Подготовка к работе круглых плоских пил

Основными операциями подготовки к работе круглых пил являются обрезка и насечка зубьев, правка, вальцевание или проковка, заточка зубьев, их развод или плющение, установка пилы на станок.

Обрезка и насечка зубьев. Эти операции выполняют в случаях несоответствия размеров инструмента условиям его эксплуатации, поломки нескольких соседних зубьев пилы или появления в полотне трещин.

Рис. 102. Обнаружение и устранение дефектов формы полотна круглой плоской пилы: a-схемы обнаружения дефекта диска проверкой с двух сторон; б-расположение ударов при исправлении дефектов; С-слабые места; Т-тугие места; В-выпучины; И-изгибы

При насечке зубьев зазор между пуансоном и матрицей не должен превышать 0,5 мм. Штампуемый контур зубьев должен предусматривать припуск 1 -1,5 мм относительно требуемого профиля. Окончательная форма зубьев достигается заточкой их на станках.

Правка пил . Правкой устраняют местные и общие дефекты формы полотна. Приспособление для правки дисковых пил показано на рис. 101.

Для обнаружения дефектов формы полотна устанавливают пилу в горизонтальном положении на три опоры и проверяют его короткой поверочной линейкой с двух сторон. Установленные границы дефектов очерчивают мелом (рис. 102).

Способ правки зависит от типа дефекта. Слабые места «С» исправляют ударами проковочного молотка с круглым бойком вокруг дефекта с постепенным ослаблением по мере удаления от него.

Удары наносят с обеих сторон пилы (рис. 102 I). Тугие места «Т» исправляют ударами проковочного молотка внутри зоны дефекта, начиная от границ и заканчивая в середине. Удары наносят с обеих сторон пилы (рис. 102 II).

Выпучину «В» исправляют ударами проковочного молотка со стороны выпучины (рис. 102 III). Чтобы не изменить общего натяжения полотна, между пилой, положенной выпучиной вверх и наковальней, помещают картонную или кожаную прокладку.

Изгиб пилы «И» (складки у зубчатой кромки, отогнутые участки, горбатость и одностороннюю крыловатость диска) исправляют ударами правильного изгиба молотка (с продолговатым бойком) либо по самому хребту у изгиба, либо, если размеры дефекта значительны, от краев изгиба к хребту со стороны выпуклости. Ось бойка должна совпадать с направлением оси изгиба (рис. 102III).

Качество правки пилы рекомендуется проверять на специальном приспособлении (рис. 101). В этом случае проверка происходит в условиях, приближенных к эксплуатационным. Критерием оценки качества правки служит величина наибольшего отклонения боковой поверхности пилы (в периферийной части) от плоскости торцовой поверхности пилы.

Пила считается выправленной, если отклонения (в мм) от плоскостности (коробление, выпучины и др.) на каждой стороне пильного диска не превышают для пил диаметром (мм) до450-0,1; от 450 до 800 - 0,2; от 800 до 1000-0,3. Отклонения от плоскостности центральной части пилы в зоне фланцев не должны превышать 0,05 мм.

Для правки дисковых плоских пил используют пилоправ-ную наковальню ПИ -38, молотки проковочные ПИ -40, ПИ -41; молотки правильные ПИ - 42, ПИ - 43; приспособление для проверки качества правки; линейки поверочные ПИ - 44, ПИ - 45, ПИ - 46, ПИ - 47 и Г1И - 48.

Длина ручек правильных молотков должна быть 30 см; масса молотков с перекрестными бойками -1 кг, с косыми бойками - 1,5 кг; радиус выпуклости - 75 мм.

Вальцевание пил производится с целью создания начальных напряжений, необходимых для компенсации температурных напряжений, возникающих при неравномерном нагреве полотна пилы в процессе пиления, и уменьшения опасности возникновения резонансных состояний инструмента.

Сущность вальцевания заключается в ослаблении средней части пилы, за счет ее удлинения при прокате между двумя рабочими роликами под давлением.

