Пиление

Пиление — это операция разделения древесины на части с помощью многорезцового инструмента — пилы. Пила представляет собой стальное полотно с насеченными по кромке резцами-зубьями. При пилении древесины ручными пилами полотно совершает возвратнопоступательное прямолинейное движение при неподвижной заготовке, а зубья срезают стружки (опилки) и перемещают их из закрытого пропила. В результате пиления образуются плоские или криволинейные боковые поверхности и дно.

Зубья — основная часть пилы. У зубьев имеются передние грани, задние грани и боковые грани. Передние главные режущие кромки в процессе резания образуют дно пропила, а боковые кромки — боковые поверхности пропила.

Кратчайшее расстояние между вершиной и впадиной (основанием) называется высотой зуба.
Расстояние между передними главными режущими кромками соседних зубьев называется шагом пилы.

В зависимости от установки распиливаемого материала относительно крышки верстака и направления резания древесины различают четыре вида пиления: 1 — вдоль волокон при горизонтальном закреплении материала, 2 — вдоль волокон при вертикальном закреплении материала, 3 — поперек, волокон при горизонтальном закреплении Материала (торцевание), 4 — смешанное — пиление под углом и по кривым линиям (фигурное).

Геометрия зуба определяется задним углом, утлом заточки (заострения), передним и углом резания.
Весь ряд зубьев принято называть зубчатым венцом. Кромка пильного полотна, противоположная зубчатому венцу, называется спинкой или обушком. Впадины между зубьями называются пазухами.

В зависимости от назначения и вида пиления зубья делают по форме равнобедренного треугольника — для поперечной распиловки, косоугольного треугольника — для продольной распиловки, прямоугольного и наклоненного треугольника — для смешанного (поперечного и продольного) пиления.

Кроме этих видов, у двуручных пил делают М-образной формы выбрасыватели опилок, которые размещены в зубчатом венце через четыре зуба равнобедренного треугольника. У ножовок для поперечного пиления делают два спаренных зуба с одной скошенной режущей кромкой и увеличенной пазухой между ними.

При продольной распиловке передняя главная режущая кромка зуба производит торцовый рез, при котором древесина оказывает наибольшее сопротивление резанию. При этом угол резания применяют 60—80 градусов.

При пилении передняя грань резца при продвижении вперед давит на срезаемую стружку, отделяет ее от дна пропила и вводит во впадину (пазуху) между зубьями, облегчая процесс пиления. Чтобы емкость впадины была достаточной, угол заострения делают не более 50 градусов.

При поперечной распиловке главная кромка зуба перерезает древесину поперек волокон, то есть волокна древесины перерезаются внешними боковыми режущими кромками.

Короткая режущая кромка отрывает стружку внутри пропила и удаляет ее. Угол заострения зуба 40—50 градусов, угол заточки 60—75 градусов.

Шаг пилы вырабатывают в зависимости от назначения и формы зуба 2,5—6,5 мм. Развод зубьев рекомендуется делать с шагом до 3 мм 0,1—0,6 мм на одну сторону, для зубьев с шагом 3 мм и более — 0,3—0,6 мм на одну сторону.

По устройству пилы подразделяются на лучковые с натянутым полотном и ненатянутым — ножовки, двуручные пилы.

Лучковые пилы состоят из деревянного или металлического (бугельная) лучка (станка) и натянутого в нем пильного полотна. Деревянный станок состоит из двух ручек (шаховок), тетивы и двух стоек распорки, закрутки. Тетиву обычно делают из скрученного льняного или пенькового шнура диаметром 3—4 мм. Иногда тетиву заменяют металлическим стержнем, который натягивается при помощи винта с барашком.

Стойки и шаховки изготовляют из древесины твердых лиственных пород, распорку и закрутку можно делать из древесины хвойных пород.

Лучковая (бугельная) пила состоит из полотна, рамки в виде дуги из металлической трубы овального сечения, эксцентриконатяжного устройства, зажима, винтов, крепления полотна.

Ножовка состоит, как правило, из полотна пилы, скрепленного с одного конца в ручке. Есть ножовки универсальные со сменными полотнами различной распиловки.

