Дереворежущий инструмент
Пилы
Рамные пилы — режущий инструмент лесопильных рам. Они предназначены для продольного пиления бревен и брусьев на доски.
Круглые пилы (рис. 1) по конструкции делятся на плоские, конические и с поднутрением боковых поверхностей. У плоских пил (рис. 1, а) толщина диска одинакова по всему сечению пилы. Различают круглые плоские пилы для распиловки древесины (ГОСТ 980—80*) и плоские пилы с пластинами из твердого сплава (ГОСТ 9769—79*). Пилы, на кончики зубьев которых напаяны пластины из твердого сплава (рис. 2), обладают высокой износостойкостью. Они применяются для распиловки древесных плит, фанеры, клееной и цельной древесины. Конические пилы (см. рис. 1, б) предназначены для деления древесины по толщине (ребрового деления). У них толщина диска на периферии меньше, чем в центральной части, вследствие чего уменьшаются потери древесины в пропил. Пилы с под-нутрением боковых поверхностей (рис. 1, в) имеют утолщенную периферийную часть. Эти пилы называют строгальными и применяют для чистовой распиловки. Применяются также безопасные пилы (рис. 3), имеющие небольшое количество зубьев и предупреждающие обратный выброс из станка распиливаемого материала.
Рис. 1. Форма поперечного сечения дисков круглых пил: а - плоской; б — конической; в — с поднутрением боковых поверхностей
Рис. 2. Зуб плоской пилы с пластиной из твердого сплава
Рис. 3. Безопасная пила
В зависимости от профиля зубьев (ГОСТ 980—80*) различают плоские пилы для продольного 1,2 и поперечного 3, 4 пиления древесины (рис. 4).
Высота зубьев у пил для продольного пиления h = (0,45...0,5) t; для поперечного пиления h = (0,6...0,9) t. Радиус закругления впадин r (0,15...0,20) t; шаг зубьев t = D sin 180°/z, где z — число зубьев пил.
Диаметр пил колеблется в пределах 125...1600 мм, толщина диска 1,0...5,5 мм, число зубьев 24...72 у пил профиля 1 и 2 и 60...120 у пил профиля 3 и 4.
Значения угловых элементов зубьев (ГОСТ 980—80*) приведены ниже.
Профиль зуба
1
2
3
4
Угол зуба:
передний гамма
35
20
0
-20
задний альфа
15
30
50
65
резания дельта
55
70
90
115
Следовательно, для продольного пиления применяют зубья с углом резания ДЕЛЬТА - АЛЬФА - БЕТА меньше 90°, для поперечного — 90° и больше. Поэтому при поперечном пилении передний угол равен отрицательной величине или нулю. Строгальные пилы используют для распиловки древесины в любом направлении.
Минимальный диаметр круглых пил выбирают в зависимости от толщины распиливаемого материала и конструктивных параметров станка. Для его определения можно пользоваться следующими формулами: D = 2 (а + H + h) мм — при работе на станках с расположением пильного вала под распиливаемым материалом; D = 2 <
Рис. 4. Профили зубьев плоских дисковых мил для продольного (1 и 2) и поперечного (3 и 4) пиления.
Таблица 1. Размеры и углы зубьев плоских пил с пластинами из твердого сплава
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
160...400
160...450
320...400
Ширина пропила Впр, мм
2,8...4,1
2,8...4,3
3,0...4,5
Диаметр посадочного отверстия d, мм
32...50
32...80
50
Число зубьев z
24...72
16...56
56...96
Углы, град:
передний ГАММА
10; 5; 0
20; 10
20; 10
заточки БЕТА
65; 70; 75
55; 65
55; 65
задний АЛЬФА
15
15
15
резания ДЕЛЬТА
80; 85; 90
70; 80
70; 80
< (Н + R1 + h3) мм— при работе на станках с верхним расположением вала, где Н — толщина распиливаемого материала, мм; а — расстояние от оси пильного вала до плоскости стола станка, мм;
R1 — радиус зажимных шайб крепления пилы (2R1 = 5 кор.кв.(D)), мм; h3 — минимальный выход пилы из пропила, примерно равный высоте зуба, мм.
По назначению пилы с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 9769—79* подразделяются на три типа (табл. 1).
Ленточные пилы (ГОСТ 6532—77 и 10670—77) делятся на пилы столярные, делительные и для продольного пиления бревен и брусьев. Профили зубьев ленточных пил показаны на рис. 8.
Рис. 5. Профили зубьев ленточных пил:1 - полярных; 2, 3 — делительных; 4 - для продольного пиления бревен и брусьев
Столярные пилы применяют в основном для выпиловки криволинейных заготовок и деталей. Они имеют небольшую ширину В полотна (10...60 мм) и малую толщину b (0,6...0,9 мм). Делительные пилы используют для распиловки досок. Они имеют сравнительно широкое полотно (50... 175 мм) толщиной от 0,9 до 1,2 мм. Зубья профиля 2 предназначены для распиловки древесины твердых пород, а зубья профиля 3 — мягких пород. Пилы для продольного пиления бревен и брусьев имеют ширину полотна 230...350 мм и толщину 1,4 ... 2,2 мм (градация 0,2 мм). Шаг зубьев равен 50...80 мм, высота — 16...24 мм.
Концы ленточной пилы соединяют пайкой (внахлестку или встык), получая бесконечное пильное полотно. Потребная длина ленты определяется по формуле
где D — диаметр пильного шкива, мм; l — расстояние между осями шкивов, мм; с — припуск на пайку пилы, мм.
Чтобы пила была устойчива в работе, необходимо устранить трение боковых поверхностей ее зубьев и полотна (ленты, диска) о стенки пропила, т. е. создать между ними зазор. Зазор создается плющением или разводом зубьев пил. Развод заключается в поочередном отгибании вершин зубьев в разные стороны, а плющение зубьев -в уширении кончика зубьев в обе стороны. При разведенных зубьях древесину по всей ширине пропила снимают два соседних зуба, а при плющеных - один зуб.
Плющение и развод зубьев могут производиться ручным или механическим способом. Развод зубьев па одну сторону дисковых и ленточных пил составляет 0,3...0,5 мм. Меньший развод имеют пилы, предназначенные для распиловки твердых лиственных пород и мерзлой древесины, больший развод пилы для распиловки мягких лиственных и хвойных пород.
У строгальных пил зазор между диском пилы и боковой стенкой пропила создается за счет поднутрения дисков, у пил с пластинами из твердого сплава - за счет свеса пластин относительно диска пилы.
Затупившиеся зубья затачивают и правят абразивными кругами на заточных станках-автоматах. Заточка производится при снятии За один проход небольшого (до 0,05 мм) слоя металла. При этом пилу пропускают через автомат 3...4 раза. С целью выравнивания зубчатого венца по высоте и ширине производится фуговка зубьев или сошлифовывание материала с выступающих зубьев.
Подготовка дисковых пил с пластинами из твердого сплава к работе включает следующие основные операции: припайку твердосплавных пластин, заточку и доводку зубьев. Заточку и доводку выполняют абразивными кругами, а также комбинированно; предварительную заточку выполняют абразивными кругами, а чистовую заточку и доводку — алмазными. При заточке и доводке алмазными кругами стойкость инструмента повышается в 2...3 раза и в 1,5... ...2 раза снижается расход твердых сплавов.
Для придания устойчивости при вращении круглые пилы проковывают, в результате чего ослабляется средняя зона диска, а наружная часть (пильная кромка) натягивается.
Местные дефекты пил в виде слабых и тугих мест, выпучин, складок и крыловатости устраняют правкой диска пилы на наковальне специальными пилоправными молотками.
Правильность проковки определяют линейкой, укладывая её на диск по направлению радиусов. Между линейкой и диском в центральной его части должен быть просвет, одинаковый при любом положении линейки. Величина просвета зависит от диаметра пилы и скорости вращения.
У ленточных делительных пил для увеличения поперечной жесткости удлиняют среднюю часть ленты. Для этого ленту пилы прокатывают или вальцуют в специальных вальцовочных станках Столярные ленточные пилы обычно не вальцуют.
Ножи
Ножи для обработки древесины на продольно-фрезерных станках (фуговальных, рейсмусовых, четырехсторонних) применят; плоские ножи с прямолинейной режущей кромкой (ГОСТ 6567 75* и ГОСТ 14956 79). Все ножи имеют вид пластин (рис. 6) Ножи без прорезей изготовляют длиной L 30...1610 мм, шириной В 25...40 мм, толщиной 3 мм. Ножи с прорезями бывают длинной 40...310 мм, шириной 100, 110 и 125 мм, толщиной 10 мм. Ножи для фрезерования являются сменными режущими инструментами, которые устанавливают в ножевых головках или валах.
Рис. 6. Ножи для плоского фрезирования древесины без прорезей (а) и с прорезями (б)
Рис. 7. Ножевая колонка: 1 — упорная планка; 2 - регулировочный винт; 3 - винт; 4 - нож; 5 - ножевая головка; 6 - клиновидная планка
На рис. 7 показан способ установки тонких плоских ножей в ножевой головке. Различное выдвижение ножей 4 над цилиндрической поверхностью ножевой головки 5 дает возможность регулировать толщину снимаемого слоя.
Диаметрально устанавливаемые ножи должны иметь одинаковую массу. При обнаружении разницы в массе ножи уравновешивают (балансируют), снимая часть металла с более тяжелого ножа. Одноименные крепежные детали ножевых головок также должны иметь одинаковую массу.
Плоскости ножей обязательно шлифуют. На них не допускаются раковины, зазубрины и заусенцы. Затачивают ножи на точильных станках.
Фрезы
Они представляют собой корпус, на котором сформированы режущие элементы (зубья). По способу крепления фрезы подразделяют на насадные и концевые. Насадные фрезы бывают цельные, составные и сборные. У цельных фрез (рис. 8. а) зубья и корпус изготовлены из одного куска металла и представляют собой одну деталь. Зубья цельных фрез могут оснащаться пластинами из твердого сплава или закаленных инструментальных сталей. Составные фрезы (рис. 8, б) собирают из двух или более цельных фрез. В сборных фрезах (рис. 8. б) в корпусе устанавливают сменные ножи. Сменные ножи сборных фрез могут оснащаться пластинами из твердого сплава.
Рис. 8. Насадные фрезы: а — цельная, б — составная, в — сборная
Насадные фрезы закрепляют на шпинделе станка затяжной гайкой с применением промежуточных колец для регулирования положения фрезы по высоте. Для установки на шпиндель насадные Фрезы имеют центральное отверстие.
Концевые фрезы снабжены специальными хвостовиками, которыми они крепятся в шпинделях станков. Корпус и режущая часть концевой фрезы представляют собой одну деталь. Фрезами можно производить плоскую и профильную обработку поверхностей, выбирать пазы и гнезда.
Оптимальные угловые параметры у насадных фрез: передний угол ГАММА = 25...15°, задний АЛЬФА = 10°.
Фрезы по сравнению с плоскими ножами обладают большей устойчивостью резцов и неизменностью профиля, требуют меньше времени на смену резцов, позволяют применять более высокие скорости резания и подачи.
Затачивают фрезы на заточных станках чашечными и тарельчатыми шлифовальными кругами. Режущие кромки фрез должны располагаться строго по одной окружности.
Сверла
Используются разные типы сверл:
- центровые сверла с подрезателями волокон древесины (рис. 9, а) — для сверления поперек волокон неглубоких отверстий;
- спиральные сверла с подрезателями (рис. 9, б) — для сверления поперек волокон глубоких отверстий;
- винтовые сверла (рис. 9, в) — для сверления глубоких отверстий, причем направление сверления может быть как вдоль, так и поперек волокон;
- ложечные сверла (рис. 9, г) — для сверления глубоких отверстий вдоль волокон;
- полые цилиндрические сверла — для высверливания сквозных отверстий и выпиливания деревянных пробок.
Рис. 9. Сверла: а — центровое, б - спиральное, в -винтовые, г - ложечное.
У сверла различают хвостовую и рабочую части — хвостовая часть служит для крепления сверла в патроне. Рабочая часть в свою очередь включает режущую (торцовую) и направляющую части. Последняя имеет две винтовые стружечные канавки для удаления стружки из отверстия и две направляющие ленточки для центрирования сверла в отверстии.
Сверла имеют разные размеры. Выбор размера сверл определяется диаметром отверстия. Центровые сверла имеют диаметр 10... ...60 мм с градацией 2 мм, ложечные — 6...50 мм с градацией 5 мм, спиральные — 1...20 мм с градацией 1 мм. Диаметр винтовых сверл может быть 20...50 мм, причем для сверл диаметром до 30 мм градация по толщине 1 мм, а для сверл диаметром выше 30 мм — 2 мм.
Для крепления сверл на станках применяют специальные патроны. Сверла затачивают на станках шлифовальными кругами или вручную напильниками.
Долбежный инструмент
Рис. 10. Режущая (фрезерная) цепочка для цепнодолбежного станка: а - общий вид цепочки с направляющей линейкой; б - трех-, пяти- и семи-пластинчатые режущие цепи.
Комбинированные полые долота со сверлом имеют квадратное сечение. Сторона квадрата может быть от 6 до 30 мм, иногда до 50 мм с градацией 2 и 5 мм. С полыми долотами, как правило, комбинируют винтовые и шнековые сверла. Сверло предназначено для высверливания отверстий, а долото — для подрезания углов квадрата, в который вписано отверстие, высверленное сверлом. На концах пустотелого долота расположены режущие элементы, а вверху продольное окно для выхода стружки из гнезда.
Режущие (фрезерные) цепочки для цепнодолбежных станков (рис. 10) состоят из комплектов звеньев-резцов, шарнирно соединенных между собой. В зависимости от ширины гнезд звено фрезерной цепи может состоять из трех, пяти и семи пластинок-зубьев. Ширина формируемых с помощью фрезерных цепочек гнезд может быть 6...30 мм. Для выборки гнезд шириной до 16 мм применяют цепи из трех пластинок. Цепь шириной 20 мм состоит из пяти пластинок, а шириной 25 мм — из семи.
Долота со сверлами закрепляют в патронах, а режущие цепочки — на специальных направляющих линейках. На рис. 10, а показана режущая цепочка с направляющей линейкой, а на рис. 10, б — трех-, пяти- и семипластинные цепи.
Для долбления гнезд в деталях мебели и других изделий используют гнездовые фрезы, которые представляют собой многолезвийную плоскую пластинку, несущую зубья с двух прилегающих сторон — торцовой и боковой.
