Разделительный круглопильный станок

Рис. 3. Геометрия зуба для поперечной распиловки древесины.

 

Стружкообразование при поперечной распиловке происходит следующим образом. Выступающие вперёд боковые режущие кромки последовательно разведённых зубьев перерезают волокна древесины, и по мере углубления в толщину древесины короткая режущая кромка (с углом наклона к боковой поверхности ε), односторонне действуя частью своей длины на подрезанный с обеих сторон элемент древесины, отрывает его от основного слоя. Короткая режущая кромка не прорезает волокна мягкой древесины, так как не имеет соответствующих этой цели углов резания, а отрывает их в силу малой сопротивляемости волокон отрыву в поперечном направлении.

Боковое лезвие зуба при подрезании волокон вызывает деформацию последних, распространяющуюся на определенную длину в зоне ширины стружки. Величина этой деформации (надрыва стружки) от воздействия бокового лезвия зависит от величины подачи па зуб, соотношения между шириной пропила и толщиной пилы и угла ε - угла наклона короткой режущей кромки к плоскости пилы (см. рис. 3). В частности, при малых величинах подачи эта деформация сравнительно мала.

На величину расхода мощности на резание влияет глубина подреза древесины, при которой воздействие короткой режущей кромки на подрезанный массив древесины приводит к отделению стружки. Несомненно, данное обстоятельство зависит от угла наклона ε короткой кромки.

Так, в случае бóльшего угла ε при малых подачах и распиловке твёрдых пород короткая режущая кромка при внедрении в древесину будет отрывать волокна в зоне пропила при меньшей глубине подреза, что облегчает стружкообразование и приводит к уменьшению сил трения и к общему уменьшению сил резания. При резании мягких пород и больших подачах на зуб, наоборот, следует уменьшать воздействие короткой режущей кромки на волокна древесины в зоне пропила (т. е. уменьшать угол ε), так как в этом случае деформация древесины при подрезании боковыми кромками облегчает работу стружкообразования короткой режущей кромкой.

Таким образом, при проектировании зуба следует стремиться к улучшению условий резания боковой режущей кромкой путём придания зубу формы с соответствующими углами δ и φ (в зависимости от технологических свойств распиливаемой древесины) и стараться соблюдать необходимый угол ε за счёт значения углов δ и φ.

Углы косых заточек граней зубьев колеблются в пределах: для мягких пород 25÷30°, для твёрдых 10÷15°. При этом косая заточка задней грани выполняется с меньшим углом наклона. По данным ЦНИИМОД (канд. техн. наук П. П. Есипова) для нашего оборудования угол косой заточки зубьев должен быть увеличен до 45° [2, с. 99-101].

По ГОСТ 980—69 на дисковые пилы для поперечной распиловки рекомендуются (для нашего случая) профиль зуба (см. рис. 4) со следующими угловыми параметрами: γ=-25°; β=50°; α=60°; δ=115° [4, с. 150].

Минимальный диаметр пилы рассчитаем по [3] (27):

Dmin =2*(h+r+10), (1.1)

где h – высота пропила;

r – радиус шпиндельной насадки.

Dmin =2*(70+50+10)=260 мм.

Начальный диаметр дисковой пилы определяем по [2] (25):

D=Dmin +2∆, (1.2)

где ∆=25 мм - запас на износ по радиусу.

 

D =260+2*25=310 мм.

Толщину диска пилы найдём по [2] (26):

S=(0,08÷0,12) =0,1* =1,8 мм. (1.3)

По ГОСТ 980-80 принимаем пилу 3421-0321 исполнения II с диаметром D=400 мм, толщиной диска S=2,0 мм, диаметром внутреннего отверстия d=50 мм, числом зубьев z=72.

Величина развода зубьев 0,4 мм по [8] с. 179.

Из всего выше сказанного выбираем следующие угловые параметры инструмента: косая заточка φ=45° по передней грани, задний угол α=60°, угол заострения β=50°, передний γ=-25°, угол резания δ=115°.

Шаг, высоту зубьев и радиус кривизны впадины определяем по практическим формулам [3, с. 72]:

t=Dsin =315*sin =13,7 мм; (1.4)

h=(0,45÷0,50)t=0,475*17,4=6,5 мм; (1.5)

r=(0,15÷0,20)t=0,175*17,4=2,4 мм. (1.6)

Рис. 4. Профиль IV пилы для поперечной распиловки

 

Подготовка полотна пилы. Подготовка включает следующие операции: оценку плоскостности и напряжённого состояния полотна; правку полотна; проковку и вальцевание диска пилы.

Плоскостность полотна оцениваем по двум показателям: по прямолинейности диска в различных сечениях и по торцевому (осевому) биению.

Предельно допустимые отклонения от плоскостности для нашего инструмента 0,14 мм [6, с. 180]. Отклонения от плоскостности центральной части пилы в зоне фланцев не должны превышать 0,05 мм [5, с. 154]. Для определения торцевого биения пилу устанавливаем на горизонтальный вал приспособления. Биение измеряем индикатором, расположенным перпендикулярно полотну пилы на расстоянии 5 мм от окружности впадин зубьев, при медленном вращении пилы с валом (рис. 5).

Рис. 5. Приспособление для выявления дефектов полотна пилы

Перед началом измерений индикатор 2 ориентируем относительно плоскости, проходящей через торцовую поверхность коренной шайбы 1. Для этого на поверхность коренной шайбы и ножку индикатора накладываем поверочную линейку. Нулевую отметку циферблата подводим к большой стрелке индикатора. При определении неплоскостности пилу 3 устанавливаем на вал 4, зажимаем шайбой 5 и медленно вращаем за рукоятку 6.

Величина допустимого торцевого биения для нашего инструмента составляет до 0,19 мм.

Превышение нормативных значений неплоскостности свидетельствует о наличии дефектов полотна, которые делят на общие (тарельчатость, крылонатость, изгиб по окружности) и местные (слабое место, тугое место, выпучина, изгиб). Все дефекты исправляем посредством правки полотна.

Способ правки зависит от типа дефекта. Слабые места С исправляем ударами проковочного молотка с круглым бойком вокруг дефектного места, постепенно ослабляя удары по мере удаления от него. Удары наносим с обеих сторон пилы. Тугие места Т исправляем ударами проковочного молотка внутри зоны дефекта от границ к середине. Удары наносим с обеих сторон пилы. Выпучину В исправляем ударами проковочного молотка со стороны выпучины. Чтобы не изменить общего натяжения полотна, между пилой, положенной выпучиной вверх, и наковальней помещаем картонную или кожаную прокладку. Изгиб пилы И (складки у зубчатой кромки, отогнутые участки кромки, горбатость и одностороннюю крыловатость диска) исправляем ударами правильного молотка (с продолговатым бойком) либо по самому хребту изгиба, либо, если размеры дефекта значительны, от краев изгиба к хребту со стороны выпуклости. Ось бойка должна совпадать с направлением оси изгиба.

Оценку напряженного состояния диска пилы производим по величине прогиба пилы под действием собственной массы. Пилу устанавливаем сначала одной стороной вверх, а затем другой в горизонтальное положение на три опоры, отстоящие на равном расстоянии друг от друга и на расстоянии 5 мм от окружности впадин зубьев. Прогиб пилы измеряем индикатором часового типа (или поверочной линейкой и набором щупов) в трех точках на окружности радиусом 50 мм и подсчитываем среднюю величину прогиба. Если эта величина не соответствует 0,2 мм по [3] табл. 20, диск пилы проковываем или вальцуем (только после правки).

Вальцевать пилу будем по одной окружности радиусом 0,8R (где R - радиус пилы без зубьев) в течение трех-четырех оборотов пилы под действием роликов [6, с. 180-181]. Сила прижима роликов при вальцевании по одной окружности с радиусом 0,8R составляет 17 кН по [2] табл. 28

Правильно провальцованная пила должна приобретать равномерную вогнутость (тарельчатость). Величины вогнутости провальцованности нашей пилы, измеренные с обеих сторон на расстоянии 15 мм от края центрального отверстия пилы, должны соответствовать 0,2 мм. После вальцевания проверяем плоскостность и правим полотно пилы.

Оборудование, приборы и инструменты для вальцевания нашей пилы: станок ПВ-20 с приставкой; прибор для контроля степени проковки и вальцованной пилы с часовым индикатором; поверочные линейки, набор щупов [6, с. 180].

Проковка пил не механизирована и требует высокой квалификации. Она заключается в нанесении ударов проковочным молотком по центральной части пилы, лежащей на наковальне. Перед проковкой пилу размечаем для определения точек нанесения ударов, проводим 12...16 радиусов, равномерно делящих диск, и 6.. .8 концентрических окружностей на равном расстоянии друг от друга, причем наружная окружность отстоит на 20...30 мм от окружности впадин зубьев, а внутренняя - на 30...40 мм от окружности диаметра зажимных фланцев. Удары молотком наносим с одинаковой силой на всей поверхности пилы по радиусам от периферии к центру в точках их пересечения с окружностями. В том же порядке и по тем же точкам пилу проковывают с другой стороны.

Степень ослабления средней части пилы проверяют так же, как и при вальцевании [5, с. 154].

Установка и эксплуатация круглых пил.

1. Плоскость пилы 1 должна  быть строго перпендикулярна  оси вала, а торцовое биение  коренного фланца 2 не должно превышать 0,03 мм на радиусе 50 мм (рис. 6).

Рис. 6. Конструкция самоцентрирующихся фланцев

2. Ось вращения пилы  должна совпадать с осью вала. Для этого применим фланец 3 с  центрирующим конусом (рис. 6).

3. Для обеспечения надежного  зажима пилы фланцы контактируют  с пилой только наружными ободками  шириной 20-25 мм.

Для предотвращения самопроизвольного отворачивания гайки в процессе работы применим гайку с обратным направлением резьбы по отношению вращения вала.

4. Выход зубьев под  распиливаемым материалом для  нашего станка не должен превышать  высоты зуба.

5. Устанавливать в станок  неуравновешенные диски не допускается, так как это может вызвать  сильное биение вала, потерю устойчивости  пильным диском во время работы, неудовлетворительное качество  распиливания, быстрый износ подшипников  пильного вала. Неуравновешенность  дисков вследствие неравномерной  их толщины выявляют с помощью  специального приспособления для  статической балансировки. Устраняют  неуравновешенность (дисбаланс) диска  перешлифовкой поверхностей диска.

Подготовка зубьев пил к работе. В подготовку зубьев пил к работе входят насечка зубьев, уширение зубчатого венца, заточка и фуговка зубьев.

Насечка зубьев выполняем, когда необходимо изменить профиль зуба, если на пиле сломаны три (всего) или два зуба подряд. Для насечки применяем механически пилоштамп ПШП-2. В штампуемом контуре зубьев следует предусматривать припуск 1-1,5 мм относительно требуемого профиля. Окончательную форма зубьев достигаем заточкой их на пилоточных станках. При этом стачиваем слой металла с дефектами, образовавшимися при штамповке.

Широко применяется нарезка зубьев и посадочных отверстий лазером, имеющая ряд преимуществ: отсутствуют изгибы полотна или диска, исключается образование неравномерного по толщине слоя наклепанного металла и необходимость односторонней правки полотен и дисков, геометрическая точность каждого и копирования всех зубьев повышается, не образуются микротрещины по контуру зубьев, увеличивается срок службы пил, снижается шум при изготовлении и работе пил.

