазоне 2,5–4 мм.

Сверления производят электродрелью, сменной деталью в которой являются сверла — режущие инструменты различного диаметра и формы. К наиболее распространенным видам сверл можно отнести следующие:

— винтовое — для сверления отверстий небольшого диаметра, используется для древесины любых пород;

— перьевое —для сверления отверстий большого диаметром до 50 мм и глубиной —до 150 мм;

— сверло Форстнера — симбиоз сверла и фрезы (инструмент с несколькими режущими лезвиями или зубьями);

— фрезерное сверло, имеет режущие кромки, расположенные по всей длине;

— кольцевое сверло — для сверления отверстий, в том числе большого диаметра.

При работе с электрическими инструментами заключительным этапом также является шлифование. Для него применяются шлифовальные машинки, которые выравнивают поверхность обрабатываемой заготовки. Для машинок важно подобрать подходящий шлифовальный диск с абразивным материалом для грубой и более мягкой обработки.

Инструменты для токарной обработки

Хорошими для токарных работ считаются инструменты из высококачественной стали. Они дорогостоящие, однако прослужат дольше обычных стамесок. Чтобы сэкономить, можно купить отдельно резцы и рукоятки для них. Стандартная длина рукоятки – около 25 см, однако можно использовать и длинные – 30 и 40 см. Такой рукояткой инструмент легче направлять.

Для точения древесины на токарном станке используются такие типы резчицких инструментов:

полукруглая стамеска подойдет для грубой обработки, с ее помощью заготовке придают цилиндрическую форму;
полукруглой узкой и веретенообразной стамесками вырезают тонкие желобки поперек волокон;
долото может быть овального профиля или с прямоугольным срезом и разными углами заострения: им проводят чистовое вытачивание дерева;
резцы клиновидной и остроугольной формы используют, когда нужно сделать небольшие углубления в заготовке. Ими также отделяют готовую деталь от края заготовки. Плоскими резцами выполняют широкие насечки параллельно вертикальной оси заготовки;
у опытных мастеров также есть комплект скребков с разной режущей кромкой: заостренной, прямой, закругленной или универсальный скребок со сменными насадками для резания.

Что получают в результате

В результате обработки из древесины получаются следующие виды материалов:

доска — плоский с обеих сторон кусок дерева, ширина доски находится в зависимости от ее толщины и должна превышать ее не менее, чем в два раза;
брус — в отличие от доски имеет одинаковую ширину и толщину, равную 100 мм, или свыше этого значения;
шпон — тонкие древесные листы необходимой толщины, полученные в результате распиловки вдоль бревна или бруса. Толщина шпона находится в диапазоне 0,1-10 мм;
кругляк — оцилиндрованное бревно, дерево без верхушки с поверхностью, зачищенной от веток, сучков и неровностей.

Для работников, выполняющих обработку древесины, необходимо использовать средства индивидуальной защиты. Так, при работе на им необходима защита рук, органов зрения, а также дыхания и слуха. Одежда и обувь работающих на деревообработке должны быть удобными, чтобы не стеснять движения.

Иные виды

Механический – самый распространённый, но не единственный метод деревообработки. Для получения промежуточных материалов, а также готовой продукции используют:

прессование;
гнутьё;
гидротермическая обработка;
сушка;
пропаривание;
склеивание;
пропитка.

Благодаря всем этим типам обработки и отделки древесины удаётся получить продукцию, используемую в строительстве, мебельной промышленности, изготовлении декоративных элементов и прочего. В целом ассортимент материалов и изделий, получаемых при переработке леса, очень обширен.

Измерительные и разметочные устройства

Перечень устройств, применяемых для разметки и измерения габаритов деревянных изделий, представлен в таблице.

