CURS 1

MODURILE DE PRELUCRARE A LEMNULUI

Prelucrarea lemnului se realizeaz mecanic sau chimic, procese ce se realizeaz la diferite umiditi, temperature i presiuni

Prelucrarea mecanic are drept scop obinerea unui aspect exterior nou a unor dimensiuni noi ale lemnului. Ea se bazeaz pe dou proprieti ale lemnului: plasticitatea i divizibilitatea.

Pe baza acestor proprieti, prelucrarea mecanic a lemnului se poate face:- fr distrugerea legturii dintre fibre;- cu distrugerea legturii dintre fibre.

La prelucrarea mecanic a lemnului fr schimbarea legturii dintre fibre, se folosesc proprietile plastice ale acestuia i anume capacitatea lemnului de a-i pstra forma realizat prin aciunea unei fore exterioare i dup ce aciunea forei care a produs aceast deformare nceteaz.

n cele ce urmeaz o s ne ocupm de prelucrarea lemnului cu i fr formare de achii, mai precis, de prelucrarea prin tiere.

Tierea lemnului este procesul tehnologic de formare a noilor suprafee prin detaarea unui strat de lemn de anumite dimensiuni, pe toat traiectoria de micare relativ a muchiei tietoare (tiului) a sculei, determinat de o anumit micare de lucru a lemnului i a sculei.

Tierea cu formare de achii este tierea la care, pe toat lungimea de divizare, dup o anumit direcie fa de fibrele lemnului, se detaeaz succesiv achii deformate volumetric. Din aceast categorie fac parte:

tierea cu pnzerindeluireafrezareastrunjireaburghierea etc

Tierea cu pnze se poate face cu:pnze de gater (scule in form de lame, montate ntr-un cadru ce execut o micare rectilinie alternativ, de obicei n plan vertical):

panglic (scula are forma unei benzi continui, cu marginea dinat, dinii avnd funcia unor cuite nguste, care acioneaz succesiv asupra lemnului)

pnze circulare (scula este o pnz rotund, iar lemnul efectueaz o micare de avans continuu spre pnza tietoare)

Frezarea lemnului Frezarea lemnului se realizeaz in special cu freze cilindrice, pe periferia crora se afl un anumit numr de dini (scula execut o micare de rotaie continu, iar lemnul o micare de avans continuu)

Burghierea lemnuluiBurghierea lemnului se realizeaz cu ajutorul burghielor i are ca scop formarea unor guri rotunde, n vederea realizrii mbinrilor cep-scobitur rotund; burghiul execut o micare de rotaie continu, iar avansul poate fi efectuat fie de burghiu, fie de lemn.

Strunjirea lemnuluiStrunjirea lemnului se folosete pentru obinerea corpurilor de revoluie (piesele au o micare de rotaie, iar cuitul efectueaz o micare de avans longitudinal sau transversal)

DltuireaDltuirea este procedeul de prelucrare care se efectueaz cu ajutorul unei scule n form de dalt ce execut o micare rectilinie alternativ, iar piesa efectueaz o micare de translaie prin faa sculei achietoare.

Tierea planTierea plan presupune tierea lemnului n forma unei achii cu grosime uniform

Cuitul 1 i bara de presare 2 se deplaseaz rectiliniu alternativ iar piesa de lemn 3 se deplaseaz intermitent pe vertical cu o cot egal cu grosimea achiei (furnirului)

DerulareaDerularea se realizeaz prin micarea de rotaie a buteanului n jurul axei sale i prin deplasarea radial a cuitului La un avans u constant al cuitului i la rotaia continu a buteanului rezult o achie continu denumit furnir, cu grosime a constant

lefuirealefuirea se execut cu granule abrazive care sunt fixate prin ncleiere pe un suport de hrtie sau de pnz

- fiecare granul abraziv are rolul unui cuit tietor, care detaeaz achii din piesa de lemn;- prin urmare, scula execut o micare de tiere, iar piesa de lemn o micare de avans;- se execut pentru eliminarea proeminenelor suprafeelor pieselor de lemn care ramn de la operaiile de achiere anterioare.