Провальцованная пила приобретает поперечную устойчивость зубчатого венца при работе, т. е. способность противостоять неуравновешенным боковым силам, действующим на диск при пилении, и обеспечивать тем самым прямолинейность пропила

Вальцевать пилу достаточно по одной окружности радиусом 0,8 R (где R - радиус пилы без зубьев) в течение 3-4 оборотов пилы под воздействием роликов.

Средние величины прижима роликов для новых непроко-ванных пил при вальцевании по одной окружности с радиусом 6,8 R должны устанавливаться в соответствии с данными таблицы 25.

Таблица 25. Сила прижима роликов при вальцевании круглых плоских пил

Размеры пил* мм		Средняя сила прижима ршшков
лпаметр	толщина	кге	по показанию манометра станка модели ПВ-5*, Ki с/см 1
315	1,8; 2,0; 2,2	1550; 1700; 1840	55; 60; 65
400	2,0; 2,2; 2,5	1550; 1700; 1980	55; 60; 70
500	2,2; 2,5; 2,8	1550; 1840; 2120	55; 65; 75
630	2,5; 2,8; 3,0	1700; 1980; 2260	60; 70; 80
710	2,8; 3,0; 3,2	1840;2120;2400	65; 75; 85

В зависимости от исходного напряженного состояния пилы ста прижима роликов может колебаться.

Правильно провальцованная пила при расположении в горизонтальной плоскости на трех равномерно расположенных опорах, находящихся внутри окружности впадин зубьев на расстоянии 3-5 мм от нее, при свободном провисании средней части должна приобретать равномерную вогнутость (таре л ь-чатость). Величины выгнутости провальцованных пил, работающих со скоростями резания 40 - 60 м/с, измеренные с обеих сторон на расстоянии 10 - 15 мм от края центрального отверстия пилы, должны соответствовать величинам, указанным в таблице 26.

Если необходимое ослабление средней части пилы не достигнуто, пилу переворачивают и повторно вальцуют с прежней величиной силы прижима роликов. Переворачивание пилы способствует некоторому уменьшению изгиба полотна роликами. В случае, если средняя часть пилы не получила необходимого ослабления, процесс вальцевания продолжают по той же окружности при увеличенной силе прижима роликов.

Излишнее ослабление средней части пилы при ее перевальцевании исправляют вальцеванием по окружности, отстоящей на 3 - 5 мм от окружности впадин зубьев. В этом случае сила прижима ррликов принимается от 10 до 30 кг в зависимости
от начального напряженного состояния инструмента.

Изобретение относится к машиностроению. Способ включает выполнение в деформированной пиле в холодном состоянии равномерно распределенных продольных прорезей с последующим приложением местных нагрузок с одной и с другой стороны, предпочтительно динамических, направленных перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы. Продольные прорези выполняют либо от впадины режущего зуба вдоль радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы, либо с наклоном (не более 15°) по отношению к радиальным линиям, проходящим через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы. Изобретение позволяет повысить качество правки и устранить остаточные напряжения в пиле. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности при восстановлении и ремонте изделий, и может быть использовано для правки дисковых пил.

Известен способ правки дисковых пил после насечки зубьев (А.С. СССР №891269, МПК B 23 D), заключающийся в силовом механическом воздействии на их периферию путем обжатия парой дисков со следующими друг за другом на каждом из них рабочими выступами и впадинами, причем каждый рабочий выступ входит во впадину противоположного диска, образуя на периферии пилы радиально уменьшающиеся к ее центру гофры. Недостатком способа являются низкое качество правки за счет невозможности контроля процесса, при этом остаточные напряжения не устраняются, сложность технологической схемы и устройства для осуществления способа.

Известен способ правки деталей типа дисков (А.С. СССР №529872, МКИ B 23 D) путем приложения к рабочей части диска сжимающих усилий, направленных перпендикулярно плоскости диска, при этом диск в процессе приложения сжимающих усилий вращают с одновременным отклонением ступицы диска относительно оси симметрии диска на величину, при которой в материале диска возникают напряжения выше предела текучести. Недостатком способа являются сложность кинематической схемы и устройства для осуществления способа, невысокое качество правки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является взятый за прототип способ восстановления пильных дисков (патент Польши №153568, МПК В 23 Р), заключающийся в том, что в пиле в холодном состоянии выполняются равномерно распределенные по кругам, соосным диску, прорези, наклоненные по отношению к радиальным линиям под таким же углом, как у режущих зубьев, затем диск подвергают местным нагрузкам с одной и с другой стороны, предпочтительно динамическим, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы.

