Ода ручной пиле. Полотно для ленточной пилы Шаг зуба 4 мм сколько tpi

При изготовлении заготовок одной из основных операций являетсяразделение прутка (штанги) круглого (или иного) проката на отдель­ные заготовки. Для этого могут быть использованы различные тех­нологические процессы: разделение заготовок на пресс-ножницах, разрезание фрикционными дисками, пилами, абразивными кругами и др. В качестве примера рассматриваются два варианта разрезания про­ката на заготовки дисковыми пилами, изготовленными из различных инструментальных материалов, поскольку этот способ относится к обработке резанием (рис. 3.26).

Рис. 3.26. Схема разрезания проката дисковой пилой.

Для разрезания заготовки исполь­зуют дисковые пилы, которые изготавливают или из быстрорежущей стали Р6М5, или из твердого сплава Т5К10. При разрезании заготовки зуб дисковой пилы одновременно уча­ствует в двух движениях: вращательном движении резания со скоро­стью v (рис. 3.27) и движении подачи S M , которая выбирается по рациональной толщине сре­заемого слоя а.

Рис. 3.27. Кинематика резания дисковой пилой.

При резании кромкой с двумя вершинами образуется струж­ка неблагоприятной (коробчатой) формы, что снижает износостой­кость пилы и препятствует увеличению толщины срезаемого слоя.

Более благоприятной является схема резания, при которой у каждого зуба в работеучаствует только одна вершина. Для этого делают «развод» зубьевпод углом наклона режущей кромки (рис. 3.28).

Рис. 3. 28. Геометрические параметры зубьев дисковой пилы.

Кроме того, часть кромки вблизи неработающей вершины срезают. Для повышения стойкости дисковой пилы вблизи работающей вершины зуба целесообразно делать скругление вершины зубьев пилы радиусом 0.5... 1,0 мм или затачивать переходную кромку под углом 5º. Максимальную допускаемую толщину среза а выбирают исходяиз допускаемой нагрузки на зуб, которая в данном случае составит 0,1 мм. Поскольку деталь неподвижна, а подача осуществляется в направлении толщины срезаемого слоя, подача на зуб S z равна толщине срезаемогослоя а:

S z = a = 0,1 мм.

Глубина резания определяется углом в плане и длиной режущей кромки, уча­ствующей в резании. Для создания неболь­ших положительных вспомогательных углов в плане путем поворота режущей пластины главный угол в плане φ может быть назна­чен чуть меньше 90° (например, 85 ...87°).

Во избежание трехстороннего резания, при котором образуется жесткая стружка короб­чатой формы, выполняют «развод» зубьев или незначительно уменьшают ширину зуба для исключения из процесса резания одной из вершин (левой или правой - попеременно для каждого следующего зуба). Таким образом, на каждом зубе глуби­на резания и ширина стружки несколько меньше ширины дисковой пилы (фрезы). Подача на оборот фрезы (пилы), имеющей 32 зуба: S Q = S z z = 3,2 мм.

Число зубьев, одновременно участвующих в работе, зависит от угла контакта пилы с заготовкой и от угла между зубьями. Угол контакта пилы с заготовкой зависит от соотношения ди­аметров заготовки D 3 и пилы D фр (рис. 3.29): Θ М = 2aicsin D 3 / D фр = 49,2°

Рис. 3.29. Определение угла контакта пилы с заготовкой.

Число зубьев дисковой пилы назначается из конструктивных со­ображений, но с учетом возникающих сил резания. При большом числе одновременно работающих зубьев возрастают силы резания, крутящий момент и мощность резания, особенно по мере износа зубьев. Поскольку диаметр фрезы значительно превышает ее ширину, увеличение сил и крутящего момента нежелательно. Однако чрез­мерное уменьшение числа зубьев также нежелательно, поскольку это может привести к снижению производительности обработки и уве­личению неравномерности процесса резания (фрезерования).

Таким образом, при назначении числа зубьев дисковой пилы необходимо учитывать число зубьев, одновременно участвующих в работе, и воз­никающие при этом силы, отталкивающие дисковую пилу от детали.

В некоторых более совершенных конструкциях отрезных станков минутная подача регулируется непосредственно с помощью механиз­ма подачи. В более простых станках подача и рациональная толщина среза на зуб обеспечивается регулированием вертикальной силы P v , необходимое значение которой поддерживает гидросистема станка. Фактическое усилие, необходимое для обеспечения требуемой тол­щины срезаемого слоя, меняется в зависимости от ширины фаски износа зубьев и от числа зубьев, фактически одновременно находя­щихся в контакте с разрезаемым прутком (рис. 3.30).

Рис. 3.30. Зависимость силы подачи Р v от числа зубьев z, одновременно находящихся в контакте с разрезаемой заготовкой, для острозаточенной (h з = 0,1мм) и затупившейся (h з = 1мм) дисковых пил: 1-h з = 0.1мм; 2 -h з = 1мм.

Таким образом, по мере приближения пилы к середине заготовки, по мере износа пилы рабочий должен увеличивать давление в гидросистеме, увеличивая тем самым силу подачи и обеспечивая примерно постоянную, оптимальную толщину срезаемого слоя.

Допускаемую скорость резания выберем по наибольшей температуре задней поверхности на изношенном зубе (h 3 = 1 мм, рис. 3.31). В первом случае для пилы из быстрорежущей стали Q 3 = 500 °С, втором - для пилы с твердосплавными зубьями Q 3 = 700 ° С. Умень­шение температуры резания благоприятно сказывается не только на повышении стойкости, но и на возникающих при резании силах.

При температуре 400 °С на передней поверхности зуба имеет место устойчивый нарост, что облегчает процесс резания, снижает уровень вибраций: В этом смысле применение пилы из быстрорежущей ста­ли для разрезания прутка предпочтительнее, чем применение пилы с твердосплавными напаянными зубьями, при разрезании заготовки которыми при более высокой температуре нарост практически отсутствует. Целесообразность применения твердосплавной пилы возникает, если требуется существенное повышение производитель­ности разрезания прутков на заготовки. Зависимость температуры на передней поверхности зуба от скорости резания рассчитывается с помощью программы.

Рис. 3.31. Влияние скорости резания на максимальную температуру задней поверхности режущего лезвия дисковой фрезы (диаметр 600мм, число зубьев z = 32) при разрезании прутка из стали 45 диаметром d = 250мм: 1- рациональная температура для твердого сплава; 2 - рациональная температура для быстрорежущей стали;

3 - при h з = 1 мм; 4 - h з = 0.2 мм

При резании прутка диаметром 250 мм из ста­ли 45 скорости резания для данных типов пил соответственно равны 25 и 65 м/мин, а частота вращения дисковой пилы n равна соответственно 11 и 40 мин -1 . Минутная подача S M = S 0 n = 21 и 64 мм/мин соответственно. Для скоростей 21 и 64 м/мин приблизительная мощность разрезания будет соответственно 6 кВт для быстрорежущей пилы и 16 кВт для твердосплавной пилы. Геометрические параметры дисковой пилы приведены в табл. 3.3.

Ленточнопильные станки по дереву и металлу широко применяются на производстве и в бытовых условиях домашними мастерами. Главным режущим инструментом данных агрегатов является ленточная пила, которая со временем изнашивается и требует заточки либо замены на новую. Следует знать, что от правильного выбора полотна для ленточнопильного станка зависит не только качество обработки материала, но и производительность агрегата в целом.

Режущее полотно для данного типа пил – это лента с определенным количеством зубьев, сваренная в виде кольца . Основу ленты изготавливают из рессорно-пружинной стали, имеющей высокие показатели упругости. К основе приваривается лента, изготовленная из быстрорежущей стали, на которой в дальнейшем происходит фрезеровка зубьев.

Каждая ленточная пила по металлу и не только имеет маркировку . К примеру, маркировка М42 20 х 0,9 х 2362, 8/12TPI, расшифровывается следующим образом:

• М42 – материл, из которого изготовлены зубья ленты;
• 20 – это значение обозначает ширину полотна, мм;
• 0,9 – толщина оснастки, мм;
• 2362 – длина окружности пильной ленты, мм;
• 8/12TPI – шаг зуба на пильной ленте, на дюйм.

Резцы могут быть изготовлены из других материалов , например, из М51, PQ, TSX и других. М42 отличается высокой износоустойчивостью и имеет твердость кромок резцов 67–68 HRC. Поэтому пилы из такого материала можно применять для резки стали с твердостью не более 45 HRC. Пилы с резцами из материала М51 более устойчивы к абразивному износу, чем упомянутые выше. Твердость кромки резцов у этих пил равняется уже 68 HRC, благодаря чему данной оснасткой режут нержавеющие стали, а также стали, отличающиеся высокой прочностью и жаростойкостью. Кроме всего, материал пилы М 51 позволяет резать толстые стальные заготовки, то есть детали с большим поперечным сечением.

Делая выбор ленточной пилы, следует уделять особое внимание не только материалу, из которого изготовлены резцы, но и их шагу, а также – геометрии.

Это расстояние между кромками двух соседних резцов.

Совет! Шаг зуба следует подбирать в зависимости от типа металла, а также от скорости резания.

Большой шаг сильнее нагружает двигатель агрегата и дает плохое качество распила. Малый шаг резцов приводит к более длительному пилению, повышает энергозатраты, но дает чистый спил с гладкой поверхностью.

Для резки листового материала, труб (тонкостенных) и профиля следует выбирать полотно, имеющее минимальный шаг между режущими элементами (на 1 дюйм). Но если требуется распилить крупную заготовку из сплошного металла , требуется установить полотно с наибольшим шагом резцов. Чем меньше зубьев (на дюйм) будет иметь оснастка, тем более глубокую канавку они будут образовывать. Благодаря этому пропил меньше забивается стружкой. Также большой шаг зубьев на оснастке повышает производительность агрегата.

Высота зуба

Высота резца – это расстояние от нижней точкой впадины между зубьями до вершины режущего элемента. Благодаря наличию впадины удаляется стружка , образуемая при резке металла. Высота зуба должна быть достаточной, чтобы впадина не забивалась стружкой, и процесс пиления происходил без затруднений. К тому же, недостаточная высота зубьев вызывает перегрев полотна, вследствие чего на нем могут возникнуть микротрещины.

Передний угол зуба

Передний угол или угол заточки отвечает за степень зацепления полотна за материал заготовки. Большой угол заточки не позволит добиться высокой точности при резке металла. В то же время, малый угол позволяет обеспечить хорошее качество пропила, но при этом снижается производительность инструмента.

Выбор полотна для ленточных пил по дереву

Прежде всего, чтобы правильно выбрать полотно для ленточной пилы, следует заглянуть в инструкцию к вашему станку . В ней будут указаны все параметры ленточных пил, которые возможно установить на данной модели оборудования (максимальная и минимальная ширина ленты, а также ее длина). Длина полотна должна быть именно такой, как указано в паспорте к агрегату.

Ширина оснастки

Ширина ленты выбирается исходя из тех операций, которые будут выполняться на станке. Также ширину ленты ограничивает не только ширина шкива, но и его диаметр. При малом диаметре шкива установленная на нем широкая лента будет разрушаться и в итоге разорвется. Поэтому для каждого агрегата существует ограничение по ширине оснастки.

Для прямолинейного распила обычно используют пилы с шириной от 20 до 30 мм. Конечно же, на циркулярном станке сделать продольный пропил можно быстрее и точнее. Но на нем существует ограничение по высоте, которое равняется не более 80 мм. На ленточнопильных же станках возможно обрабатывать заготовки высотой до 200 мм и больше.

Но основная задача ленточных агрегатов – это фигурный рез . Самая маленькая оснастка, которую можно установить на ленточнопильный станок – это лента шириной 3 мм. Она вырезает окружность с таким же радиусом.

Чем больше ширина ленты, тем больше минимальный радиус, который можно вырезать с ее помощью. Например, лентой с шириной 12 мм вырезать радиус меньше 60 мм не получится. А для ленты шириной 25 мм минимальный радиус будет около 100 мм.

В среднем, ширина полотна должна быть в три раза меньшей, чем требуемый радиус пропила на заготовке. Поэтому оснастка подбирается в соответствие с поставленными задачами.

Шаг зубьев

Указывается числом, означающим количество резцов на один дюйм. Числовое значение шага ставится перед аббревиатурой TPI . При выборе шага следует учитывать:

• какую имеет толщину заготовка;
• какой твердостью обладает материал заготовки;
• какую требуется получить чистоту кромки детали после распила.

Чтобы эффективно резать пластик и пилить древесину, лента должна иметь не менее трех резцов на дюйм. Чем больше резцов будет на одном дюйме, тем более качественный получится распил. Но при этом снизится скорость подачи и уменьшится предельное значение толщины заготовки.

По шагу зубьев полотна различаются на два типа: “skip” и “regular”. Тип полотен “skip” имеет шаг от 3 до 6 TPI. Между зубьями имеется пространство для эффективного отвода опилок, так как плохое их удаление снижает качество реза. Тип полотен “regular” имеет зубья, по форме напоминающие треугольник. Размещаются они на оснастке с шагом от 10 TPI и выше. Данный тип зубьев не имеет достаточного пространства для быстрого отвода стружки. Благодаря большему количеству режущих элементов рез таким полотном получается довольно чистым. Оснастку можно использовать для пиления заготовок небольшой толщины и из твердых материалов.

Совет! При пилении твердых заготовок необходимо уменьшать подачу.

Данные типы полотен имеют следующие характеристики.

Форма резцов

Ленточные полотна могут иметь следующие профили зубьев.

Разводка зубьев

Зубья на пиле разводятся для того, чтобы уменьшить трение полотна о заготовку и для предотвращения его заклинивания. Ширина пропила должна превышать толщину оснастки приблизительно на 30-60%.

Разводка резцов может быть трех видов.

Важно знать, что, делая разводку зубьев, отгибается не весь резец, а его часть: от 1/3 до 2/3 расстояния от вершины зуба. Каждый производитель оснастки рекомендует свое значение отклонения зубьев в сторону. Но в среднем оно находится в диапазоне от 0,3 до 0,7 мм.

Чем мягче материал, тем сильнее должна быть разведена пила, и наоборот. Но нельзя допускать такой разводки резцов, чтобы по центру пропила оставались не вырезанные участки. Следует стараться, чтобы зубья отклонялись в сторону на одинаковое расстояние . Если разводка произведена неравномерно, то ленточную пилу будет уводить в ту сторону, где зубья имеют более сильный наклон.

Заточка ленточных пил

Конечно же, затачивать ленточную пилу лучше на специальном станке, в специализированных мастерских. Да и профессиональная заточка пилы стоит недорого. Но если по каким-либо причинам у вас нет возможности отнести пилу для заточки, то правку инструмента можно сделать и самостоятельно.

Заточка ленточной пилы производится с помощью небольшого напильника или надфиля по передней и задней грани резца нескольким движениями (3-4) для каждого зуба.

Также ленточную пилу можно точить с помощью гравера , используя оснастку, предназначенную для заточки цепных пил.

Оснастка вставляется в гравер, и производится заточка резцов аккуратными движениями по верхней части резца.

Сильно снимать металл не нужно, достаточно просто осветлить его.

Совет! Работая инструментом, не допускайте, чтобы фреза соскальзывала с вершины зубца по направлению к следующему. Так вы его укоротите, после чего придется все зубья подгонять под его высоту.

Также можно попробовать точить и пилы по металлу . Но обычно их не перетачивают, поскольку режущая часть данных пильных лент является либо биметаллической, либо имеет зону закалки. Зубья на таких лентах работают, пока не выкрошатся и могут иметь микротрещины. Если их переточить, то они начнут быстрее крошиться либо станут пилить еще хуже.

Длина строго лимитирована для каждой модели станка +- 5мм, в пределах регулировки натяжения..

Ширина полотна должна быть максимально возможной в пределах условий решаемой задачи и спецификаций станка.
Это значит, что если не требуется пилить по радиусу, то лучше ставить самое широкое полотно из тех, что допускает инструкция по эксплуатации. Широкое полотно прочнее узкого и выдерживает более высокое усилие подачи без прогиба. Когда требуется выполнить криволинейный пропил, учитывают, что минимальный радиус закругления должен быть как минимум втрое больше ширины полотна.

Шаг зубьев чаще всего обозначают числом перед аббревиатурой TPI , указывающим количество зубьев, приходящееся на дюйм длины полотна. Шаг подбирают в зависимости от материала, толщины заготовки и требуемой чистоты распила. Для дерева и пластика в контакте с заготовкой должно быть минимум три зуба, для металлов от 4 до 20. Чем чаще расположены зубья, тем чище будет распил, но меньше скорость подачи и предельная толщина заготовки.

Форма зуба может обозначаться по разному, но наиболее распространены полотна типов «skip» и « regular» .
Зубья «skip» у полотен с крупным шагом, таких как 3, 4 или 6 TPI. У них предусмотрено большое пространство для вывода опилок (плохой выброс опилок приводит к снижению качества реза). Форма зубьев «regular» больше похожа на треугольник. Поскольку эти полотна не имеют такого пространства для стружки, они рассчитаны на пиление с меньшей подачей и менее толстых заготовок, зато обеспечивают более чистый рез и лучше работают с твердыми и плотными материалами. Шаг у таких полотен от 10 TPI и выше.

Основные типы полотен

Предназначено для быстрой черновой распиловки толстых заготовок, особенно хорошо подходит для продольного пиления. Качество реза можно незначительно улучшить, снизив скорость подачи и увеличив натяжение до максимально-допустимого уровня.

Хороший выбор в качестве универсального полотна для продольного пиления большинства пород дерева, включая сучковатые заготовки. Качества распила, близкого к финишному, достигают при медленной подаче и большом натяжением ленты.

