Рубанки
Процесс строгания заключается в сравнивании поверхности древесины или придании ей определенной формы за счет снятия тонкого слоя (стружки) специальными резцами (железками).
Железки закрепляют в деревянные или металлические корпуса и только в циклях предпочитают обходиться без специальных оправок. В общем случае инструменты для строгания называют стругами. К ним относятся рубанки, фуганки, цикли и т. д.
рис.1
Наиболее распространенным является струг с деревянной колодкой (рис. 1), в которой закрепляют железку 6 (резец) с помощью клинка 5. Некоторые струги имеют в передней части деревянный рог 4, а у некоторых (фуганков) за железкой укреплена ручка. Инструментами с этими деталями пользоваться более удобно.
Часть колодки, соприкасающуюся с обрабатываемой поверхностью, называют подошвой 3. Переднюю часть колодки называют лобовой заднюю—тыльной.
Отверстие, в котором устанавливают железку, называют леток 7, а прорезь, которой леток выходит на подошву,— пролет 2. Через пролет железка выступает за пределы подошвы своей режущей кромкой. Ширина пролета колеблется от 5 до 9 мм в зависимости от назначения струга.
Железки рубанков делают из инструментальной стали, а затем закаливают. Железки бывают цельные и наварные. У наварных железок высококачественная сталь расположена только в рабочей зоне в виде приваренной пластинки.
В стругах для грубого строгания лезвие железки. выступает за подошву на 1—3 мм, а в стругах для чистого строгания и зачистки—на 0,1—0,3 мм. Примерно такой толщины получается снимаемая стружка. Еще более тонкую стружку получают при циклевании.
рис.2
В стругах обычной конструкции процесс образования стружки схематично изображен на рис. 2. При движении колодки струга 1 железка 3 отщепляет слой древесины, т. е. стружку 2 от детали 5. Стружка надвигается на наклонную плоскость. железки и в какой-то момент ломается в зоне 4. При этом происходит развитие трещины 6 и образование нового элемента стружки.
Нетрудно заметить большую роль в стружкообразовании размеров пролета 2 (см. рис. 1). Чем меньше пролет и чем меньше толщина сострагиваемой стружки, тем чище будет строгаемая поверхность. Большое значение имеет также геометрия режущей кромки железки. Величины переднего γ и заднего α углов, а также угла заострения β для разных стругов различны. Рассмотренный процесс стружкообразования показал, что в зоне излома стружки происходит интенсивный износ подошвы. Поэтому вокруг пролета делают вставку 1 из очень твердой древесины.
рис.3
Шерхебель (рис. 3, а) применяют для первоначального грубого строгания досок и заготовок. Железку в шерхебеле выпускают за плоскость подошвы до 3 мм. Железка имеет овальную режущую кромку, снимает толстую стружку и оставляет на обрабатываемой поверхности довольно глубокие ложбинки. Овальность режущей кромки позволяет строгать шерхебелем в направлении поперек волокон без их продольного разрыва.
Рубанок одинарный (рис. 3, б) применяют для выравнивания поверхности после строгания шерхебелем. Лезвие железки прямое, но края режущей кромки имеют небольшой радиус закругления для того, чтобы они при строгании не задирали древесину и не оставляли на ней следов.
Рубанок двойной (рис. 3, в) отличается от одинарного рубанка тем, что имеет стружколоматель (горбатик). Нижнюю кромку стружколомателя располагают параллельно режущей кромке железки на расстоянии 0,2—2 мм от нее. Чем ближе нижняя кромка стружколомателя к режущей кромке железки, тем чище строгание.
Двойной рубанок применяют для чистового строгания, зачистки задиров и свилеватых мест. Двигая рубанком под углом 30—40° к его продольной оси, можно застрагивать торцы.
Шлифтик отличается от двойного рубанка укороченной колодкой и увеличенным углом присадки, т. е. углом наклона железки к подошве рубанка. Шлифтиком застрагивают задиры, свилеватые места и торцы.
Фуганок(рис. 3, г) применяют для точной обработки больших плоскостей, для выравнивания (сфуговывания) кромок. Железка (рис. 3, д) у фуганка двойная, а колодка превышает длину рубанка в 2—3 раза. В переднюю часть колодки вклеивают невысокую вставку, которая служит для выбивания железки из летка. Вставку называют ударной кнопкой. Укороченный фуганок называют полуфуганком.
Цинубель (рис. 3, е)—это рубанок с одинарной железкой, режущая кромка которой со стороны, противоположной фаске, покрыта мелкой насечкой. Насечку выполняют на строгальном станке до закаливания железки. Насечка, выходя на режущую кромку, создает на ней зубчики. При строганин цинубелем, зубчики снимают каждый свою очень узкую (0,8—1 мм шириной) стружку. В результате поверхность становится рифленой, что чрезвычайно важно при фанеровании и при склеивании очень твердых пород древесины. Кроме того, при строганин свилеватой поверхности твердых пород (красное дерево и особенно черное дерево) цинубель может заменить рубанок. Но после цинубления поверхность зачищают циклей.
В связи со сложностью изготовления железки цинубеля известны попытки заменить ее куском ножовочного полотна от пилки по металлу. Этот кусок пилки затачивают с одной стороны и зажимают между железкой и стружколомателем двойного рубанка.
