Ода ручной пиле. Подбор шага зубьев ленточной пилы по металлу Основные параметры ручного инструмента для распила дерева

Являются паспортными характеристиками, указанными в инструкции по эксплуатации станка, то шаг зубьев должен быть тщательно подобран в зависимости от размеров и формы распиливаемых заготовок. Правильный выбор шага зубьев обеспечивает длительный срок службы пилы: оказывает надлежащее давление зубьев и достаточные размеры впадины между зубьями для отвода стружки.

Ленточные пилы по металлу производятся с постоянным или переменным шагом. Шаг, или TPI, - это английское сокращение от Tooth Per Inch, обозначающее количество зубьев на дюйм, равное 25,4 мм. Переменный шаг более предпочтителен при резке металла, так как имеет гораздо больший рабочий диапазон по сравнению с постоянным шагом, что уменьшает шум и вибрацию, возникающие при пилении.

Существуют определенные правила, выявленные экспериментальным путем:

  • Как минимум на длине реза должны находиться 3 зуба. Если меньше, то зуб может запасть и сломаться.
  • Максимально на длине реза могут находиться 24 зуба. В случае, когда количество зубьев перекрывает максимальное значение, впадина между зубьями не вмещает стружку, пила перегревается, срок службы существенно сокращается.
  • Оптимальное количество зубьев на длину реза - от 6 до 12.

Для облегчения выбора шага зубьев используют специальные таблицы

  • Выберите таблицу согласно форме заготовки
  • Подберите шаг зубьев, учитывая размеры распиливаемой заготовки

Табл. 1. Заготовки сплошного сечения

Пакетная резка

Для резания полнотелых заготовок

Диаметр заготовки, мм Количество зубьев на 1 дюйм
до 25 10/14
15 - 40 8/12
25 - 50 6/10
35 - 70 5/8
40 - 90 5/6
50 - 120 4/6
80 - 150 3/4
130 - 350 2/3
150 - 450 1,5/2

Таб. 2 Заготовки профильного сечения и трубы

Выбираем максимальный размер отрезаемой детали. Затем выбираем толщину стенки. Пересечение этих двух параметров в таблице показывает рекомендуемый шаг зубьев. Для более быстрой резки можно использовать ближайший больший шаг. Более мелкий шаг использовать не рекомендуется, так как переполнение впадин между зубьями стружкой ведет к выходу из строя пилы.

Диаметр заготовки, мм Наружный диаметр, мм
20 40 60 80 100 120 150 200 300 500
2 14 14 14 14 14 14 10/14 10/14 8/12 8/10
3 14 14 14 10/14 10/14 10/14 8/12 8/12 6/10 5/8
4 10/14 10/14 10/14 8/12 8/12 8/12 6/10 6/10 5/8 4/6
5 10/14 8/12 8/12 8/12 6/10 6/10 5/8 5/8 4/6 4/6
6 8/12 8/12 6/10 6/10 5/8 5/8 5/8 5/8 4/6 3/4
8 8/12 6/10 6/10 6/10 5/8 5/8 5/8 5/8 4/6 3/4
10 6/10 5/8 5/8 5/8 5/8 4/6 4/6 3/4 3/4
12 5/8 5/8 5/8 4/6 4/6 4/6 3/4 3/4 3/4
15 5/8 5/8 4/6 4/6 4/6 4/6 3/4 2/3 2/3
20 4/6 4/6 4/6 3/4 3/4 2/3 2/3 2/3
30 3/4 3/4 3/4 3/4 3/4 2/3 2/3 2/3
50 2/3 2/3 2/3 2/3

Вам поставии задачу найти ленточное полотно для ленточнопильного станка на Ваше производство, но Вы не занете что это такое?

Тогда Вы попали по адресу! В этой статье мы разберем основные нюансы по подбору ленточных полотен.

Что же это такое? Ленточное полотно представляет собой ленту сваренную к кольцо(окружность) с N-ным количеством режущих зубьев расположенных на одной из сторон кольца.


Лента - основа полотна изготавливается из упругой рессорно-пружинной стали. К ленте приваривается профильная лента из быстрорежущей (HSS)стали, после чего фрезеруется необходимый профиль зубьев пилы. В результате получается ленточное полотно сваренное из двух металлов называемое - Биметаллическим.

Типовое обозначение (маркировка) пил имеет следующий вид:
М42 20х0,9х2362, 8/12TPI

  • М42 - Материал зубьев пилы(он может также быть М51, PQ, TSX ...)
    М42 (аналог 10Р2М10К8). Непременной особенностью этого материала является отличная износостойкость режущих кромок зубьев полотна пилы. Главным фактором тут является размер карбидных частиц и их равномерное распределение в структуре материала.
    Твердость режущих кромок зубьев составляет 67–68 HRC.
    Такой материал применяется для пиления основных марок сталей с твердостью до 45 HRC.
    М51 (аналог 12Р10М4К10). Значительное содержание вольфрама в материале зуба увеличивает количество карбидов, что повышает стойкость к абразивному износу, а высокое содержание кобальта увеличивает стойкость режущей кромки.
    Твердость режущей кромки составляет 69 HRC.
    Такие преимущества позволяют использовать этот инструмент для резки жаропрочных, высокопрочных и нержавеющих сталей большого поперечного сечения с твердостью до 45 HRC.
    Общая стойкость и продолжительность работы такого полотна на 10-20% выше, чем у пил с зубом материала М42.
  • 20 - ширина полотна пилы, мм
  • 0,9 - толщина полотна пилы, мм
  • 2362 - длина окружности пилы, мм
  • 8/12 TPI - шаг зуба пилы на дюйм

Для наиболее эффективного использования ленточных пил по металлу , нужно уделять особое внимание правильному подбору пил в зависимости от поставленной задачи.

Один из самых важных факторов выбора является правильный подбор геометрии, шага и материала зуба пилы.


Шаг зуба

Шаг зубьев - расстояние, находящееся между вершинами пары соседних зубьев пилы. Их выбор зависит от типа обрабатываемого металла и скорости, с которой подаются ленточные пилы. Слишком большой шаг вызовет возрастание напряжений, а также ухудшение качества распила. Малый шаг обеспечивает гладкую поверхность, но нуждается в больших энергозатратах.

Высота зуба

Высотой зуба называют расстояние между его вершиной и основанием впадины. Наличие межзубного углубления позволяет удалять опилки, образующиеся в процессе пиления, из рабочей зоны. Объем этого углубления должен быть достаточным, при этом опилки не должны занимать все его пространство. Их избыток будет выдавливаться по сторонам полотна пилы, увеличивая сопротивления и трение, что вызывает необходимость прикладывать больше усилий при распиловке.

Неправильный выбор высоты зуба ленточных пил может вызывать перегрев полотна и появление так называемой, «волны». Кроме того, возможно возникновение дополнительных напряжений, которые могут спровоцировать появление микротрещин.

Передний угол зуба

Передний угол зуба представляет собой угол, находящийся между перпендикуляром ленточного полотна и передней гранью самого зуба. Угол заточки позволяет зубу осуществлять зацепление и разрез металлического полотна.

Следует учитывать, что слишком большой размер угла не позволит точно резать металл. С помощью малого угла заточки обеспечивает более ровная поверхность металла, но если он слишком мал, то происходит значительное снижение производительности.

Неправильный выбор угла зацепа провоцирует затупление зубьев и появление трещин в их впадинах. Оптимальную величину угла заточки определяют в зависимости от обрабатываемого металла.