Тип устройства	Назначение	Особенности конструкции
Линейка, рулетка, метр	Измерение линейных размеров	—
Угольник	Разметка и проверка прямых углов	Тонкая планка столярного угольника вставлена в толстую (колодку) под прямым углом. Колодка служит упором при измерениях и разметке
Угломер	Измерение и разметка углов	Состоит из двух шарнирно соединенных пластин. Угол между пластинами регулируется и фиксируется зажимом
Малка	Измерение и разметка углов	Отличается от угломера разной толщиной пластин. Толстая пластина (колодка) служит упором, как в угольнике
Ярунок	Разметка углов 135 и 45°	По конструкции ярунок аналогичен угольнику, но детали расположены под углом 45°
Уровень	Контроль горизонтальности поверхностей	—
Отвес	Контроль вертикальности поверхностей	—
Поверочная рейка, шнур	Контроль прямолинейности поверхностей	—
Кронциркуль	Измерение размеров объемных деталей	Циркуль с изогнутыми ножками
Штангенциркуль	Точное измерение линейных размеров	—
Рейсмус	Разметка параллельных линий	Две планки, вставленные в брусок с параллельными направляющими
Черта	Разметка параллельных линий	Напоминает кронциркуль, ножки которого изогнуты не внутрь, а в сторону
Отволока	Разметка линий для плотного соединения деталей	Фигурное устройство с рабочей частью в виде клина. Клин вставляют между сопрягаемыми поверхностями. Гвоздем, вбитым в отволоку, выполняют разметку, перемещая инструмент
Циркуль	Вычерчивание окружностей	—
Карандаш	Нанесение линий	—

Ручная дисковая (циркулярная) пила

Назначение

Из всех инструментов по дереву идеальна для обработки в виде точного наклонного и продольного пиления. По сравнению с лобзиком – больше мощность, производительность, скорость работы и качество линии реза. Но фигурное выпиливание производить не позволяет. Кроме дерева и его производных, дисковая пила может резать пластик, некоторые цветные металлы (медь, алюминий и пр.), но черные металлы и сталь ей не по силам.

Принципы выбора

Одна из важнейших характеристик. В паспорте изделия эта величина указывается под углом 90˚ и 45˚ к поверхности. Выбор максимальной глубины резания зависит от цели приобретения инструмента.

Чтобы с инструментом было удобнее работать и он прослужил дольше, следует выбирать пилу с регулятором числа оборотов, с системой мягкого пуска двигателя и с системой защиты двигателя от перегрева.

Особенности работы

Для работы по разным материалам применяются соответствующего назначения пиль ные диски. Для пиления алюминия используются диски с отрицательным углом заточки с наибольшим количеством зубьев.

Обработка древесины биологическим путем

Данный метод наиболее часто применяют тогда, когда есть необходимость в переработке древесины низкого качества. Также этот метод применяют и для переработки различных древесных и сельскохозяйственных отходов для того, чтобы на выходе получить такой ценный продукт, как кормовые белковые дрожжи.

Надо сказать, что при биологическом способе переработке древесины производят также:

спирт этилового типа;
фурфурол;
ксилит.

В чем заключается главная задача биологического способа переработки древесины? Прежде всего, этот способ дает возможность обеспечить сельхозпроизводство таким необходимым сырьем микробиологического синтеза. Здесь важно отметить, что любое сырье, которое изготовлено из натуральной древесины, является экологически чистым.

На любом заводе, который занимается обработкой древесины, ее распилом и так далее, технологический процесс обработки натурального дерева делится на несколько этапов. и каждый из них имеет свои определенные свойства, которые позволяют получить конечную продукцию в соответствии с требованиями рынка и экологическими нормами.

Инструменты для раскройки древесины

В набор столярных инструментов для раскройки древесины входят:

пилы и ножовки;
лобзики;
ножи, резаки, скальпели;
деревообрабатывающие станки.

Пилы и ножовки

продольная и поперечная резка – классические ножовки;
вырезание отверстий – выкружные пилы;
изготовления соединительных шипов – шиповые пилы.

По конструкции выделяют пилы:

двуручные, применяемые для распиловки больших бревен;
одноручные – ножовки;
лучковые – с натянутым полотном;
наградки – короткие пилки.

Ножовки для продольной резки имеют зубья, наклоненные вперед, для поперечной резки – симметричные зубья. Пилы с крупным зубом (4 – 6 мм) используют для распиловки бревен и брусков, со средним (3 – 3,5 мм) – для резки деталей средних размеров, с малым (2 – 2,5 мм) – для точного изготовления небольших деталей.

По международной классификации в маркировке РРХ или ЕРХ цифра Х обозначает количество зубьев на дюйм. Чем меньше зубьев, тем они крупнее. Для резки сырой древесины применяют ножовки, зубья которых расположены группами по 5 – 7 штук. Промежутки между группами нужны для удаления склеившихся сырых опилок.

Лобзики

Лобзик представляет собой разновидность лучковой пилы с узким полотном и большим расстоянием между ним и рамой. Рама имеет U или П-образную форму. Лобзик применяется для фигурных пропилов. Он обеспечивает высокое качество резов и точность изготовления деталей.

Сейчас лесоматериалы активно используются не только для производства мебели, но и для конструкций квартир, коттеджей, а также как декоративные элементы. Они нужны для создания музыкальных инструментов, спортивного и хозяйственного инвентаря. Конечно же, чтобы из лесоматериалов что-либо изготовить, ее нужно обработать.

Современные технологии обработки древесины предполагают три типа обработки сырья: биологический, химический и механический. В результате осуществления этих методов можно получить достаточно широкий ассортимент продукции, в основе которого лежат лесоматериалы. Техника безопасности при обработке древесины должна соблюдаться при любом из этих методов.

Биологический метод

Технология обработки древесины биологическим методом предполагает переработку древесины низкого качества, а также миллионов тон самых разных древесных и сельскохозяйственных отходов в очень ценный продукт – кормовые белковые дрожжи. Кроме этого во время такой обработки производят этиловый спирт, фурфурол и ксилит. Задачей биологического метода обработки лесоматериалов является обеспечение сельскохозяйственного производства необходимым сырьем микробиологического синтеза. Стоит отметить, что изготовление любого сырья из древесины является экологически чистым.

На каждом деревообрабатывающем, лесопильном или химическом заводе технологическая обработка древесины осуществляется строго поэтапно. На каждом этапе древесина наделяется определенными свойствами, которые отвечают конкретным требованиям рынка.

Механическая технология отделки древесины

Во время механической обработки лесоматериалов происходит изменение формы и объема древесины без изменения самого вещества, как при химическом методе. Большая часть древесных материалов обрабатывается таким образом, что нарушаются связи между волокнами. В основе такой обработки лежит свойство древесины делиться и осуществляется главным образом резанием. Лесоматериалы можно пилить, строгать, резать, фрезеровать. Намного реже используется обработка без нарушения связи между волокнами, к примеру, прессование или гнутье. Для реализации такой обработки мастера пользуются пластическими свойствами древесины, т. е. способностью сохранять приданную ей форму после окончания действия внешних сил.

при резании древесины наблюдается нарушение связи между частицами древесины в направлении реза. Подвергаемая обработке древесина делится на части с образованием либо без образования стружки. Качественный показатель – это высокая точность размеров получаемых изделий. Резание, пожалуй, самый важный технологический процесс. Так работает большинство станков, автоматических линий
если осуществляется раскалывание, то древесина делится по слоям, то есть вдоль волокон, а не по заданному направлению
в ходе обработки высоким давлением дерево меняет форму путем гнутья, изгиба или прессования. Для того, чтобы согнуть дерево его нужно предварительно пропарить, чтобы повысить пластичность. Чаще всего гнутоклееные изделия создают из фанеры или шпона. В результате прессования получаются древесно-стружечные плиты или брикеты
при дроблении лесоматериалы делятся на части хаотично, без соблюдения конкретной геометрии частиц, зачастую по самым слабым связям в материале. Такая обработка характерна для процесса ударного дробления, фрикционного разрушения и абразивного размола.

Химическая техника обработки древесины

В процессе такой обработки древесина подвергается действию разнообразных химических соединений. Благодаря химической обработке работают такие производства:

целлюлозно-бумажное производство – изготовление бумаги и картона
гидролизное производство основано на процессе расщепления полисахаридов, которые содержатся в древесине, до моносахаридов. Моносахариды продают в качестве готового продукта, глюкозы и ксилозы. Однако чаще всего смеси моносахаридов подвергают биохимической переработке с получением этилового спирта и дрожжей или химической переработке с образованием фурфурола и ксилита
пиролиз (сухая перегонка) древесины позволяет добиться получения древесного уголя, метилового спирта, уксусной кислоты, фенольных смол, разных растворителей органического происхождения
канифольно-скипидарное производство, на котором получают канифоль и скипидар. Эти соединения применяются в лакокрасочной, парфюмерной и фармацевтической сферах.

Невзирая на огромное разнообразие изделий из древесины и их конструкций, технологии обработки строятся на основе таких же принципов, что и много лет назад: распиливании, строгании, сверлении, точении и шлифовании. Изменения произошли только в способах и методах обработки лесоматериалов: ручные средства производства сменили механические. Устройства, которые работают за счет электрической энергии, существенно уменьшают время, необходимое на обработку лесоматериалов, а также увеличивают производительность труда и показатели качества конечных продуктов.

Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Основные виды механической обработки древесины резанием .

Обработка древесины резанием на производстве механизирована. Различают механическую обработку древесины со снятием стружки и без снятия стружки.

К первому виду относятся пиление, точение, строгание, фрезерование, сверление, долбление и шлифование.

Без снятия стружки древесину режут ножницами и высекают в штампах.

Механическое пиление - наиболее распространенный метод резания древесины . Осуществляют пиление с помощью лесопильных рам, ленточных, круглопильных и цилиндропильных станков. Лесопильные рамы (пилорамы) и ленточно-пильные станки применяют для распиливания бревен на доски и бруски. С помощью круглопильных станков проводят поперечный и продольный раскрой пиломатериалов. Цилиндрическими пилами на цилиндропильных станках выпиливают клепку для производства бочек.

Механическое точение – также распространенный метод обработки древесины . Детали обрабатывают на токарных станках.

Строгание и фрезерование древесины – это механическое резание и ее вращающимися многорезцовыми инструментами – фрезами, ножевыми валами, горизонтально движущимися ножами. Они снимают слой древесины в виде стружки.

Строгание и фрезерование бывает продольным (вдоль древесных волокон) и поперечным (поперек волокон). Осуществляют фрезерование на фрезерных, шипорезных и копировальных станках, получают пазы, шипы, гнезда, проушины, а также детали со сложными криволинейными поверхностями. Строгают древесины на строгальных станках, получают ровную гладкую поверхность на заготовках, а также строганный шпон.

Механическое сверление- выполняют на сверлильных и комбинированных (сверлильно-фрезерных ) станках.

Механическое долбление – проводят на цепнодолбежных станках для получения прямых пазов, продолговатых отверстий и гнезд.

Механическое шлифование- проводят на шлифовальных станках. С помощью шлифовальных станков деталям и изделиям очень быстро придают гладкую поверхность.

Все рассмотренные методы механической обработки резанием, несмотря на значительные различия в конструкции режущих инструментов, в характере их движения, в устройстве станков, имеют и существенное сходство. Оно заключается в том, что обработка заготовки осуществляется за счет снятия стружки режущими инструментами , рабочие части которых имеют форму клина. Кроме того, все станки представляют собой технологические машины.

Механическую обработку древесины без снятия стружки проводят с помощью ножниц, с плоскими или дисковыми ножами, а также в штампах, состоящих из подвижного пуансона и неподвижной матрицы. Ножницами разрезают листы шпона и фанеры, а в штампах высекают на них бракованные места.

В школьных мастерских механическая обработка древесины производятся на токарных, сверлильных и комбинированных (фрезерно- круглопильных) станках.

На комбинированных станках ввиду их повышенной опасности разрешается работать только учителям.

В деревообрабатывающей промышленности, как и в машиностроении, все более широкое применение находят станки-автоматы. Они более производительны, освобождают человека от тяжелого физического труда, с их внедрением улучшаются условия работы, повышается качество продукции.

Обработка резанием (рис. 2.1) заключается в проникновении лезвия инструмента с режущей кромкой 3 в материал заготовки 2 с последующим отделением определенного слоя материала в виде стружки 4. Лезвие инструмента 1 представляет собой клинообразный элемент.

На рабочей части инструмента может располагаться одно или несколько лезвий (клиньев) определенной формы. Режущий инструмент с заданным числом (одно, два, три и т.д.) лезвий установленной формы называют лезвийным инструментом, а обработку таким инструментом — лезвийной обработкой (рис. 2.2).

Читайте также: