Пилы круглые для распиловки древесины. Пиление круглыми пилами

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)

Сечения клинков

По форме сечения можно выделить следующие основные типы:

Прямой клин от обуха (треугольный в сечении клинок, чаще называется скандинавским типом заточки). Благодаря малому углу режущей кромки и плоским спускам клинок прекрасно приспособлен для реза. Вес клинка немного меньше, чем у клинка со спусками не на всю ширину. Для рубящих действий приспособлен плохо из-за меньшей прочности тонкой режущей кромки. Требует качественных материалов и термомеханической обработки.

Клинок с прямыми спусками. Подобен клинку типа 1, но режущая кромка образована более тупым углом, что даёт бо́льшую прочность и износостойкость при ухудшении качества реза.

Клинок с вогнутыми (бритвенными) спусками. Помогает достичь особой тонкости режущей кромки при толстом и прочном обухе. Используется на опасных бритвах и ножах, где требуется острота лезвия. Иногда вогнутость спусков обусловлена технологическими причинами (спуски выполняются цилиндрическим вращающимся режущим инструментом).

Клинок с выпуклыми (линзовидными) спусками. Клинок особой прочности при рубящих ударах.

Прямой клин с подводами к режущей кромке (часто называется европейским типом заточки). Подобен клинку типа 1, но режущая кромка образована более тупым углом за счёт образования подводов возле режущей кромки.

Круглая пила

Круглая пила передвижной пилорамы

Не следует путать с Кольцевая пила .

Кру́глая пила́ (устаревшие названия: циркульная пила , циркулярная пила , также просторечное название: циркулярка ) - режущий инструмент в виде плоского металлического диска, на внешней кромке которого расположены зубья. Используется на круглопильных, маятниковых и других станках, также в ручном электроинстументе для раскроя различных материалов, чаще древесины, пластика, мягкого металла.

Основные геометрические характеристики круглой пилы

Тип пилы (форма и тип заточки зубьев)

Внешний диаметр пилы

Количество зубьев

Ширина реза

Толщина полотна пилы

Диаметр посадочного отверстия.

Слесарная практика.

Слесарное дело – это ремесло, состоящее в умении обрабатывать металл в холодном состоянии при помощи ручных слесарных инструментов (молотка, зубила, напильника, ножовки и др.).

Некоторые инструменты:

Основные инструменты для слесарных работ

Слесарный инструмент используется для ручной обработки различных материалов. С его помощью выполняют различные операции, при этом разумно, что качество готовой работы зависит не только от мастерства исполнителя, но и от верного выбора качественного инструмента. Наша статья предоставит вам полезную информацию о том, какие слесарные инструменты должны непременно найти себе место в домашней мастерской.

Тиски - служат для жесткой фиксации обрабатываемых деталей, которые плотно зажимаются сдвигающимися губками. Прочность фиксации элементов закономерно оказывает влияние на качество ее обработки. Тиски бывают настольными, которые сами закрепляются на жестком основании (привинчиваются к краю верстака, табурета), или ручными, предназначенными для обработки напильником мелких деталей.

Напильник - металлический брусок с насечкой, который хотя и относится к категории металлорежущего инструмента, часто применяется для работы с пластиком, деревом и т.д. Набор домашнего мастера требует комплекта напильников различной формы: плоские, трехгранные, ромбовидные, полукруглые - все варианты обязательно понадобятся при выполнении важных слесарных работ. Вы также вряд ли сможете обойтись без надфилей-напильников с мелкой насечкой для обработки небольших деталей.

Разводной ключ - предназначен для закручивания и выкручивания болтов, гаек, различных элементов трубопроровода. Универсальность ключей, заключающаяся в возможности регулирования зазора между губками, обеспечивает возможность применения одного инструмента для болтов и гаек разного размера.

Гаечный ключ - представляет собой менее «продвинутый» аналог разводного ключа. Обладает сходными функциями, захватывая изделия посредством специального зева или контурных выступов/углублений. Гаечных ключей в наборе мастера должно быть несколько, так как они подбираются отдельно для каждой гайки определенного размера.

Чертилка - небольшой стальной стержень (диаметр - 2,5-6 мм; длина - 20 см) с остро заточенным концом или вставной иглой, который используют с целью разметки: обозначения контуров деталей на металле.

Плоскогубцы - оптимальный инструмент для надежного захвата деталей и выгибания металлических элементов небольших размеров (провода, проволока). Внутренняя поверхность губок традиционно оборудуется двумя полукруглыми выемками с зубцами для усиления качества фиксации гаек.

Зубило - продолговатый стержень, заточенный с одной из сторон, используется для рубки металла и камня. Этот ударно-режущий инструмент употребляется в комплекте с молотком или кувалдой: воздействуя молотком на бойковую часть зубила, вы придаете ему ударное ускорение для уверенного раскалывания/разрезания обрабатываемого материала.

Пробойник - необходим для того, чтобы пробить отверстие в каменной стене или металлическом листе. С целью создания дырок различных размеров стоит позаботиться о наличии нескольких видов пробойников.

Кернер - незаменимый инструмент из твердой стали для разметки центра будущего отверстия на металлических поверхностях. В соответствии с наименованием такой центральной лунки (керн) инструмент и получил свое название. Кернение производится ударами молотка по затыльнику кернера.

Паяльник - логично используется для спаивания деталей. Выбирая паяльник, не старайтесь приобрести экземпляр большого размера - для домашней работы вполне подойдет паяльник мощностью 65–100 Вт.

Настольная наковальня - применяется в качестве опоры, в том случае если вам нужно разрубить или выгнуть металлические детали (жестяные заготовки, проволоку, стержень).

Отвертка - служит для закручивания/откручивания винтов винтов и шурупов. Выделяют три категории отверток: плоские и крестообразные используются для соответствующих головок крепежей, универсальные модели применяются повсеместно.

Молоток - стандартный инструмент, без которого невозможно обойтись в практически любой области строительно-ремонтных работ. В слесарном деле употребляют молоток с квадратным или круглым бойком. Противоположный бойку конец рабочей поверхности, называемый носком, используется с целью правки и вытягивания металла.

Точильный станок (точило) - оптимальный выбор для затачивания инструмента и зачистки деталей. Как правило, выпускают настольные точильные машины, которые аналогично тискам фиксируются на жестком основании. При помощи точильного станка ножи, топоры и зубила всегда будут в форме.

Ножовка по металлу - конструктивно состоит из рамки и сменного ножовочного полотна и предназначается для распиловки металлических деталей. Полотна ножовки представлены в различных вариантах: модели с мелкими зубьями применяют для резания твердых металлов, с крупными - для мягких металлов и пластика.

Такелажная практика.

В этом процессе резание осуществляется многорезцовым вра­щающимся инструментом в форме диска - круглой пилой. В круг­лопильных станках пила может находиться относительно заготов­ки в верхнем или нижнем положении (рис. 24).

Диаметр резания D = 2R, мм (он же - главная характеристика инструмента - диаметр пилы), в анализе процесса принимается одинаковым для всех зубьев. Частота вращения пилы п, мин -1 , считается постоянной. Тогда скорость главного движения v, м/с:

В среднем скорость v при пилении круглыми пилами на стан­ках составляет 40...80 (максимум 100... 120) м/с.

Движение подачи придается, как правило, заготовке. Скорость механической подачи v s в станках достигает 100 м/мин и более.

Подачу на один оборот пилы S 0 и на один зуб S z мм, опреде­ляют по формулам

где z = πD/t 3 - число зубьев пилы; t 3 - шаг зубьев, мм.

Различают пиление со встречной подачей, когда проекция век­тора скорости главного движения v на направление подачи и век­тор скорости подачи заготовки v s направлены навстречу друг дру­гу, и с попутной подачей, когда они совпадают по направлению.

При продольном пилении попутная подача использует­ся редко, так как при ней возможно затягивание древесины пилой, что приводит к неравномерной скорости подачи, перегрузке дви­гателей механизмов главного движения и подачи, т. е. к аварийному положению. Попутная подача часто встречается при поперечном пилении при неподвижной заготовке. На рис. 24, а, б показано пи­ление со встречной подачей. Изменение направления вектора v бу­дет соответствовать схеме пиления с попутной подачей.

Траектория главного движения - вращения пилы вокруг оси - представляет собой окружность радиуса R, на которой расположе­ны вершины зубьев. Траектория движения подачи заготовки (или оси вращения пилы, если ей придано движение подачи) - пря­мая линия. Траектория движения резания - перемещения верши­ны зуба пилы относительно распиливаемой древесины - получа­ется в результате сложения двух одновременно происходящих дви­жений: главного и подачи.

У всех современных круглопильных станков скорость главного движения v во много раз превышает скорость подачи v s , так что вектор скорости резания v e по величине и направлению мало от­личается от скорости главного движения. В расчетах их обычно при­нимают равными, допуская при этом незначительную погрешность. Слой (см. рис. 24, б) срезается по дуге АВ, которую называют дугой контакта зуба с древесиной. Точка А является точкой вхо­да, точка В - точкой выхода зуба из древесины. Средняя точка С делит дугу контакта пополам. Отмеченным точкам соответствуют угол входа φ вх , угол выхода φ вых и средний угол φ ср , которые отсчитывают от нормали к направлению подачи. Величины углов φ вх и φ вых определяются расстоянием h, радиусом пилы R и высо­той пропила t (табл. 11).

Таблица 11. Соотношения для вычисления φ вх и φ вых

Угол, соответствующий дуге резания или длине срезаемого слоя, называют углом контакта φ конт:

Текущий угол φ , определяющий положение зуба на дуге резания, нарастает равномерно, пропорционально времени; поэтому можно говорить о среднем угле φ ср , характеризующем режим пиления:

При продольном пилении угол φ ср будет соответствовать среднему углу встречи главной режущей кромки зуба с волокнами древесины:

Длина срезаемого слоя / вычисляется как длина дуги контакта

где φ конт измеряется в градусах.

В процессе подачи два соседних зуба формируют разные повер­хности дна пропила: один зуб - поверхность со следом 1- 1 ", вто­рой - поверхность со следом 2-2". Расстояние между этими по­верхностями по направлению подачи равно S z . Расстояние по нор­мали - кинематическая толщина слоя а - различно (рис. 24, в). Текущее значение кинематической толщины срезаемого слоя вы­числяют по формуле

Частные значения толщины слоя:

в точке входа

в точке выхода

в середине дуги резания (серединная толщина)

Средняя толщина вычисляется путем деления площади боко­вой поверхности слоя f c б на длину:

Формулы (109), (110) дают несколько различные результаты, однако с достаточной для практики точностью можно приравнять среднюю по длине дуги резания и среднюю по площади боковой поверхности толщину стружки:

В сечении, проходящем через ось вращения пилы (поперечном), геометрия срезаемого слоя, как отмечалось ранее, зависит от спо­собов уширения пропила: средняя толщина слоя по сечению в середине дуги контакта

Ширина слоя также зависит от способа уширения пропила:

При продольном пилении главная (короткая) режущая кромка зуба перерезает волокна древесины и формирует дно пропила, а боковые режущие кромки участвуют в формировании стенок про­пила. Такое распределение функций предопределяет требования к геометрии зубьев пилы для продольного распиливания: короткая режущая кромка должна быть выдвинута вперед по ходу вращения относительно передней поверхности за счет положительного угла γ . При этом волокна будут перерезаны прежде, чем они начнут отде­ляться передней поверхностью, благодаря чему предотвращается неорганизованный вырыв волокон.

При повышенных требованиях к качеству поверхности пропила у боковых режущих кромок должен быть создан положительный передний угол за счет косой заточки по передней грани (γ бок = φ 1). Так как зубья формируют две стенки пропила, косая заточка должна быть выполнена через зуб: четных зубьев - в одну сторону, нечет­ных - в другую.

Кинематика процесса пиления предопределяет наличие на по­верхности пропила систематических неровностей - рисок, остав­ляемых зубьями (см. рис. 24, г). Можно рассчитать высоту кинема­тических неровностей у, например для пилы с разведенными зу­бьями. Из геометрических соотношений следует, что у= 2аtg λ р , где а - толщина срезаемого слоя; λ р - угол развода.

Могут быть замерены непосредственно на пиле tgλ p = b 1 /h p ; b 1 иh p = 0,5h 3 .

Для оценки шероховатости поверхности по параметру R m max требуется вычислить наибольшее значение кинематических неров­ностей y max :

Расчеты R m max по формуле (114) дают заниженный результат (иногда в несколько раз). Это объясняется тем, что при пилении на станке на шероховатость поверхности пропила оказывают до­полнительное влияние неточности уширения зубьев, контакт с зубьями нерабочей зоны пилы, упругое восстановление волокон древесины и упругий отгиб зубьев, затупление режущих кромок и вершин зубьев, трение стружек о стенки пропила, биение дис­ка пилы в радиальном и поперечном направлениях, вибрация пилы, смещение заготовки во время распиливания и многие дру­гие причины.

Достаточно точный прогноз ожидаемой шероховатости по­верхности пропила можно получить на основании опытных дан­ных, в которых высота неровностей R m max связана с важнейши­ми исходными условиями пиления: наибольшей толщиной сре­заемого слоя (через параметры S z и φ вых ) и способом уширения пропила.

В табл. 12 и 13 приведены допустимые подачи на зуб, обеспечи­вающие заданную шероховатость поверхности.

Таблица 12. Максимальная подача на зуб, мм, при различной заданной шероховатости поверхности пропила для продольного пиления круглыми пилами

Высота неровностей R mm ах, мкм, не более	Разведенные зубья	Плющеные зубья	Зубья с радиальным поднутрением (строгальные)
	при угле выхода φ вых, °
	20 ...50	60...70	20 ...50	60...70	20...50	60... 70
	1,2	1,2	1,8	1,5	-	-
	1,0	0,8	1,5	1,2	-	-
	0,8	0,5	1,2	0,75	-	-
	0,3	0,1	0,45	0,15	-	-
	0,1	0,1	0,15	0,15	-	0,3
	од	-	0,15	-	0,3	0,15
	-	-	-	-	0,15	0,07
	-	-	-	-	0,07	-

Таблица 13. Максимальная подача на зуб, мм, при различной заданной шероховатости поверхности пропила для поперечного пиления круглыми пилами

Примечание: Средние производственные условия резания, зубья острые.

При поперечном пилении (рис. 25) условия работы ре­жущих кромок иные, чем при продольном: перерезает волокна и формирует стенку пропила боковая кромка, а короткая режущая кромка и передняя поверхность скалывают перерезанные волок­на, формируя дно пропила.

Это определяет следующие требования к геометрии зубьев. Бо­ковая кромка должна перерезать волокна прежде, чем в контакт с ними вступит передняя поверхность. Для этого она должна быть выдвинута вперед по ходу пилы относительно короткой кромки за счет отрицательного (или нулевого) контурного переднего угла (γ ≤ 0°) и иметь положительный передний угол γ бок за счет косой заточки. Обычно косая заточка выполняется по передней и задней поверхностям зуба.

Как правило, для размещения стружки во впадинах зубьев не требуется ограничение скорости подачи, вычисленной из условия обеспечения необходимой шероховатости (см. табл. 13). Для про­дольного пиления коэффициент напряженности впадины σ = 2... 3, а для поперечного σ = 20... 30 из-за малых подач на зуб. Это означа­ет, что условия размещения во впадинах и транспортировки стру­жек из пропила остаются нормальными.

В практических расчетах энергозатрат на процесс пиления при проектировании привода круглопильных станков, определении силовых воздействий на инструмент и элементы станка вычисля­ют среднюю цикловую касательную силу.

Средняя цикловая касательная сила - это условная постоянная касательная сила F x ц, которая, действуя на пути, равном длине окружности пилы 2 πR (один оборот - цикл главного движения), совершает ту же работу, что и средняя касательная сила на зубе F xcp за один оборот пилы:

где z - число зубьев пилы (за один оборот пилы каждый зуб прой­дет через пропил, совершая работу, равную F xcp l).

Из равенства следует

где z р e ж - число одновременно режущих зубьев (величина средне­взвешенная, не округляемая до целых единиц).

Средняя касательная сила на зубе F xcp - это условная посто­янная касательная сила, которая, действуя на пути, равном длине срезаемого слоя l , совершает ту же работу, что и фактическая пе­ременная касательная сила на пути, равном фактической дуге кон­такта резца с древесиной.

Сила F xcp отнесена к средней точке дуги контакта С (см. рис. 24, б), положение которой определяет угол φ ср . Величину ее рассчитыва­ют по формуле

где F xT - табличное значение касательной силы для процесса продольного пиления круглой пилой, взятое для толщины срезае­мого слоя а ср в средней точке дуги контакта, Н/мм (табл. 14); b - ширина срезаемого слоя, мм; а попр - общий поправочный мно­житель, учитывающий отличие расчетных условий пиления от табличных.

Таблица 14. Табличная касательная сила F xT и удельная работа К т для продольного пиления круглой пилой

а ср, мм	F x т, Н/мм	К т, Дж/см 3	а ср, мм	F xT , Н/мм	К т, Дж/см 3
0,10	9,5		0,50	23,8	47,5
0,15	12,0		0,60	26,4	44,0
0,20	14,2		0,80	31,2	39,0
0,25	16,0		1,00	36,0	36,0
0,30	18,0		1,20	40,8	34,0
0,35	19,3		1,40	44,8	32,0
0,40	21,0	52,5	1,60	48,8	30,5
0,45	22,5	50,0	2,00	56,0	28,0

Примечание: Сосна, W = 10... 15 %; t = 50 мм, φ в = 60°; V = 40 м/с; зубья острые; δ = 60°.

Максимальная касательная сила

где а тах = а вых - максимальная толщина слоя (вблизи точки выхо­да); а ср - средняя толщина слоя.

Максимальная нормальная сила

По средней цикловой силе вычисляют мощность резания Р р, Вт:

Мощность резания может быть вычислена также по объемной формуле

где К Т - табличное значение удельной работы продольного пиле­ния круглой пилой (см. табл. 14), Дж/см 3 ; а попр - общий поправоч­ный множитель, учитывающий отличие расчетных условий от таб­личных.

Наибольшую скорость подачи v s (р) , допустимую по условию пол­ного использования заданной мощности резания Р р, рассчитыва­ют по преобразованной объемной формуле

По табл. 14 находят значение средней толщины срезаемого слоя а ср, соответствующее вычисленной табличной силе F XT . Затем по а ср по­следовательно в соответствии с формулами (112), (111), (101) опре­деляют а серед , S z . v s .

При поперечном резании расчет сил резания сложнее. Средняя карательная сила на зубе F xcp исчисляется через табличную каса­тельную силу F XT (табл. 15), отнесенную к единице ширины про­пила, а не фактического срезаемого слоя и выбираемую в зависи­мости от кинематической, а не средней по сечению толщины струж­ки на середине дуги контакта:

В этой же таблице приведены табличные значения удельной работы поперечного пиления К Т.

Таблица 15. Табличная касательная сила F Т и удельная работа К Т для поперечного пиления древесины круглой пилой

а серед = S z sin j ср мм	F xT , Н/мм, для ширины пропила В пр , мм	К т, Дж/см 3 , для ширины пропила B пр , мм
1,5	2,5	3,5	5,0	1,5	2,5	3,5	5,0
0,01	1,25	1,05	0,90	0,75
0,02	2,14	1,84	1,56	1,24
0,03	2,94	2,52	2,10	1,65
0,04	3,76	3,16	2,60	1,96
0,05	4,50	3,75	3,05	2,25
0,075	6,45	5,25	4,15	2,85
0,10	8,30	6,70	5,20	3,50
0,15	12,30	9,60	7,50	4,95
0,20	16,20	12,20	9,80	6,40

Примечание: Сосна, W = 15%, зубья острые.

Особенности пиления древесных материалов. Для пиления дре­весно-стружечных плит общий характер зависимости касательной и нормальной сил резания и шероховатости обработанной поверх­ности от средней толщины срезаемого слоя остается тем же, что и для пиления древесины. В табл. 16 приведены ориентировочные дан­ные по пилению ДСтП круглой пилой.

Таблица 16. Табличная касательная сила F xr и удельная работа К Т для пиления древесно-стружечной плиты круглой пилой

а ср , мм	F xr , Н/мм, при плотности плиты, кг/м 3	К Т, Дж/см 3 , при плотности плиты, кг/м 3
0,2	1,6	2,5	3,3	78,6	123,0	167,0
0,4	2,2	3,4	4,7	54,4	85,0	117,0
0,6	2,6	4,1	5,6	43,5	68,0	92,5
0,8	3,0	4,6	6,3	37,1	58,0	78,9
1,0	3,4	5,3	7,2	33,9	53,0	72,0
1,2	3,9	6,1	8,3	32,7	51,0	69,4
1,4	4,5	7,1	9,6	32,4	50,6	68,9
1,6	5,2	8,1	11,0	32,2	50,4	68,5
1,8	5,8	9,0	12,3	32,1	50,2	68,2
2,0	6,4	10,0	13,6	32,0	50,0	68,0
2,2	7,0	11,0	14,9	31,9	49,8	67,8

Примечание: Количество связующего 8 %, зубья острые, v = 40 м/с, В пр = 3 мм, В = 1,7 мм, φ ср = 35 0 .

Качество распиливания ДСтП характеризуется величиной ско­лов на кромке (измеряется по пласти плиты в направлении, пер­пендикулярном плоскости пропила) и шероховатостью поверхно­сти пропила (главным образом величиной неровностей разруше­ния и ворсистостью).

Сколы являются следствием отслоения поверхностных частиц плиты под силовым воздействием зубьев на входе в материал или на выходе из него. Величина сколов может быть сведена к миниму­му за счет правильного выбора геометрии зубьев пилы (переднего угла и угла косой заточки), обеспечения надлежащего подпора по пласти плиты вблизи кромки пропила, исключения возможности работы затупленным инструментом. Шероховатость поверхности пропила в значительной мере зависит от средней толщины среза­емого слоя (подачи на резец). При этом показатели шероховатости ухудшаются с уменьшением плотности плит и содержания связу­ющего.

Для получения удовлетворительного качества поверхности про­пила рекомендуются следующие подачи на зуб пилы: 0,03... 0,05 мм для плит плотностью 700 кг/м 3 и с содержанием связующего ме­нее 8 %; 0,05...0,1 мм для плит плотностью 900 кг/м 3 и с содержа­нием связующего 8... 12 %; 0,15...0,25 мм для плит плотностью свы­ше 900 кг/м 3 и с содержанием связующего свыше 12 %.

При пилении ДСтП, облицованных декоративным пластиком, предъявляются повышенные требования в отношении сколов по поверхности облицовки. Определены условия чистового пиления, при которых длина сколов не превышает 50 мкм: пила минимального диаметра с
зубьями, оснащенными пластинами твердого сплава, γ = -10°, α = 15°, β = 70°, φ бок < 13 мкм, v= = 40... 50 м/с, S z < 0,03 мм. ДСтП, облицованные шпоном, можно распиливать поперек волокон облицовки теми же пилами при несколько большей подаче на зуб: S z ≤ 0,05 мм.

Наиболее часто пилением обрабатывают древесный слоистый пластик ДСП-Б, в котором через каждые 1...2 параллельных слоя шпона один слой расположен под углом 90° к ним.

Структура пластика (рис. 26) предопределяет использование следующих видов пиления: поперек волокон 5 и вдоль волокон в направлении прессования 3, перпендикулярно направлению прессования 1, параллельно клеевым слоям 4 и вдоль волокон с перерезанием их в торец 2. Величина удельной работы и реко­мендуемые параметры пиления ДСП круглой пилой приведены в табл. 17 и 18.

