2. Технологическая часть. Общие сведения.
Продольное пиление дисковыми (круглыми) пилами один из самых распространенных видов обработки древесины. По принципу продольного пиления работают станки бревнопильные, распиливающие брус, обрезные, прирезные, реечные, ребровые.
При продольном пилении заготовок плоскость дисковой пилы параллельна волокнам древесины. Основную работу при пилении выполняют главные (короткие) режущие кромки зубьев. Они перерезают волокна, формируют дно пропила. Боковые режущие кромки формируют стенки пропила.
Пиление характеризуется большими значениями скорости резания (50…150 м/с) и скорости подачи (до 150 м/мин), непрерывностью вращательного движения режущего инструмента, сравнительно простой конструкцией станков, удобством их эксплуатации и большими возможностями для автоматизации. Однако на станках часто приходится применять толстые круглые пилы, из-за чего снижается полезный выход пилопродукции и увеличивается объем опилок. Количество опилок достигает 12…16% от объема распиливаемого сырья.
Технологическая схема показана на рис.1
Рис. 1 Продольное пиление дисковой пилой (с нижним расположением пилы)
Характеристика режущего инструмента.
Наиболее часто для продольного пиления применяют круглые пилы с плоским диском. Такая круглая пила по ГОСТ 980-80 состоит из корпуса (диска) и режущей части (зубчатого венца). Пила характеризуется наружным диаметром D =125…1500 мм, диаметром посадочного отверстия d =32…80 мм, толщиной диска S =1,0…5,5 мм, и числом зубьев Z =24;36;48;60;72.
По профилю зубьев пилы различают с ломанной задней поверхностью (исполнение 1) и с прямолинейной задней поверхностью (исполнение 2). Пилы исполнения 1 применяют для продольного деления древесины на круглопильных станках, пилы исполнения 2 предназначены, преимущественно, для механизированных ручных инструментов.
Рис. 2 Профили зубьев пил с плоским диском
Угловые параметры зубьев назначают следующим образом:
пилы исполнения 1:
-распиловка хвойных пород-γ =35˚, α =15˚, δ =55˚
-распиловка твердых лиственных пород-γ =25˚, α =15˚, δ =65˚
пилы исполнения 2:
-распиловка хвойных пород-γ =20˚, α =30˚, δ =70˚
-распиловка твердых лиственных пород-γ =10˚, α =30˚, δ =80˚
Материал пил – сталь марки 9ХФ по ГОСТ 5950-73. Твердость пил 41…46HRCэ.
Для исключения зажима диска пилы в пропиле зубья разводят или плющат.
Выбор инструмента с конкретными угловыми и линейными параметрами.
Исходные данные:
Обрабатываемые заготовки из сосны, влажность W =15%, высота детали
Н =70 мм, ширина детали В =170 мм, шероховатость Rm.max =500 мкм, пила с разведенными зубьями, скорость резания Vr =60 м/с.
Решение
Выбираем пилу с разведенными зубьями, для чего сначала определим ее минимальный диаметр по формуле (1) и рис. 1
Dmin =2(H+rф+X1+X2), мм (1)
где Н-высота пропила, мм
rф - радиус зажимных фланцев, мм
Х1- зазор между зажимным фланцем и деталью, мм
Х2- выступ пилы из пропила, мм
Для пил диаметром D≤360 мм диаметр зажимных фланцев dф≥100 мм, для пил D≤500 мм dф≥125 мм.
Для пил с нижним расположением вала Х1 =15 мм, выступ пилы из пропила Х2≥5…10 мм.
Dmin =2(70+50+15+10) =290 мм,
Принимаем с учетом запаса на переточку пилу 0173-0175:
-исполнение профиля 1
-наружный диаметр D =315 мм
-посадочный диаметр d =50 мм
-толщина полотна В =1,8 мм
-число зубьев пилы Z =60
При определении ширины пропила Впр необходимо к толщине пилы В прибавить сумму из двух уширений зубьев пилы на сторону b1, т.е.
Впр =В+2b1, мм (2)
Наиболее часто уширение пропила достигается либо разводом зубьев пилы, либо плющением вершинок зубьев, либо напайкой на зубья пластинок твердого сплава, либо наплавкой на зубья стеллита.
Для круглых пил уширение зубьев на сторону принимают b1 =0,4…0,7 мм
Впр =1,8+20,5 =2,8 мм
Высота стола над центром пилы:
а=R-(H+X1)
a=157, 5-(70+15)=72,5
Найдем угол выхода зубьев φвых с учетом принятого радиуса пилы R =157,5 мм по формуле:
φвых =arccos a/R, (3)
где а - высота стола над центром пилы, мм
φвых =arccos 72,5/157,5 =62,6˚
Угол входа зубьев в заготовку:
φвх =arccos(a+H)/R, (4)
φвх =arccos(72,6+70)/157,5 =25,2˚
Угол контакта зуба пилы с заготовкой:
φк =φвых-φвх, (5)
φк =62,6˚-25,2˚=37,4˚
Кинематический угол встречи θ находится на середине дуги контакта
θ =( φвх+φвых)/2, (6)
θ =(25,2+62,6)/2 =43,9˚
Длина дуги контакта зуба пилы с заготовкой:
L = (ПDφк)/360, мм (7)
L =(3,1431537,4)/360 =102,7 мм