Рабочие инструменты круглопильного станка по дереву - круглые пилы
Пилы с плоским диском наиболее распространены и широко применяются на большинстве круглопильных станков. Для круглопильных станков промышленностью выпускается несколько типов круглых пил, что объясняется их различным технологическим назначением. Круглая пила (рис. 98) состоит из корпуса (тонкого диска) и режущей части (зубчатого венца). По форме диска в поперечном сечении круглые пилы подразделяют на пилы с плоским диском, конические и диски с выборкой (поднутрением). Сталь, используемая для пилы, должна обладать пластичностью, позволяющей штамповку и развод зубьев. Зубья круглых пил с плоским диском могут быть оснащены твердосплавными пластинками или наплавками.
Рис. 98. Конструкции круглых пил: i-общий вид; б-с плоским дном; в-левоконическая; г-правоконическая; д-двустороннеконическая; е-строгальная с двухконусным поднутрением; ж-строгальная с одноконусным поднутрением
Основными конструктивными параметрами круглых пил являются: наружный диаметр Д, диаметр посадочного отверстия d, толщина в, число зубьев z.
Геометрия режущих зубьев круглых пил характеризуется линейными и угловыми параметрами. К линейным параметрам относятся: шаг и высота зубьев, радиус скрупления впадины, длина задней грани.
Шаг зубьев t3 - расстояние между вершинами двух смежных зубьев. Высота зуба h3 - расстояние между вершиной и дном впадины зуба, измеренное по радиусу пилы.
В зависимости от вида пиления, положения пилы и направления вращения выбирается и профиль зубьев круглых пил.
Рис. 99. Круглые плоские пилы для распиловки древесины: а,б-стальные для продольной распиловки; в,г-стальныедля поперечной распиловки; д,е,ж-с пластинками из твердого сплава для распиловки древесных материалов;
Пилы круглые плоские для распиловки древесины изготавливают двух типов: 1 - для продольной распиловки, 2-для поперечной. Плоские пилы типа 1, исполнения 1 (рис. 99 а) применяют для продольной распиловки древесины в круглопильных станках с механизированной подачей, а пилы исполнения 2 (рис. 99 б) преимущественно для станков с ручной подачей и в электрофицированном ручном инструменте.
Пилы типа 2, исполнения 1 (рис. 99 в) применяют для поперечной распиловки древесины в станках с нижним расположением пильного вала, а пилы исполнения 2 (рис. 99 г) - в станках с верхним расположением пильного вала.
Промышленность выпускает большое разнообразие типоразмеров крутых пил. Их диаметр колеблется от 125 до 1500 мм, толщина от 1 до 5,5 мм, число зубьев для пил типа 1 может быть 24, 36,48, 60, 72; у пил типа 2 - 36,60,72, 96 и 120. Диаметр посадочного отверстия 32,50 и 80 мм.
Нормальная устойчивая работа круглой пилы возможна только при правильном выборе диаметра И толщины диска, а также диаметра фланца, закрепляющего пилу на шпинделе станка. Наименьший диаметр (мм) пильного диска вычисляют по формулам:
Для пил с верхним расположением шпинделя
D = 2(H + 0,5d + h);
Для пил с нижним расположением шпинделя
Где Н - высота пропила (мм), d - диаметр зажимного фланца (мм), g - наименьшее расстояние от оси пилы до поверхности стола станка (мм), h - наименьший выход пилы из пропила, примерно равный высоте зуба пилы (мм).
Изготовляют крутые пилы из инструментальной стали 9 X Ф.
Средняя стойкость круглых плоских пил между переточками составляет не менее 90 мин. при распиловке древесины хвойных и мягких лиственных пород и 60 мин при распиловке древесины твердых лиственных пород. Допускаемые предельные отклонения от установленных размеров круглых пил приведены в таблице 22.
