Деревообрабатывающее оборудование
и комплексный инжиниринг

Азбука шлифования

Как и во всём мире, в России одни предприятия, работающие в области деревообработки, занимаются первичной распиловкой древесины, другие - последующей лезвийной обработкой, а остальные окончательно доводят заготовку шлифованием и отделочными операциями, превращая её в конечное изделие.

Немного о строгании

Подавляющее большинство станков осуществляет строгание вращающимся инструментом с несколькими ножами. При этом на заготовке образуется волнистая поверхность. Расстояние между гребнями волн соответствует дистанции между входом и выходом отдельного ножа в древесину. Это расстояние называют шагом резания. Его называют также шагом строгания, подачей на нож и т. д. Чем длиннее шаг резания, тем заметнее и отчётливее он становится, тем более "волнистой" становится обрабатываемая поверхность. Или наоборот: чем короче шаг резания, тем более гладкой и чистой будет поверхность обрабатываемой заготовки. Длина шага резания (Sz) зависит от скорости подачи (v), с которой происходит обработка заготовки, числа оборотов шпинделя (n) и количества ножей в ножевой головке (z). В виде формулы это выглядит таким образом:

Какой шаг резания в каждом отдельном случае будет верным, зависит от запросов к качеству обрабатываемой поверхности. Если нужна очень гладкая поверхность, например для мебельных заготовок, шаг резания должен быть небольшим. И наоборот, если не требуется высокого качества обрабатываемой поверхности, как, например, при изготовлении строительных материалов, можно говорить и о большем шаге резания.
Мировой опыт показывает, что качественной можно назвать поверхность с шагом резания 1,5 - 1,7 мм. При меньшем шаге резания качество поверхности ещё улучшается, однако резко уменьшается стойкость ножей. Стойкость - это время между перезаточками инструмента.

Другим показателем качества обрабатываемой поверхности является шероховатость (t). Она определяется глубиной входа ножей в древесину. Шероховатость (t) зависит от длины шага резания (sz) и диаметра инструмента (D). Она в упрощённой форме выглядит таким образом

Чем меньше шероховатость, тем лучше качество обрабатываемой поверхности. Но, как мы видим, у лезвийной обработки есть свои пределы. Таким образом, мы подходим к разговору о материалах, необходимых каждому современному производству, которое стремится изготавливать детали с высоким качеством поверхности. Это - абразивные материалы, необходимые для шлифования.

Немного о шлифовании
Поверхностная обработка древесных материалов представляет собой, с одной стороны, сглаживание поверхности, а с другой - подготовку заготовки под облицовку различными материалами. Сглаживание можно достигнуть путём шлифовки. На производствах шлифовальные материалы могут использоваться в различных вариациях: роли, полосы, листы, круги, губки, диски, ленты бесконечные. Несомненное преимущество принадлежит автоматической обработке (против ручной и полуавтоматической) на специальных станках (подробней о станках см. GE-News №44). Что касается применения в том или ином виде, то львиная доля (примерно 95%) материалов, потребляемых современными производствами, принадлежит лентам, склеенным в кольцо и вращающимся при работе по замкнутому контуру. Они обрабатывают деталь по прямолинейной траектории с высокой скоростью резания, что, как следствие, даёт большую чистоту поверхности. Успех применения шлифовальной ленты зависит от многих факторов. В первую очередь, это - факторы её строения: вид абразивного зерна, тип насыпки, вид основы. Важны также соответствие типа ленты области ее применения, соблюдение рекомендуемых режимов шлифования. Нельзя также забывать о правильной упаковке и соблюдении режима хранения.

При правильном подборе зернистости шлифовальных лент для шлифовальных станков так же следует учитывать ряд факторов. Вот некоторые из них: обрабатываемый материал; станок (оборудование), на котором будут использоваться шлифовальные ленты; шероховатость поверхности изделия до шлифовки и желаемое качество поверхности после; глубина шлифования. В зависимости от обрабатываемого материала выбирают вид абразивного зерна. Шлифзерна из оксида алюминия используются для обработки материалов с высоким пределом прочности на разрыв и применяются для шлифовки металла, дерева и т. д., т. е. более вязких материалов. Шлифматериалы из карбида кремния используются для обработки материалов с низким пределом прочности на разрыв и применяются для шлифовки стекла, мрамора, лака, бронзового литья, твёрдых сплавов и т. д., т. е. более хрупких материалов. В зависимости от обрабатываемого материала и стадии шлифовки выбирается шлифовальная шкурка с определённым видом насыпки зерна (разреженная, полузакрытая, закрытая) и вид абразивного материала (карбид кремния, оксид алюминия, цирконий). При шлифовке мягких пород древесины, например, сосны, рекомендуется применять шлифовальную ленту с разреженной насыпкой зерна (50 - 70%) оксида алюминия. Это связано с тем, что при шлифовке сосны из-за мягкости древесины нагрузка на абразивное зерно невысокая. Удаляемый материал размещается между относительно редко расположенными зёрнами абразива в момент шлифовки и с последующим выносом из зоны обработки для дальнейшего удаления в систему аспирации. При шлифовке сосны следует применять ленту с разреженной насыпкой зерна от самого крупного зерна (насколько это необходимо для получения нужной шероховатости поверхности или толщины удаляемого слоя материала) до зерна со значениями Р180 - Р200. При шлифовке более мелким зерном целесообразнее применять шлифленту с полузакрытой насыпкой зерна, поскольку количество удаляемого материала незначительно, а разреженная насып-ка зерна может оставлять царапины, ухудшающие товарный вид изделия. Кроме того, некоторые производители шлифовальной ленты производят специальную обработку ее поверхности для того, чтобы смолянистые волокна древесины не прилипали и не забивались между абразивными зёрнами.

При шлифовке твёрдых пород дерева (дуб, бук, ясень и др.) следует применять шлифовальную шкурку с плотной насыпкой зерна (90 - 95%) оксида алюминия. Из-за того, что дерево твёрдое, порой даже твёрже металла, нагрузка на абразивное зерно большая. Соответственно, чем больше абразивных зёрен работает одновременно, тем меньше нагрузка на абразивное зерно. Количество удаляемого материала из-за твёрдости древесины невелико и преимущественно состоит из мелких сухих частиц, в отличии от сосны, где удаляются смолянистые волокна.

А что будет, если сосну шлифовать шлифлентой с закрытой насыпкой зерна, а твёрдые породы дерева с разреженной?

Старший инженер-консультант по торговой марке абразивов "Cora" Злобин Владимир

Список номеров