Длину полотен ножовок  изготовляют от 250 до 600 мм.

Ручки могут быть из фенопласта, полиэтилена высокой плотности, пиломатериалов твердых лиственных пород 1-го сорта, сплавов алюминия, стали любой марки. Полотна изготовляют из стали марок 7хФ, 8хФ, Эхф, ЭхЕ или из стали 65Г и др.

Подготовка пил к работе. Заточка пил.

Качество поверхности пиления и усилия, затраченные на пиление, во многом зависят от правильной заточки и разводки зубьев пил. В процессе пиления зубья затупляются, то есть происходит закругление передней и боковых кромок зуба. Чтобы восстановить режущую способность зубьев, их затачивают напильниками. При этом должны остаться неизменными профиль, шаг и высота зубьев. У зубьев с прямой заточкой снимают металл одновременно с передней и задней граней. Так затачивают зубья для продольной распиловки, когда угол между передней и задней гранями соседних зубьев составляет примерно 60 градусов, что соответствует углу профиля сечения трехгранного напильника. Зубья для продольной распиловки, у которых угол между передней и задней гранями соседних зубьев меньше 60 градусов, затачивают ромбическим напильником с задней грани.

У зубьев с косой заточкой для поперечного пиления снимают металл типа фаски с передней и задней граней под углом Д1 = 60—70 градусов к полотну. При этом с вершины зуба стачивают больше металла, чем у основания.

При заточке одной режущей кромки рекомендуется напильник направлять вверх, то есть движения делать под углом 20—30 градусов к горизонтальной плоскости, если полотно закреплено вертикально.
При этом заточка производится через зуб сначала с одной стороны полотна, затем с другой. Можно затачивать зубья одновременно на двух гранях. Происходит одновременная обработка передней грани одного и задней грани соседнего зуба. В этих случаях пазуха должна соответствовать размерам напильника и требуется хороший навык в заточке.

Для заточки зубьев полотно пилы зажимают в деревянных тисках различной конструкции.
При заточке зубьев нужно снимать за каждый рабочий проход напильника слой металла одинаковой толщины. Для этого нажим напильника должен бить равномерным и только при движении вперед. Перемещать напильник, в обратном направлении нужно свободно, без нажима, отрывая или не отрывая его от затачиваемой поверхности. Окончательную доводку производят бархатными напильниками. Для точной работы после бархатного напильника заусенцы снимают мокрым осел-ком с боковых граней зуба.

Развод зубьев

Чтобы обеспечить свободное движение полотна пилы в пропиле, производят с помощью приспособлений развод зубьев, то есть смежные зубья поочередно отгибают в разные стороны полотна на одну и ту же величину. Для мягкой и влажной древесины развод должен быть больше, чем для твердой и сухой, но не больше толщины полотна на обе стороны. При разводе зубьев необходимо сделать одинаковый отгиб зубьев на каждую сторону и на одной высоте. Отгибать зуб рекомендуется на половине высоты зуба разводками. Разводить зубья можно до и после заточки в зависимости от износа зубьев. При значительном искажении развода зубьев пилы лучше вначале развести, а затем заточить.

Для развода  зубьев  применяются разводки различной конструкции: простые, с упором, универсальные.
Если отклонения вершин зубьев от прямой линии значительны, фугуют (выравнивают) все зубья напильником, вставленным в деревянную колодку. Полотно пилы должно быть закреплено в деревянных тисках. Зубья фугуют до заточки и, как правило, после развода.

Нарезание зубьев пилы

В процессе работы зубья изнашиваются и меняют свою форму, а также ломаются при разводе. Кроме этого, промышленность выпускает большое количество пил с крупными зубьями.
При необходимости для нарезания зубьев пилы можно использовать различные приспособления.
Приспособления могут быть рычажные, винтовые и ударные, которые называют штампами.