Таблица 22. Допускаемые отклонения в размерах круглых пил.
|
Характер отюгоиення |
Диаметр пил (в мм) |
||
|
150 - 350 |
400 - 650 |
700 п более |
|
|
По диаметру |
±3,0 |
±5.0 |
±7,0 |
|
От прямолинейности по стороне диска |
±0,1 |
±0,2 |
±0,3 |
|
По величине тага и высоте зуба |
±0,4 |
±0,6 |
±0,8 |
Отклонения для пил толщиной от 1,2 до 3,4 мм ограничивают величиной ±0,07 мм, а д ля пил толщиной 3,8 мм и более -±0,13 мм. Допускаемая разноутолщенность для пил толщиной от 1,2 мм до 3,4 мм составляет не более ОД мм, а для пил толщиной 3,8 мм и выше - не более 0,15 мм. Центры пилы и отверстия для вала должны совпадать (эксцентриситет допустим не более 0,05 мм) (см. таблицу 23).
Плоские круглые (дисковые) пилы с твердосплавными пластинами - применяют преимущественно для распиловки листовых и плиточных древесных материалов, облицованных плит и щитов, фанеры, клееной и. цельной древесины.
Режущие пластины зубьев пил изготавливают из металлокерамического сплава карбида вольфрама и кобальта ВК 6, ВК15, а корпус пил из стали 50 ХФА или 9 X Ф.
Пилы с твердосплавными пластинами выпускают диаметром Д = 100 - 450 мм; диаметром посадочного отверстия d = 32, 50, 80 или 130 мм; числом зубьев Z = 24, 36, 48, 56, 72. Толщина корпуса пил В = 2 - 2,8 мм, толщина с учетом твердо сплавных пластин В = 2,8 - 4,1 мм.
Пилы изготавливают двух типов: 1 - с наклонной задней поверхностью; 2 - без наклона (см. рис. 99)
Круглые пилы и их классификация Круглая пила - это многорезцовый инструмент, имеющий форму диска, сферы, квадрата, спиральных секторов или цилиндра. Пиление осу-ществляется вращательным движением инструмента при поступательном движении обрабатываемого материала или пилы. Вращательное движение, придаваемое инструменту, характеризуется скоростью резания, его называют главным движением и оно значительно больше скорости поступательного движения, т.е. скорости подачи. Поступательное движение называют движением подачи. Оно опре-деляется скоростью подачи и предназначено для подачи обрабатываемого материала на пилу или пилы на материал. Осуществление процесса пиления возможно только в том случае, ес-ли имеются оба эти движения. В процессе пиления на зубья и диск пилы действуют силы резания, которые могут достигать значительной величины и вызывать деформацию зубьев и пильного диска. Кроме того, при работе возникают центробежные силы инерции и силы трения о распиливаемый материал и об опилки, об-разующиеся при пилении.
Трение вызывает нагрев пилы, который, как и центробежные силы, отрицательно отражается на ее работе. Для того, чтобы круглые пилы могли противостоять воздействию на них сил резания, нагрева и центробежных сил, их изготовляют из высоко-качественных легированных сталей, а размеры определяют по соответст-вующим ГОСТам и техническим условиям. Круглые пилы изготовляют: с плоским диском из стали 9ХФ, строгальные из стали 9ХФ или 9Х5ВФ, с пластинками из твердого сплава из стали 50ХФА и 9ХФ. Предел прочно-сти этих сталей 120-150 кгс/мм2. Режущая часть круглых пил состоит из зубьев, расположенных по окружности. Форма зубьев или их профиль определяется углами резания и очертаниями задней, передней граней и междузубной впадины. При выборе профилей зубьев, их углов резания и режимов пиления необходимо учитывать основные случаи резания слои-стого материала: торцовый рез в радиальном и тангенциальном направле-ниях, продольный рез в тангенциальном и радиальном и поперечный рез в тангенци-альном и радиальном направлениях. В зависимости от назначения пил про-филь зубьев и их угловые значения бывают разными.
По виду пиления (поперечное, про-дольное или смешанное) круглые пилы де-лятся на пилы для продольной, поперечной и смешанной распиловки древесины и древес-ных материалов, отличающиеся друг от друга характером резания, профи-лем зубьев и способом их заточки. Классификация круглых пил дана на схеме ниже. По конструкции круглые пилы характеризуются размерами пильного диска (по внешнему диаметру, диаметру центрового отверстия и толщине диска), его формой в поперечном сечении, а также размерами, числом и профилем зубьев. Поперечное сечение и конструкция различных пил даны на рисунке.
