اگر تصمیم دارید اتاق را با چوب تزئین کنید یا شروع به ایجاد کنید مبلمان زیبا V سبک کلاسیک- سپس باید قطعات منحنی بسازید. خوشبختانه چوب یک ماده منحصر به فرد است زیرا اجازه می دهد به استاد با تجربهکمی با شکل بازی کنید آنقدرها هم که به نظر می رسد سخت نیست، اما آنطور که ما می خواهیم آسان نیست.

پیش از این، سایت قبلاً یک نشریه در مورد خم کردن تخته سه لا داشت. در این مقاله با اصول خم شدن آشنا خواهیم شد تخته جامدو چوب، خواهیم فهمید که آنها چگونه این کار را در تولید انجام می دهند. ما نیز خواهیم داد نکات مفیداز حرفه ای هایی که برای صنعتگران خانگی مفید خواهند بود.

چرا خم کردن بهتر از اره کردن است

منحنی قسمت چوبیمی توان به دو روش به دست آورد: با خم کردن یک قطعه کار مسطح، یا با برش شکل فضایی مورد نیاز. روش موسوم به "اره" با سادگی خود کاربران را به خود جذب می کند. برای چنین تولید قطعات و سازه ها، شما نیازی به استفاده از دستگاه های پیچیده ندارید، نیازی به صرف زمان و تلاش زیادی ندارید. با این حال، به منظور برش منحنی محصول چوبی، باید از قطعه کار استفاده کنید که آشکارا بیش از حد بزرگ است و بسیاری از مواد ارزشمند به طور غیرقابل برگشتی به عنوان زباله از بین می روند.

اما مشکل اصلیویژگی های عملکرد قطعات به دست آمده است. هنگام برش یک قسمت منحنی از چوب لبه‌های معمولی، الیاف چوب جهت خود را تغییر نمی‌دهند.
در نتیجه، برش های عرضی در ناحیه شعاع قرار می گیرند، که نه تنها ظاهر را بدتر می کند، بلکه به طور قابل توجهی تکمیل بعدی محصول، به عنوان مثال، آسیاب یا سنگ زنی آن را پیچیده می کند. علاوه بر این، در نواحی گرد که بیشترین آسیب را در برابر تنش های مکانیکی دارند، الیاف در سراسر این بخش قرار می گیرند که باعث می شود قسمت در این مکان مستعد شکستگی باشد.

در حالی که هنگام خم شدن، معمولاً عکس آن مشاهده می شود، زمانی که چوب فقط قوی تر می شود. لبه‌های تیر یا تخته منحنی دارای برش‌های "انتهای" الیاف نیستند، بنابراین می‌توان چنین قطعاتی را بدون محدودیت و با استفاده از تمام عملیات استاندارد پردازش کرد.

وقتی چوب خم می شود چه اتفاقی می افتد؟

فن آوری خمش بر اساس توانایی چوب است که در عین حفظ یکپارچگی خود، شکل خود را در حدود خاصی با اعمال نیرو تغییر می دهد و پس از حذف ضربه مکانیکی آن را حفظ می کند. با این حال، همه ما می دانیم که بدون فعالیت های مقدماتیالوار الاستیک است - یعنی به حالت اولیه خود باز می گردد. و اگر نیروهای اعمال شده خیلی زیاد باشد، تیر یا تخته به سادگی می شکند.

لایه های یک قطعه کار چوبی هنگام خم شدن به یک اندازه کار نمی کنند. در خارج از شعاع، مواد کشیده شده، در داخل آن فشرده می شود، و در وسط آرایه، الیاف عملاً هیچ بار قابل توجهی را تجربه نمی کنند و مقاومت کمی در برابر نیروهای وارد بر قطعه کار دارند (این لایه داخلیبه نام "خنثی"). با تغییر شکل بحرانی، الیاف در شعاع بیرونی شکسته می شوند و در شعاع داخلی، معمولاً "چین" ایجاد می شود که یک نقص نسبتاً رایج هنگام خم کردن چوب نرم است. الیاف چوب سخت پلاستیکی یا چوب نرم می توانند 20 درصد یا بیشتر منقبض شوند، در حالی که حد کشش حدود یک تا یک و نیم درصد است.