К основным недостаткам способа можно отнести:

Невысокое качество правки;

Деформации и остаточные напряжения не устраняются на кольцах, образуемых прорезями;

Технологическая сложность выполнения прорезей;

Трудоемкость изготовления.

Способ направлен на повышение качества правки дисковых пил и устранение остаточных напряжений в них.

Поставленная задача достигается тем, что в способе правки деформированной дисковой пилы по первому варианту в деформированной пиле в холодном состоянии выполняют равномерно распределенные продольные прорези, затем дисковую пилу подвергают местным нагрузкам с одной и с другой стороны, предпочтительно динамическим, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы, продольные прорези выполняют от впадины режущего зуба вдоль радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы.

Согласно второму варианту способа в деформированной пиле в холодном состоянии выполняют равномерно распределенные продольные прорези, наклоненные по отношению к радиальным линиям под углом, затем дисковую пилу подвергают местным нагрузкам с одной и с другой стороны, предпочтительно динамическим, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы, продольные прорези выполняют от впадины режущего зуба в направлении, противоположном наклону передней плоскости зуба, при этом угол наклона продольных прорезей по отношению к радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы, составляет не более 15°.

Объединение двух технических решений в одну заявку связано с тем, что два данных способа решают одну и ту же задачу - повышение качества восстановления дисковых пил и снижение остаточных напряжений принципиально одним и тем же путем - выполнение продольных прорезей от впадины режущего зуба.

Заявляемые технические решения отличаются от прототипа тем, что прорези выполняются от впадины режущего зуба вдоль радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы, либо продольные прорези выполняют от впадины режущего зуба в направлении, противоположном наклону передней плоскости зуба, при этом угол наклона продольных прорезей по отношению к радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы, составляет не более 15°.

Выполнение прорезей от впадины режущего зуба повышает качество правки, при этом полностью снимаются остаточные напряжения и повышается устойчивость пилы при работе. Если прорези выполнять по кольцам, то деформации и остаточные напряжения не будут устраняться на кольцах, образуемых прорезями. Технологическая сложность выполнения прорезей по кольцам заключается в необходимости применения станков, тогда как при выполнении прорезей из впадины режущего зуба можно применить обычный металлорежущий инструмент.

Отверстие необходимо для снижения концентрации напряжений на конце прорези. При выполнении прорезей по кольцам нужно прорезать два отверстия, если выполнять прорези от впадины режущего зуба, то требуется всего одно отверстие. Тем самым предотвращается появление трещин и снижается трудоемкость изготовления.

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной и смежных областях техники не позволило выявить техническое решение, сходное с совокупностью отличительных признаков заявляемого технического решения, что обуславливает предложенное техническое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень", поскольку в объекте, к которому относится решение, обеспечивается достижение технического результата.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. В деформированной дисковой пиле диаметром 500 мм, толщиной 2,5 мм и с внутренним диаметром отверстия 100 мм (ГОСТ 980-80) в холодном состоянии выполняются равномерно распределенные продольные прорези в количестве 6 штук от впадины режущего зуба вдоль радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы. На конце планируемой прорези делается отверстие диаметром 8-10 мм. Длина прорезей 110 мм, что на 10 мм больше толщины пропиливаемого материала 100 мм. Ширина прорези 2-5 мм. Затем дисковую пилу подвергают местным динамическим нагрузкам с силой 10-1000 Н с одной и с другой стороны, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы.

Пример 2. В деформированной дисковой пиле диаметром 500 мм, толщиной 2,5 мм и с внутренним диаметром отверстия 100 мм (ГОСТ 980-80) в холодном состоянии выполняются равномерно распределенные продольные прорези в количестве 6 штук от впадины режущего зуба вдоль радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы. При этом угол наклона продольных прорезей по отношению к радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы, выполняется 10-12°. Если угол наклона прорезей будет более 15°, тогда произойдет уменьшение прочности сектора, образуемого прорезями, и снизится работоспособность дисковой пилы. На конце планируемой прорези делается отверстие диаметром 8-10 мм. Длина прорезей 110 мм, что на 10 мм больше толщины пропиливаемого материала 100 мм. Ширина прорези 2-5 мм. Затем дисковую пилу подвергают местным динамическим нагрузкам с силой 10-1000 Н с одной и с другой стороны, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы.