В производственной практике применяют пилы с плоским диском, имеющим одинаковую толщину по всему сечению, с кони-ческим диском, пилы с поднутрением пилы сферические и цилиндрические. За последние годы появились пилы с антишумовым слоем и трех-слойные. Из-за усложнения их эксплуатации, они не по-лучили распространения. Режущая часть зубьев характеризуется угловыми значениями и про-филем зубьев. Угловые элементы зубьев круглых пил, их названия и обо-значения даны на рисунке ниже. Зубья пил имеют углы: передний, заострения и задний. Передний угол? образован радиусом пилы и передней гранью зу-ба. Угол заострения? образован передней и задней гранями зуба. Задний угол? образован задней гранью зуба и касательной к окружности враще-ния пилы, проведенной из вершины зуба. Угол резания? заключен между передней гранью зуба и касательной к окружности вращения пилы, прове-денной из вершины зуба. Он состоит из угла заострения и заднего угла.
Виды и размеры пил. В табл. 4 приведены размеры применяемых круглых пил, а также взаимозависимость их диаметров, толщины и количества зубьев.
Толщина круглой пилы составляет от - до - части ее диа-
Метра. Пилы меньшей толщины (гп:) применяют для пиления
oU0 J
Древесины мягких пород, большей толщины (-) -твердых по-
Форма зубьев круглых пил зависит от направления резания и твердости распиливаемой древесины. Для продольного пиления применяют зубья косоугольные с прямой, ломаной (волчий зуб) и выпуклой спинкой; для поперечного пиления - равнобедренные (симметричные), несимметричные и прямоугольные. Профили этих зубьев изображены на рис. 30, данные о профилях приведены в табл. 5. >
|
Таблица 5
|
А - для продольного пиления; б - для поперечного пиления
При разводе вершины зубьев отгибают на 0,Зч-0,5 их высоты. Излом спинки у волчьего зуба делают от вершины на расстоянии, равном 0,4 величины шага. Заточка зубьев у пил для продольного
Пиления - прямая сплошная, у пил для поперечного пиления- косая через-зуб под углом 65-80° к плоскости пилы.
Особым видом круглых пил являются строгальные пилы. Их применяют для получения чистого распила, не требующего строгания.
Толщина строгальной круглой пилы от зубчатого венца к центру на протяжении 2/3 радиуса постепенно уменьшается под углом 8-15°. Поэтому зубья пилы не разводят; режущими кромками у зубьев шляются передняя короткая и боковые. Зубья у строгальных шл групповые, или, как говорят, насечены «гребешками» рис. 32). В каждой группе (гребешке) имеется крупный «рабочий» зуб с углом заострения в 45°. Этот зуб и производит >езание древесины. За рабочим зубом расположено от 3 до 10 1елких зубьев с углом заострения в 40°. Форма зубьев у стро - альных пил для продольного и поперечного пиления различная. 3
Промышленностью выпускаются строгальные пилы диаметром от 100 до 650 мм, толщиной у зубчатого венца от 1,7 до 3,8 мм. Строгальные пилы за последние годы получают все большее и большее применение.
Установка и крепление круглых пил. Круглую пилу крепят на рабочем валу при помощи двух зажимных шайб (фланцев), из которых одна обычно вытачивается вместе с валом; ее зажимная плоскость строго перпендикулярна валу. Вторую шайбу затягивают гайкой в сторону, противоположную вращению пилы, для предотвращения ее отвертывания в процессе работы. Диаметр шайб равен примерно "Д-7б диаметра пилы, как показано ниже (размеры в мм):
Диаметр пил: 200 250 300 350 400 450 500 600 700 диаметр шайб: 55 60 70 75 80 85 90 100 105
Шайбы не должны выступать над плоскостью рабочего стола.
Гайка должна быть затянута крепко до отказа. Установленная в станок пила при легком постукивании по ней должна издавать звонкий, чистый звук.
Высота пропила при работе круглой пилой примерно равна 7з" диаметра пилы.
При выборе пилы в зависимости ог толщины предназначенного к распиливанию материала можно руководствоваться следующими соотношениями (размеры в мм):
Толшнна материала: 60 80 100 120 140 160 200 220 240 260 диаметр пилы: 200 250 300 350 400 450 500 600 650 700
Такие соотношения толщины распиливаемого материала и диаметра пилы правильны при прямолинейном надвигании материала на пилу или пилы на материал/ Если же надвигание пилы на материал происходит по дуге, как, например, в маятниковой пиле, диаметр пилы должен быть больше.
Установленную пнлу проверяют «на плоскость» и «на круг», как указано в § 7.
Пильный диск должен быть хорошо отшлифован, не иметь трещин, вьшучин и ожогов. Зубья должны быть остро отточены и равномерно разведены; на них не допускаются заусенцы, зажоги. Зубья станочных пил для продольного раскроя нередко вместо развода расклепывают или расплющивают, т. е. уширяют их концы (вершины) ударами или давлением. Для этого применяют специальные расклепники и плющилки. Расклепку и плющение зубьев в большинстве случаев делают у больших круглых и широких ленточных пил.
При работе хорошо отшлифованным диском уменьшается трение между диском и опилками, попадающими в пропил, поэтому диск меньше нагревается.
В случае сильного нагрева диск может покоробиться. На нем образуются выпучины, которые будут быстро нагреваться, в результате чего происходит местный отпуск стали, возникают так называемые ожоги. Такие ожоги можно определить по их более темному цвету, наложением на пилу линейки или же на ощупь.
Пила с ожогами для работы не пригодна, ее нужно выправить проковкой.
Проковка круглой пилы производится с обеих сторон на наковальне слесарным молотком-ручником. Проковывают части диска, окружающие ожог (выпучину), а не самый ожог. Проковку начинают с участков, наиболее отдаленных от ожога, постепенно приближаясь к нему и постепенно уменьшая силу ударов. Выправленный диск должен быть совершенно ровным.
У круглой пилы часто наблюдается растяжение по зубчатому венцу, вызывающее ослабление растянутых участков. Такая пила не дает прямого пропила, она, как говорят, «зарезает».
Растяжение устраняется р и хт о вко й, т. е. проковкой пилы в средней кольцевой части по направлению от шайб к зубчатому венцу. Этим достигается некоторое удлинение средней кольцевой части пилы. Рихтовку время от времени повторяют. Делают рихтовку на строганой чугунной плите ручником, подбираемым по весу"из расчета 1 кг на 300 мм диаметра пилы.
Если пила имеет только одну небольшую трещинку, то в случаях, когда заменить ее вполне исправной пилой невозможно, в конце трещины просверливают небольшое отверстие; этим предупреждают увеличение трещины в длину - такой пилой можно продолжать работу. Однако подобная мера всегда является вынужденной, временной, прибегать к ней постоянно нельзя.
Круглопильные станки промышленность выпускает с выбалан - ;ированными вращающимися частями. Выбалансированы и пилы. Эднако в дальнейшем выбалансированность может нарушаться зследствие стачивания пил, по причине замены некоторых дета - 1ей станка (рабочего вала, шайб, гаек).
Выбалансированность пил проверяют на параллельных гори - юнтальных балансировочных ножах. Уложенный на ножи рабо - 2 Чий вал с насаженным на него пильным диском повертывают рукой вокруг оси вращения, останавливая его в различных положениях по окружности. Если вал с диском при всех таких остановках остается неподвижным в приданном ему положении, то его считают выбалансированным. Если же вал делает еще какое-то дополнительное вращательное движение, то это говорит о его недостаточной выбалансированности.
Кольцевую пилу по дереву некоторые небезосновательно называют торцевой фрезой — обработка материала происходит практически аналогично, да и внешне инструменты похожи. Рассматриваемая оснастка, хотя и оставляет много стружки, зато позволяет, используя обычный электроинструмент, получать в дереве чистые сквозные отверстия.
Устройство кольцевой пилы по дереву
Пильное полотно такой пилы представляет собой режущую коронку, число и профиль зубьев которой зависит от прочности и относительной влажности древесины. Большинство производителей кольцевых пил по дереву выпускает коронки в наборах, что позволяет использовать инструмент для обработки гипсокартона и даже металла.
