Что должен знать пилоправ? Подготовка пил Пилы с цельным плоским диском

Осуществление пиления массивной древесины

Для осуществления продольного, а также поперечного пиления массивной древесины на сегодняшний день используются специальные дисковые пилы, которые оснащены специальными пластинками из твердых сплавов. Как правило, в процессе осуществления поперечного пиления абсолютно не возникает никаких проблем с применением пил, благодаря чему мы остановимся на особенностях использования круглых пил для осуществления продольного пиления.

В процессе обработки массивной древесины необходимо использовать пилы, которые полностью соответствуют характеру осуществляемых работ, правильно подготовлены, отвальцованы по всем правилам либо прокованы, а также которые не обладают никакими механическими повреждениями. Достаточно часто, из-за халатного отношения и несоблюдения всех рекомендаций изготовителя по использованию дисковых пил (ДП) они преждевременно выходят из строя (ломаются, изнашиваются). На самом полотне появляются выпуклости, а также слабины, имеющие характерные следы прожогов. Помимо этого, могут выкрашиваться либо обрываться зубья, и наконец, в самом неблагоприятном случае – пилу просто может разорвать. Такие последствия несоблюдения элементарных правил и рекомендаций достаточно часто могут повлечь за собой плачевные последствия.

И так, как же сохранить действительно дорогостоящий инструмент от преждевременного выхода из строя, при этом повысить уровень безопасности оператора, а также повысить уровень продуктивности выполнения пиления при помощи круглопильного оборудования?

Конструкция пил

Для осуществления определенной работы необходимо выбирать такие дисковые пилы, которые будут обладать как можно наименьшим допустимым диаметром. Пилы, обладающие небольшим диаметром, являются более устойчивыми, а также предоставляют весьма высокий уровень качества пропила, что в свою очередь предоставляет возможность достичь повышения объема изготавливаемой продукции и, соответственно более высокого уровня качества, в сравнении с применением такого же режущего инструмента, но при условии большего диаметра. Для осуществления обеспечения свободного хода пилы в пропиле, зубья режущего инструмента (данной пилы) должны быть разведены либо оснащены специальными напайками из твердого сплава. При этом стоит заметить, что в случае развода зубьев отгибать необходимо всего лишь 1/3 высоты зуба. Пилы, обладающие напайками из твердых сплавов (припаянные специальные пластины, которые изготавливаются из твердого сплава), либо стеллита данная разводка зубьев совершенно ни к чему.

Продольное пеление

В процессе осуществления продольного пиления заточка верхушек зубьев должна быть прямой, не имея ни каких наклонов. Передний, а также задний угол заточки, в зависимости от сорта обрабатываемого (распиливаемого) материала, не должны превышать пределов в 15°-25°. Ширина кончика зуба (длина лезвия) должна быть на 0,6-1,6 миллиметров шире толщины пильного диска. Другими словами – ширина пропила равняется: S = b + 2S1, где b является толщиной пильного диска в миллиметрах, а S1 является уширением на сторону в миллиметрах.

Уширение на сторону может быть абсолютно разнообразным. Это зависит от степени твердости обрабатываемой древесины, а также от ее агрегатного состояния (другими словами – теплая, свежесрубленная, высушенная либо замороженная и т.д.). Например, в условиях обработки сырой древесины (влажная и мягкая древесина, вязкая) предельное уширение на сторону максимум может составлять от 0,8, до 0,8 миллиметров. При этом в случае обработки сухой (высушенной) твердой древесины такое уширение может составлять минимум 0,4-0,5 миллиметров. Это объясняется тем, что благодаря силам трения, возникающим в процессе осуществления распила древесины и при этом приводящим к сильному нагреву тела пилы, упругое восстановление обрабатываемой древесины в пропиле различных агрегатных состояниях выполняется по-разному. Наименьшее восстановление в пропиле осуществляется именно в сухом, твердом, а также замороженном дереве, в то время как максимальный уровень упругого восстановления происходит в мягкой, влажной и вязкой древесине.

Подчищающие ножи (мультексы)

В тело пилы могут быть впаяны специальные пластинки, которые изготавливаются из твердого сплава (так называемые подчищающие ножи либо мультексы). В процессе осуществления работы (распила) данные пластины, благодаря тому, что их ширина меньше, нежели ширина лезвия зуба, совершенно не трутся о стенки пропила. Более того, даже в условиях потери плоскостности (устойчивости) диска, по каким-либо причинам, трение полотна пилы о пропил, благодаря подчищающим ножам (мультексам), полностью исключено. Данные напаянные пластинки сохраняют и оберегают диск пилы, а также саму пилу в целом от возникновения слишком высокого уровня нагрева, который способен вывести пилу из строя. Крайне желательно, чтобы в процессе осуществления пиления материалов, которые имеют толщину более 100 миллиметров, пилы были снабжены такими мультексами.

Подготовка к работе дисковой пилы (ДП)

Перед тем, как установить на оборудование дисковую пилу (ДП), она должна соответствующим образом быть подготовлена к работе. В частности это касается именно полотна такого режущего инструмента. В полотне необходимо создать внутренние механические напряжения. Современные дисковые пилы без внутренних напряжений абсолютно не пригодны для использования. Это объясняется тем, что им присущи боковые биения, а также невысокий уровень устойчивости полотна в процессе осуществления пиления. В момент выполнения обработки (пиления) материала такие пилы ”плывут”, другими словами – полотно ДП теряет свою устойчивость, после чего в самые ближайшие моменты получает достаточно большие прожоги.

Наличие внутренних напряжений в полотнах дисковых пил является наиболее важной предпосылкой для осуществления наиболее успешной работы такого инструмента. Это объясняется тем, что в процессе осуществления работы область зубьев (венцовая) нагревается сильнее, в с равнении в другими областями, при этом появляются тепловые напряжения сжатия. Именно на них и накладываются тангенциальные напряжения от центробежной силы. Оба эти напряжения суммируются, что неизбежно могло бы повлечь за собой самые негативные последствия для инструмента (дисковой пилы). Именно благодаря этому и появляется необходимость в принятии мер, которые позволят устранить подобные явления, прибегая к вальцеванию либо проковке тела пилы.

Для того чтобы в процессе осуществления пиления область зубьев пилы не принимала волнообразную форму, необходимо вытянуть среднюю зону дисковой пилы. При этом край самой пилы получает свободу растяжения и пила, вращаясь, остается плоской. Напряжения в среднем секторе полотна пилы возникают при помощи вальцевания либо проковки (другими словами – ударов специальным молотком на специальной рихтовочной наковальне). Выполнение вальцевания полотна круглой пилы осуществляется при помощи специального оборудования. В процессе выполнения ручной правки дискового полотна удары молотком необходимо наносить по специальной схеме, в зависимости от характеристик самой пилы, от режимов осуществления резания, от скорости подачи обрабатываемого материала, а также от многих других факторов. Правильно напряженная дисковая пила, которая устанавливается вертикально, абсолютно не должна вибрировать от ударов кулаком в середину.

Контроль внутреннего напряжения

Осуществление контроля над внутренними напряжениями в дисковой пиле можно выполнять следующими методами: необходимо слегка наклонить диск левой рукой, при этом правой рукой приложить к полотну специальную поверочную линейку. При этом должен появиться световой зазор, который является признаком присутствия внутренних напряжений. Точно такой же световой зазор должен присутствовать в процессе выполнения проверки другой стороны дисковой пилы. Ориентировочные значения светового зазора для скорости выполнения резки 50 метров в секунду: 0,3-0,5 миллиметров, при условии, что диаметр пилы будет равен 400-800 миллиметрам и 1,6-1,8 миллиметров для пил, имеющих диаметр от 1000 миллиметров.