Таблица 17 Удельная работа пиления ДСП круглой пилой

По виду боковых поверхностей пильного диска (по форме по­перечного сечения) различают плоские, конические и строгаль­ные (с поднутрением боковых поверхностей) круглые пилы.

Плоские пилы. Конструктивные характеристики пил регламен­тируются ГОСТ 980 - 80 «Пилы круглые плоские для распиловки древесины» и ГОСТ 9769-79 «Пилы дисковые дереворежущие с пластинками из твердого сплава».

Пилы для распиловки древесины (рис. 27) изготавливают из стали 9ХФ двух типов: А - для продольной распиловки, Б - для попереч­ной. При использовании пил в различных деревообрабатывающих про­изводствах требуется большое разнообразие их типоразмеров. Диаметр пил колеблется в пределах 125... 1600 мм, толщина диска 1,0... 5,5 мм, число зубьев 24... 72 у пил типа А и 60... 120 у пил типа Б. Углы зубьев установлены с учетом условий работы главного (короткого) и боко­вых лезвий зуба при продольном и поперечном пилении.

Пилы типа А (см. рис. 27, б) для продольного распиливания выпускаются в двух исполнениях: исполнение 1 - с ломано-ли­нейной задней поверхностью зубьев и исполнение 2- с прямоли­нейной задней поверхностью зубьев. Пилы типа А исполнения 2 диаметром 125...250 мм с увеличенным числом зубьев применяют в основном в электрифицированном ручном инструменте, на бы­товых деревообрабатывающих и фрезерных станках.

Пилы типа В (см. рис. 27, б) для поперечного распиливания также имеют два исполнения: исполнение 3 - с передним углом, равным нулю, и исполнение 4- с отрицательным передним углом. Пилы исполнения 3 применяют на круглопильных станках с нижним рас­положением шпинделя, исполнения 4 - на станках с верхним рас­положением шпинделя относительно распиливаемого материала.

Углы зубьев круглых плоских пил, °

Нормальная устойчивая работа круглой пилы возможна только в случае правильного выбора диаметра и толщины диска, а также ди­аметра шайбы, закрепляющей пилу на шпинделе станка. Наимень­ший диаметр D min , мм, пильного диска определяется толщиной рас­пиливаемого материала и диаметром фланца для закрепления пилы на шпинделе станка (для пил с расположением шпинделя над и под распиливаемым материалом соответственно) по соотношениям

где t - высота пропила, мм; d ф - диаметр зажимного фланца, мм; h 3 - наименьший выход пилы из пропила, примерно равный высоте зуба пилы, мм; h - наименьшее расстояние от оси пилы до стола станка, мм.

Начальный диаметр диска D = D min + 2Δ, где Δ - запас по радиусу на износ, мм (Δ ≈ 25 мм).

Толщина пильного диска, мм, выбирается в зависимости от диаметра:

Прочие размеры профилей зубьев вычисляют по формулам: шаг зубьев t 3 , мм, при толщине диска b, мм:

высота зуба h 3 , мм:

Число зубьев z, шт.:

Радиус впадины r , мм:

Изготавливают круглые пилы из инструментальной легирован­ной стали 9ХФ, HRC 3 40... 45 в соответствии с требованиями стан­дарта по утвержденной технической документации.

Плоские пилы с пластинками из твердого сплава. Эти пилы (рис. 28) применяют для распиловки древесных материалов (ДСтП, ДВП, клееной древесины), а также цельной древесины (ГОСТ 9769-79).

Режущие пластины зубьев пилы изготавливают из металлоке­рамического сплава карбида вольфрама и кобальта ВК6, ВК15, а корпус пилы - из инструментальной легированной стали 50ХФА или 9ХФ, HRC 3 40...45. По технологическому назначению пилы подразделяются на три типа (табл. 19).

Таблица 19. Размеры и углы зубьев дисковых плоских пил с пластинками из твердого сплава (см. рис. 28)

Параметры пилы		Типы пил
1 - для распиловки ДСтП, фанеры, ДВП, листового пластика и клееной древесины	2 - для продольной распиловки цельной и клееной древесины	3 - для распиловки облицованных щитов поперек волокон
Диаметр D, мм Номинальная ширина пропила В пр, мм	160...400 2,8...4,1	160...450 2,8...4,3	320...400 3,0...4,5
Диаметр посадочного
отверстия d, мм	32...50	32... 80
Число зубьев z Угол, °:	24...72	16...56	56...96
передний γ	10; 5; 0	20; 10	20; 10
заточки β	65; 70; 75	55; 65	55; 65
задний α
резания δ	80; 85; 90	70; 80	70; 80
косой заточки φ

Пилы круглые (дисковые) конические. Конические пилы (рис. 29, а) применяют для ребровой распиловки пиломатериалов на тонкие до­щечки в целях уменьшения отходов древесины в опилки (ширина пропила почти вдвое меньше, чем при пилении плоскими пилами). Толщина отпиливаемых дощечек не должна превышать 12... 18 мм, иначе пила не сможет отгибать их в сторону и произойдет закли­нивание ее в пропиле. Для несимметричной распиловки использу­ют односторонние конические пилы (лево- и правоконические), для симметричной распиловки - двусторонние.

Размеры односторонних конических пил: диаметр 500... 800 мм, толщина центральной части диска 3,4...4,4 мм, толщина зубьев 1,0...1,4 мм, число зубьев 100; диаметр посадочного отверстия 50 мм. Зубья пил имеют передний угол 25°, угол заточки 40°. Материал пил - сталь 9ХФ, HRC 3 41...46.

Пилы круглые (дисковые) строгальные. У строгальных пил боко­вые поверхности имеют поднутрение от периферии к центру под углом 0°15’ … 0°45", вследствие чего отпадает необходимость в уширении режущего венца путем развода или плющения зубьев.

Боковые режущие кромки зубьев строгальной пилы, формиру­ющие поверхности пропила, расположены в одной плоскости. Пильный диск с поднутрением отличается устойчивостью в рабо­те, поэтому качество распиловки характеризуется малыми величинами кинематических и вибрационных неровностей. Поверхно­сти пропила по шероховатости приближаются к строганым (отсю­да и название пил).

Строгальные пилы применяют для чистовой распиловки су­хой древесины влажностью не более 20 % в любом направлении относительно волокон. Размеры пил и профили зубьев стандар­тизованы (ГОСТ 18479-73). По форме сечения различают пилы одноконусные 4 и двухконусные 5 (рис. 29, б). Последние предус­мотрены для продольной 6и поперечной 7 распиловок.

В строгальной пиле масса металла нарастает к периферии дис­ка; при значительных диаметрах диска и большой частоте враще­ния в диске могут возникать опасные разрывающие напряжения от центробежных сил. Поэтому диаметры этих пил не превышают 400 мм (160...400 мм). Материал пил - сталь 9ХФ или 9Х5ВФ, HRC 3 51... 55.

Круглые пилы — эта многорезцовый инструмент, имеющий форму диска, сферы или цилиндра. Пиление осуществляется вращательным движением инструмента при поступательном движении обрабатываемого материала или пилы вместе с ее приводом. Вращательное движение характеризуется окружной скоростью, которую условно называют скоростью резания, а поступательное движение — скоростью подачи. Скорость резания в круглопильных станках всегда в несколько раз больше скорости подачи. Осуществление процесса пиления возможно только в том случае, если имеются оба движения.

Для того чтобы круглые пилы могли про­тивостоять воздействию на них сил резания, инерции, нагрева и других, возникающих при пилении, их изготавливают из высоко­качественных легированных сталей. Разме­ры пильного диска и зубьев даны в ГОСТах и технических условиях.

Режущая часть круглых пил состоит из зубьев, расположенных по окружности. Форма зубьев и их профиль определяются углами резания и очертаниями задней, пе­редней граней между зубной впадиной.

В зависимости от назначения пил про­филь зубьев и их угловые значения бывают разными. По виду пиления круглые пилы разделяются на пилы для продольной, по­перечной и смешанной распиловки древе­сины и древесных материалов. Они отли­чаются друг от друга профилем зубьев, уг­лами резания и способом заточки зубьев. Классификация круглых пил дана на схе­ме (рис. 1.1).

Круглые пилы различаются по разме­рам пильного диска (по внешнему диамет­ру, форме, профилю его сечения, диамет­ру центрового отверстия и толщине диска), размерам, числу и профилю зубьев. Попе­речное сечение и конструкции различных пил показаны на рис. 1.2.

В производственной практике применя­ются пилы с плоским диском, имеющим оди­наковую толщину по всему сечению, кони­ческим диском, с поднутрением, сферичес­кие и цилиндрические. Некоторые зару­бежные фирмы выпускают конические пилы с различными сечениями пильного диска (рис. 1.2, б).

Предпринимались попытки применить пилы с иной конструкцией пильного диска: трехслойные, имеющие в середине незака­ленный слой металла, а на наружных по­верхностях слои из легированной стали высокой твердости (54 – 56 HRC), а также с шумопоглощающим слоем, который на­ходился в небольшом углублении по всей плоскости диска пилы. Из-за сложности эксплуатации они не получили промышлен­ного распространения.

В последние годы наружные поверхно­сти круглых пил стали покрывать тонким слоем антифрикционного материала – тефлона, имеющего пониженный коэффициент трения. Пильный диск нагревается меньше, что улучшает его устойчивость в работе, однако наличие этого слоя усложняет под­готовку пильных дисков, и они также не получили широкого распространения.

Передний угол у — это угол между ра­диусом пилы и передней гранью зуба; угол заострения (3 — угол между передней и зад­ней гранями зуба; задний угол а — угол между задней гранью зуба и касательной к окружности вращения пилы, проведенной из вершины зуба (касательная перпенди­кулярна радиусу пилы). Угол резания 8 об­разован передней гранью зуба и касатель­ной к окружности вращения пилы, прове­денной из вершины зуба. Угол резания ра­вен сумме угла заострения и заднего угла:

Сумма всех углов резания (передне­го, заднего и угла заострения) всегда рав­на 90°:

γ + β + α = 90°

У пил для продольной распиловки дре­весины передний угол имеет положитель­ное значение, а угол резания меньше 90° (рис. 1.3, а-в), а у пил для поперечной рас­пиловки передний угол может быть равен нулю и иметь отрицательное значение.

Каждый зуб пилы имеет две боковых (1 -2 и 1′-2′) и одну короткую 1 -1′ режущие кромки (рис 1.3, II). Короткая режущая кромка образована пересечением пере­дней и задней поверхностей зуба и заклю­чена между боковыми плоскостями пилы; боковые — пересечением передней повер­хности (1’, 2’, 2′, 1’) с боковыми плоскостя­ми пилы.

Промышленностью выпускаются круг­лые пилы с плоским диском (стальные, с пластинками из твердого сплава), с поднутрением (строгальные), конические, сфери­ческие, цилиндрические. Стальные пилы изготавливают в соответствии с требовани­ями ГОСТ 980-80 «Пилы круглые плоские для распиловки древесины. Технические ус­ловия». В нем насчитывается 232 типоразмера круглых пил, из них 119 для продоль­ной и 113 для поперечной распиловки дре­весины. Величины напряженного состояния пильных дисков нормированы. В ГОСТ 980-63, 980-69 эти величины были увязаны с наиболее рациональными режимами пиле­ния 40 — 60 м/с, дающими при продольной распиловке древесины наименьшие энер­гозатраты и наиболее широко применяе­мые в круглопильных станках. В ГОСТ 980-80 этой увязки нет, что является его суще­ственным недостатком.

Пилы с пластинками из твердого спла­ва изготавливают в соответствии с ГОСТ 9769-79 «Пилы дисковые с твердосплавны­ми пластинками для обработки древесных материалов. Технические условия». ГОСТ устанавливает 115 типоразмеров пил раз­личного назначения.

У нас круглые пилы изготавливают: с плоскими дисками в соответствии с требо­ваниями ГОСТ 980-80 из стали 9ХФ (по ГОСТ 5950-73); строгальные согласно ГОСТ 1 8479-73 из стали 9ХФ или 9Х5ВФ, с пластинками из твердого сплава соглас­но ГОСТ 9769-79 из стали 50ХФА (по ГОСТ 1 4959-79) или 9ХФ. Предел проч­ности на растяжение этих сталей 1350 – 1500 Н/мм 2 .

Отрезные пилы (рис. 1.4) кроме распи­ливающих (7) имеют два ряда зубьев дро­билки (8, 9), которые измельчают отпилен­ную кромку. В каждом ряду по 12 зубьев. Распиливающие зубья пилы и измельчаю­щие зубья дробилки смонтированы в спе­циальном корпусе (10), крепятся к нему винтами и крышкой. Допустимый дисба­ланс не более 50 г х мм. Пилы предвари­тельно испытывают на прочность при час­тоте вращения не менее 9000 мин -1 ; допу­стимая эксплуатационная частота враще­ния не более 6000 мин -1 .

Конструкция подрезной пилы аналогич­на конструкции отрезной, но в подрезной отсутствуют измельчающие зубья дробил­ки (рис. 1.5). В этой пиле 24 распиливаю­щих зуба смонтированы в корпусе, закреп­лены в нем винтами (8) и крышкой (1). Кон­чики зубьев оснащены искусственными ал­мазами. Конструкция зубьев обеих пил одинакова. Корпус зуба имеет сложную форму, изготовлен из стали 40Х, а его кон­чик имеет уширение, к которому серебря­ным припоем ПСр-40 (ГОСТ 19738-74) припаивается режущий элемент из искус­ственного алмаза.

Испытания пил показали их высокую износостойкость. Если на подрезной и от­резной операциях пила с пластинками из твердого сплава ВК15 работоспособна 2 – 3 недели, то эти пилы – до 3 месяцев. Правка и проковка из-за отсутствия пиль­ных дисков не требуется. Для обеспечения качественной работы эти пилы требуют тщательной установки всех режущих зубь­ев и балансировки после завершения сбор­ки. При заточке зубья снимают и затачива­ют в специальном приспособлении алмаз­ными кругами.

Н.Якунин

профессор, кандидат технических наук,

заслуженный работник лесной промышленности,

почетный академик Российской Академии естественных наук.

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.