Само пильное полотно состоит из двух участков: режущей головки и хвостовика. Для изготовления биметаллических режущих головок, которые предназначены для работ по древесине, используется высококачественная инструментальная сталь типа 11ХФ, ХГС или 9ХВГ, в то время как режущая коронка для работ по металлу может быть и из твёрдого сплава. Хвостовик изготавливается из закалённой конструкционной стали типа сталь 45 или 40Х, и припаивается к режущей части высокостойким латунным сплавом. С противоположной стороны хвостовик снабжён посадочным местом под патрон электродрели. Для инструмента обычной фиксации концевая часть хвостовика выполняется шестигранной, а в новых моделях она интегрирована под быстрозажимной патрон.
Поскольку в процессе обработки древесины кольцевой пилой образуется значительное количество стружки, то в конструкции инструмента предусмотрена пружина, при помощи которой стружка, застрявшая между зубьев, удаляется наружу.
Технологическими параметрами кольцевой пилы по дереву являются:
- Высота рабочей части коронки, от которой зависит глубина объёма древесины, снимаемая пилой за один проход. По умолчанию она стандартна, и равна 40 мм. В зависимости от твёрдости и волокнистости древесины, это позволяет получать полости глубиной до 35…38 мм.
- Внешний диаметр режущей части коронки. Наборы включают в себя коронки размерами от 30 мм до 150 мм. Возможности установки определяются мощностью двигателя и возможностью регулирования числа оборотов: для кольцевых пил по дереву диаметром более 110 мм, число оборотов дрели требуется снижать до минимума, либо использовать специальную подставку.
- Профиль зубьев, который зависит от обрабатываемого материала и принципа действия насадки. Имеются реверсивные пилы, позволяющие изменять направление своего вращения. Такие пилы удобнее для мастера, поскольку дают возможность удерживать дрель при работе и левой, и правой рукой. Однако при длительной работе они сильнее нагреваются, и в итоге начинают не резать дерево, а сдирать с него поверхностный слой, ухудшая качество обработки. Профиль зуба у подобных пил имеет в плане вид треугольника, расширяющегося к основанию.
Особенности эксплуатации
Из-за высокой площади соприкосновения пилы с деревом, инструмент при работе сильно нагревается. Поэтому длительная безостановочная работа дрели с кольцевой пилой по дереву невозможна (если, конечно, не приспособить систему воздушного или водяного охлаждения).
Кольцевые пилы часто именуют наборными, что объясняется составным исполнением инструмента. Для такой оснастки весьма важен способ соединения хвостовика с режущей частью. Возможные варианты:
- Плоская напайка. В этом случае кольцевая пила по дереву выдержит минимально возможные сдвигающие нагрузки, и её стоит использовать кратковременно, снимая за проход минимальное количество материала. Диаметр насадок обычно не превышает 30 мм.
- Напайка с посадкой хвостовика в посадочную часть коронки. Надёжность фиксации возрастает, поэтому такие пилы выпускаются увеличенного диаметра – до 127 мм, и ими можно работать дольше.
- То же, что и в предыдущем случае, но хвостовик дополнительно опирается на бурт в верхней части коронки. Такой вариант реализован в конструкциях кольцевых пил размером от 150 мм и более (известны пилы диаметром до 210 мм), поскольку тепловое расширение материала при работе пилы не вызовет деформации наборного инструмента.
В практике своего применения кольцевые пилы по дереву устанавливаются в специальные стаканы револьверного типа, которые при повороте в патроне выставляют на линию обработки коронку требуемого диаметра. Для обеспечения фиксации используется накидная гайка, а для центровки высверливаемого отверстия – сверло, которое входит в комплект любого набора. Сверло выступает за рабочую поверхность зубьев, и этим гарантируется требуемая соосность получения глухого отверстия. Однако такая конструкция требует изменения числа оборотов вала дрели: на начальном этапе, при работе сверлом, необходимый крутящий момент невелик, поэтому число оборотов рациональнее увеличить. Затем, при вступлении в действие зубьев круговой пилы по дереву, нагрузка резко возрастает, поэтому число оборотов дрели снижают.
- для предварительного засверливания – 1750…2000 мин -1 ;
- для получения глухого отверстия – 750…1000 мин -1 ;
- для доводки образующей полученного отверстия, его зенковки и прочих подобных операций – 1000…1500 мин -1 .
