Обработка дерева и металла
Обновлено: 18.09.2024
Из данной книги вы узнаете, что рабочее место столяра оборудуется верстаком и набором необходимых инструментов и приспособлений. На верстаке обрабатывают детали длиной до 3 м и собирают отдельные элементы либо целые изделия. Также вы узнаете много нового об обработки древесины, о технике тесания, пиления, строгания, долбление, резание стамеской и сверление. Узнаете о классах точности обработки.
Оглавление
Приведённый ознакомительный фрагмент книги Основные техники деревообработки предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.
Обработка древесины производится двумя способами: с нарушением волокон — пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление; без нарушения волокон — гнутье, прессование. Наиболее распространенным методом обработки является резание.
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. Чтобы этого избежать, стружку необходимо надломить, для чего в рубанке устанавливают стружколом (горбатик).
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 образуется 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 25е5°, 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: 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 имеются промежуточные виды резания: поперечно-торцовое, продольно-торцовое, продольно-поперечное.
При резании происходит ряд сложных явлений, вызванных внедрением резца в древесину и образованием стружки. Расчленим процесс резания на элементы. 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 и др.). Когда при обработке древесины получаются три поверхности, резание называется закрытым (выборка паза и др.).
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 грает 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 поверхности 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.
Дерево — отличный материал для… всего. Из него делают все, что только можно себе представить. Единственное, чего не хватает — прочности. Многие сорта дерева — очень прочные, но, к сожалению, недостаточно прочные, чтобы их можно было применять более широко. Специалисты из США добились увеличения прочностных характеристик древесины путем специальной ее обработки.
Попытки укрепить дерево, изменить тем либо иным образом его характеристики не прекращаются десятилетиями. Некоторые методы удачные, другие — не очень. К числу удачных можно отнести выделение микроволокон целлюлозы, что позволяет создавать достаточно устойчивые к внешним воздействиям материалы.
Но Тенг с коллегами решили подойти к проблеме с другой стороны. Исследователи сфокусировались на модифицировании пористой структуры натуральной древесины. Изначально они стали пробовать кипятить различные сорта древесины, включая дуб, в растворе гидроксида натрия и сульфита натрия в течение семи часов. Этот процесс оставил целлюлозную структуру практически нетронутой, но окружающие целлюлозу компоненты частично ушли. Один из таких компонентов — лигнин, полимер, связывающий целлюллозу.
Затем команда поместила на сутки деревянный блок под пресс, одновременно нагрев его до 100 градусов Цельсия. В результате образовались деревянные планки толщиной в пятую часть от прежних параметров. Кроме того, этот материал оказался в три раза плотнее натуральной древесины и в 11,5 раз прочнее. Предыдущие попытки усилить прочностные характеристики приводили к повышению этого параметра максимум в 3-4 раза.
Это, конечно, гораздо медленнее, чем скорость пули, вылетевшей из ствола огнестрельного оружия, но все же и это солидное достижение. Такая скорость примерно соответствует скорости автомобиля, движущегося перед столкновением с препятствием. Да, американцы считают, что их метод позволяет создавать материал, пригодный для автомобилестроения.
Микаэела Идер, исследователь из Института Макса Планка считает, что воздействие давления также упрочняет дерево — хотя в этом случае неясно, насколько сильно имеет место сплетение нановолокон. Тем не менее, авторы оригинальной работы уверены, что только их методика позволяет многократно улучшить прочность дерева. Коллеги согласны с ними, говоря, что у работы большой потенциал, и в будущем можно было бы создать коммерческую технологию для производства прочных строительных материалов из дерева.
Существует множество разновидностей ручного электроинструмента для обработки древесины. Самые распространенные его виды представлены в нашем обзоре.
Электроинструменты по дереву способны работать не только с древесиной, но и с другими материалами. В этой статье мы подробно рассмотрим наиболее популярные из них.
Электролобзик
Назначение
Для пиления плоских материалов в среднем толщиной до 135 мм в зависимости от мощности лобзика. В отличие от других пил, лобзик способен на фигурное выпиливание. Может работать не только по дереву, но и по цветным металлам, пластику и некоторым другим материалам.
Принципы выбора
Конструкция с вертикальным ходом
Совершает только движения вверх-вниз. Если лобзик приобретается, в основном, для фигурного распила, маятниковый механизм в нем необязателен.
