Рис. 5. Столярный верстак: а – общий вид; б – передние тиски; в – задние тиски; г – зажимы, упоры; д – крепление доски валетом простым (прижимом); 1 – основание; 2 – передние тиски; 3 – крышка (верстачная доска); 4 – гнезда сквозные; 5 – задние тиски; 6 – лоток; 7 – подкладочная доска; 8 – винт; 9 – коробка тисков; 10 – клинок-упор; 11 – гребенка; 12 – простой валет; 13 – винтовой валет

Передние и задние тиски предназначены для зажима в них обрабатываемых элементов. Передние тиски применяют для зажима деталей в горизонтальном и вертикальном положении, а задние – для зажима деталей в вертикальном положении. Передние тиски имеют зажимный винт и подкладочную доску. Задние тиски с коробкой передвигаются с помощью винта. В гнезда в верстачной доске и задней зажимной коробке вставляют упоры, между которыми укладывают в горизонтальном положении обрабатываемый материал. Вращением винта задних тисков материал зажимают. Упоры следует располагать ниже плоскости обрабатываемой древесины, чтобы инструмент их не задевал. Для лучшего удерживания обрабатываемого материала на верстаке в упоре, примыкающем к древесине, делают насечку. В гнезде упор держится пружиной. При обработке материала в вертикальном положении его зажимают либо в передних, либо в задних тисках. Для обработки оконные створки, дверные полотна, форточки кладут между двумя гребенками и зажимают задними тисками.

Основание верстака делают из древесины хвойных пород, а верстачную доску (крышку) – из древесины березы, дуба, ясеня, бука. Толщина верстачной доски 60–70 мм, ширина 400–500 мм.

По росту верстак подбирают следующим образом: столяр или плотник должен встать около верстака и опереться на него ладонями. Если в выпрямленном состоянии столяр без затруднений опирается на верстак, то он подобран правильно. При низком верстаке работающему приходится нагибаться, а при высоком – вытягивать руки, что утомляет его.

При эксплуатации верстака надо следить за его исправностью. Верстачная доска должна быть ровной, без перекосов, так как на перекошенной доске трудно выполнять точную работу. Тиски должны прочно зажимать обрабатываемый материал, а болты, закрепляющие верстак, должны быть хорошо затянуты. Клинья должны входить в гнездо плотно, но не слишком туго, чтобы не выколоть их края, причем гнезда должны иметь одинаковый размер, чтобы клин можно было вставить в любое гнездо.

Винты делают обычно металлическими, реже деревянными. Для плавного движения винты и ходовые части верстака периодически смазывают. В нерабочем состоянии винты рекомендуется держать слегка затянутыми.

Для повышения долговечности верстак после изготовления покрывают олифой. Не следует устанавливать его вблизи отопительных приборов, ставить на него горячие предметы, а также подвергать увлажнению.

При выполнении работ, в процессе которых можно повредить верстак (пиление, долбление, сверление, резание стамеской), необходимо под обрабатываемые элементы положить доску-подкладку.

Рабочее место должно быть хорошо освещено равномерным светом, содержаться в чистоте, быть очищено от щепы, стружки, опилок и др. По окончании работы его нужно убирать.

Мелкие детали зажимают струбцинами. Они представляют собой скобу, через один конец которой проходит винт диаметром 20–25 мм с ручкой диаметром 25–30 мм. Струбцины могут быть деревянными (рис. 6, а) или металлическими (рис. 6, б). Металлические струбцины более прочны. Для склеивания небольших делянок в щиты применяют металлические ваймы (рис. 6, в).

Рис. 6. Приспособления для зажима: а – струбцина деревянная; б – струбцина металлическая; в – вайма для склеивания щитов; 1 – стяжной болт; 2 – винт; 3 – склеиваемые элементы; 4 – остов ваймы; 5 – передвижной упор

Механическая обработка древесины производится двумя способами: с нарушением волокон (пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление, циклование и шлифование) и без нарушения волокон (гнутье, прессование, лущение шпона и строгание ножевой фанеры).

Обработка древесины ведется в основном с нарушением волокон древесины, причем наиболее распространенным методом обработки является резание.

Различают резание древесины со стружкообразованием (пиление, строгание, фрезерование, долбление, сверление, циклование и шлифование) и без отделения стружки (образование шпона на лущильных станках, раскрой шпона на ножницах, строгание ножевой фанеры, раскалывание древесины, колка дров, клепок для бочек и др.).

Обработка древесины резанием производится режущим инструментом, имеющим один резец (нож), несколько резцов (фрезы) и много резцов (пилы).

Процесс резания состоит в том, что под воздействием внешней силы металлический резец (нож), имеющий форму клина, внедряясь в древесину режущей кромкой (лезвием), перерезает волокна и отделяет их в виде опилок и стружки.

В процессе резания образуется длинная стружка, при получении которой на поверхности древесины создаются неровности (вырывы). Чтобы этого избежать, стружку необходимо надломить, для чего в рубанке устанавливают стружколом (горбатик).

Резец (рис. 7, а) имеет форму клина и состоит из режущей кромки (лезвия), передней, задней и боковой поверхностей. Плоскость, вдоль которой прямолинейно продвигается режущая кромка резца, называется плоскостью резания. Угол β образуемый передней и задней поверхностями резца, называется углом заострения, или углом заточки. Угол δ, образуемый передней поверхностью резца и плоскостью резания, называется углом резания. Задний угол α образуется между задней поверхностью резца и плоскостью резания. Передний угол γ образуется между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания.

Качество обработки древесины зависит от правильного выбора углов заострения; при большом угле заострения на резание затрачивается больше усилий, а при малом угле заточки лезвие быстро тупится, мнется и порою ломается.

Как установлено практикой, для ножей рубанков наиболее оптимальным углом заострения является 25 ± 5°, а передний угол в зависимости от вида инструмента, материала и вида обработки находится в пределах 43–50°.

По отношению к направлению волокон различают три вида резания: в торец, вдоль и поперек волокон.

При резании в торец (рис. 7, б) плоскость резания и направление резания перпендикулярны волокнам древесины, при этом стружка скалывается по слоям, а поверхность получается шероховатой.

При резании вдоль волокон (рис. 7, в) плоскость резания и направление резания параллельны волокнам древесины, слои волокон легко разделяются, поверхность получается гладкой, форма стружки зависит от толщины снимаемого слоя. Толстая стружка надламывается по длине, а более тонкая получается в виде непрерывной ленты (строгание фуганком).

При резании поперек волокон (рис. 7, г) плоскость резания параллельна волокнам древесины, а направление резания перпендикулярно им. Стружка получается непрочной, а поверхность – шероховатой. Лишь при тепловой обработке (распаривании) и при обжиме древесины перед резцом получается стружка в виде непрерывной ленты хорошего качества (лущение шпона).

Кроме основных, имеются промежуточные виды резания: поперечно-торцевое (рис. 7, д), продольно-торцевое (рис. 7, е), продольно-поперечное (рис. 7, ж).

При резании происходит ряд сложных явлений, вызванных внедрением резца в древесину и образованием элементов стружки. Чтобы яснее представить сам процесс резания, его следует расчленить на элементы. Если в процессе обработки резцом образуется одна поверхность резания (рис. 7, з) и стружка срезается со всей обрабатываемой поверхности, такое резание называется открытым. В том случае, когда при обработке образуются две поверхности резания (рис. 7, и), резание называется полузакрытым (например, образование четверти в брусках дверных коробок). Когда при обработке древесины получаются три поверхности (рис. 7, к), резание называется закрытым (например, выборка паза).