Выбор количества зубьев на дисковой пиле

Для того, что бы достичь высокого уровня качества осуществления пиления весьма большое значение имеет количество зубьев дисковой пилы. Общее правило заключается в следующем: для осуществления пиления более тонких материалов необходимо применять пилы, которые имеют большое количество зубьев, в то время как для выполнения пиления более толстых материалов, необходимо использовать дисковые пилы, обладающие меньшим количеством зубьев. Для осуществления пиления массивного дерева одновременно должны работать как минимум два, а максимум четыре зуба. В том случае, если в распиливаемом материале будет находиться менее двух зубьев пилы, то ДП не сможет функционировать устойчиво и надежно. Однако при этом в том случае если в обрабатываемом материале (в пропиле) будет находиться более четырех зубьев, то внешняя (венцовая) область дисковой пилы будет недопустимо сильно нагреваться. При этом пила теряет свою плоскостность и вполне может выйти из строя благодаря силе трения диска о стенки распиливаемого материала.

Наиболее оптимальное количество зубьев (Z), которое должно находиться в обрабатываемом материале, можно рассчитать по несложной формуле: Z = (H/t) +1, где Н является высотой пропила (в миллиметрах), а t является шагом зубьев пилы (в миллиметрах).

В любом случае, независимо от обрабатываемого материала и размеров и характеристик пилы, в обрабатываемом материале всегда должно находиться более одного зуба. В противном случае абсолютно невозможно предоставить никаких гарантий прямолинейности осуществления пиления. Наиболее оптимальное количество зубьев в пропиле равняется двум – трем зубьям. Слишком большое количество зубьев, которыми обладает пила, является главной причиной повышения уровня нагрузки на двигатель привода. Именно по этой причине мотор привода должен обладать достаточно высоким уровнем мощности. Шаг зубьев t (в миллиметрах) можно определить по следующей формуле: t = Dπ/z, где ”D” является диаметром самой пилы (в миллиметрах), а ”n” в свою очередь равняется 3,14, при этом Z – это количество зубьев дисковой пилы (в единицах/шт).

Шаг зубьев ДП

Крупный шаг зубьев дисковой пилы, который заключается в пределах 30-45 миллиметров, рекомендуется использовать в процессе осуществления продольного распиливания древесины, при большой высоте пиления, либо при выполнении пиления мягкой древесины. В свою очередь мелкий шаг зубьев дисковых пил рекомендуется использовать в условиях осуществления поперечного распиливания древесины, в условиях небольшой высоты пропила, либо в процессе осуществления раскроя наиболее твердых пород дерева. Достаточно большим значением в процессе осуществления выбора дисковой пилы для выполнения пиления массивного дерева обладает именно форма профиля зуба. При этом стоит помнить, что в процессе осуществления пиления твердых пород дерева, а также в процессе выполнения пиления мерзлой древесины форма и объем между зубной впадины крайне существенно влияет на уровень качества, а также на скорость осуществления пиления.

В условиях достаточно большого количества зубьев и, соответственно, маленькой между зубной впадины образовывают весьма мелкие опилки. При этом удаление таких опилок из пропила затрудняется, а часть опилок попадает между стенками пропила и телом пилы. Таким образом, пила начинает нагреваться, а на полотно пилы налипает весьма большое количество смолы, а также пыли. При этом пила начинает подгорать и, как следствие, достаточно быстро тупиться. Благодаря этому оператор вынужден достаточно часто осуществлять заточку такой пилы. Помимо этого, резко повышается потребление электроэнергии в пересчете на одну единицу изготавливаемой продукции.

Скорость подачи

В процессе осуществления механической подачи материала в область выполнения пиления стоит выбирать такой уровень скорости, при котором подача на зуб (Uz) будет составлять 0,2-0,7 миллиметров в условиях обработки сырого дерева и 0,1-0,3 миллиметра, если осуществляется обработка сухой древесины. На данное значение влияет количество зубьев и обеспечивается при условии, если обрабатываемый материал подается в область осуществления резки со скоростью подачи (м/минуту): U = UzZn/1000, где Uz является подачей на зуб (в миллиметрах), Z является количеством зубьев используемой пилы, а ”n” является частотой вращения вала пилы – 1 /мин. (оборот/в минуту).

В том случае если нам известна скорость подачи, частота вращения пилы, а также оптимальное значение подачи на зуб для различных сортов дерева, а также типов материалов, то у нас появляется возможность самостоятельно подобрать наиболее правильное и подходящее количество зубьев, которым будет обладать дисковая пила. Значения подачи на зуб для разных материалов приведены в таблице.

Минимальная скорость подачи обрабатываемого материала

Уровень скорости осуществления механической подачи обрабатываемого материала должен быть не менее чем 20-30 метров в минуту. В условиях меньших скоростей подачи происходит усиленный (быстрый) износ зубьев пилы, перегрев режущего инструмента и, как следствие, выход данной пилы из строя. Для обработки материалов пилы в обязательном порядке должны быть крайне острыми. Осуществление пиления дерева, используя затупленные инструменты, существенно повышает потребление электрической энергии, а также ухудшает уровень качества изготавливаемой продукции и, бесспорно, является одной из главных причин поломки пилы.

Крайне большое значение для осуществления наиболее устойчивой работы, а также долговечности дисковой пилы имеет техническое состояние обрабатывающего оборудования, а также метод выполнения подачи обрабатываемого материала в область обработки (непосредственного пиления). В том случае если в оборудовании присутствует существенное (превышающее 0,02 миллиметра на 100 миллиметров длины),радиальное биение вала пилы, стоит в обязательном порядке без промедлений устранить все неполадки. Наиболее целесообразно посадить пилу на вал, а также осуществить проверку пилы на боковые биения при помощи специального индикатора. В зависимости от диаметра инструмента (пилы) допускаются предельные отклонения от плоскости хода, которые составляют от 0,01 миллиметра, до 0,03 миллиметров.

На оборудовании, имеющем вальцовую подачу, в подавляющем большинстве случаев, как правило, вытяжная система, осуществляющая устранение образовавшихся в процессе обработки опилок из пильного бокса, присоединяется к станку снизу. Вместе с образовывающимися опилками в систему вытяжки попадают и куски отколовшейся коры, а также другие производственные отходы, которые способны достаточно быстро забить канал вывода стружки. При этом продуктивность вытяжной системы существенно снизится уже после осуществления распиливания 10-15 брусьев. В итоге таких действий стружка из пильного бокса практически перестает удаляться, что в свою очередь влечет за собой весьма быстрый нагрев полотна используемой для обработки пилы, а также выход ее из строя. Принимая во внимание такие особенности наиболее предпочтительно и целесообразно применять оборудование, оснащенное гусеничной подачей обрабатываемого материала в область осуществления пиления.

Наиболее распространенные проблемы в процессе осуществления заточки дисковых пил:

Ресурс дисковой пилы не соответствует (является меньше) заявленному ресурсу продавцом данного инструмента;
Дисковая пила не способна выдерживать достаточно большое количество заточек.

Количество заточек ДП, оснащенных напайками из твердого сплава, зависит от целого ряда факторов:

От уровня качества твердого сплава;
От материала, который нуждается в распиловке;
От правильности эксплуатации (соблюдения всех правил и рекомендаций);
От количества распиленного материала;
От своевременности осуществления заточки пилы;
От технического состояния технологического оборудования, при помощи которого и осуществляется распиливание;
От культуры производства, а также от соблюдения всех технологий и правил;
И наконец, от самого обрабатывающего оборудования, при помощи которого и осуществляется заточка.

