Основные физические и механические свойства древесины, учитываемые при резании

Для изучения сущности явлений в процессе резания необходимо хорошо знать структуру и свойства обрабатываемых материалов. В лесопильно-деревообрабатывающих производствах таким материалом в основном является натуральная древесина. Древесина — физическое тело органического происхождения, имеет клетчатое строение. Клетки состоят из стенок и полостей. Длина клеток значительно больше их поперечных размеров. В связи с ориентацией клеток по длине вдоль оси ствола дерева, а также различием в плотности и размерах весенних и летних слоев древесина имеет неоднородное строение с различными физическими свойствами в разных направлениях. Эта особенность называется анизотропией.
В древесине различают три взаимно перпендикулярных плоскости (рис. 3) — торцовую TT, перпендикулярную оси ствола; радиальную RR, проходящую через ось и радиус ствола; тангенциальную ТГ, перпендикулярную плоскостям TТ, RR, а также три, соответствующих этим плоскостям, главных направления; J — осевое, нормальное к торцовой поверхности ГГ; // — радиальное, нормальное к тангенциальной поверхности ГГ, и IlI — тангенциальное, нормальное к радиальной поверхности RR, в которых сопротивляемость древесины разрушению резко различна. Это свойство древесины называется ортотропией.

Таким образом, древесина — апизотропно-ортотропный материал разноклеточного волокнисто-слоистого строения. Необходимость учета анизотропии и строения древесины понятна из следующего примера. Временное сопротивление скалыванию в радиальной плоскости бука 35—38 кгс/см2, тогда как в тангенциальной 60—120 кгс/см2.
На физико-механические свойства древесины большое влияние оказывает ее влажность. Стенки клеток способны поглощать до 25—30% воды от собственного сухого веса. Это так называемая связанная вода, приводящая к набуханию стенок, изменению размеров заготовки и резкому снижению сопротивляемости древесины разрушению. Так, временное сопротивление сосны на сжатие вдоль волокон при влажности W = 5% около 900 кгc/cм2, а при увеличении влажности до W = только 200 кгc/cм2. Ho с увеличением влажности древесины возрастает и ее способность принимать большие деформации до разрушения, поэтому работа, затраченная на резание, не обязательно должна снижаться.
Помимо отмеченных свойств пластичности и делимости, необходимо учитывать, что древесина не сплошное тело и имеет большой объем пустот. Поэтому при разрушении она деформируется с изменением габаритных размеров. При этом объем деформированной древесины может уменьшиться в 2—2,5 раза по сравнению с первоначальным.