рис.4
В продаже имеются струги с металлическим корпусом (рис. 4). В этих инструментах возможно регулирование не только положения стружколомателя по отношению к железке но и ширины пролета. Особенно удобны в работе с твердыми породами древесины полуфуганки (рис. 4, б). Широко применяют маленький металлический рубанок— оборотник (см. рис. 4, г), у которого железку поворачивают фаской наружу Оборотники имеют большой передний угол и применяются для чистового строгания.
Основные геометрические параметры стругов в значительной степени зависят от их вида (табл. 2).
Острая часть режущей кромки железки представляет собой закругленное ребро. Правильно заточить железку—это значит довести радиус закругления режущей кромки до минимума.
Первый раз заточить железку, придавая ей необходимый угол заострения, можно на электроточиле, но следует или пользоваться малооборотными точилами, или прижимать железку к точильному кругу на очень короткое время. Трение железки об абразив сильно ее разогревает. Нельзя допускать, чтобы на фаске железки появился сине-фиолетовый оттенок. Это говорит о том, что сталь железки перегревается и есть опасность ее отжига, ведущего к резкому снижению твердости. Точат железки только со стороны фаски.
рис.5
На бруске железку затачивают прямолинейными или круговыми движениями (рис. 5, а), удерживая ее двумя руками. Брусок для удобства помещают на подставку в специально выдолбленное для него гнездо. Брусок необходимо смачивать водой для охлаждения затачиваемой железки, вода также препятствует «засаливанию» бруска, удлиняя срок его службы.
Железка должна прилегать к плоскости бруска всей фаской. Для этого необходимо следить за постоянным углом наклона железки к бруску. Заточку на брусках ведут до тех пор, пока на противоположной стороне режущей кромки не появится равномерный тонкий заусенец. После появления заусенца железки правят, т. е. затачивают на мелкозернистых брусках, которые называют оселками. В первом заходе заусенец частично стачивается, а частично отгибается в сторону фаски (рис. 5, б). Во "втором заходе (рис. 5, в) заусенец также частично стачивается и частично отгибается. Перегибы заусенца ведут или к полному его стачиванию (при относительно пластичных сталях) или к образованию трещин в основании заусенца и его раскрашиванию. На рис. 5 дано увеличенное изображение разрушающегося заусенца. Этот момент можно определить, если не нажимая провести большим пальцем по острию кромки. Остатки заусенца будут «схватывать» кожу пальца. После заточки полезно провести жалом железки по сучку или куску твердой древесины. Остатки заусенца сойдут. Еще несколько движений на оселке приведут железку в рабочее состояние.
Опытные мастера в конце заточки заменяют оселок на брусок шлифованного мрамора. Они считают, что качество заточки при этом улучшается.
Перед строганием и, конечно, после заточки инструмент необходимо наладить, т. е. установить железки на необходимую толщину стружки.
Правильность установки железки определяют просмотром на глаз и пробным строганием. Для пробного строгания следует брать такой же материал, что и для обрабатываемой детали. Лезвие железки должно выглядеть как тонкая ровная нитка, выступающая над подошвой на 0,2—0,3 мм Перекос железки необходимо устранить при ее установке. Если это не удается, то железку следует переточить.
При сборке, разборке и наладке стругов их следует держать в левой руке, поддерживая железку большим пальцем через клинок. Железку выколачивают, ударяя киянкой по тыльной части колодки. Выпускают железку или легкими ударами по ней самой, или по лобовой части колодки. Закрепляют железку легкими ударами молотка по торцу клинка.
Перед началом строгания деталь осматривают для определения направления волокон и годичных слоев. Строгание всегда производят по слою, иначе может получиться задир волокон. Если направление слоев определить трудно, то первые пробные движения рубанка следует производить осторожно, чтобы не задрать поверхность.
Строгаемая деталь должна быть крепко зажата в тисках верстака или иметь надежный упор. Рубанок следует держать правильно и крепко. Стоять надо вполоборота к верстаку, корпус немного наклонить вперед. Строгание производят только движением рук: чем меньше движется корпус рабочего, тем меньше усталость. Строгают любым инструментом на полный размах рук (если деталь достаточно велика) с равномерным нажимом.
Циклевание также является процессом строгания.
Цикля представляет собой тонкую (от 0,7 до 1 мм) стальную пластинку шириной 25—30 мм из пружинной стальной ленты.
рис.6
Приведение цикли в рабочее состояние называют наводкой цикли. Рабочую кромку цикли затачивают под прямым углом, при этом образуется два острых прямоугольных ребра. Одно или оба ребра заваливают (наводят), проводя по ним ребром наводки (рис. 6, а). В результате на кромке образуется очень тонкий заусенец—само лезвие (рис. 6, б). При небольшом наклоне цикли заусенец будет снимать очень тонкую стружку. Движения, совершаемые циклей, должны совпадать с направлением слоев. Иногда (при циклевании дек) допускается движение цикли под углом до 45° к направлению слоя. В качестве наводки для цикли можно использовать старый напильник.
С напильника сошлифовывают насечку и скругляют острые углы. На рис. 6, в показан правильный прием работы циклей.