Полотно общего назначения. Рекомендуемая область применения при нормальной скорости подачи заготовки толщиной до 50 мм в случае продольного пиления и до 150 мм в случае поперечного. Превышать эти параметры допускается при сниженной скорости подачи. Это полотно обеспечивает чистовое пиление и оптимально для большинства пород древесины.

Используют в основном для искусственных материалов, таких как фанера, МДФ, легкие металлы и пластики. Также возможно чистовое пиление заготовок толщиной до 50 мм из натуральной древесины с низкой скоростью подачи. При работе с металлами необходимо снижать скорость движения ленты, если конструкция станка это позволяет.

Это полотно дает очень чистый распил фанеры, пластика и МДФ. Может использоваться и для натуральной древесины, но только если ее толщина не превышает 25 мм. Также это полотно идеально для пиления легких металлов на небольшой скорости. Независимо от типа распиливаемого материала подача должна быть медленной.

Последовательность действий при выборе ленточных пил

1. Модель станка.

От модели станка зависят:

Длина петли ленточной пилы. Например, длина, ширина и толщина ленточного полотна соответственно 5500 х 34 х 1,1 мм. Номинальный размер длины пилы, который указывается в паспорте станка (в данном случае 5500 мм), может иметь допуск +/- 50 мм. Это величина хода натяжного шкива.

Ширина и толщина полотна. Это, как правило, величина постоянная. Эти размеры сложились издавна от типоразмеров выпускаемой стали «бирмингемского проката» и имеют следующий ряд: 10х0,9; 13x0,9; 20x0,9; 27x0,9; 34x1,1; 41x1,3; 54x1,6 и так далее.

2. Тип режущей кромки биметаллических ленточных пил.

В настоящее время наиболее широкое распространение имеют ленточные пилы со следующими типами режущей кромки:

Выбор ленточных пил в зависимости от твердости зубьев:
- твердость режущей кромки углеродистых ленточных пил: 62-64 HRCэ;
- твердость режущей кромки биметаллических ленточных пил M2 (Матрикс): 62-64 HRCэ;
- твердость режущей кромки биметаллических ленточных пил M42: 67-68.5 HRCэ;
- твердость режущей кромки биметаллических ленточных пил M51 : 67.5-69 HRCэ.

Соотношение цена/стойкость наиболее предпочтительна у пил с режущей кромкой из быстрорежущей стали M42.

Средняя цена одного метра пил WIKUS 34x1,1 из M42 составляет ~9-11 евро, средняя цена одного метра Matrix 2 ~ 7-8 евро, средняя цена одного метра M51 - 12-14 евро.

Соотношение в стойкости пил при разрезании конструкционных углеродистых сталей: M42 - 100%, Matrix 2 ~ 60-70%, M51 ~ 115%.

Применение ленточных пил Matrix 2 оправдано при пилении небольших объемов заготовок, при разрезании цветных металлов и профильных заготовок.

Ленточные пилы M51/M71 применяют для разрезания труднообрабатываемых жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов, титанов и т.д.

3. Передний угол режущей кромки зубьев.

Ленточные пилы выпускаются с зубьями с передним углом 0° ,6-7°, 9-10°, 14-15°.

Чем больше передний угол, тем лучше врезающая способность зубьев, однако тем меньше износостойкость.

Пилы с передним углом 0° и 6-7° выпускают для разрезания профильных заготовок.

Пилы с передним углом 10°-15° применяют для разрезания заготовок с диаметрами свыше 120 мм, вязких материалов, цветных металлов, пластиков и т.д.

4. Выбор шага зубьев.

TPI - английское сокращение от Tooth Per Inch (зубьев в дюйме - количество зубьев на расстоянии 25,4 мм). Германское сокращение TPI - ZpZ.

Пилы с постоянным шагом . Все зубья пилы имеют одинаковый шаг и форму. Используются для резки цельных заготовок, мягких материалов и неметаллов.

Пилы с переменным шагом. Периодически изменяющийся профиль впадины зубьев. Обеспечивает некоторое снижение вибраций и шума при резании. Используется для расширения диапазона размеров заготовки.

Шаг зубьев зависит от ширины разрезаемой заготовки.

Обычно применяется правило - не менее 3 зубьев в теле заготовки, оптимально 10-12 зубьев, максимально - 22 зуба.

Например, для разрезания заготовки Ф100 можно выбрать шаг зубьев 3TPI, 4TPI, 3/4TPI, 4/6TPI.

Для облегчения выбора шага зубьев используют таблицы.

Если есть необходимость, мы поможем Вам определиться с выбором ленточных пил для конкретной задачи.