Tierea lemnului cu formare de achiiTierea lemnului cu formare de achii (achierea lemnului) este insoit de modificarea dimensiunilor semifabricatului, prin detaarea din acesta a unei pri din volum cu ajutorul sculei tietoare. Astfel, fiecare proces de achiere se poate exprima prin expresia:

in care:n numrul sculelor tietoare care particip la divizare;V1 volumul pieselor de lemn obinute; - volumul lemnului transformat n achii sau a deformaiilor remanente ale lemnului

- volumul prilor de lemn cu destinaie nespecial (cu alte destinaii)m numrul de piese cu destinaie nespecialV volumul iniial al semifabricatului

n cazul tierii pe gater, buteanul reprezentat convenional n form de cilindru de lungime L, se taie cu ase pnze, obinndu-se cinci scnduri (1,2,3,4,5) i dou margini (6). Limea fiecrei tieturi este b, iar nlimea acestora este variabil de la h1 la h6 . Pentru acest caz, n=6, m=2.

Volumul lemnului mrunit de scule este:

Volumul pieselor din lemn cu destinaie special este:

unde q1,,q5 reprezint volumul fiecarei piese de lemn cu destinaie special

Volumul pieselor din lemn cu alte destinaii este:

unde q6 este volumul unei margini (n cazul n care cele dou margini au volume egale).

Pentru cazul frezrii cu o singur frez, n=1, m=0 i La derularea furnirului, n=1, m=1, a grosimea furnirului b lungimea butuculuiL lungimea total a benzii de furnir obinut la derulare

Din analiza relaiei rezult c metoda cea mai bun pentru prelucrarea lemnului prin achiere este aceea la care:adic volumul lemnului transformat n achii sau al deformaiilor remanente, precum i volumul lemnului care nu a putut fi transformat n piese cu destinaie iniial este egal cu zero. Procesele de tiere cu formare de achii care asigur cu aproximaie aceast cerin sunt cele la care piesele de obinut reprezint chiar achia detaat, de exemplu, la derularea furnirului i la tierea plan a lemnului. Prin urmare, tendina este ca anumite operaii de achiere cu pnze s fie nlocuite prin achiere de decupare.

Scopul principal al procesului de aschiere:-obtinrea unor piese de forma si dimensiuni date prin detasare de aschii-pentru obtinerea piesei 2 este necesar sa se detaseze lemnul din sectiunea 1-muchia sculei se va deplasa dupa curba AD

Miscarea de aschiere si miscarea de avansPentru realizarea aschierii este necesar sa se deplaseze cutitul in raport cu obiectul de prelucrat sau sa se deplaseze lemnul in raport cu cutitul.-se pot realiza una sau mai multe treceri:

Aschia este partea de material detasat prin actiunea cutitului asupra lemnului, la o singura deplasare a cutitului

Miscarea absoluta (a cutitului sau a lemnului) care este necesara si suficienta pentru detasarea unei aschii se numeste miscare de aschiere.

Miscarea absoluta (a cutitului sau a lemnului) care asigura taierea succesiva a unor noi aschii se numeste miscare de avans.

Viteza de aschiere este viteza de miscare a taisului dupa traiectoria de aschiere.

Viteza de avans este viteza de miscare a taisului dupa traiectoria de avans

In industria lemnului:-v max = 100 m/s (panze circulare)-u max = 60 m/min

Viteza relativa (reala) de aschiere v0 rezulta din compunerea geometrica a vitezelor v si u. Unghiul dintre cele doua viteze se noteaza cu si se numeste unghi cinematic.

GEOMETRIA ASCHIEI Geometria aschiei se caracterizeaza prin forma si parametrii ei liniari.

Suprafetele ce apar in procesul de aschiere:-suprafata de prelucrat - 1-suprafata prelucrata 2-suprafata de achiere - 3 Planul de aschiere -4 este planul tangent la suprafata de aschiere care trece in orice moment prin muchia taietoare a cutitului-unghiul este unghiul dinamic sau unghiul de sectionare a fibrelor si reprezinta unghiul sub care fibrele sunt intersectate de planul de aschiere intr-un anume moment.

l = lungimea nominala a aschiei; este lungimea traiectoriei reale de aschiere-lungimea reala a aschiei este mai mica decat lungimea traiectoriei reale, ca urmare a fenomenului de contractie a lemnuluib = latimea nominala a aschiei (distanta dintre suprafetele laterale ale aschiei)a = grosimea nominala a aschiei