Способ поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 изображен вид сбоку дисковой пилы.

По первому варианту способ правки деформированных дисковых пил заключается в том, что в дисковой пиле 1 выполняется продольная прорезь 2 от впадины режущего зуба 3 вдоль радиальной линии, проходящей через вершину режущего зуба 4 к оси дисковой пилы. На конце прорези выполняют отверстие 5. Затем дисковую пилу подвергают местным нагрузкам с одной и с другой стороны, предпочтительно динамическим, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы.

По второму варианту способ правки деформированных дисковых пил заключается в том, что в дисковой пиле 1 выполняется продольная прорезь 2 от впадины режущего зуба 3 под углом по отношению к радиальной линии, проходящей через вершину режущего зуба 4 к оси дисковой пилы. На конце прорези выполняют отверстие 5. Продольная прорезь располагается в направлении, противоположном наклону передней плоскости режущего зуба 6. Затем дисковую пилу подвергают местным нагрузкам с одной и с другой стороны, предпочтительно динамическим, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы.

Предлагаемый способ правки деформированных дисковых пил обеспечивает получение дисковых пил с минимальными величинами коробления и биения вследствие того, что этот способ правки обеспечивает полное снятие остаточных напряжений, что значительно повышает срок службы дисковых пил.

1. Способ правки деформированных дисковых пил, заключающийся в том, что в деформированной пиле в холодном состоянии выполняют равномерно распределенные продольные прорези, затем дисковую пилу подвергают местным нагрузкам с одной и с другой стороны, предпочтительно динамическим, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы, отличающийся тем, что продольные прорези выполняют от впадины режущего зуба вдоль радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы.

2. Способ правки деформированных дисковых пил, заключающийся в том, что в деформированной пиле в холодном состоянии выполняют равномерно распределенные продольные прорези, наклоненные по отношению к радиальным линиям под углом, затем дисковую пилу подвергают местным нагрузкам с одной и с другой стороны, предпочтительно динамическим, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы, отличающийся тем, что продольные прорези выполняют от впадины режущего зуба в направлении, противоположном наклону передней плоскости зуба, при этом угол наклона продольных прорезей по отношению к радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы, составляет не более 15°.

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.

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.

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.

Из-за того, что достоверные знания ограничены, зачастую пилоправы в своей работе используют устоявшиеся догмы.

Одной из таких догм является запрещение непосредственно во фланцевой зоне. Другим предубеждением является запрет сразу на работу в подвенечной и центральной зоне пильного диска. В этой статье поставлена цель довести все апробированные способы подготовки круглых пил до практикующих пилоправов. Именно те способы, которые уже освобождены от различных догм и всякого рода условностей.

У пильного диска главными пилоправными ресурсами являются равномерность его проковки и плоскостность. Пилоправным молотком можно выправить далеко не любые нарушения этих параметров. В негодность приходит большое количество круглых пил именно по причине нарушения равномерности и плоскостности проковки. При этом лесопильный станок, как правило, не в состоянии круглую пилу испортить настолько существенно. Сами пилоправы, зачастую, пилы заковывают буквально необратимо. А ведь стоимость круглых пил может быть очень разной: от десятков до тысяч долларов. Именно по этой причине вопрос повышения квалификации пилоправов всегда стоит так остро.

Правка

называется придание пильному диску плоскостности , что необходимо для предотвращения трения о стенки пропила его выпучин. Обычно правка осуществляется ударами по пиле, лежащей на наковальне выпучиной вверх, пилоправного молотка. Хотя так бывает и не всегда. Порой приходится совмещать правку сложных дефектов с уменьшением или увеличением проковки. Желательно правку пилы при проковке пильного диска производить от максимальной не более 70-80%. Ведь общую проковку увеличивает любая правка. Бывает, что проковка уже составляет более 100%, а правка, при этом, еще не закончена. Стопроцентной проковкой называется момент перехода симметричного диска в триггерное чашеобразное состояние из плоского. Для продолжения правки в таком случае излишнюю проковку необходимо удалить.