Конструкция с маятниковым механизмом
Совершает движения вверх-вниз и вперед. Требуется меньше усилий для продвижения лобзика по пропилу, что увеличивает скорость работы. Однако чистота пропила несколько ухудшается, особенно при пилении твердых материалов. Маятниковый механизм необходим при распиле мягких материалов (фанера, ДСП, пенопласт, мягкие породы древесины и т.п.).
Особенности работы
Чем тверже материал, тем ниже должны быть обороты, чем мягче материал, тем выше. При работе на низких оборотах надо учитывать режим работы инструмента: чем ниже обороты, тем менее эффективно охлаждение двигателя. На низких оборотах следует чаще давать инструменту отдых.
Электрорубанок
Назначение
Строгание, подгонка, обтеска необработанной древесины.
Принципы выбора
В зависимости от цели применения:
– по мощности;
– по ширине подошвы (бывают 82 мм, 110 мм, 170 мм и т.д.);
– по глубине обработки.
Рубанок с 2-мя ручками удобнее, чем с одной.
В комплекте рубанка обязательно должны быть глубинометр и боковой ограничитель.
Особенности работы
При работе следует продвигать рубанок с постоянной скоростью, которая зависит от толщины снимаемой стружки. Чтобы рубанок служил долго,
участник FORUMHOUSE с ником Кочевник из Москвы рекомендует придерживаться следующих правил:
1. Начинать строгать только после того, как барабан полностью набрал обороты;
2. Глубину строгания выставлять без фанатизма. Лучше пройти 2 раза по миллиметру, чем 1 раз 2 миллиметра.
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.
Ленточная шлифмашина
Назначение
В основном – для грубого шлифования ровных поверхностей (чаще – деревянных). Также применяется для удаления старой краски со стен или для шлифования зашпаклеванных поверхностей. Используется и для обработки кромок, закруглений (деталей дверей, окон).
Принципы выбора
В сочетании с соответствующей мощностью большая скорость движения ленты обеспечивает более высокую производительность (для обеспечения скорости движения от 300 об./мин. мощность шлифовальной машины должна быть не менее 650 Вт).
Особенности работы
Другие ручные электроинструменты по дереву (вибрационная и эксцентриковая шлифмашины) – превосходят ленточную шлифмашину по ряду показателей. У нее более низкое качество обработки поверхности (может оставлять на поверхности небольшие царапины), т. е. для окончательной шлифовки не годится (только для черновой).
Вибрационная (плоскошлифовальная) шлифмашина
Назначение
Для полировки и финишной обработки плоских поверхностей из дерева, пластмассы, камня, металла и других материалов.
Принципы выбора
Амплитуда движения подошвы
Чем выше данный показатель, тем быстрее, но грубее происходит обработка поверхности.
Регулировка частоты колебаний
Наличие данной функции позволяет обрабатывать различные материалы, меняя режимы.
Особенности работы
Мягкая прямоугольная подошва электрической машины совершает движения (вперед-назад) с небольшой амплитудой, но с очень большой скоростью.
Эксцентриковая шлифмашина
Назначение
Для шлифования, полирования древесины, металла и минеральных поверхностей, для тонкой шлифовки. Удобно обрабатывать изогнутые поверхности.
Принципы выбора
Чем мощнее машина, тем она производительнее. Чем выше количество оборотов, тем быстрее, но грубее обрабатывается поверхность. Более мощные шлифмашины имеют более высокую производительность.
Крепление сменных листов
Особенности работы
Основное отличие от вибрационной шлифмашины – наличие эксцентрика, который позволяет подошве совершать не только возвратно-поступательные, но и круговые движения. Это повышает эффективность работы инструмента.
Назначение
Принципы выбора
Регулировка скорости движения полотен
Наличие данной функции позволяет адаптировать инструмент к работе с древесиной разной твердости.
Чем выше мощность, тем производительнее пила.
Рабочая длина пильной части
Чем длиннее пильная часть инструмента, тем удобнее распиливать бревна или брусья больших диаметров.
Особенности работы
Одно из главных преимуществ электроножовки – возможность работы в труднодоступных местах, где циркулярная пила не поместится.
Рейсмус и фрезер
Среди возможностей фрезера – прорезание шлиц и пазов, снятие фаски, различные виды фрезерования. Кроме древесины фрезер способен обрабатывать пластик, ДСП, гипсокартон, акрил и другие не твердые материалы.
Полезные советы
Если при обработке деревянных заготовок рейсмусом обработанная поверхность не параллельна поверхности детали, попробуйте правильно настроить стол либо отрегулировать положение нижних роликов.