GEOMETRIA CUTITULUI-Forma generala a cutitului sculei aschietoare este in forma de pana-Fetele cutitului:-fata de degajare-fata de asezare-muchiile cutitului (5 muchii)

Unghiurile dintilor se determina in 2 planuri:-planul VV normal la planul de aschiere (unghiuri de aschiere)-planul NN normal pe muchia principala (unghiuri liniare sau constructive)-Unghiurile de aschiere (in raport cu planul VV):- unghiul de asezare -unghiul de ascutire -unghiul de aschiere -unghiul de degajare

-Unghiurile liniare (constructive) se detrmina la fel cu cele de aschiere dar se raporteaza la planul NN

CAZURILE FUNDAMENTALE DE ASCHIERE

Lemnul este un material care are o structura neuniforma dupa trei planuri perpendiculare ce corespund unor directii principale :

I - axiala (normala la planul transversal TTII - radiala (normala la planul tangential)III tangentiala (normala la planul radial)

Aschierea lemnului se poate produce dupa unul din cele trei planuri:- aschiere transversala prin taierea aschiilor perpendicular pe fibre (a)- aschiere in lungul fibrelor prin taierea aschiilor prin deplasarea muchiei taietoare prin deplasarea acesteia in planul fibrelor (b)- aschierea tangentiala - prin taierea aschiilor de catre muchia cutitului paralel cu fibrele, prin deplasarea acesteia in planul fibrelor perpendicular pe lungimea lor

In afara de aceste moduri fundamentale in practica se mai intalnesc o multitudine da cazuri intermediare. In unele cazuri, aschierea se poate produce dupa un plan intermediar fata de toate cele trei directii, facand cu acestea unghiurile x, y, z.

In practica se intalnesc urmatoarele tipuri de aschiere:-taierea lemnului cu panze de gater si panglica (aschiere longitudinal-transversala) cu =90 .-taierea cu panze circulare in lungul pieselor (aschiere longitudinal-transversala) -frezarea lemnului in lungul fibrelor (aschiere longitudinal-transversala) -burghierea (taiere longitudinal-transversala si tangential-transversala)-derularea (aschiere tangentiala)- taierea plana (aschiere tangentiala)

Pnzele circulare sunt scule tietoare realizate din discuri circulare metalice, dinate.

Pnze circulare monometalice Pnzele circulare monometalice sunt utilizate n principal la prelucrrile primare ale lemnului. Pentru tierea lemnului este necesar operaia de ceaprazuire i ascuire a dinilor pnzei circulare. Forma dintelui la pnzele circulare monometalice este de mai multe tipuri, n funcie de operaia la care se utilizeaz. Pnzele circulare placate sunt utilizate la tierea lemnului i a materialelor pe baz de lemn, i pot fi de tipul multilam utilizat la tierea longitudinal a lemnului prelucrat primar; de tip pnz circular placat, utilizat la operaii de retezare sau spintecare n funcie de numrul de dini i de ascuire. Pnze circulare placate

I. Generalitati despre panzele placate cu carburi

II. Particularitati ale gamelor

III.Sculele care utilizeaza aceste panze

IV. Accesorii- Panze placate cu carburi metalice

Grosimea corpului panzei si a pastilelor din carbura

Tipul pastilelor din carbura

Forma corpului

Numarul dintilor

Incastrarea varfului

Cu/ fara acoperire

Forma dintelui

Unghiurile dintelui

Amortizarea vibratiilor

Nu se deformeaza Suprafata de lipire mareGros Viteza de taiere mare Cantitate mica de deseuri Solicitare mica in timpul taierii.Subtire In cazul de fata se produce curbarea. Suprafata de imbinare este mica (nu e problema de siguranta)DezavantajRigiditate mareAvantaj Viteza de taiere mica Solicitare la taiere grea.