Проковка

Проковкой называется "распирание", создаваемое предварительно в центральной зоне пильного диска. На языке профессионалов эта операция звучит как "ослабление".

Зачем пильному диску вообще необходима проковка?

1. Осесимметричная, достаточная и градиентная по радиусу проковка пильному диску позволяет оставаться плоским и устойчивым под действием давления распиливаемого материала.
2. Предварительная проковка позволяет без деформации расширяться под воздействием тепла подвенечной зоне пильного диска. Данное тепло выделяется на зубьях пилы от работы резания.
3. Проковка при включении вращения пилы под воздействием центробежных сил позволяет диску оставаться плоским.

Используется несколько способов для создания проковки. В монографии «Подготовка к работе и эксплуатация круглых пил» секторный способ проковки пильного диска был описан профессором Якуниным Н. К. для начинающих пилоправов, как наиболее подходящий.

Чтобы сделать проковку секторным способом , необходимо поступить следующим образом. Сначала нужно расчертить двусторонней разметкой центральную часть пилы и одинаковыми ударами вполовину или полную силу с обеих сторон проковать пилу по одним и тем же точкам. После этого необходима правка и симметрирование пильного диска.

Симметрирование

Называется перевод односторонних напряжений в общую проковку и компенсация односторонней проковки пильного диска. При этом происходит увеличение общей проковки и устранение чашеобразности пильного диска. В вертикальном положении диск становится плоским. Симметрирование выполняется неуравновешенными легкими ударами косяком буквально в четверть силы удара в зоне "Б" и "В" по выпуклой стороне пильного диска на трех точках на 16-ти секторах или двух точках также на 16 секторах, а также одной точке на 16, 8, или 4 секторах.

Что же должен знать начинающий пилоправ о теории удара?

Каждый неуравновешенный удар пилоправным молотком с овальным и круглым бойком по пиле сразу изменяет три ее параметра:

1. Со стороны молотка уменьшает выпучину или со стороны наковальни увеличивает ее.
2. Со стороны молотка уменьшает чашеобразность, или со стороны наковальни ее увеличивает.
3. Увеличивает у пильного диска общую проковку.

Двух видов бывают удары пилоправного молотка:

1. С обеих сторон пильного диска наносятся уравновешенные удары. Они применяются для уменьшения или увеличения локальной или общей проковки. Сила уравновешенных ударов может варьироваться от четверти до полной. Если удары нанесены в одну точку с двух сторон, это к деформации диска не приводит, а лишь его проковку увеличивает в этом самом месте. Однако диск может деформироваться если удары нанесены неточно.
2. С одной стороны пильного диска наносятся неуравновешенные удары. Они служат для симметрирования пильного диска или забивания выпучин. Любые неуравновешенные удары наносятся не более чем в четверть или половину силы и "размазываются" максимально в местах локализации дефектов по плоскости пильного диска. Важно помнить, что к появлению микровыпучины с обратной стороны диска приводит каждый неуравновешенный удар. Поэтому принципиально важно, что бы были незаметны эти выпучины под пилоправной линейкой. Это свидетельствует об их незначительности.

Трех видов бывают бойки пилоправных молотков:

1. Круглый боек молотка металл пильного диска "разгоняет" равномерно во всех направлениях. При ударах по выпучине металл диска изгибается в сторону наковальни. В месте удара увеличивает проковку. Соответственно, нанесенные в центральной зоне удары, общую проковку увеличивают, а в подвенечной - уменьшают.
2. Овальный боек молотка металл слабее "разгоняет" вдоль короткой части бойка, а сильнее - вдоль длинной. И проковка сильнее увеличивается вдоль длинной части бойка. И вдоль этой же части бойка выше эффективность правки овальным молотком. Поэтому, «огурцы» - продолговатые выпучины правят, расположив вдоль дефекта боек вытянутой частью. В это время проковку можно выполнять, вытянутую часть бойка, располагая, как поперек радиусов пилы, так и вдоль. Комбинированный способ очень эффективен в ситуациях, когда удары, ближние к радиусу наносятся при расположении бойка вдоль радиуса, а близкие к подвенечной зоне удары, располагая боек вдоль окружности пилы.
3. Отличие острого бойка молотка в том, что он на себя вытягивает впадины пильного диска. Однако в местах нанесения ударов он увеличивает проковку, как и все остальные молотки. Очень велика эффективность правки впадин молотком с острым бойком, поэтому им нужно пользоваться крайне аккуратно. Такой молоток особенно хорош для правки толстых камнерезных пил и ножей.

Понимая, что пильный диск является взаимозависимой и взаимосвязанной системой, взаимоисключающие задачи приходится постоянно решать каждому пилоправу.

Например: как на 100% прокованной пиле убрать выпучину? При этом, не изменив общую и одностороннюю проковку? Или как, не только не увеличив, но и уменьшив общую проковку, избавиться от сильной односторонней проковки.

Вы наверняка прочтете в пилоправной литературе, что опытный пилоправ способен совместить и правку пильного диска. Правка и в самом деле ведется разнообразными методами, выбор которых зависит от симметричности проковки и величины пильного диска. Иногда чрезмерная или несимметричная проковка пильного диска и вовсе не позволяет начать правку. Поэтому вначале необходимо убрать дефекты проковки, и только после этого приступать к собственно правке.

Правка недопрокованной пилы

Куем на голой наковальне, совмещая правку с проковкой. На плоской наковальне ковка возможна в том случае, если выпучины невелики, то есть позволяют при ударе получить отскакивающий удар молотка и высокий звук. Или для лучшего прилегания пилы к наковальне куем на выпуклой наковальне.

Однако пилу можно выправить и с минимальным увеличением проковки, например, проложив между наковальней и пилой тонкий плотный картон. Подойдет электрокартон толщиной 0,5-1 мм или прессшпан. При этом следует подобрать нужную силу удара, поскольку на картоне бить нужно слабее. По завершении правки диск проковать нужно будет до необходимой величины. Особенно хороша правка на картоне при работе с тонкими пилами. Оба эти способа требуют .

Правка оптимально прокованной пилы

Ведется неуравновешенными слабыми ударами на голой наковальне или на картоне. Может понадобиться снятие излишней проковки после финишного симметрирования, например, уравновешенными ударами в точке второй зоны "В" в четверть силы с обеих сторон пилы по 16 секторам.

Правка симметрично перепрокованной пилы

Сначала необходимо снять излишнюю проковку, что зависит от степени перепроковки. Это может быть точка 2 зоны "В" с обеих сторон пилы на 16-ти секторах. Либо первая и третья точки зоны "В" с обеих сторон на 16-ти секторах. Сила удара соразмеряется, как правило, на четверть. После этого уже можно приступать к правке.

Правка чашеобразной, недопрокованной пилы

Необходимо на голой наковальне со стороны выпуклости отсимметрировать пильный диск. Количество точек на секторе по мере необходимости может быть от одной до трех на 16-ти секторах. Например, на 16-ти секторах точки 3 и 5 зоны "Б". При окончательном симметрировании - на 4-х секторах точка 4 зоны "Б".

Правка чашеобразной пилы с запредельной положительной односторонней (150-300%) и общей проковкой.

Этот дефект исправляется несимметричной интенсивной проковкой пильного диска по всему радиусу пилы с выпуклой стороны на 16-ти или 32-х секторах. Порой это может понадобиться дважды в полную силу удара. На точке 2 зоны "В" и точках зоны "Б" с 1 по 12 (или с 1 по 7). В зависимости от величины чаши на выпуклой наковальне, с ее радиусом от двух до шести метров. Таким образом, в увеличение диаметра пильного диска выпускается имеющееся напряжение. Следует сделать разметку пильного диска со "звездой Давида" в центре. Четные лучи размечаются на 10, 7 или 6 точек, а нечетные - на 12, в зависимости от диаметра пилы. Точек будет меньше при меньшем диаметре пилы.