Приемы пиления

Продольное пиление при горизонтальном закреплении материала. Раскраиваемую доску кладут на крышку верстака и закрепляют струбциной так, чтобы отпиливаемая часть свисала за край крышки. Полотно пилы по отношению к осям стоек станка устанавливают под углом 90—110 градусов.
Раскрой начинают с верхнего ребра торцовой кромки доски, делая первое движение пилой на себя снизу вверх. В процессе пиления полотно пилы должно находиться под углом 80—90 градусов к плоскости доски. Корпус столяра немного наклонен вперед, ступни ног развернуты примерно под углом 90 градусов по отношению одна к другой. Пилу при пилении держат правой рукой за шаховку (ручку), левой — за стойку. Пилу продвигают на распиливаемую доску легким нажимом зубьев при движении вниз. При движении пилы вверх полотно несколько отводят от дна пропила.

Пилить рекомендуется всеми зубьями нарезанной части полотна

Продольное пиление при вертикальном закреплении материала. Для закрепления отрезка доски раскрывается просвет задней зажимной коробки на 1—2 см больше размера заготовки. Затем устанавливается заготовка правой кромки в неподвижный угол просвета вертикально. При этом выступающая часть заготовки (торец) должна находиться над крышкой верстака на уровне локтя, но так, чтобы выступающий конец при пилении не сгибался. Пилу поставить зубьями на ребро заготовки под углом 15—20 градусов к торцу и точно по разметке. Направить полотно пилы при запиливании по бруску, но можно при помощи ногтя или сустава большого пальца левой руки. Запил делают плавным движением пилы на себя, без нажима до углубления полотна на 1—1,5 см в древесину или запиливания противоположного ребра торца. Нельзя начинать пиление рывком.
Для пиления стать правым боком к верстаку напротив заготовки, при этом ступню левой ноги расположить параллельно крышке верстака, правой ногой сделать полшага назад и поставить ступню под углом 70—80 градусов к левой. При работе пилу твердо держат всей кистью правой руки за ручку, а левой рукой поддерживают распиливаемый материал вначале за торец, а затем за кромку. Рабочими движениями постепенно пилу переводят в горизонтальное положение. По мере углубления пропила отрезок доски поднимают вверх с таким расчетом, чтобы дно пропила находилось по высоте на уровне локтя правой руки, но не выше плеча. Пилить равномерно, не делая сильного нажима, сначала с движения 40—50, а затем 60—80 резов в минуту. Размах полный на всю длину полотна при легком нажиме при движении от себя. Пиление производить движением правой руки, при этом корпус неподвижен и немного наклонен вперед.
В конце пиления распиливаемый отрезок устанавливают наклонно, в левую сторону, чтобы риска осталась незажатой и была видна до самого конца. Недопиленную часть доски нельзя скалывать, так как это может привести к браку, а в косослойной древесине при скалывании брак неизбежен. Если распиливаются короткие отрезки доски, то можно нижний торец заготовки поставить вверх над крышкой верстака и сделать вновь запил, а затем вести пиление до встречи с начальным пропилом.

Пиление поперек волокон древесины. Положить доску пластью на верстак так, чтобы отпиливаемый конец выступал за задний брусок крышки, при этом линия пропила должна находиться на 3—5 мм от откидного упора. Левой рукой доску кромкой прижать к упору, а правой рукой держать пилу за ручку с небольшим наклоном к поверхности (20—30 градусов). Поставить полотно пилы зубьями у ручки на линию пропила и держать перпендикулярно пласти доски, точно по разметке. Ступня левой ноги перпендикулярно крышке верстака, примерно у нижнего основания подверстачья, правая ступня по отношению к левой развернута на 70—80 градусов, корпус немного наклонен вперед.
Начало пиления (запил) делают, двигая инструмент на себя, при этом полотно пилы направляют по линии при помощи ногтя или второго сустава большого пальца левой руки. Ноготь и сустав держать выше зубьев. Не рекомендуется делать запил рывком пилы вперед.

Движения пилы должны быть равномерными (60— 80 резов в минуту) с небольшим нажимом на материал.

Заканчивая пиление, надо левой рукой придержать отпиливаемую часть, а темп работы снизить примерно в 2 раза. При пилении можно использовать различные приспособления. Широко используется стусло, которое состоит из двух боковых стенок, скрепленных гвоздями или нагелями на клею нижней доской. По стенкам делают пропилы, доходящие до самого дна. Один пропил делается под прямым углом, другие два — под углом 45 градусов.