4.2. Разрезание прутков проката дисковыми пилами

Рассмотрим два варианта разрезания проката на заготовки дисковыми пилами, изготовленными из различных инструментальных материалов (рис. 4.3). По первому варианту дисковая пила диаметром 600 мм с числом зубьев Z=32 изготовлена из быстрорежущей стали Р6М5, по второму варианту зубья дисковой пилы изготовлены из твердого сплава Т5К10 (Р30).

Рис. 4.3. Схема разрезания проката дисковой пилой

Рис. 4.4. Кинематика разрезания дисковой пилой

При разрезании заготовки зуб дисковой пилы одновременно участвует в двух движениях: во вращательном движении резания со скоростью V и в движении подачи со скоростью S_м (рис. 4.4).

Минутная подача S_м выбирается по рациональной толщине срезаемого слоя а.

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 работе участвует только одна вершина. Для этого делают «развод» зубьев, наклоняя их под углами в плане и наклона режущей кромки, рис. 4.5. Кроме того, часть кромки вблизи неработающей вершины срезают. Для повышения стойкости вблизи работающей вершины зуба целесообразно делать скругление при вершине радиусом r=0,5-1,0 мм или затачивать переходную кромку под углом  5, табл. 4.1.

Таблица 4.1

Геометрические параметры дисковой пилы

Обозначение перехода	Параметры дисковой пилы
	D мм	z	Мате- риал	φ ^о	φn ^o	γ ^o	α ^о	λ ^о	hз^* мм	b мм
Оп. 10	600	32	Р6М5	87	5	10	10	3	1	7
	600	32	Т5К10	87	5	10	10	3	1	7

Рис. 4.5. Геометрические параметры зубьев дисковой пилы

Максимальную допускаемую толщину среза выбирают, руководствуясь допускаемой нагрузкой на зуб . Пусть в нашем случае a^*=0,1 мм.

Поскольку деталь неподвижна, а подача осуществляется в направлении толщины срезаемого слоя, то подача на зуб равна толщине среза

. (4.5)

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 пилы и заготовки (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Схема к определению угла контакта при отрезании прутка

дисковой пилой

(4.6)

Глубина резания определяется углом в плане и длиной режущей кромки, участвующей в резании. Пусть в рассматриваемом примере t=7 мм.

Подача на оборот фрезы (пилы), имеющей 32 зуба, определяется по формуле:

(4.7)

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, уровень которой обеспечивается гидросистемой 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. 4.7).

Рис. 4.7. Зависимость силы подачи P_v от числа зубьев,

одновременно находящихся в контакте с разрезаемой заготовкой

при острой (h=0,1 мм) и затупившейся (h=1 мм) дисковой пиле

Таким образом, по мере приближения пилы к середине заготовки, а также 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_з=1 мм) (рис. 4.8, табл. 4.2).

Рис. 4.8. Влияние скорости резания на максимальную температуру задней поверхности режущего лезвия дисковой фрезы диаметром 600 мм, числом зубьев Z=32 мм при разрезании прутка стали 45, круг d=250 мм

В первом случае для быстрорежущей пилы _з =500 С, во втором – для твердосплавных зубьев _з =700 С. При температуре 400 С на передней поверхности зуба возникает устойчивый нарост, что облегчает процесс резания, снижает уровень вибраций. В этом смысле применение быстрорежущей пилы для разрезания прутка предпочтительнее, чем применение пилы с твердосплавными напаянными режущими пластинами, если только не требуется повышение производительности разрезания прутков на заготовки. Зависимость температуры от скорости резания рассчитывается с помощью программы. Таким образом, скорости резания равны 25 и 65 м/мин соответственно, а числа оборотов дисковой пилы 11 и 40 об/мин. Минутная подача S_м=S₀n.

Машинное время в первом варианте равно 7,2 мин, во втором – 2 мин.

Таблица 4.2

Технологические параметры разрезания прутка дисковой пилой

Обозначение перехода	Режим резания
	t мм	Ө ^о	а^* мм	Sz мм/зуб	z	So мм/об	Ө ^оС	v м/мин	n об/мин	Sм мм/мин	Тм мин
Оп. 10	7	49,2	0,05	0,05	32	1,6	500	25	13	20,8	12,1
	7	49,2	0,05	0,05	32	1,6	800	65	40	64	3,9

Рис. 4.9. Сопоставление мощностей разрезания для быстрорежущей

дисковой пилы D=600 мм, Z=32, b=7 мм и для такой же фрезы

с твердосплавными зубьями

Кроме скоростей вращения пилы, усилий подачи, времени разрезания, необходимо также знать требуемые мощности электропривода. Расчеты по программе дают для условий отрезания средней части прутка диаметром 250 мм изношенной пилой ( h=1 мм) сумму сил P_zi для Z=418 кН. При этом для скоростей 20 и 80 м/мин мощности разрезания будут около 6 кВт (для быстрорежущей пилы) и около 16 кВт (для твердосплавной пилы) соответственно (рис. 4.9).