На заметку

Сделай сам - Получение гнутых и клеегнутых изделий

В конструкциях современной мебели встречаются криволинейные детали и узлы различных форм. Эти детали изготовляют выпиливанием криволинейных заготовок на ленточнопильных станках, а также приданием прямоугольным брускам выгнутой формы путем изгиба их на шаблонах и гнутьем шпона с одновременным склеиванием.

Технологический процесс выпиливания криволинейных заготовок достаточно прост и не требует специального оборудования, однако при выпиливании часть волокон перерезается, что значительно ослабляет прочность деталей. Кроме того, процессы обработки и отделки, особенно на торцах и полуторцах пиленых криволинейных деталей, усложняются. Технологический процесс гнутья значительно сложнее и требует специального оборудования, но при гнутье не только сохраняется, но и повышается прочность деталей.

При гнутье брусковых заготовок волокна, размещенные ближе к внешней части бруска, растягиваются и становятся длиннее, а волокна, размещенные ближе к внутренней стороне, сжимаются в продольном направлении и становятся короче. На границе между растянутыми волокнами проходит нейтральная линия, волокна которой не подвергаются ни растяжению, ни сжатию. Величина деформации растяжения и сжатия зависит от толщины бруска и радиуса изгиба (рис. 164).

Рис. 164. Схема изгиба бруска и его деформаций

Если взять брусок прямоугольного сечения, изогнутый по дуге окружности, в котором деформации прямо пропорциональны направлениям, а нейтральный слой находится точно посередине бруска, его длина остается неизменной. Это подтверждается расчетом по формуле Lо = ?*r*?/180, где Lо— начальная длина бруска, мм; г— радиус изгиба, мм; ?— угол изгиба, град.

Внешний растянутый слой удлиняется на величину ?Lо, а общая длина растянутой части бруска равна Lо + ?Lо=?(r + +h/2)?/180, где h —толщина бруска, мм. Вычитая из этого уравнения предыдущее, получим абсолютное удлинение Д/о = = тсй/2ф/180. Относительное удлинение при изгибе определяется отношением 1/2 толщины бруска h к радиусу изгиба r. Величину относительного сжатия при изгибе можно определить таким же расчетом.

Все эти формулы справедливы для материалов, в которых сопротивление растяжению и сжатию одинаково. Если же сопротивление материала растягиванию будет больше, чем сжатию, нейтральная линия при изгибе будет сдвигаться к выпуклой стороне. И, наоборот, при большем сопротивлении материала сжатию нейтральная линия сдвинется к вогнутой стороне, что и наблюдается в древесине.

Бездефектное изгибание возможно, если величина относительного удлинения растянутых или относительного сжатия сжатых слоев не превысит предельных значений для данного материала. В противном случае древесина разрушается. В древесине разрушения происходят от разрыва внешних растянутых слоев. Это объясняется тем, что возможная величина деформации растяжения древесины очень мала (1 ...2 %), тогда как граница деформации сжатия достигает 15... 25%.

Для повышения способности древесины гнуться применяют гидротермическую обработку, а для предупреждения разрыва волокон на выпуклой стороне — различные шаблоны. При гнутье с малым радиусом кривизны на всю длину заготовки с внешней, выпуклой, стороны накладывают специальную стальную шину толщиной 0,2... 2,5 мм и вместе с ней изгибают заготовку. Шину накладывают для смещения нейтральной оси и предупреждения разрыва волокон с внешней стороны заготовки. В этом случае зона растянутых волокон уменьшается, а зона сжатых увеличивается, и нейтральная линия может выйти в сторону растянутых волокон за пределы бруска, который поддается только деформации сжатия.

Бездефектное гнутье возможно при следующих примерных соотношениях h/R, где h — толщина изгибаемой заготовки, R — внутренний радиус изгиба (шаблона).

 

 

Данные приведены для древесины без пороков. Сучки, трещины, наклон волокон и другие пороки снижают способность древесины к изгибу.