Уширение зубчатого венца. Развод зубьев - наиболее универсальный метод, применяемый для пил поперечного пиления с косой заточкой. Развод заключается в отгибании кончиков зубьев поочередно в правую и левую стороны на 1/3-1/2 высоты зуба от его вершины. Разводить зубья пил можно как до заточки, так и после нее.

Оборудование, приспособления и инструменты для развода зубьев нашей пил: станок РАП8 (диаметр пил до 800 мм), ручные разводки ПИ-39, тиски для зажима пилы при разводе, индикаторный разводомер для контроля точности развода.

Точность развода контролируем индикаторным разводомером. Допускаемые отклонения величины развода отдельных зубьев пилы - ±0,05 мм [6, с. 183-184].

Для заточки зубьев применим станок ТчПК8, со шлифовальными кругами ЭБ25СТ2Б5 и ЭБ40СТВ. Подача на один ход круга не должна превышать 0,06 мм. Подшлифовываем зубья точильным кругом ЭБ40СТВ. При этом делаем два-три легких прохода с величиной врезания на один ход круга не более 0,02 мм. Заусенцы с боковых граней снимаем мелкозернистым шлифовальным бруском.

Прифуговку выполняем по высоте зубьев и по ширине режущей кромки (с боков) на заточных станках. Прифуговку на валу осуществляем мелкозернистым оселком (зернистость 5...10) при вращении пилы в направлении, обратном рабочему, и малой частоте вращения [5, с. 155].

1.10 Последовательность наладки  и настройки станка

Устанавливают и закрепляют пилу на шпинделе торцовочного станка так же, как на станках для продольной распиловки. Пильный суппорт регулируют по высоте так, чтобы зубья пилы располагались в пазу стола на 5…6 мм ниже его рабочей поверхности. Настроечное перемещение осуществляют маховичком путем подъема или опускания колонки совместно с суппортом. После настройки по высоте колонку следует зафиксировать стопорным устройством.

Рабочий ход пильного суппорта регулируют перестановкой упоров–ограничителей. Ограничители устанавливают в зависимости от ширины торцуемой доски так, чтобы при подаче холостой пробег пилы был минимальным. Это позволяет эффективнее использовать станок. При регулировке упоров пользуются шкалой, укрепленной на суппорте или станине станка.

Далее осуществляют размерную настройку торцовочного станка. Различают торцовку по предварительной разметке и с установкой заготовки по шкале (меткам), нанесенной на направляющей линейке, или по упору.

Установка заготовки на позиции по меткам не обеспечивает точного получения размера и может применяться только для предварительной грубой торцовки досок. Базирование заготовок по упору позволяет торцевать детали с большой точностью.

Для повышения производительности при торцовке деталей разной длины используют несколько упоров с ручным или автоматическим управлением.

Для повышения производительности при торцовке деталей разной длины используют несколько упоров с ручным или автоматическим управлением (рис. 8). Упоры 1 обычно укреплены на штанге 2, и каждый из них может переставляться на заданную длину L отпиливаемой детали. Для точного перемещения упоров пользуются шкалой 3, прикрепленной к направляющей линейке 4 или штанге 2. Расстановку упоров проверяют путем контроля длины деталей, полученных при пробной распиловке. При необходимости расположение упоров корректируют.

Скорость подачи в станках с гидроприводом регулируют путем изменения числа ходов суппорта в минуту. Число ходов ус танавливают в зависимости от породы древесины и размеров сечения распиливаемой заготовки. При торцовке древесины твердых пород используют меньшее число ходов суппорта, чем при раскрое древесины мягких пород.

Закончив подготовку и наладку станка и убедившись в свободном вращении пилы, приступают к пробной распиловке. Выпиленные детали должны удовлетворять следующим требованиям: отклонение от перпендикулярности торца к пласту и кромке детали допускается не более 0/2 мм на длине 100 мм; шероховатость поверхности резания Rmмах должна быть не более 320…500 мкм.