Excelenta rezistenta la uzuraDur Nu se rupe si nu se sparge usor (rezistenta ridicata)Putin dur Se rupe si se sparge usor (rezistenta scazuta) Se ascute greu (greu de prelucrat) Cresterea costului Se uzeaza usor

AvantajDezavantaj Tipul varfului pastilei din carbura*

Forma corpului Previne ruperea pastilei din carbura (in cazul taierii metalului) Posibilitate de a evita taierea in exces Rezistenta ridicata a lameiDinte anti-recul Buna evacuare a deseurilor Evacuare slaba a prafului rezultat Greu de reascutit Cost ridicat risc de spargere a pastilei Taiere in exces; Rezistenta scazuta a lamei (comparativ)Dinte obisnuitAvantajeDezavantaje*

Numarul dintilor Bavura minima si suprafata de taiere netedaNumar mare Aparitia bavurii si suprafata de taiere rugoasaNumar mic Viteza de taiere este mica Solicitare mai mare in timpul taierii Cost ridicat Rigiditea corpului scazuta Capacitatea de evacuare a rezidurilor scazuta Viteza de taiere mare Solicitare mai mica in timpul taierii Cost scazut Rigiditea corpului creste Capacitatea de evacuare a prafului crescutaAvantajeDezavantaje*

Incastrarea vrfului Datorita unei suprafete de imbinare mai mare, se obtine o siguranta mai mare; Varf Incastrat Ieftin (prin comparatie) Greu de ascutit (greu de prelucrat ) Cost ridicat Suprafata de imbinare mai mica, deci o rezistenta mai mica;ObisnuitAvantajeDezavantaje*

Cu / Fara pelicula protectoare Rasina si materialul nu adera cu usurinta. Durata mai mare de viata Acoperita Ieftin (prin comparatie )

Cost ridicat Rasina si materialul adera usor. Durata de viata mai scazuta (prin comparatie)ObisnutaAvantajeDezavantaje*

Forma dintelui*

Principalele unghiuri ale panzei*

Unghiurile dinteluiMare*Mare

*

Amortizarea vibratiilor*

Freze cu alezaj Frezele cu alezaj se folosesc pe maini speciale de frezat, cu ax vertical. Ele pot fi cu pastile tietoare din oel rapid sau CM, brazate sau cu pastile din CM amovibile. Frezele cu alezaj, n general, pot fi: cu uluc, cu fal, de ndreptat, unghiulare, profilate concave, convexe, etc.

Se utilizeaz pe maini cu ax superior, manuale, industriale, sau cu comand numeric. Ele pot realiza ntreaga gam de opertaii de frezare i profilare, a lemnului sau a materialelor pe baz de lemn. Frezele cu coad se pot realiza n construcie monometalic, cu pastile brazate sau cu pastile din CM prinse mecanic.

Seturile de freze se folosesc pentru realizarea de operaii de frezare complexe, cum ar fi: uluc reglabil, ndreptarea i rotunjirea cantului, ndreptarea i teirea cantului, frezarea lambei i a ulucului la lamelele de parchet i lambriu, frezarea elementelor de montani i traverse profilate pentru ui de mobilier i de cas, diverse profilri complexe, profilri de perei csu lemn.

Capete de rindeluit Capetele se utilizeaz pe maini speciale cu ax orizontal i vertical, pentru operaiile de rindeluire, frezare profilat, cepuire sau formatizare. prinderea cuitelor din oel rapid sau CM se face mecanic prin intermediul penelor i al uruburilor mecanice.

Cuitele sunt se prind de obicei in capetele de rindeluit, de frezat, de formatizat, sau se utilizeaz la diverse operaii de strunjire.

Pnze de gater Se utilizeaz n maini cu tiere alternativ pentru debitarea primar. Sunt formate din platband metalic dinat, cu pas diferit pentru foioase i rinoase, i sunt prevzute la capete cu plcue metalice nituite pentru prinderea acestora n utilaj. Pentru tierea lemnului se realizeaz ceaprazuirea, ascuirea i tensionarea pnzelor.

Pnze panglica Sunt scule tietoare realizate din platband metalic subire de diverse limi, danturate cu profile diverse de dinte, utilizate la debitarea primar a materialului lemnos, ct i la operaiile de prelucrare n industria mobilei. Pnzele sunt sudate la lungimea dat de circumferina volantului fierstrului panglic, ct i dublul distanei dintre volani. Pentru tierea lemnului pnzele se ceaprazuiesc, se ascut cu profilul adecvat, i se sudeaz i tensioneaz.

Placute amovibile Plcuele sunt realizate din carbur metalic sinterizat. Se utilizeaz pe capetele de frezat ca i plcue tietoare, prinse mecanic. Ele sunt drepte sau profilate divers. Cele amovibile au dou, trei sau patru muchii tietoare, ce se utilizeaz succesiv. Cele amovibile au o singur muchie tietoare, de obicei profilat.

******************