Какой материал Вы собираетесь пилить








Определяем шаг пилы

Количество зубьев на дюйм определяется в зависимости от материала и вида заготовки. Если мы пилим тонкостенные трубы, листовой металл, профиль, то необходимо применять полотно с наименьшим шагом зубьев, что соответствует большему количеству зубьев на 1 дюйм пилы. Если применять большой шаг – это может привести к быстрому разрушению режущей части зуба.

Для пиления крупных сплошных заготовок следует выбирать пилу с наибольшим шагом. Меньшее количество зубьев на дюйм образует глубокие канавки и не даёт стружке застревать, что увеличивает производительность.



Профильное сечение
D, мм 20 40 60 80 100 150 200 300
S, мм Шаг зуба, Z
2 14 14 14 14 10/14 10/14 10/14 10/14
3 14 10/14 10/14 8/12 8/12 8/12 6/10 6/10
4 14 10/14 10/14 8/12 8/12 6/10 6/10 5/8
5 14 10/14 10/14 8/12 6/10 6/10 5/8 4/6
6 14 10/14 8/12 8/12 6/10 5/8 5/8 4/6
8 14 8/12 6/10 6/10 6/10 5/8 5/8 4/6
10 6/10 6/10 5/8 5/8 4/6 4/6 4/6
12 6/10 5/8 4/6 4/6 4/6 4/6 3/4
15 4/6 4/6 3/4 3/4 3/4
20 4/6 4/6 3/4 3/4 3/4
30 3/4 3/4 3/4 2/3 2/3
50 2/3 2/3 2/3

D - поперечное сечение
S - толщина стенки профиля
Z - шаг полотна, количество зубьев на дюйм

Внимание!

В процессе резания в металле одновременно должно находиться не менее 3-х зубьев, меньшее их количество может привести к поломке полотна.

Шаг зубьев пилы для массивных обрабатываемых деталей

Эта схема поможет вам выбрать правильный шаг зубьев для резки массивных деталей. Идеален выбор в самой широкой точке каждого поля.
Пример 1: При резке прутка диаметром Ø 150 мм (6 дюймов ) используйте 2 TPI, если вы выбрали полотно с равномерным шагом. Используйте 2/3 TPI или 1 4/2 TPI, если вы выбрали полотно с переменным шагом.
Пример 2:
Если вы распиливаете мягкие материалы, например, пластмассу, алюминий или дерево, выберите шаг на два шага крупнее, чем рекомендовано.
При резке алюминиевых деталей толщиной 13-20 мм (1/2-3/4 дюйма ) используйте полотно с 6 TPI или 5/8 TPI.

Резка труб и профилей

Нижеприводимая схема поможет вам найти правильный шаг зубьев для резки труб и профилей.
Рекомендуемый шаг зубьев для резки профилей находится в поле, где ширина соответствует толщине стенки профиля.
Пример 3:
При резке швеллерного профиля размером 100 x 10 мм (4 дюйма x 0,4 дюйма ) выберите полотно с 5/8 TPI или 4/6 TPI. Рекомендуемый шаг зубьев для резки профилей находится в поле, где внешний диаметр соответствует толщине стенки трубы, подлежащей резке.
Пример 4:
При резке трубы размером 40 x 1,6 мм (1,5 дюйма x 0,06 дюйма ) выберите полотно с 10/14 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.

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.

Выбор шага ленточных пил для профилей и труб
Диаметр
Толщина стенки <40 80 100 150 200 300 500
3 8/12 8/12 8/12 8/12 6/10 6/10 6/10
8 8/12 6/10 6/10 5/8 4/6 4/6 3/4
12 6/10 5/8 5/8 4/6 4/6 4/6 3/4
15 5/8 4/6 4/6 4/6 3/4 3/4 2/3
20 4/6 4/6 3/4 3/4 3/4 2/3
30 ¾ 3/4 3/4 2/3 2/3 2/3
50 3/4 2/3 2/3 1,33/2
100 2/3 1,33/2 0,75/1,25
120 1,33/2 0,75/1,25 0,75/1,25

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



Похожие статьи