Качество дисковой пилы

Наиболее хороший инструмент соответственно обладает высокой стоимостью, однако и служит такой инструмент достаточно долго. Качество пилы зависит от того, какой именно твердый сплав применяется изготовителем. В свою очередь механические свойства твердых сплавов устанавливаются при помощи процентного содержания карбидов, а также связующих, размерами частиц порошка твердого сплава. Помимо этого, на них способен влиять и технологический процесс осуществления подготовки смеси, режимы выполнения запекания, режимы осуществления обработки в процессе выполнения шлифования, а также способы осуществления напайки режущих пластин на корпус непосредственно самого режущего инструмента (пилы). Стоит добавить, что наиболее высоким уровнем твердости отличаются пластины, изготовленные из сплава с наиболее низким содержанием кобальта (3-5%). Однако при условии, что в составе твердого сплава будет присутствовать определенное количество карбида титана, будут понижаться показатели изгибного, а также ударного уровня прочности, которым обладает сплав. Повышение содержания кобальта в составе связующего понижается уровень твердости, однако при этом повышается изгибная, а также ударная степень прочности сплава. Таким образом, некачественный сплав достаточно быстро разрушается, а также изнашивается. В процессе осуществления заточки для выполнения правки геометрии зуба появляется необходимость в удалении большого слоя напаянного твердого сплава, что в свою очередь влечет за собой понижение количества заточек пилы (другими словами – понижение ресурса инструмента).

Подбор пилы в зависимости от обрабатываемого материала

Помимо всего прочего, материал, который подлежит распиловке, также способен влиять на эксплуатационные (механические) параметры режущего инструмента (пилы). Благодаря этому, появляется необходимость в осуществлении наиболее правильного подбора инструмента в абсолютном соответствии с его предназначением. В данной задаче вам смогут помочь специальные каталоги, в которых наиболее крупные изготовители указывают, для какого именно материала предназначается тот или иной инструмент (пила). Помимо этого, в данных каталогах присутствуют все необходимые сведения по диаметру, а также количеству зубьев пил для осуществления обработки соответствующих материалов. Осуществление обработки некачественного (загрязненного) материала также способно повлечь за собой уничтожение (разрушение) напайки из твердого сплава. Это в свою очередь означает, что в процессе заточки некачественного инструмента необходимо снимать весьма большой слой, в сравнении с инструментом, который изготовлен из качественного твердого сплава.

Осуществление правильного использования режущего инструмента, а также количество обработанного (распиленного) материала являются взаимосвязанными вещами. К примеру, в случае если применяется инструмент для осуществления решения наиболее сложных и объемных задач, поставленных перед производством, для которых данный инструмент абсолютно не предназначен (стоит помнить, что в каталоге изготовителя режущего инструмента присутствуют сведения и о приблизительном объеме распиловки до момента заточки, и уровне скорости подачи обрабатываемого материала, и количестве оборотов дисковой пилы), то рано или поздно (а скорее рано) такой инструмент начнет давать сбой. К сожалению, достаточно часто производители игнорируют рекомендации изготовителей инструментов по применению дисковых пил, в которых присутствуют сведения о том, на какой объем пиления (продолжительность) между осуществлениями заточки они рассчитаны. Такие незадачливые обладатели инструмента используют его плоть до появления бахромы, мшистости либо сколов на материале, что является крайне не допустимым и влечет за собой исключительно отрицательные последствия.

Оборудование для заточки дисковой пилы

Один из наиболее важных факторов продуктивности работы инструмента заключается в оборудовании, на котором осуществляется заточка дисковой пилы. Здесь достаточно многое зависит именно от того, какое это оборудование – автоматическое либо полуавтоматическое. К примеру, осуществление заточки дисковой пилы, имеющей напайки из твердого сплава, при помощи автоматического оборудования европейских компаний предоставляет возможность идеально сохранить расстояние между зубьями, конфигурацию зубьев, а также заводские углы заточки. Одним из главных преимуществ данного оборудования является минимальный уровень передвижения заточной головки, которое составляет 0,01 миллиметр. За один проход затачиваемой области при ее помощи существует возможность снятия слоя твердого сплава толщиной не более 0,02 миллиметра. Геометрическое соотношение высоты, а также толщины зуба для дисковой пилы в целях повышения уровня устойчивости зубьев в пропиле составляет приблизительно 1:3-5 (другими словами – в том случае если толщина зуба будет равняться трем миллиметрам, то его высота будет составлять приблизительно от 9, до 15 миллиметров). 1: от 3 до 5 оставьте как есть - это означает, что в том случае когда в процессе заточки передней грани зуба необходимо снять, к примеру, 0,02 миллиметра (толщина), то по задней грани необходимо снимать 0,06-0,1 миллиметр твердого сплава (высота), чтобы не нарушать геометрического соотношения и, следовательно, механические свойства зуба.

Практическим путем было установлено, что осуществляя снятие за одну заточку такое количество твердого сплава при помощи автоматического заточного оборудования, пилу можно затачивать до 25 раз. Таким образом, в процессе заточки при помощи подобного оборудования срок эксплуатации инструмента повышается, что в свою очередь понижает затраты на осуществление обновления пилы. В процессе осуществления заточки при помощи полуавтоматического, и тем более при помощи простейшего заточного оборудования, эксплуатационные ресурсы инструмента понижаются не менее чем на 30-40% в сравнении с осуществлением заточки при помощи автоматического оборудования для выполнения заточки инструмента.

ПО КАКИМ ПРИЧИНАМ НА ИНСТРУМЕНТЕ МОГУТ ПОЯВЛЯТЬСЯ СКОЛЫ В НАЧАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ РАБОТЫ?

В процессе эксплуатации режущего инструмента время, за которое осуществляется его износ, можно условно подразделить на два периода:

Срок аварийного износа. В самом начале осуществления использования режущего инструмента, в то время, когда осуществляется микровыкрашивание режущей кромки, которое и является причиной появления сколов;
Время постепенного (монотонного) износа. В данном случае износ (истирание, затупление) рабочей поверхности режущей пластинки зуба происходит постепенно в процессе эксплуатации пилы.

В каталогах изготовителей инструментов, которые уже успели зарекомендовать себя исключительно с положительной стороны, в обязательном порядке присутствуют таблицы скорости осуществления подачи обрабатываемого материала, а также скорости выполнения резания дисковых пил. Все эти данные абсолютно соответствуют определенным пилам, а также материалам. В том случае, если данные параметры не соответствуют реальности (не выдерживаются), то уровень качества обработанных поверхностей понижается, а рабочий инструмент подвергается высоким нагрузкам. Вследствие этого на режущей кромке возникают сколы, свойства такой кромки теряются, что влечет за собой понижение срока эксплуатации такой пилы (понижение ее ресурса), при этом происходит существенный перерасход электрической энергии.

Скорость осуществления резания пилы V (м/с) определяется при помощи частоты вращения данного инструмента, а также по его диаметру: V = Dπn/60, где D является диаметром самого инструмента (в миллиметрах), ”п” равняется 3,14, а ”n” в свою очередь является количеством оборотов инструмента (1/мин, об/мин).

Главные правила использования дисковой пилы

Используемое обрабатывающее оборудование обязано быть исправным, а также не допускается абсолютно никакие биения шпинделя;
Зажимные фланцы (пильные шайбы) должны обладать абсолютно одинаковыми диаметрами, которые равняются не менее 1/3 диаметра используемого режущего инструмента (пилы). Диаметр фланцев (d) определяется по следующей формуле: d = 5√D, где D – это диаметр режущего инструмента (в миллиметрах), а d – соответственно является диаметром фланца (в миллиметрах);
Установочные кольца, а также шайбы в обязательном порядке должны быть идеально параллельны;
Режущий инструмент (пила) обязан выступать над заготовкой минимум на высоту зуба, однако не менее чем на 5 миллиметров;
Закругление режущей пластины зуба (лезвия) до осуществления следующей заточки, не должно превышать 0,2 миллиметра;
До того, как перейти к осуществлению установки режущего инструмента на обрабатывающее оборудование, их поверхность необходимо очистить наилучшим образом при помощи растворителя. ВНИМАНИЕ: не стоит применять растворители, сделанные на каустической основе!;
Необходимо строжайшим образом соблюдать чистоту фланцев, а также колец;
Строжайшим образом необходимо следить за тем, чтобы корпус пилы всегда был параллелен направляющим, а также линейке.

Подготовка полотен ленточных пил включает соединение концов ленты сваркой или пайкой, контроль напряженного состояния полотна, правку дефектов формы полотна, вальцевание, заключительный контроль состояния полотна.

