Практика шлифовки бука, дуба и сосны: различия в зернистости и углах подачи
Бук требует последовательного подхода из-за плотной и однородной структуры. При влажности ниже 10% его поверхность становится особенно восприимчивой к прижогам при чрезмерном нажиме. Начинать обработку следует с абразива Р80 при продольной шлифовке, сохраняя угол подачи около 10–15°.
Снижать его при переходе к Р120 или Р150 нецелесообразно — древесина плохо скрывает следы грубых зерен, особенно при окраске. Перегрев быстро возникает при работе ленточными машинами при скорости подачи выше 12 м/мин.
В условиях ручной обработки орбитальными машинами число оборотов желательно не выше 9000 в минуту при зерне Р100. Бук плохо воспринимает поперечную шлифовку — волокна легко вырываются, образуя микроразрывы, заметные после лакировки.
Дуб требует другой последовательности. В его структуре чередуются твердые участки и пористые включения. Начальная зернистость — Р60 при обработке с продольной подачей под углом 20°, позволяющим сократить продирание мягких волокон.
Слишком острый угол вызывает залипания между абразивными фрагментами, особенно при влажности выше 12%. При переходе на Р100 уменьшается давление, иначе твердые участки начинают стекловидно полироваться, создавая эффект глянца еще до финишной обработки. При машинной шлифовке оптимальны обороты 7000–8000 об/мин, при этом линейная скорость не превышает 20 м/с.
Дуб хорошо выдерживает поперечную обработку, особенно при шлифовании щитовых панелей, где направление волокон меняется от элемента к элементу. Однако в случае сильно сучковатого материала целесообразно использовать абразивы на тканевой основе — бумажная подложка быстро рвется.
Сосна заметно отличается по плотности и мягкости. При обработке бруса с влажностью 8–10% волокна склонны к вырыванию даже при минимальном усилии. Начальная зернистость — Р100, более грубые варианты оставляют борозды, требующие глубокой доработки.
Подача под углом более 10° приводит к замятию смоляных карманов, что особенно критично перед отделкой. При плоском шлифовании рекомендуется работать под 5–7°, уменьшая вероятность заполировки. Смола при перегреве начинает вытекать, снижая ресурс шлифовальной бумаги до 20–25 минут.
Эффективно помогает использование абразива с антистатическим покрытием, предотвращающим налипание. Орбитальные машины с числом оборотов до 10 000 при зерне Р120 дают наиболее равномерную поверхность. Не следует применять чрезмерно твердые подложки — они вызывают продавливание в зонах рядом с сучками.
Для всех трех пород характерно различие в остаточной шероховатости. У бука при завершении Р180 величина Ra составляет около 4–6 мкм, у дуба аналогичный результат достигается уже на Р150, тогда как у сосны нужно довести до Р220, чтобы получить Ra менее 5 мкм.
Если деталь подлежит покраске, значение Ra не должно превышать 6 мкм, иначе пигментные включения проявляют дефекты. При подготовке под лакировку значение Ra желательно держать ниже 4 мкм.
В случае строгания перед шлифованием допускается уменьшить количество проходов, но это требует соответствующего контроля углов подачи — в частности, при переходе с Р60 на Р120 следует увеличивать угол не менее чем на 5° для компенсации различий в глубине реза.
Влажность древесины также диктует характер подачи и тип зерна. У бука при 9% угол подачи 12° дает равномерный след без прижога, в то время как при 14% тот же угол вызывает потемнение на ребрах детали. У дуба допустимо работать с влажностью до 12%, но при этом давление нужно уменьшать на 15–20% относительно условий сухого материала.
Сосна реагирует на повышение влажности увеличением слипания пыли на поверхности, особенно при абразиве Р150 и выше. При работе на ленточно-шлифовальных станках с шириной стола 400 мм и скоростью подачи 10 м/мин важно контролировать направление волокон и угол вхождения — отклонение более 5° от линии волокон при обработке дуба или бука приводит к неравномерности и требует дополнительного прохода.
Детали со сложным рельефом нуждаются в переменной зернистости. При ручной шлифовке обводов рекомендуется начинать с Р120, а финишную обработку выполнять Р180, удерживая инструмент под углом не более 10°, иначе увеличивается риск округления ребер.
Для дуба такие места нуждаются в промежуточной шлифовке войлочным кругом с пастой на основе оксида алюминия. В случае с сосной перед переходом к полировке поверхность обрабатывается наждачной губкой зернистостью около Р240, чтобы устранить микроподрывы волокон.
Работа с кромками требует контроля температуры абразивного контакта. При превышении 80°С дуб начинает темнеть по краям, особенно в зонах выхода ленты. Для бука характерно точечное обугливание при давлении свыше 0,5 кг/см². В случае сосны необходимо учитывать теплопроводность — она в 2,5 раза ниже, чем у бука, поэтому тепло накапливается локально, разрушая смолу и ослабляя верхний слой.
При калибровке щитов с перепадом по высоте более 0,5 мм применение зерна Р40 или Р60 необходимо, но после него требуется шлифование в три этапа с переходом на Р80, затем Р120, и окончание на Р150 или Р180, в зависимости от породы.
Наибольший риск появления «ступеней» наблюдается при обработке дуба в зоне склейки, особенно при неправильной ориентации волокон. Применение притирочных валов с мягкой резиной помогает сгладить переходы, снижая потребность в доработке вручную.
Дополнительное внимание стоит уделять типу абразивного материала. Для бука и дуба предпочтительнее корунд, тогда как для сосны более результативен карбид кремния из-за его устойчивости к смоле. При размере зерна Р120 толщина зерна у корунда составляет около 115 мкм, тогда как у карбида — до 125 мкм, что обеспечивает более агрессивную съёмку при меньшем усилии.
Смена направления подачи повышает равномерность в случае бука и сосны. У дуба из-за переменной плотности рекомендуется сохранять однородный вектор, особенно при обработке элементов с фасками и фрезеровкой. Шлифование под прямым углом к волокнам допустимо только при последующем финишном проходе по продольной оси — иначе повышается вероятность проявления микротрещин.