یعنی امکان خم شدن (بدون تخریب) بیشتر مشخص شود شاخص مهممحدودیتی برای کشیدگی نسبی لایه کشیده وجود خواهد داشت. مستقیماً به ضخامت قطعه بستگی دارد و شعاع مورد نیاز را تعیین می کند. هرچه قطعه کار ضخیم تر و شعاع آن کوچکتر باشد، ازدیاد طول نسبی در امتداد الیاف بیشتر خواهد بود. با داشتن اطلاعاتی در مورد خواص فیزیکی گونه های چوبی محبوب، این امکان برای هر یک از آنها وجود دارد که حداکثر نسبت ضخامت و شعاع قطعات را فرموله کنند. در اعداد به صورت زیر خواهد بود:

خم شدن با استفاده از میله فولادی

خم شدن بدون استفاده از لاستیک

این داده ها نشان می دهد که الوار چوب نرم، در مقایسه با چوب های سخت متراکم، برای خمش آزاد کمتر مناسب است. برای کار با الوار در شعاع تهاجمی، استفاده از روش های ترکیبی ضروری است آماده سازی اولیهقطعات و حفاظت مکانیکی

تایر به عنوان یک راه موثر برای جلوگیری از تخریب چوب در طول خم شدن

از آنجایی که مشکل اصلی شکستن فیبر در سمت شعاع بیرونی است، این سطح قطعه کار است که باید به نحوی تثبیت شود. یکی از رایج ترین روش ها استفاده از اسپلینت بالای سر است. لاستیک یک نوار فولادی به ضخامت نیم میلی متر تا دو میلی متر است که تیر یا تخته را در امتداد شعاع بیرونی می پوشاند و همراه با چوب روی شابلون خم می شود. نوار الاستیک در هنگام کشش بخشی از انرژی را جذب می کند و در عین حال بار مخرب را در طول قطعه کار دوباره توزیع می کند. به لطف این رویکرد، همراه با رطوبت و گرمایش، شعاع خمش مجاز به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

به موازات استفاده از میله های فولادی در دستگاه ها و ماشین های خم کن، تراکم مکانیکی چوب حاصل می شود. این کار با استفاده از یک غلتک پرس انجام می شود که روی قطعه کار در امتداد شعاع خمش بیرونی فشار می آورد. علاوه بر این، قالب در چنین دستگاهی اغلب با دندانه های 3 میلی متری (با افزایش حدود 0.5 سانتی متر)، جهت حرکت قطعه کار مجهز است.

هدف از سطح دندانه دار شابلون جلوگیری از لغزش قطعه کار، جلوگیری از جابجایی متقابل الیاف در توده چوبی و همچنین ایجاد یک موج کوچک فرورفته در شعاع مقعر قطعه است (الیاف در داخل قطعه فشرده می شوند. توده، بنابراین، مشکلات چین ها حل می شود).

فشار دادن با لاستیک به شما این امکان را می دهد حداقل درصدمیله ها و تخته های خمشی ساخته شده از چوب های برگریز و نرم را رد کنید. لطفاً توجه داشته باشید که قطعات ساخته شده از چوب نسبتاً سخت هنگام خم شدن با فشار دادن تقریباً ده تا دوازده درصد نازک‌تر می‌شوند و قسمت‌های کاج و صنوبر 20-30 درصد نازک‌تر می‌شوند. اما جنبه های مثبت این روش شامل افزایش قابل توجه است ویژگی های قدرت محصول نهایی، و همچنین کاهش قابل توجهی در الزامات وجود نقص و نقص در صفحات چوبی.

نحوه افزایش انعطاف پذیری چوب

در شرایط عادی، الوار دارای خاصیت ارتجاعی، سفتی فضایی قابل توجه و مقاومت در برابر فشار است. چوب این خواص ارزشمند را از لیگنین دریافت می کند، یک پلیمر طبیعی "شبکه ای" که به گیاهان شکل و استحکامی پایدار می بخشد. لیگنین در فضای بین سلولی و در دیواره های سلولی قرار دارد و فیبرهای سلولزی را به هم متصل می کند. چوب مخروطی حدود 23-38 درصد و چوب برگریز تا 25 درصد آن را شامل می شود.

در اصل، لیگنین نوعی چسب است. اگر الوار را با بخار دادن، جوشاندن و عملیات با جریان فرکانس بالا گرم کنیم، می‌توانیم آن را نرم کرده و به محلول کلوئیدی تبدیل کنیم. قطعات کوچکمایکروویو خانگی نیز قابل استفاده است). پس از ذوب لیگنین، قطعه کار خم شده و ثابت می شود - با سرد شدن، لیگنین مذاب سخت می شود و از بازگشت چوب به شکل اولیه خود جلوگیری می کند.

تمرین این را نشان می دهد دمای بهینهبرای خم کردن چوب جامد (بلوک، نوار، تخته) 100 درجه سانتیگراد خواهد بود. این دما باید نه در سطح، بلکه در داخل قطعه کار به دست آید. بنابراین، زمان قرار گرفتن در معرض دما تا حد زیادی به جرم بودن قطعه بستگی دارد. هرچه قسمت ضخیم تر باشد، مدت زمان بیشتری باید گرم شود. به عنوان مثال، اگر از بخار برای آماده شدن برای خم کردن ریلی به ضخامت 25 میلی متر (با رطوبت حدود 28-32٪) استفاده می کنید، به طور متوسط ​​حدود 60 دقیقه طول می کشد. قابل ذکر است که زمان قرار گرفتن در معرض بخار برای قطعات با ابعاد مشابه برای هر گونه تقریباً یکسان است.

به هر حال، اعتقاد بر این است که گرم کردن بیش از حد قطعه نیز غیرممکن است، زیرا لیگنین پس از سخت شدن ممکن است خاصیت ارتجاعی خود را از دست داده و بیش از حد شکننده شود.

روش جوش اغلب مورد استفاده قرار نمی گیرد، زیرا قطعه کار به شدت و به طور غیریکنواخت مرطوب می شود و چنین الیاف و سلول های اشباع شده از آب می توانند هنگام خم شدن، حداقل با تشکیل پرز، پاره شوند. پس از پخت، قطعات باید برای مدت طولانی خشک شوند. اما اگر فقط بخشی از قطعه کار را برای خمش پردازش کنید، این روش به خوبی جواب می دهد.

بخار دادن به قطعه کار اجازه می دهد تا به طور یکنواخت گرم شود و رطوبت خروجی آن به حد مطلوب نزدیک می شود. مناسب ترین رطوبت برای دستیابی به حداکثر شکل پذیری الوار در محدوده 26-35 درصد (لحظه اشباع الیاف چوب) در نظر گرفته می شود.

برای بخار دادن چوب برای خم شدن در خانه، از محفظه های استوانه ای خانگی ساخته شده از لوله های فلزی/پلیمری یا جعبه های چوبی مستطیلی استفاده کنید. مخازن گرمایش به عنوان منبع بخار عمل می کنند، کتری برقیو سایر وسایل مشابه که می توانند دمایی در حدود 105 درجه و فشار کم را ارائه دهند. همیشه مرحله خشک شدن قطعه (+ نگه داشتن شکل ثابت) تا حدود پانزده درصد و تکمیل آن انجام می شود.

روش های شیمیایی برای پلاستیک سازی چوب

همچنین مشخص است که می توان با استفاده از اشباع چوب را انعطاف پذیرتر کرد ترکیبات مختلف. اشباع های آماده ای وجود دارد که سلول های چوبی را پلاستیک تر می کند، به عنوان مثال، "Super-Soft 2". برخی از تمرین‌کنندگان چوب را در به اصطلاح نرم‌کننده‌های نساجی خیس می‌کنند و به نتیجه مشابهی می‌رسند.

اما می توان از "دستورالعمل های" کاملاً ابتدایی حاوی آمونیاک و الکل اتیل، گلیسیرین، قلیایی، پراکسید هیدروژن، زاج محلول استفاده کرد ... بسیاری از آنها بسیار ساده عمل می کنند - توانایی قطعه کار را برای جذب آب و کمک به حفظ رطوبت را افزایش می دهند. الیاف

محصولات نازک مانند روکش با اسپری فرآوری می شوند، اما آغشته سازی شیمیایی مقدماتی چوب معمولی معمولاً با استفاده از روش غوطه وری کامل انجام می شود. معمولاً بین 3-5 ساعت تا چند روز طول می کشد تا مواد کار به داخل میله یا نوارها نفوذ کنند (اگرچه گرم کردن به کاهش انتظار کمک می کند).

عمدتاً به دلیل طولانی بودن فرآیند، پلاستیک سازی شیمیایی اغلب مورد استفاده قرار نمی گیرد، اگرچه مشکلات دیگری نیز وجود دارد: هزینه مواد شیمیایی، تغییر رنگ ها، نیاز به محافظت در برابر بخارات مضر، افزایش تمایل چنین قطعات منحنی به صاف شدن. ..

نکاتی برای خم کردن چوب با استفاده از آماده سازی هیدروترمال

• کیفیت قسمت های خالی را برای خم شدن با دقت انتخاب کنید. بهتر است از مواد دارای ترک، گره (حتی زنده و ذوب شده) یا الیاف شیبدار استفاده نکنید. اگر هیچ گزینه ای برای این وجود ندارد، قسمت را در دستگاه خمشی (ماشین یا قالب) جهت دهید تا عیوب در ناحیه شعاع مقعر قرار گیرند و نه در ناحیه تنش در شعاع بیرونی. روش خمش آتل را ترجیح دهید.
• هنگام انتخاب قطعه کار، لازم است تغییر اندازه قطعه پس از قالب گیری پیش بینی شود. به عنوان مثال، در صورت انجام خمش با پرس، ضخامت تیر سوزنی برگ را می توان تا 30 درصد کاهش داد.
• حتی اگر برنامه ریزی گسترده ای دارید به پایان رساندن- مواد زیادی باقی نگذارید. هرچه قطعه کار نازک تر باشد، راحت تر بدون شکستن خم می شود.
• اگر مقدار کار کم است، بهتر است قطعات کار را قطع نکنید، بلکه آنها را از توده ها سوراخ کنید. به این ترتیب می توان از برش الیاف و در نتیجه نقص در هنگام خمش جلوگیری کرد.
• برای خم شدن، استفاده از الوار با آن توصیه می شود رطوبت طبیعی. اگر از آماده سازی خشک استفاده می کنید، باید به آنهایی که در محفظه خشک کن پردازش نشده اند، اما در زیر سایه بان خشک شده اند - به روش جوی ترجیح داده شود.
• پس از بخار دادن، با چوب نرم شده خیلی سریع کار کنید، زیرا لیگنین تقریباً بلافاصله شروع به سخت شدن می کند، به خصوص در آسیب پذیرترین لایه های بیرونی چوب جامد. معمولاً باید روی ذخیره زمانی نیم ساعت تا 40 دقیقه تمرکز کنید، بنابراین اگر زمان کافی برای نصب تمام مواد از آنها در قالب ها ندارید، ساخت دوربین های بزرگ فایده ای ندارد.
• مواد را در محفظه بخار قرار دهید تا سطوح رو به شعاع بیرونی آزادانه در معرض جت های بخار قرار گیرند.
• برای صرفه جویی در زمان، بسیاری از نجاران از استفاده از قالب های دارای گیره خودداری می کنند. در عوض، از براکت‌ها و گوه‌های فلزی یا ستون‌های توقف روی قالب‌ها استفاده می‌کنند.
• به خاطر داشته باشید که میله یا ریل منحنی همچنان تمایل به صاف شدن دارد. و این صاف شدن همیشه چند درصد اتفاق می افتد. بنابراین، در صورت لزوم دقت بالادر ساخت یک قطعه، لازم است آزمایشاتی انجام شود و بر اساس نتایج به دست آمده، شکل قالب را تنظیم کنید (کاهش شعاع).
• بعد از اینکه قسمت در قالب خنک شد، اجازه دهید کمی دیگر بماند. بعضی ها مبل سازان با تجربهآنها ترجیح می دهند 5-7 روز پیر شوند. لاستیک، به عنوان یک قاعده، در تمام این مدت به قطعه متصل می شود.

لایه ها با دقت با چسب روغن کاری می شوند، در قالب قرار می گیرند و در جای خود فشرده می شوند. واحدهای چسب خم شدهساخته شده از روکش، از تخته های چوب سخت و نرم، از تخته سه لا. در المان‌های روکش خمیده، جهت الیاف در لایه‌های روکش می‌تواند متقابلاً عمود یا یکسان باشد.

هنگام ساخت واحدهای پروفیل خم شده با برش های طولی، لازم است که وابستگی ضخامت عناصر خم شده به نوع چوب و ضخامت قسمت خم شده را در نظر بگیرید.

همانطور که در شکل بالا مشاهده می شود، با افزایش شعاع خمش دال، فاصله بین برش ها کاهش می یابد. یعنی عرض برش مستقیماً به شعاع خمش دال و تعداد برش ها بستگی دارد.

حال بیایید به جنبه های نظری خمش نگاه کنیم

قطعات منحنی چوب جامد را می توان به دو روش اساسی ساخت:

برش قطعات کار منحنیو دادن شکل منحنی به یک میله با خم کردن آن بر روی یک شابلون هر دو روش در عمل استفاده می شوند و مزایا و معایب خود را دارند.

اره کردن جاهای خالی منحنیبا سادگی فناوری مشخص می شود و نیازی به آن ندارد تجهیزات ویژه. با این حال، هنگام اره کردن، الیاف چوب به ناچار بریده می شوند و این باعث ضعیف شدن استحکام آنقدر می شود که قطعات با انحنای زیاد و کانتور بسته باید با چسباندن از چندین عنصر تشکیل شوند. بر روی سطوح منحنی، سطوح برش نیمه و انتهایی به دست می آید و در ارتباط با این، شرایط پردازش در ماشین های فرزو اتمام علاوه بر این، برش مقدار زیادی زباله تولید می کند. تولید قطعات منحنیروش خمشی در مقایسه با اره کردن به فرآیند و تجهیزات فنی پیچیده تری نیاز دارد. با این حال، هنگام خم شدن، استحکام قطعات کاملاً حفظ می شود و حتی در برخی موارد افزایش می یابد. سطوح انتهایی روی صورت آنها ایجاد نمی شود و حالت های پردازش بعدی قطعات خم شده با حالت های پردازش قطعات مستقیم تفاوتی ندارد.

خم شدن عنصر
الف- ماهیت تغییر شکل قطعه کار در طول خمش؛
6 - خم کردن قطعه کار با لاستیک طبق الگو:
1 - الگو؛ 2 - بریدگی؛ 3 - غلتک پرس; 4 - لاستیک

هنگامی که قطعه کار در محدوده تغییر شکل های الاستیک خم می شود، طبیعی است مقطعتنش ها: کششی در سمت محدب و فشاری در سمت مقعر. بین مناطق کشش و فشار یک لایه خنثی وجود دارد که تنش های معمولی در آن کم است. از آنجایی که مقدار تنش‌های معمولی در طول مقطع تغییر می‌کند، تنش‌های برشی به وجود می‌آیند که تمایل دارند برخی از لایه‌ها را نسبت به لایه‌های دیگر حرکت دهند. از آنجایی که این جابجایی غیرممکن است، خم شدن با کشش ماده در سمت محدب قطعه و فشرده سازی در سمت مقعر همراه است.

بزرگی تغییر شکل های کششی و فشاری حاصل به ضخامت میله و شعاع خمش بستگی دارد. فرض کنید یک بلوک با مقطع مستطیلی در امتداد یک قوس دایره‌ای خم شده است و تغییر شکل‌های بلوک به طور مستقیم با تنش‌ها متناسب است و لایه خنثی در وسط بلوک قرار دارد.

اجازه دهید ضخامت میله را مشخص کنیم اچ، طول اولیه آن از طریق لوشعاع خمش در امتداد خط خنثی از طریق آر(شکل 60، الف). طول بلوک در امتداد خط خنثی هنگام خم شدن بدون تغییر باقی می ماند و برابر است لو =ص R ( j /180) ، (84) که در آن p عدد است پی(3، 14...)، j - زاویه خمش بر حسب درجه.
لایه کشیده بیرونی کشیدگی D را دریافت خواهد کرد L (دلتا L). طول کلقسمت کشیده بلوک از عبارت مشخص می شود Lo+دی L=ص (R + H/2) j /180 (85)
با کم کردن رابطه قبلی از این معادله، ازدیاد طول مطلق بدست می آید
دی L=ص (H/2)( j /180). (86)
ازدیاد طول ایابرابر با D خواهد بود L/Lo = H/2R، یعنی کشیدگی خمشی D Ll/Loبستگی به نسبت ضخامت میله به شعاع خمش دارد. هرچه بلوک ضخیم تر باشد، بزرگتر است اچو هر چه شعاع خمش کوچکتر باشد آر. یک رابطه مشابه برای مقدار فشردگی نسبی در طول خمش را می توان به روشی مشابه به دست آورد.
بیایید آن را در اطراف الگو فرض کنیم R"بلوک خم شده با طول اولیه لوو در عین حال حداکثر تغییر شکل فشاری و کششی حاصل می شود. تعیین شده توسط E szh مقدار تغییر شکل فشاری مجاز چوب در امتداد الیاف و از طریق Eبا افزایش مقدار کرنش کششی مجاز در امتداد الیاف، می توانیم برای سمت کشیده رابطه بنویسیم.
L = Lo(1 + Erast) =ص (R" + H) j /180 (87)
از اینجا R" + H = /ص ( j /180) .
برای سمت فشرده (مقعر) L 2 = Lo (1 - Eczh) = p وجود خواهد داشت R"(j/180)
یا R" = / ص ( j /180 ). (88)
با کم کردن دومی از عبارت اول، به دست می آوریم
H = )