При сварке встык концов ленты производят обрезку и выравнивание концов, сварку отпуск и зачистку шва. Конца ленты при сварке обрезают под угол 90° к кромке пилы, зачищают и обезжиривают.

При спайки концов ленты внахлестку производят разметку шва и обрезку концов, скашивание концов на клин (снятие фасок), зачистку фасок, спайку, закалку, отпуск и опиловку (зачистку) шва, толщина которого должна равняться толщине пилы или быть меньше нее на 0.1…0.2 мм.

Местные дефекты (выпучены, тугие и слабые участки) и общие дефекты (скручивание, покоробленность, крыловатость, продольная волнистость, непрямолинейность кромок, отгиб задней кромки полотна) ленточных пил устраняют подобно дефектам рамных пил (сначала общие, затем местные).

Напряженное состояние полотна ленточных пил контролируют по стреле прогиба на ширине ленты специальном шаблоне и по величине выпуклости задней кромки полотна. Оба показателя, диапазоны нормальных значений которых соответственно 0.1…0.23 мм и 0.05…0.1 мм, измеряют на каждом полотна. Если величина стрелы прогиба меньше нормативной, пилу вальцуют симметрично или на “конус”.

Вальцевание симметричным способом применяют при выпуклых шкивах станка, когда необходимо удлинить среднюю часть пилы. Сначала вальцуют середину пилы, а затем, отступая 10…15 мм делают новые проходы, посменно уменьшая давление роликов. Заканчивая вальцевание в 15…20 мм от линии впадин и задней кромки. Вальцевание на “кону” производят при наклоне верхнего шкива во избежание сползания пилы. Заднюю кромку пилы удлиняют для компенсации ее более сильного натяжения. Вальцевание начинают в 15…20 мм от линии впадин и заканчивают в 10…12 мм от задней кромки, постепенно увеличивая давления роликов через каждые 10…15 мм.

Ремонт полотен ленточных пил включает локализацию трещин, вырезку дефектных зон и подготовку отрезку вставок. Локализация производится сверлением отверстий Φ 2…2.5 мм в конце одиночных трещин, длина которых не более 15 мм и 10…15%ширина пилы. При наличии длинных одиночных трещин или групповых трещин (4…5 шт. не 400…500 мм длины) и выломанных подряд 2 и более зубьев вырезают отрезок длинной не менее 500 мм, чтобы избежать затруднений при вставке.

При установке пил в станок необходимо соблюдать следующие правила:

1. Режущая кромка пилы должна выступать за край шкива на высоту зуба.

2. Смещение ленты со шкивов предотвращают регулированием положения верхнего шкива наклоном (вперед – назад) и разворотам (влево – вправо). Угол наклона шкива вперед 0.2…0.3°.

3. Усилие натяжения пилы P(H), суммарное для обоих ветвей, устанавливают равным P = 2Gав , где G = 50…60МПа – напряжения растяжения a и в – ширина и толщина ленты (мм).

4. Зазор между направляющими устройствами и полотном пилы должен быть 0.1…0.15 мм. Соприкосновение пилы с направляющими допускаются только при выпиливании криволинейных деталей.

Подготовка к работе круглых плоских пил.

Подготовка к работе круглых плоских пил включает в себя оценку плоскостности и напряженного состояния полотна, правку полотна, проковку и вальцевание диска.

Плоскостность диска оценивают по двум показаниям: по прямолинейности диска в различных сечениях и по торцовому (осевому) биению. Предельно допустимые отклонения от прямолинейности зависят от диаметра пилы: 0,1 мм для Æ до 200 мм; 0,6 для Æ 1600 мм. Для определения торцового биения пилу устанавливают на горизонтальный вал специального приспособления. Биение измеряют индикатором, перпендикулярно диску на расстоянии 5 мм от окружности впадин при медленном вращении пилы и вала. Допускается торцовое биение от 0,15 мм для Æ не более 200 мм до 0,6 мм для Æ 1600 мм.

Превышение нормативов неплоскостности говорит о наличии дефектов полотна: общих (тарельчатость, крыловатость, изгиб по окружности) и местных (слабое или тугое место, выпучина, изгиб). Все дефекты исправляют правкой полотна с помощью проковочного полотна, наковальни и специальных картонных или кожаных прокладок.

Оценку напряженного состояния диска пилы производят по величине прогиба пилы под действием собственной массы. Пилу поочередно обеими сторонами укладывают на три опоры, отстоящие на равном расстоянии друг от друга и на расстояние 5 мм от окружности впадин зубьев. Прогиб пилы измеряют индикатором часового типа или проверочной линейкой с набором щупов в трех точках на окружности радиусом 50 мм и подсчитывают среднюю величину. Если она не соответствует нормативной, диск пилы проковывают или вальцуют.

При вальцевании среднюю часть пилы ослабляют за счет ее удлинения при прокатке между двумя роликами под давлением. В результате пила приобретает поперечную устойчивость зубчатого венца при работе. Вальцуют пилу обычно по одной окружности радиусом 0,8 радиуса пилы без зубьев за 3…4 оборота. Сила прижима роликов при этом для новых непрокованных пил устанавливается в зависимости от диаметра и толщины пильного диска в диапазоне 15,5…24,0 кН для пил Æ 315…710 мм и толщиной 1,8…3,2 мм. Правильно провальцованная пила приобретает равномерную вогнутость (тарельчатость) порядка 0,2…0,6мм на расстоянии 10…15 мм от края центрального отверстия для диаметров пил соответственно 315…710 мм. После вальцевания проверяют плоскостность и правят полотно пилы.

Проковка пил не механизирована, в отличие от вальцевания на специальных станках ПВ-5 или ПВ-20, и требует высокой квалификации рабочего. Она заключается в нанесении ударов проковочным молотком по центральной предварительно размеченной части пилы, лежащей на наковальне. Степень ослабления средней части пилы проверяют так же, как и при вальцевании, при тех же нормативах. Если средняя часть ослаблена недостаточно, проковку повторяют.

При установке круглых пил соблюдают следующие условия:

1. Плоскость пилы должна быть перпендикулярна оси вала 3, торцовое биение коренного фланца 2 не должно превышать 0,03 мм на радиусе 50 мм.

2. Оси вращения пилы и вала должны совпадать. Диаметр посадочного отверстия пилы не должен превышать диаметр вала более чем 0,1…0,2 мм. При большем зазоре посадочное отверстие растачивают и вставляют в него втулку. Более рационально применение фланцев с центрирующим конусом 7, поджимаемым пружиной 6.

3. Для надежной фиксации пилы зажимные фланцы 2 и 4 контактируют с ней только наружными ободками шириной 20…25 мм. Диаметр фланцев выбирают в зависимости от диаметра пилы. Во избежание разворачивания гайки в ходе работы ее резьба должна быть обратная направлению вращения вала.

4. При пилении вдоль волокон позади пилы в ее плоскости устанавливают расклинивающий нож. Для конических пил нож имеет форму клина, максимальная толщина которого на 3..4 мм больше толщины центральной части пилы.

5. Для пил диаметра более 400…500 мм устанавливают боковые направляющие из текстолита, фторопласта или др. антифрикционных материалов, ограничивающие отклонение пилы в осевом направлении. Зазор между пилой и направляющей зависит от диаметра пилы, его величина лежит в диапазоне от 0,22 мм для пил Æ 125…200 до 0,55 мм для пил Æ более 800 мм.

6. Выступ зубьев а 1 над распиливаемым материалом не должна превышать 10…20 мм, если конструкция станка позволяет регулировать его величину.

Правка круглых пил выполняется с целью устранения местных дефектов: тугих и слабых мест, выпучины или крыловатости, появившихся в результате неправильной эксплуатации пил. Место и характер дефектов определяют перед правкой при помощи длинной (равной диаметру пилы) и короткой, равной ½, контрольных линеек, прикладывая их к поверхности диска. При определении дефектов пилу ставят вертикально на ребро или надевают на поверочный шпиндель. Для того чтобы не сделать ошибки во время правки, границы обнаруженных дефектов обводят мелом, а характер дефекта отмечают условными знаками (+ выпуклость, — впадина).