Как правильно выбрать кольцевую пилу по дереву?
Поскольку при работе рассматриваемым инструментом постоянно возникают существенные сдвигающие усилия, то предпочтение стоит отдавать кольцевым пилам, в конструкции которых предусмотрены решения, обеспечивающие необходимую точность работ. Так, наличие на опорной поверхности хвостовика центрирующих штифтов, изготовленных из закалённой стали, обеспечивает дополнительную центровку коронки. При этом высота штифта должна быть не менее двух его диаметров.
Желательно чтобы в комплект входила выталкивающая пружина, что облегчает работу при необходимости получения глухих отверстий в волокнистой древесине (ясень, груша, граб).
Если на практике кольцевые пилы по дереву предполагается использовать для получения глухих отверстий диаметром более 70…75 мм, полезными окажутся дополнительные резьбовые насадки, которые закрепляются винтами к донной части стакана с набором коронок. Число винтов должно быть не менее трёх, при этом следует учесть, что насадки следует выбирать того же производителя. Диаметр насадки не должен быть слишком большим (более 45 мм), поскольку в этом случае возрастает инерционность набора в целом, и мощности дрели может не хватить.
Кстати, о мощности. Несмотря на то, что обрабатываемым материалом является древесина, наличие стружки и повышенное трение зубьев о стенки отверстия создают дополнительный тормозящий момент для электродвигателя. Это негативно сказывается на продолжительности работы и долговечности привода. Поэтому минимальная мощность дрели для работ с кольцевой пилой по дереву не должна быть менее 1000 Вт.
Промышленностью выпускаются несколько типов круглых пил, отличающихся различным технологическим назначением. Наиболее распространены и универсальны пилы с плоским диском. Они бывают стальными и оснащенными пластинками твердого сплава. В зависимости от профиля зубьев пилы с плоским диском используют для продольной и поперечной распиловки древесины, фанеры, стружечных и волокнистых плит, облицованных щитов и др.
Пилы с коническим диском бывают лево-, право- и двусторонние. Они применяются для продольной распиловки пиломатериалов на тонкие (до 15 мм) дощечки. Левосторонние (конус слева относительно движения подачи) предназначены для отпиливания дощечки с левой стороны доски, а правосторонние - с правой. Двусторонние конические пилы применяют для ребровой распиловки широких досок толщиной до 40 мм. Ограничения по толщине связаны с тем, что коническая часть пилы должна отогнуть отпиливаемую дощечку. Конические пилы более устойчивы в работе и уменьшают потери древесины в опилки примерно в 2 раза по сравнению с плоскими пилами за счет меньшей толщины периферийной части пилы.
Строгальные пилы применяют для чистовой продольной и поперечной распиловки древесины. Свое название они получили в связи с тем, что обеспечивают шероховатость поверхности, как и процесс продольного фрезерования (по старой терминологии - процесс строгания). Высокое качество поверхности объясняется тем, что зубья строгальных пил не разводят и не плющат. Для уменьшения трения пилы о стенки пропила диск пилы имеет боковое поднутрение под малым углом (около половины градуса). Это пилы с обратным конусом (сужающиеся к центру пилы). Строгальные пилы имеют большую ширину пропила, чем плоские и, тем более, конические пилы. Однако этот недостаток компенсируется тем, что в ряде случаев отпадает необходимость в дальнейшей чистовой обработке поверхностей, полученных пилением.
Круглая пила состоит из корпуса (диска) и режущей части (зубчатого венца). Диск круглой пилы характеризует наружным диаметром, диаметром посадочного отверстия, толщиной периферийной части. Кроме того, конические и строгальные пилы характеризуют диаметром и толщиной опорной центральной части.
Минимально допустимый диаметр зависит от толщины распиливаемого материала. Рационально использовать пилы меньшего диаметра, так как они более устойчивы, имеют меньшую толщину, менее энергоемки и дают меньше отходов древесины в опилки.
После достижения пилой минимального диаметра можно ее использовать на других станках или операциях при распиловке более тонких заготовок. Диаметр посадочного отверстия выбирают в зависимости от диаметра шпинделя станка.
Толщина диска зависит от его диаметра.