Необходимо строго придерживаться сроков замены (добавления) смазки и ее количества: эти величины указаны в инструкции к электроинструменту. Замену смазки и очистку внутренних поверхностей машины нельзя осуществлять самостоятельно – это производится в специализированных мастерских.
Обрабатывать дерево люди научились много тысячелетий назад. Вначале, по понятным причинам, все делали вручную. Сегодня существует большое количество электроинструментов, но и ручные приспособления не остались забытыми. Инструмент для деревообработки необходим плотникам, столярам и любому человеку, который решил что-то изготовить своими руками.
Разнообразие инструментов
Под обработкой древесины понимают большое количество операций, и для каждой из них нужны свои инструменты. Дерево можно пилить, сверлить, стругать, вырезать из него предметы простой или замысловатой формы. Совокупность всех инструментов разделяют на две группы:
Кроме этого, их делят на профессиональные, любительские и относящиеся к промежуточной категории. В домашних условиях удобнее всего выполнять деревообработку любительскими или полупрофессиональными инструментами. К тому же цена их существенно меньше, чем профессиональных.
Ручной инструмент
Ручными называют те инструменты, при использовании которых задействована физическая сила человека. Поскольку деревообработкой занимались во времена, когда об электричестве никто не знал, все манипуляции с деревом можно выполнять вручную.
Одним из самых древних по происхождению считается топор. Его и сейчас используют в домашних условиях – во многих частных хозяйствах без топора не обойтись.
Ручными бывают пилы, сверла, стамески, рубанки и еще много чего. Работать ими надо аккуратно, умеючи. Без должной практики, навыков не обойтись, зачастую нужна немалая физическая сила.
Электроинструмент
Электрическими устройствами пользоваться легче. Они позволяют в несколько раз быстрее выполнить работу и с меньшими усилиями. Электроинструменты для деревообработки в домашних условиях выпускают работающие от сети и на аккумуляторах. Покупая такие агрегаты, надо обращать внимание на их мощность, гарантию обслуживания и основные возможности. В приоритете должны быть те функции, которыми вы планируете чаще всего пользоваться.
Стоит заметить, что электроинструмент тоже может быть ручным либо стационарным. Ручные электроинструменты для обработки дерева можно переносить, выполнять работы, держа его в руках. Во втором случае инструмент фиксирован, вмешательство человека минимальное, зачастую он представляет собой станок, который может быть токарным, долбежным, фрезеровочным, рейсмусовым.
Инструменты для распила древесины
Распилить древесину или материалы, из нее сделанные, можно несколькими видами инструментов:
Все они бывают ручными и электрическими. Ножовка идеально подходит для садовых работ, ею пилят не слишком толстые суки, доски, заготовки для столярных работ.
При постоянной распиловке древесины в домашних условиях просто необходимо иметь циркулярную пилу (циркулярку). Фигурные резы ею не сделать, зато она максимально быстро распиливает доски, фанеру, некоторые виды пластика.
Если надо пилить деревья, заготавливать дрова, то в этом случае используют цепные пилы. Встречаются также ручные пилы для заготовки леса, работать ими надо вдвоем.
Лобзиком выпиливают фигуры произвольной формы. Он подходит для выпиливания заготовок макетов, художественных панно, различных поделок, деталей мебели, кухонных приспособлений.
Топоры и колуны для раскалывания
Плотницкие работы испокон веков выполняли топорами. Ими обтесывали бревна, делали окна, двери, с их помощью возводили срубы. Топоры и колуны необходимы, чтобы раскалывать поленья на дрова. Топор определенного вида – это боевое оружие.
Обратите внимание! Отличаются инструменты для раскалывания по размерам, форме металлической части и рукоятки, которую делают из дерева или стеклопластика.
Сегодня выпускают электрические колуны (дровоколы), которыми можно быстро колоть поленья определенной длины и диаметра. Стоимость их на два порядка выше обычных качественных топоров.
Рубанки для строгания
Строгать древесину надо рубанком. Он снимает тонкий слой стружки, позволяя получить ровную гладкую поверхность. Без рубанка не обходится ни столяр, ни плотник. Используют их мастера музыкальных инструментов, мебели, кукол, кухонной утвари и многого другого.
Совет! При выборе электрического рубанка обращают внимание в первую очередь на его мощность, ширину лезвия и глубину строгания, заявленную производителем.