Слабое место характеризуется тем, что при изгибе диска пилы в любую сторону с внутренней (вогнутой) стороны образуется впадина, а с противоположной - выпучина (горб). Контрольная линейка, приложенная к диску с внутренней стороны, образует световую щель посередине длины линейки (рис. 1, г). Устраняются слабые места проковкой около и вдоль кромок слабого места.

Тугое место характеризуется тем, что при изгибе диска пилы в любую сторону с внутренней (вогнутой) стороны образуется выпуклость, с противоположной - впадина. Контрольная линейка, приложенная к диску с внутренней стороны, там, где есть тугое место, образует световую щель по концам (рис. 1, ж). Устраняется этот дефект двусторонней проковкой по тугому месту.

Выпучина - местная односторонняя выпуклость. Характеризуется тем, что при изгибе пилы в любую сторону с одной стороны диска всегда образуется горб, а с противоположной - выпучина, т. е. горб и впадина не переходят с одной стороны диска на другую, этим и отличается выпучина от тугого места. Устраняется выпучина ударами молотка по горбу (рис. 1, к).

Крыловатость определяется как двойной и изгиб диска пилы. Устраняется она правкой диска вдоль хребта изгиба со стороны выпуклости.

Проковка круглых пил выполняется с целью увеличения поперечной устойчивости зубчатого венца. Осуществляют ее вручную на наковальне специальными проковочными молотками. Участок пилы, подвергающейся проковке, должен плотно лежать на наковальне, которая делается для этого несколько выпуклой. Если пила не имеет никаких дефектов, проковку выполняют по 12-16 радиусам, по каждому из которых наносят 6-8 ударов, перемещая их от периферии к центру. Для более правильного распределения ударов перед правкой делают разметку пилы, наносят ряд концентрических окружностей и радиусы. Удары наносят в точках, где окружности пресекаются с радиусами (рис. 1, б). Начинают проковку на расстоянии 20-30 мм от впадины зубьев и кончают не доходя до центральной части пилы, закрываемой шайбой на 30-40 мм.

Проковав пилу с одной стороны, надо в том е порядке проковать ее с другой стороны, нанося удары по отпечаткам ударов на первой стороне. Для получения более заметных отпечатков поверхность наковальни следует смазать маслом.

Степень проковки определяется величиной стрелы прогиба средней части пилы. Проверяют стрелу прогиба при помощи длинной контрольной линейки, установив пилу в горизонтальном положении с таким расчетом, чтобы средняя часть ее могла свободно провисать (рис. 1, а). При правильной проковке между линейкой и средней частью пилы образуется просвет, равномерно увеличивающийся от кромки зубьев к центру пилы. Величина просвета другой стороны диска должна быть такой же, как и первой, т. е. ±0.2 мм. Величину просвета определяют щупом или индикаторной линейкой. Оптимальная величина стрелы прогиба в средней части пилы в зависимости от диаметра и числа оборотов берется из таблицы.

Если после проковки стрела прогиба средней части пилы окажется недостаточной, правку повторяют. Удары молотка при повторной правке располагаются между ударами первой проковки (рис. 1, в).

Правильно прокованная пила, надетая отверстием на палец руки или деревянный штырь, при легком ударе рукой по нижней части издает чистый звук.

В процессе эксплуатации состояние пил проверяют не реже чем через 3-4 заточки.

Конические пилы проковывают так же, как и пилы с плоским диском, а величину просвета определяют лишь с плоской стороны и берут равной 0,3-0,5 мм для диаметра пил 500-800 мм.

Во вращающемся диске под действием центробежных сил инерции возникают тангенциальные и радиальные напряжения. Тангенциальные напряжения на периферии диска, зависящие от скорости вращения пильного вала и радиуса пилы, являются растягивающими (положительными), они повышают ее устойчивость. Однако величина их при работе на деревообрабатывающих станках не превышает 60-200 кгс/см2. Напряжения от усилий резания тоже невелики и не могут поэтому явиться причиной потери устойчивости пилы в пропиле. Опасными для устойчивости дисковых пил являются напряжения в диске от неравномерного нагрева его по радиусу в процессе резания.
Работа резания, включающая упруго-пластическое деформирование древесины и стружки, трение и т. д., эквивалентно переходит в тепло, которое расходуется на нагрев стружки, материала, инструмента и окружающей среды. При этом на нагрев инструмента расходуется до 12% всей теплоты, образующейся при резании. Тепло, поступившее в тело (корпус) пилы через ее торцовую часть, распространяется по двум направлениям: к центру пилы (по радиусу) за счет теплопроводности ее материала и в осевом направлении (нормально к плоскости диска пилы) за счет теплоотдачи боковыми поверхностями пилы. Тепловое сопротивление в радиальном направлении в 1000-1100 раз выше, чем в осевом. Вследствие этого снижение максимальной температуры у впадины зуба до температуры окружающей среды происходит на относительно узком участке периферийной зоны пилы, ограниченной внутренним радиусом, равным 0,8-0,85 величины максимального радиуса пилы (включая и зубья). Эти выводы подтверждены теоретическими и экспериментальными исследованиями температурных полей дисковых пил.
На рис. 38, а приведен типовой график распределения температуры по радиусу пилы. Перепад температуры при резании неизбежен. Нагрев пил зависит от многих факторов: режимов пиления, породы древесины, геометрии зубьев пил и др. При нормальных (нефорсированных) условиях распиловки перепад температуры колеблется в пределах 15-30° С. В результате нагрева узкой периферийной части происходит удлинение пилы, которому мешает менее нагретая (холодная) средняя часть пилы. Периферийная зона поэтому получает отрицательные напряжения сжатия.

Характер напряжений (σtτ, σtr) неравномерного нагрева приведен на рис. 38, б.
Напряжения могут достигать 500-800 кгс/cм2 при перепадах температур до 30-50° С. Излишнее удлинение режущего венца приводит к его искривлению и общей потере плоского равновесия пилы. Это обстоятельство является главной причиной выхода пилы из строя или ее недоброкачественной работы. Проковка уменьшает вредное влияние сжимающих температурных напряжений. Ослабление средней зоны пилы посредством ударов проковочным молотком на наковальне или на специальном проковочном станке (см. рис. 37, а, б, в) вызывает натяжение периферийной части пилы и возникновение в ней напряжений растяжения, которые компенсируют сжимающие напряжения от нагрева. Ослабленная средняя зона не препятствует вытягиванию периферийной под действием центробежных сил и росту в ней тангенциальных растягивающих напряжений.
Перед проковкой пилу следует разметить, проведя ряд концентрических окружностей. Удары надо наносить по радиусу от периферии к центру в точках, где радиус пересекает окружность. Проковке подвергается зона пилы, находящаяся на расстоянии 20-30 мм от ее периферии и 30-50 мм от торцовой поверхности зажимных шайб. При проковке необходимо следить, чтобы удары наносились центральной частью бойка.
Для проверки степени проковки пилу устанавливают в горизонтальном положении на три конусообразные опоры и прикладывают к ее поверхности проверочную линейку. Величина просвета из-за провисания пилы под собственным весом характеризует степень проковки. Величина просвета обратной стороны должна быть такой же, как и первой.
В процессе работы натяжение наружной части постепенно теряется из-за износа, нагрева при резании, заточке и др. Поэтому периодически следует проверять состояние пилы (через 3-4 переточки) и восстанавливать вторичной проковкой необходимое натяжение (см. рис. 37,в). Величина просвета (стрела прогиба) для новых дисковых пил, по ГОСТ 980-63, зависит от диаметра, толщины пилы и составляет приблизительно: для пил диаметром D = 250÷360 мм 0,1-0,4 мм; D = 400÷710 мм 0,2-0,5 мм; D = 800÷1500 мм 0,5-2 мм.
Конические пилы проковывают так же, как и плоские, а величину просвета определяют только с одной стороны - плоской. Стрела прогиба конических пил в зависимости от их диаметра должна соответствовать ориентировочно следующим значениям: для D = 500 мм 0,3-0,35 мм, для D = 600 мм 0,35-0,4 мм и для D = 700÷800 мм 0,4-0,5 мм. Строгальные пилы и пилы, оснащенные твердосплавными пластинками, не проковываются.
Менее распространенным, но хорошим способом, имеющим то же назначение, что и проковка, является способ вальцовки средней зоны пилы по концентрическим окружностям. Вальцовка дисковых пил может быть выполнена тем же оборудованием, что и вальцовка рамных пил. Для этого к вальцовочному станку ПВ-5 устанавливают приставку, чтобы закрепить пилу (рис. 39, а). Вальцовку средней зоны можно заменить вальцовкой в один след периферийной части на радиусе, равном приблизительно 0,85 наружного радиуса пилы. Цель вальцовки, как и проковки, состоит в создании в периферийной части пилы растягивающих тангенциальных напряжений. Степень вальцовки определяется стрелой прогиба пилы, установленной на три опоры.

Имеется и другой способ контроля степени подготовки пилы - определение частоты собственных колебаний, которая зависит от ее напряженного состояния. Этот способ сравнительно трудоемок и используется пока только в лабораторных условиях.
Дисковые пилы имеют ряд критических чисел оборотов, на которых частота собственных колебаний равна или кратна частоте вращения пильного вала, что приводит на этих оборотах к росту амплитуды поперечных колебаний пил или даже к потере ими плоской формы равновесия. Наиболее опасными являются вторая и третья веерные формы потери устойчивости пилы, а их частота как раз лежит в области чисел оборотов пильного вала на наиболее широко распространенных деревообрабатывающих станках. Проковка позволяет за счет повышения частоты собственных колебаний сдвинуть эти опасные формы колебаний в область повышенных чисел оборотов, не применяемых на станках.

22.05.2015

Назначение и виды дисковых пил

Дисковые дереворежущие пилы предназначены для продольной, поперечной и смешанной распиловки древесины в виде бревен, брусьев, досок, заготовок и древесных плитных материалов. Они используются в качестве режущего инструмента в круглопильных деревообрабатывающих станках, широко распространенных в лесопильно-деревообрабатывающей промышленности; многопильных, обрезных, прирезных, торцовочных, дилено-реечных, форматных, ребровых и др.
Классификация наиболее распространенных дисковых пил: приведена на рис. 33.

Конструирование дисковых пил

Дисковая пила характеризуется размерами внешнего диаметра диска (включая режущий венец) D, диаметра внутреннего (посадочного) отверстия d и толщины s. Конструкции круглых дисковых пил, чаще всего применяемых на предприятиях, приведены на рис. 34. Круглые пилы, имеющие различную толщину по радиусу диска, характеризуются размерами толщины s у периферии (в области междузубой впадины) и sо в зоне пилы, закрываемой прижимными шайбами. Максимальный диaмeтp дисковой пилы Dмакс и диаметр посадочного отверстия предопределяются конструкцией станка. Минимальный диаметр дисковой пилы (независимо от типа) зависит от размеров распиливаемого материала и конструктивных особенностей станка.

Для станков с верхним расположением пильного диска минимальный диаметр

Для станков с нижним расположением дисковой пилы

В формулах (146), (147) увеличение диаметра на 5-10 мм требуется для создания зазора между торцовой поверхностью зажимных шайб и поверхностями заготовки или стола, а также для выхода зубьев пилы из пропила. Эти формулы справедливы для станков при поступательном движении пилы или материала во время подачи. При качательном движении подачи (маятниковые и педальные торцовочные станки) дополнительно необходимо учитывать ширину распиливаемого материала и расположение его относительно центра качения.
Начальный диаметр дисковой пилы

При выборе начального диаметра пилы, помимо конструктивных соображений, необходимо учитывать и технологические, а также возможность использования изношенной пилы на других станках. Применение пил с возможно меньшим запасом А ведет к уменьшению диаметра пилы, что вызывает повышение ее устойчивости в пропиле. По этой причине для пил меньшего диаметра допускается меньшая толщина, а следовательно, и меньший развод зубьев, что приводит к уменьшению потерь древесины в опилки и мощности на резание. Пилы стремятся выбирать с возможно меньшим начальным диаметром, но с учетом их использования потом на других станках. Выбор оптимального диаметра является общим для всех дисковых пил независимо от их вида. Толщина диска, геометрия режущего венца назначаются в зависимости от разновидности пил. Поэтому дальнейшие вопросы конструирования рассматриваются для каждой разновидности пил отдельно.

Пилы с цельным плоским диском

Полотно пил представляет собой круглый плоский диск равной толщины (рис. 34, а). Диаметр дисковых плоских пил, выпускаемых по ГОСТ 980-63, может быть равным 125-1500 мм, а диаметр посадочного отверстия 27 мм для пил диаметром 125 мм, 32 MM для пил диаметром 160-250 мм, 50 мм для пил диаметром 320-1500 мм. Диаметр посадочного отверстия пил диаметром 400-500 мм при использовании их в многопильных станках для распиловки бруса равен 80 мм. Толщина пил 1-5,5 MM с градацией от 0,2 до 0,5 мм и в зависимости от диаметра определяется эмпирической формулой

ГОСТ 980-63 предусматривается для плоских круглых пил четыре профиля зуба (рис. 34, е). Профили I и II применяются для пил, предназначенных для продольной распиловки, и отличаются друг от друга конструкцией задней грани; профиль I имеет ломаную заднюю грань, профиль II - прямую. Зуб, имеющий профиль I, обладает большей жесткостью, поэтому применяется для распиловки твердых лиственных пород и мерзлой древесины. Профили III и IV используют при поперечной распиловке древесины; они отличаются друг от друга тем, что передний угол профиля III равен нулю, а для профиля IV этот угол является отрицательным. Профиль III используется в пилах, предназначенных для станков с нижним расположением пильного вала, профиль IV - в пилах для станков с верхним расположением пильного вала. Размеры и количество зубьев пил могут быть определены для начального диаметра последующим эмпирическим зависимостям.

Количество зубьев пил по ГОСТ 980-63 принято равным для профилей I и II 36; 48; 60; 72, для профилей III и IV 72; 96; 120. Угловые величины зубьев по ГОСТ 980-63 приведены в табл. 19.

У пил для поперечной распиловки с целью обеспечения лучших условий резания делают косую заточку по передней и задней граням под углом φ. В результате угол резания боковой режущей кромки становится меньше 90°. Угол φ берут в пределах 40-45°.
При продольной распиловке фанерованных деталей и фанеры для улучшения чистоты пропила и устранения сколов по задней и передней граням также дают косую заточку под углом φ=25°, а передний контурный угол γ уменьшают до 5-10°.
Для распиловки древесностружечных и древесноволокнистых плит зубья затачивают со следующими угловыми значениями: γ = 10÷15°, α = 10÷20°, φ = 5÷15°.

Конические пилы

Конические пилы применяют в основном для ребровой продольной распиловки досок, брусьев, для получения дощечек толщиной до 12-18 мм. Их периферийная часть выполнена в виде конуса с вершиной у внешнего диаметра (рис. 34, б, в, г). Конические пилы обеспечивают чистый и узкий пропил шириной не более 2-2,5 мм вместо 4-4,5 мм у плоских, что уменьшает в 1,5-2 раза расход древесины в опилки. У односторонних конических пил одна боковая поверхность плоская, вторая наклонена под углом к средней плоскости пилы. В зависимости от положения конуса (по направлению подачи) относительно плоской части пилы односторонние конические пилы подразделяются на левоконические и правоконические.
Двусторонними коническими пилами материал распиливается на равные, а односторонними - на неравные части, при этом отпиливаемая дощечка располагается со стороны конусной поверхности.
Конические пилы изготовляют по техническим условиям СТУ 1204104-64 ГМЗ. Основные размеры их приведены в табл. 20.

Профиль зубьев конических пил такой же, как и дисковых плоских для продольной распиловки (см. рис. 34, е). Угловые значения зубьев по СТУ 1204104-64 ГМЗ приведены в табл. 21.

Линейные размеры зуба определяются по формулам (150), (151), (152) для пил при продольной распиловке. При работе односторонними коническими пилами развод на сторону конуса должен быть больше на 0,1-0,15 мм, чем на плоскую сторону пилы.

Строгальные пилы

Строгальные пилы в отличие от двусторонних конических имеют обратный конус (рис. 34, д). Поднутрение боковых поверхностей пилы к плоскости распила под углом λ = 20÷35" значительно снижает их трение о стенки пропила. В результате отпадает необходимость развода или плющения зубьев этих пил, а точное расположение боковых поверхностей зуба относительно средней плоскости пилы позволяет получить высокое качество пиления, приближающееся к строганию. Отсюда название пил - строгальные (бархатные). Они применяются для продольной или поперечной распиловки деталей под склеивание, шлифование или окраску. Пилы для продольной распиловки изготовляются по нормалям MH 134-63, а для поперечной распиловки по нормалям MH 139-63. Размеры пил по указанным нормалям приведены в табл. 22.

Зубья строгальных пил для продольной распиловки имеют профиль II с прямой задней гранью, для поперечной - профиль IV с отрицательным передним углом (см. рис. 34, а). Углы зубьев пил при продольной распиловке принимают равными: α = 25°, β = 45°, γ = 20° и φ = 5°; при поперечной распиловке: α = 40°, β = 65°, γ = -15°, φ = 30°.

Дисковые пилы, оснащенные пластинками из твердых сплавов

Дисковые плоские пилы, оснащенные пластинками из твердых сплавов, отличаются от обычных наличием напаянных на передние грани режущих зубьев пластинок из твердых сплавов ВК15 или BK11. Эти пилы выпускаются по ГОСТ 9769-61 двух типов (рис. 35): I - для распиловки древесных материалов, фанеры, а также для поперечной распиловки клееной и цельной древесины; II - для продольной распиловки клееной и цельной древесины.

Конструкция, размеры и значения угловых параметров зубьев дисковых пил, оснащенных пластинками из твердых сплавов, должны соответствовать указанным на рис. 35 и в табл. 23.

Толщина дисков пил, армированных твердым сплавом, должна быть несколько больше толщины дисков обычных пил тех же диаметров во избежание отрыва пластинок. Для оснащения пил применяют прямоугольные пластинки размером (10÷15)*(1,5÷2) мм для типа II и (10÷15)*(3,5÷4) мм для типа L Ширина пластинок в обоих случаях должна превышать толщину диска на 1,3÷1,6 мм, чтобы получить требуемое уширение зуба на сторону 0,6-0,7 мм. Для уменьшения коробления диска пилы от нагрева во время пайки пластинок в диске делают радиальные щели - компенсаторы. Наличие компенсаторов улучшает и эксплуатационные свойства пилы, предохраняя ее от вредного действия температурных напряжений. По ГОСТ 9769-61 твердосплавные пилы могут быть изготовлены и без компенсаторов.
Отдельные параметры зубьев пил на рис. 35 не указаны. Они могут быть определены из следующих зависимостей:

В настоящее время подготовлен проект ГОСТ взамен действующего. В проекте предусматривается три типа пил, рекомендуются пластинки BK-15 и ВК-6, расширен диапазон диаметров пил и др.
Передний угол зуба γ в зависимости от обрабатываемого материала для пил типа I выполняется в пределах от 10 до 20°, а диаметр посадочного отверстия - 50 и 30 мм.

Дисковые пилы со вставными зубьями

Вставные зубья для дисковых пил применяются с целью сохранения неизменным радиуса окружности резания и использования для их изготовления высоколегированных и быстрорежущих сталей. К достоинствам пил с вставными зубьями относятся простота ремонта, возможность замены и заточки зубьев без демонтажа пил. Недостатком этих дисковых пил является повышенная ширина пропила, поэтому они находят применение главным образом для продольной распиловки бревен на брусья и шпалы. Пилы с вставными зубьями выпускаются диаметром 710-1200 мм, с диском толщиной 4,2 мм и имеют 20-36 зубьев с углами: а α = 15°, β = 45°, γ=30°.

Безопасные и квадратные пилы

Безопасные пилы (рис. 36, а) получили название благодаря предотвращению обратного вылета частей заготовки при распиловке. Отличительной особенностью этих пил является малое число зубьев (8÷10) и ограничение величины подачи на один зуб:

Безопасные пилы выпускают диаметром 250-500 мм, толщиной 1,2-2,4 мм. Их рекомендуют использовать на станках с ручной подачей, которая не превышает 10-12 м/мин.
Квадратные пилы (рис. 36, б) являются разновидностью пил с малым числом зубьев. Они обладают значительной боковой жесткостью при работе благодаря возможности свободного удлинения периферийных участков вследствие нагрева пилы и используются при скоростях подачи 8-12 м/мин для различных видов распиловки. Для пиления вдоль волокон пилы на каждом углу квадрата имеют по одному зубу 1, поперек волокон - два зуба с косой заточкой 2 и при смешанной распиловке - два зуба с косой заточкой и один с прямой 3. Диаметр квадратных пил 450-900 мм; они не требуют проковки.

Правка и проковка дисковых пил

Правка пил состоит в устранении местных дефектов - выпучин, изгибов, тугих и слабых мест и придании диску плоской формы. Правят пилу перед проковкой, предварительно проверяя состояние диска с обеих сторон с помощью контрольных линеек: короткой, не более длины радиуса, и длинной, равной диаметру пилы (рис. 37). Прокладывая длинную линейку в различных местах по диаметру диска, определяют место и характер дефекта. Путем прикладывания короткой линейки к поверхности диска устанавливают границы дефекта. Сначала устраняют дефекты, нарушающие плоскостность пилы: изгибы, складки, выпучины. Далее устраняют тугие и слабые места. Правят дефекты вручную на наковальне при помощи правильных молотков (CM. рис. 30, б). Порядок нахождения и правки дефектов дисковых пил аналогичен порядку для рамных пил.
Проковка представляет собой ослабление средней части диска пилы для повышения его устойчивости в процессе пиления. Под устойчивостью прокованного пильного диска подразумевается способность противостоять воздействию на него боковых сил, возникающих при пилении. Устойчивость диска определяется следующими факторами; толщиной, неравномерным нагревом по радиусу пилы и характером ее поперечных колебаний. Ниже рассматриваются условия работы дисковых пил и характер испытываемых ими напряжений.

Во вращающемся диске под действием центробежных сил инерции возникают тангенциальные и радиальные напряжения. Тангенциальные напряжения на периферии диска, зависящие от скорости вращения пильного вала и радиуса пилы, являются растягивающими (положительными), они повышают ее устойчивость. Однако величина их при работе на деревообрабатывающих станках не превышает 60-200 кгс/см2. Напряжения от усилий резания тоже невелики и не могут поэтому явиться причиной потери устойчивости пилы в пропиле. Опасными для устойчивости дисковых пил являются напряжения в диске от неравномерного нагрева его по радиусу в процессе резания.
Работа резания, включающая упруго-пластическое деформирование древесины и стружки, трение и т. д., эквивалентно переходит в тепло, которое расходуется на нагрев стружки, материала, инструмента и окружающей среды. При этом на нагрев инструмента расходуется до 12% всей теплоты, образующейся при резании. Тепло, поступившее в тело (корпус) пилы через ее торцовую часть, распространяется по двум направлениям: к центру пилы (по радиусу) за счет теплопроводности ее материала и в осевом направлении (нормально к плоскости диска пилы) за счет теплоотдачи боковыми поверхностями пилы. Тепловое сопротивление в радиальном направлении в 1000-1100 раз выше, чем в осевом. Вследствие этого снижение максимальной температуры у впадины зуба до температуры окружающей среды происходит на относительно узком участке периферийной зоны пилы, ограниченной внутренним радиусом, равным 0,8-0,85 величины максимального радиуса пилы (включая и зубья). Эти выводы подтверждены теоретическими и экспериментальными исследованиями температурных полей дисковых пил.
На рис. 38, а приведен типовой график распределения температуры по радиусу пилы. Перепад температуры при резании неизбежен. Нагрев пил зависит от многих факторов: режимов пиления, породы древесины, геометрии зубьев пил и др. При нормальных (нефорсированных) условиях распиловки перепад температуры колеблется в пределах 15-30° С. В результате нагрева узкой периферийной части происходит удлинение пилы, которому мешает менее нагретая (холодная) средняя часть пилы. Периферийная зона поэтому получает отрицательные напряжения сжатия.

Характер напряжений (σtτ, σtr) неравномерного нагрева приведен на рис. 38, б.
Напряжения могут достигать 500-800 кгс/cм2 при перепадах температур до 30-50° С. Излишнее удлинение режущего венца приводит к его искривлению и общей потере плоского равновесия пилы. Это обстоятельство является главной причиной выхода пилы из строя или ее недоброкачественной работы. Проковка уменьшает вредное влияние сжимающих температурных напряжений. Ослабление средней зоны пилы посредством ударов проковочным молотком на наковальне или на специальном проковочном станке (см. рис. 37, а, б, в) вызывает натяжение периферийной части пилы и возникновение в ней напряжений растяжения, которые компенсируют сжимающие напряжения от нагрева. Ослабленная средняя зона не препятствует вытягиванию периферийной под действием центробежных сил и росту в ней тангенциальных растягивающих напряжений.
Перед проковкой пилу следует разметить, проведя ряд концентрических окружностей. Удары надо наносить по радиусу от периферии к центру в точках, где радиус пересекает окружность. Проковке подвергается зона пилы, находящаяся на расстоянии 20-30 мм от ее периферии и 30-50 мм от торцовой поверхности зажимных шайб. При проковке необходимо следить, чтобы удары наносились центральной частью бойка.
Для проверки степени проковки пилу устанавливают в горизонтальном положении на три конусообразные опоры и прикладывают к ее поверхности проверочную линейку. Величина просвета из-за провисания пилы под собственным весом характеризует степень проковки. Величина просвета обратной стороны должна быть такой же, как и первой.
В процессе работы натяжение наружной части постепенно теряется из-за износа, нагрева при резании, заточке и др. Поэтому периодически следует проверять состояние пилы (через 3-4 переточки) и восстанавливать вторичной проковкой необходимое натяжение (см. рис. 37,в). Величина просвета (стрела прогиба) для новых дисковых пил, по ГОСТ 980-63, зависит от диаметра, толщины пилы и составляет приблизительно: для пил диаметром D = 250÷360 мм 0,1-0,4 мм; D = 400÷710 мм 0,2-0,5 мм; D = 800÷1500 мм 0,5-2 мм.
Конические пилы проковывают так же, как и плоские, а величину просвета определяют только с одной стороны - плоской. Стрела прогиба конических пил в зависимости от их диаметра должна соответствовать ориентировочно следующим значениям: для D = 500 мм 0,3-0,35 мм, для D = 600 мм 0,35-0,4 мм и для D = 700÷800 мм 0,4-0,5 мм. Строгальные пилы и пилы, оснащенные твердосплавными пластинками, не проковываются.
Менее распространенным, но хорошим способом, имеющим то же назначение, что и проковка, является способ вальцовки средней зоны пилы по концентрическим окружностям. Вальцовка дисковых пил может быть выполнена тем же оборудованием, что и вальцовка рамных пил. Для этого к вальцовочному станку ПВ-5 устанавливают приставку, чтобы закрепить пилу (рис. 39, а). Вальцовку средней зоны можно заменить вальцовкой в один след периферийной части на радиусе, равном приблизительно 0,85 наружного радиуса пилы. Цель вальцовки, как и проковки, состоит в создании в периферийной части пилы растягивающих тангенциальных напряжений. Степень вальцовки определяется стрелой прогиба пилы, установленной на три опоры.

Новые способы компенсации температурных напряжений

Приведенные выше способы компенсации температурных напряжений имеют существенные недостатки. Проковка - трудоемкая операция, слабо поддается механизации, для ее выполнения необходимы высококвалифицированные специалисты - пило-ставы. Несколько менее трудоемка вальцовка, выполняемая на вальцовочном станке. Отсутствие в настоящее время достаточно проверенных практикой нормативов проковки (вальцовки), недостаточный во многих случаях уровень квалификации пилоставов, субъективность оценки напряженного состояния дисков пил часто не позволяют получить желаемые результаты. Кроме того, эта мера не является достаточной для исключения вредного влияния перепада температуры по радиусу пилы. Так, возможные тангенциальные напряжения в периферийной зоне пил после проковки (вальцовки) составляют 200-400 кгс/см2, в то время как сжимающие температурные напряжения достигают 800 кгс/cм2 и выше. Поэтому нужны новые способы для ликвидации напряжений от неравномерного нагрева по радиусу пил.
Одним из возможных путей в решении этого вопроса является искусственная стабилизация или ликвидация температурного перепада на основе оснащения станков устройствами для охлаждения периферии или нагрева средней зоны пилы. Схемы устройств, разработанные кафедрой станков и инструментов ЛTA имени С.М. Кирова, для выравнивания температуры по радиусу путем охлаждения периферии водовоздушной смесью и нагрева средней зоны пилы фрикционными нагревателями приведены на рис. 39, б, в. Применение этих устройств позволяет уменьшить толщину пилы на 30-35%, одновременно получая более экономичную, качественную и точную распиловку.

Установка дисковых пил в станке

Дисковые пилы закрепляются на пильном валу станка с помощью зажимных шайб, одна из которых, коренная, неподвижно на шпонке крепится на валу, а вторая, зажимная, свободно одевается на вал и прижимает пилу к неподвижной шайбе с помощью гайки (рис. 40). Диаметр шайб зависит от диаметра пилы D и может быть вычислен по формуле:

Внутренние части обеих шайб имеют в середине выточку, обеспечивающую более плотное и надежное закрепление пилы. Чтобы избежать отвертывания при работе гайка должна иметь резьбу, обратную вращению вала. Пила должна надеваться на вал свободно и быть строго соосна ему. Для этого наибольший зазор между диаметром внутреннего отверстия и валом не должен быть более 0,1-0,12 мм. При наличии шайб с самоцентрирующим конусом допуск на посадку не устанавливается. Опорная поверхность коренной (базирующей) шайбы должна быть строго перпендикулярна оси вала и иметь шлифованную поверхность. Ее торцовое биение не должно превышать 0,03 мм на диаметр 100 мм. Для ограничения поперечных колебаний дисков пил вдоль его боковых поверхностей на расстоянии 0,2-0,3 мм в зоне резания ставят ограничители (коксы).

После закрепления пилы устанавливают расклинивающий нож, который должен иметь горизонтальное и вертикальное перемещение. Расстояние между ножом и пилой не должно превышать 10-15 мм, а толщина его задней кромки на 0,2-0,3 мм должна превышать ширину пропила. Для конических пил толщина расклинивающего ножа должна быть равна примерно 6 мм, что значительно больше ширины пропила. При работе пилу закрывают металлическим ограждением.

Технические требования к дисковым пилам

Точность и качество поставляемых заводом-изготовителем дисковых дереворежущих пил оговорены соответствующими ГОСТ и нормалями. Основные допускаемые отклонения линейных и угловых параметров для дисковых пил по ГОСТ 980-63 приведены в табл. 24.