Неплохо иметь у себя целый набор рубанков, в крайнем случае хотя бы один универсальный. По мере освоения работы плотника или столяра появится необходимость в других видах рубанка.
Для грубого строгания используют медведку, для чистовой обработки подойдет фуганок или полуфуганок, выборку шпунта, пазов проводят пазником (шпунтубелем). Есть еще цикля, калевка и много других узкоспециализированных инструментов для строгания.
Шлифовальный и обдирочный инструмент
Чтобы сделать дерево идеально гладким, необходим шлифовальный инструмент. Маленькие фигурки и детали из древесины шлифуют вручную шлифовальной бумагой, наждачкой, совершая монотонные механические движения.
Чтобы заглаживать края, торцы изделий, применяют рашпили. Это специальные напильники для дерева с крупной насечкой.
Для больших площадей используют электрические деревообрабатывающие машинки, к ним относятся:
- болгарки со шлифовальными насадками;
- ленточные шлифмашинки;
- эксцентриковые (орбитальные);
- плоскошлифовальные (вибрационные).
Ленточный инструмент больше подходит для грубой зачистки, снятия толстого слоя краски или выравнивания поверхности. Более тонкую шлифовку проводят эксцентриковыми и плоскошлифовальными агрегатами.
Стамески и долота для долбления
Шипы и пазы в древесине для соединения деталей делают стамесками и долотом. Это ручной инструмент. Чтобы выдолбить глубокое и достаточно широкое гнездо или проушину, применяют долото. Рабочая часть долота – стальной, остро заточенный с одной стороны брусок.
Стамеской выдалбливают неглубокие отверстия, зачищают поверхность древесины, выполняют подгонку деталей. Форма лезвия у стамески может быть плоской или полукруглой.
Перед началом работ наносят разметку на деталь, затем ее прочно закрепляют в струбцине на верстаке и начинают выдалбливать. Волокна подрубают под углом 45–60°, углубляются каждый раз на 4–5 мм, стружку сразу же убирают.
Инструменты для сверления
Ручные дрели, коловороты, бурава необходимы для высверливания отверстий. Значительно проще проводить деревообработку электрической дрелью. Для нее понадобятся специальные насадки.
Существует большое количество видов насадок, среди них зенковочные, центровые (пёрки), спиральные, винтовые. Дрелью можно сверлить отверстия под болты, шиповые и другие виды соединений. Подбирая насадку нужной формы, можно расширить спектр выполняемых работ.
Фрезер
Один из важных электрических инструментов для деревообработки в домашних условиях – ручной фрезер. Им обтачивают кромку, делая ее скругленной, фигурной, вырезают пазы, сверлят отверстия. Выпускают различные виды фрезеров широкого и узкого спектра действия. Они отличаются по мощности, диаметру хвостовика фрезы, максимальной скорости вращения. Помимо дерева, фрезером обрабатывают гипсокартон, пластмассу, акрил.
Рабочее место и дополнительные приспособления
Проводя работы по деревообработке в домашних условиях, не получится обойтись без струбцин. Они помогают фиксировать детали поодиночке и между собой при резке, выдалбливании, сверлении, склейке.
Еще одни важные инструменты в деревообработке – это клещи и гвоздодеры. Ими из дерева вытаскивают гвозди, а также другие посторонние предметы.
В процессе деревообработки важно правильно подготовить рабочее место. Для слесарных работ необходим верстак. Это прежде всего стол, за которым удобно выполнять различные манипуляции. На верстаке также находятся полезные приспособления:
- передний и задний винтовые зажимы для фиксирования заготовок;
- отверстия под клинья, в которые упирается заготовка;
- лоток для хранения столярного инструмента.
Возле верстака зачастую устанавливают стеллаж, где хранятся необходимые приспособления, материалы, шаблоны. Потребуется удобный стул. Необходимо также позаботиться о розетке для подключения электроинструмента и качественном освещении.
К дополнительным приспособлениям, которые всегда должны быть в наличии у любого мастера, относят линейки, транспортиры, уровни, угольники. Скорее всего, потребуется расходный материал (наждачная бумага, пилки, круги). Поскольку в домашней мастерской обычно налажен полный цикл производства, то надо отвести место для лака, красок, кисточек.
Любые инструменты должны находиться в исправном состоянии. Если же произошла поломка, то их как можно быстрее восстанавливают или же убирают в такое место, где они не будут мешать.
Читайте также: