Подготовка к работе круглых плоских пил. Подготовка пил Подбор пилы в зависимости от обрабатываемого материала

Из-за того, что достоверные знания ограничены, зачастую пилоправы в своей работе используют устоявшиеся догмы.

Одной из таких догм является запрещение непосредственно во фланцевой зоне. Другим предубеждением является запрет сразу на работу в подвенечной и центральной зоне пильного диска. В этой статье поставлена цель довести все апробированные способы подготовки круглых пил до практикующих пилоправов. Именно те способы, которые уже освобождены от различных догм и всякого рода условностей.

У пильного диска главными пилоправными ресурсами являются равномерность его проковки и плоскостность. Пилоправным молотком можно выправить далеко не любые нарушения этих параметров. В негодность приходит большое количество круглых пил именно по причине нарушения равномерности и плоскостности проковки. При этом лесопильный станок, как правило, не в состоянии круглую пилу испортить настолько существенно. Сами пилоправы, зачастую, пилы заковывают буквально необратимо. А ведь стоимость круглых пил может быть очень разной: от десятков до тысяч долларов. Именно по этой причине вопрос повышения квалификации пилоправов всегда стоит так остро.

Правка

называется придание пильному диску плоскостности , что необходимо для предотвращения трения о стенки пропила его выпучин. Обычно правка осуществляется ударами по пиле, лежащей на наковальне выпучиной вверх, пилоправного молотка. Хотя так бывает и не всегда. Порой приходится совмещать правку сложных дефектов с уменьшением или увеличением проковки. Желательно правку пилы при проковке пильного диска производить от максимальной не более 70-80%. Ведь общую проковку увеличивает любая правка. Бывает, что проковка уже составляет более 100%, а правка, при этом, еще не закончена. Стопроцентной проковкой называется момент перехода симметричного диска в триггерное чашеобразное состояние из плоского. Для продолжения правки в таком случае излишнюю проковку необходимо удалить.

Проковка

Проковкой называется "распирание", создаваемое предварительно в центральной зоне пильного диска. На языке профессионалов эта операция звучит как "ослабление".

Зачем пильному диску вообще необходима проковка?

1. Осесимметричная, достаточная и градиентная по радиусу проковка пильному диску позволяет оставаться плоским и устойчивым под действием давления распиливаемого материала.
2. Предварительная проковка позволяет без деформации расширяться под воздействием тепла подвенечной зоне пильного диска. Данное тепло выделяется на зубьях пилы от работы резания.
3. Проковка при включении вращения пилы под воздействием центробежных сил позволяет диску оставаться плоским.

Используется несколько способов для создания проковки. В монографии «Подготовка к работе и эксплуатация круглых пил» секторный способ проковки пильного диска был описан профессором Якуниным Н. К. для начинающих пилоправов, как наиболее подходящий.

Чтобы сделать проковку секторным способом , необходимо поступить следующим образом. Сначала нужно расчертить двусторонней разметкой центральную часть пилы и одинаковыми ударами вполовину или полную силу с обеих сторон проковать пилу по одним и тем же точкам. После этого необходима правка и симметрирование пильного диска.

Симметрирование

Называется перевод односторонних напряжений в общую проковку и компенсация односторонней проковки пильного диска. При этом происходит увеличение общей проковки и устранение чашеобразности пильного диска. В вертикальном положении диск становится плоским. Симметрирование выполняется неуравновешенными легкими ударами косяком буквально в четверть силы удара в зоне "Б" и "В" по выпуклой стороне пильного диска на трех точках на 16-ти секторах или двух точках также на 16 секторах, а также одной точке на 16, 8, или 4 секторах.

Что же должен знать начинающий пилоправ о теории удара?

Каждый неуравновешенный удар пилоправным молотком с овальным и круглым бойком по пиле сразу изменяет три ее параметра:

1. Со стороны молотка уменьшает выпучину или со стороны наковальни увеличивает ее.
2. Со стороны молотка уменьшает чашеобразность, или со стороны наковальни ее увеличивает.
3. Увеличивает у пильного диска общую проковку.

Двух видов бывают удары пилоправного молотка:

1. С обеих сторон пильного диска наносятся уравновешенные удары. Они применяются для уменьшения или увеличения локальной или общей проковки. Сила уравновешенных ударов может варьироваться от четверти до полной. Если удары нанесены в одну точку с двух сторон, это к деформации диска не приводит, а лишь его проковку увеличивает в этом самом месте. Однако диск может деформироваться если удары нанесены неточно.
2. С одной стороны пильного диска наносятся неуравновешенные удары. Они служат для симметрирования пильного диска или забивания выпучин. Любые неуравновешенные удары наносятся не более чем в четверть или половину силы и "размазываются" максимально в местах локализации дефектов по плоскости пильного диска. Важно помнить, что к появлению микровыпучины с обратной стороны диска приводит каждый неуравновешенный удар. Поэтому принципиально важно, что бы были незаметны эти выпучины под пилоправной линейкой. Это свидетельствует об их незначительности.

Трех видов бывают бойки пилоправных молотков:

1. Круглый боек молотка металл пильного диска "разгоняет" равномерно во всех направлениях. При ударах по выпучине металл диска изгибается в сторону наковальни. В месте удара увеличивает проковку. Соответственно, нанесенные в центральной зоне удары, общую проковку увеличивают, а в подвенечной - уменьшают.
2. Овальный боек молотка металл слабее "разгоняет" вдоль короткой части бойка, а сильнее - вдоль длинной. И проковка сильнее увеличивается вдоль длинной части бойка. И вдоль этой же части бойка выше эффективность правки овальным молотком. Поэтому, «огурцы» - продолговатые выпучины правят, расположив вдоль дефекта боек вытянутой частью. В это время проковку можно выполнять, вытянутую часть бойка, располагая, как поперек радиусов пилы, так и вдоль. Комбинированный способ очень эффективен в ситуациях, когда удары, ближние к радиусу наносятся при расположении бойка вдоль радиуса, а близкие к подвенечной зоне удары, располагая боек вдоль окружности пилы.
3. Отличие острого бойка молотка в том, что он на себя вытягивает впадины пильного диска. Однако в местах нанесения ударов он увеличивает проковку, как и все остальные молотки. Очень велика эффективность правки впадин молотком с острым бойком, поэтому им нужно пользоваться крайне аккуратно. Такой молоток особенно хорош для правки толстых камнерезных пил и ножей.

Основными операциями подготовки к работе круглых пил являются обрезка и насечка зубьев, правка, вальцевание или проковка, заточка зубьев, их развод или плющение, установка пилы на станок.

Обрезка и насечка зубьев. Эти операции выполняют в случаях несоответствия размеров инструмента условиям его эксплуатации, поломки нескольких соседних зубьев пилы или появления в полотне трещин.

Рис. 102. Обнаружение и устранение дефектов формы полотна круглой плоской пилы: a-схемы обнаружения дефекта диска проверкой с двух сторон; б-расположение ударов при исправлении дефектов; С-слабые места; Т-тугие места; В-выпучины; И-изгибы

При насечке зубьев зазор между пуансоном и матрицей не должен превышать 0,5 мм. Штампуемый контур зубьев должен предусматривать припуск 1 -1,5 мм относительно требуемого профиля. Окончательная форма зубьев достигается заточкой их на станках.

Правка пил . Правкой устраняют местные и общие дефекты формы полотна. Приспособление для правки дисковых пил показано на рис. 101.

Для обнаружения дефектов формы полотна устанавливают пилу в горизонтальном положении на три опоры и проверяют его короткой поверочной линейкой с двух сторон. Установленные границы дефектов очерчивают мелом (рис. 102).

Способ правки зависит от типа дефекта. Слабые места «С» исправляют ударами проковочного молотка с круглым бойком вокруг дефекта с постепенным ослаблением по мере удаления от него.

Удары наносят с обеих сторон пилы (рис. 102 I). Тугие места «Т» исправляют ударами проковочного молотка внутри зоны дефекта, начиная от границ и заканчивая в середине. Удары наносят с обеих сторон пилы (рис. 102 II).

Выпучину «В» исправляют ударами проковочного молотка со стороны выпучины (рис. 102 III). Чтобы не изменить общего натяжения полотна, между пилой, положенной выпучиной вверх и наковальней, помещают картонную или кожаную прокладку.

Изгиб пилы «И» (складки у зубчатой кромки, отогнутые участки, горбатость и одностороннюю крыловатость диска) исправляют ударами правильного изгиба молотка (с продолговатым бойком) либо по самому хребту у изгиба, либо, если размеры дефекта значительны, от краев изгиба к хребту со стороны выпуклости. Ось бойка должна совпадать с направлением оси изгиба (рис. 102III).

Качество правки пилы рекомендуется проверять на специальном приспособлении (рис. 101). В этом случае проверка происходит в условиях, приближенных к эксплуатационным. Критерием оценки качества правки служит величина наибольшего отклонения боковой поверхности пилы (в периферийной части) от плоскости торцовой поверхности пилы.

Пила считается выправленной, если отклонения (в мм) от плоскостности (коробление, выпучины и др.) на каждой стороне пильного диска не превышают для пил диаметром (мм) до450-0,1; от 450 до 800 - 0,2; от 800 до 1000-0,3. Отклонения от плоскостности центральной части пилы в зоне фланцев не должны превышать 0,05 мм.

Для правки дисковых плоских пил используют пилоправ-ную наковальню ПИ -38, молотки проковочные ПИ -40, ПИ -41; молотки правильные ПИ - 42, ПИ - 43; приспособление для проверки качества правки; линейки поверочные ПИ - 44, ПИ - 45, ПИ - 46, ПИ - 47 и Г1И - 48.

Длина ручек правильных молотков должна быть 30 см; масса молотков с перекрестными бойками -1 кг, с косыми бойками - 1,5 кг; радиус выпуклости - 75 мм.

Вальцевание пил производится с целью создания начальных напряжений, необходимых для компенсации температурных напряжений, возникающих при неравномерном нагреве полотна пилы в процессе пиления, и уменьшения опасности возникновения резонансных состояний инструмента.

Сущность вальцевания заключается в ослаблении средней части пилы, за счет ее удлинения при прокате между двумя рабочими роликами под давлением.

Провальцованная пила приобретает поперечную устойчивость зубчатого венца при работе, т. е. способность противостоять неуравновешенным боковым силам, действующим на диск при пилении, и обеспечивать тем самым прямолинейность пропила

Вальцевать пилу достаточно по одной окружности радиусом 0,8 R (где R - радиус пилы без зубьев) в течение 3-4 оборотов пилы под воздействием роликов.. Средние величины прижима роликов для новых непроко-ванных пил при вальцевании по одной окружности с радиусом 6,8 R должны устанавливаться в соответствии с данными таблицы 25.

Таблица 25. Сила прижима роликов при вальцевании круглых плоских пил

В зависимости от исходного напряженного состояния пилы ста прижима роликов может колебаться.

Правильно провальцованная пила при расположении в горизонтальной плоскости на трех равномерно расположенных опорах, находящихся внутри окружности впадин зубьев на расстоянии 3-5 мм от нее, при свободном провисании средней части должна приобретать равномерную вогнутость (таре л ь-чатость). Величины выгнутости провальцованных пил, работающих со скоростями резания 40 - 60 м/с, измеренные с обеих сторон на расстоянии 10 - 15 мм от края центрального отверстия пилы, должны соответствовать величинам, указанным в таблице 26.
Если необходимое ослабление средней части пилы не достигнуто, пилу переворачивают и повторно вальцуют с прежней величиной силы прижима роликов. Переворачивание пилы способствует некоторому уменьшению изгиба полотна роликами. В случае, если средняя часть пилы не получила необходимого ослабления, процесс вальцевания продолжают по той же окружности при увеличенной силе прижима роликов.

Излишнее ослабление средней части пилы при ее перевальцевании исправляют вальцеванием по окружности, отстоящей на 3 - 5 мм от окружности впадин зубьев. В этом случае сила прижима ррликов принимается от 10 до 30 кг в зависимости
от начального напряженного состояния инструмента.

Правка круглых пил выполняется с целью устранения местных дефектов: тугих и слабых мест, выпучины или крыловатости, появившихся в результате неправильной эксплуатации пил. Место и характер дефектов определяют перед правкой при помощи длинной (равной диаметру пилы) и короткой, равной ½, контрольных линеек, прикладывая их к поверхности диска. При определении дефектов пилу ставят вертикально на ребро или надевают на поверочный шпиндель. Для того чтобы не сделать ошибки во время правки, границы обнаруженных дефектов обводят мелом, а характер дефекта отмечают условными знаками (+ выпуклость, — впадина).

Слабое место характеризуется тем, что при изгибе диска пилы в любую сторону с внутренней (вогнутой) стороны образуется впадина, а с противоположной - выпучина (горб). Контрольная линейка, приложенная к диску с внутренней стороны, образует световую щель посередине длины линейки (рис. 1, г). Устраняются слабые места проковкой около и вдоль кромок слабого места.

Тугое место характеризуется тем, что при изгибе диска пилы в любую сторону с внутренней (вогнутой) стороны образуется выпуклость, с противоположной - впадина. Контрольная линейка, приложенная к диску с внутренней стороны, там, где есть тугое место, образует световую щель по концам (рис. 1, ж). Устраняется этот дефект двусторонней проковкой по тугому месту.

Выпучина - местная односторонняя выпуклость. Характеризуется тем, что при изгибе пилы в любую сторону с одной стороны диска всегда образуется горб, а с противоположной - выпучина, т. е. горб и впадина не переходят с одной стороны диска на другую, этим и отличается выпучина от тугого места. Устраняется выпучина ударами молотка по горбу (рис. 1, к).

Крыловатость определяется как двойной и изгиб диска пилы. Устраняется она правкой диска вдоль хребта изгиба со стороны выпуклости.

Проковка круглых пил выполняется с целью увеличения поперечной устойчивости зубчатого венца. Осуществляют ее вручную на наковальне специальными проковочными молотками. Участок пилы, подвергающейся проковке, должен плотно лежать на наковальне, которая делается для этого несколько выпуклой. Если пила не имеет никаких дефектов, проковку выполняют по 12-16 радиусам, по каждому из которых наносят 6-8 ударов, перемещая их от периферии к центру. Для более правильного распределения ударов перед правкой делают разметку пилы, наносят ряд концентрических окружностей и радиусы. Удары наносят в точках, где окружности пресекаются с радиусами (рис. 1, б). Начинают проковку на расстоянии 20-30 мм от впадины зубьев и кончают не доходя до центральной части пилы, закрываемой шайбой на 30-40 мм.

Проковав пилу с одной стороны, надо в том е порядке проковать ее с другой стороны, нанося удары по отпечаткам ударов на первой стороне. Для получения более заметных отпечатков поверхность наковальни следует смазать маслом.

Степень проковки определяется величиной стрелы прогиба средней части пилы. Проверяют стрелу прогиба при помощи длинной контрольной линейки, установив пилу в горизонтальном положении с таким расчетом, чтобы средняя часть ее могла свободно провисать (рис. 1, а). При правильной проковке между линейкой и средней частью пилы образуется просвет, равномерно увеличивающийся от кромки зубьев к центру пилы. Величина просвета другой стороны диска должна быть такой же, как и первой, т. е. ±0.2 мм. Величину просвета определяют щупом или индикаторной линейкой. Оптимальная величина стрелы прогиба в средней части пилы в зависимости от диаметра и числа оборотов берется из таблицы.

Если после проковки стрела прогиба средней части пилы окажется недостаточной, правку повторяют. Удары молотка при повторной правке располагаются между ударами первой проковки (рис. 1, в).

Правильно прокованная пила, надетая отверстием на палец руки или деревянный штырь, при легком ударе рукой по нижней части издает чистый звук.

В процессе эксплуатации состояние пил проверяют не реже чем через 3-4 заточки.

Конические пилы проковывают так же, как и пилы с плоским диском, а величину просвета определяют лишь с плоской стороны и берут равной 0,3-0,5 мм для диаметра пил 500-800 мм.

Правка пил состоит в устранении местных дефектов - выпучин, изгибов, тугих и слабых мест и придании диску плоской формы. Правят пилу перед проковкой, предварительно проверяя состояние диска с обеих сторон с помощью контрольных линеек: короткой, не более длины радиуса, и длинной, равной диаметру пилы (рис. 37). Прокладывая длинную линейку в различных местах по диаметру диска, определяют место и характер дефекта. Путем прикладывания короткой линейки к поверхности диска устанавливают границы дефекта. Сначала устраняют дефекты, нарушающие плоскостность пилы: изгибы, складки, выпучины. Далее устраняют тугие и слабые места. Правят дефекты вручную на наковальне при помощи правильных молотков (CM. рис. 30, б). Порядок нахождения и правки дефектов дисковых пил аналогичен порядку для рамных пил.
Проковка представляет собой ослабление средней части диска пилы для повышения его устойчивости в процессе пиления. Под устойчивостью прокованного пильного диска подразумевается способность противостоять воздействию на него боковых сил, возникающих при пилении. Устойчивость диска определяется следующими факторами; толщиной, неравномерным нагревом по радиусу пилы и характером ее поперечных колебаний. Ниже рассматриваются условия работы дисковых пил и характер испытываемых ими напряжений.

Во вращающемся диске под действием центробежных сил инерции возникают тангенциальные и радиальные напряжения. Тангенциальные напряжения на периферии диска, зависящие от скорости вращения пильного вала и радиуса пилы, являются растягивающими (положительными), они повышают ее устойчивость. Однако величина их при работе на деревообрабатывающих станках не превышает 60-200 кгс/см2. Напряжения от усилий резания тоже невелики и не могут поэтому явиться причиной потери устойчивости пилы в пропиле. Опасными для устойчивости дисковых пил являются напряжения в диске от неравномерного нагрева его по радиусу в процессе резания.
Работа резания, включающая упруго-пластическое деформирование древесины и стружки, трение и т. д., эквивалентно переходит в тепло, которое расходуется на нагрев стружки, материала, инструмента и окружающей среды. При этом на нагрев инструмента расходуется до 12% всей теплоты, образующейся при резании. Тепло, поступившее в тело (корпус) пилы через ее торцовую часть, распространяется по двум направлениям: к центру пилы (по радиусу) за счет теплопроводности ее материала и в осевом направлении (нормально к плоскости диска пилы) за счет теплоотдачи боковыми поверхностями пилы. Тепловое сопротивление в радиальном направлении в 1000-1100 раз выше, чем в осевом. Вследствие этого снижение максимальной температуры у впадины зуба до температуры окружающей среды происходит на относительно узком участке периферийной зоны пилы, ограниченной внутренним радиусом, равным 0,8-0,85 величины максимального радиуса пилы (включая и зубья). Эти выводы подтверждены теоретическими и экспериментальными исследованиями температурных полей дисковых пил.
На рис. 38, а приведен типовой график распределения температуры по радиусу пилы. Перепад температуры при резании неизбежен. Нагрев пил зависит от многих факторов: режимов пиления, породы древесины, геометрии зубьев пил и др. При нормальных (нефорсированных) условиях распиловки перепад температуры колеблется в пределах 15-30° С. В результате нагрева узкой периферийной части происходит удлинение пилы, которому мешает менее нагретая (холодная) средняя часть пилы. Периферийная зона поэтому получает отрицательные напряжения сжатия.

Характер напряжений (σtτ, σtr) неравномерного нагрева приведен на рис. 38, б.
Напряжения могут достигать 500-800 кгс/cм2 при перепадах температур до 30-50° С. Излишнее удлинение режущего венца приводит к его искривлению и общей потере плоского равновесия пилы. Это обстоятельство является главной причиной выхода пилы из строя или ее недоброкачественной работы. Проковка уменьшает вредное влияние сжимающих температурных напряжений. Ослабление средней зоны пилы посредством ударов проковочным молотком на наковальне или на специальном проковочном станке (см. рис. 37, а, б, в) вызывает натяжение периферийной части пилы и возникновение в ней напряжений растяжения, которые компенсируют сжимающие напряжения от нагрева. Ослабленная средняя зона не препятствует вытягиванию периферийной под действием центробежных сил и росту в ней тангенциальных растягивающих напряжений.
Перед проковкой пилу следует разметить, проведя ряд концентрических окружностей. Удары надо наносить по радиусу от периферии к центру в точках, где радиус пересекает окружность. Проковке подвергается зона пилы, находящаяся на расстоянии 20-30 мм от ее периферии и 30-50 мм от торцовой поверхности зажимных шайб. При проковке необходимо следить, чтобы удары наносились центральной частью бойка.
Для проверки степени проковки пилу устанавливают в горизонтальном положении на три конусообразные опоры и прикладывают к ее поверхности проверочную линейку. Величина просвета из-за провисания пилы под собственным весом характеризует степень проковки. Величина просвета обратной стороны должна быть такой же, как и первой.
В процессе работы натяжение наружной части постепенно теряется из-за износа, нагрева при резании, заточке и др. Поэтому периодически следует проверять состояние пилы (через 3-4 переточки) и восстанавливать вторичной проковкой необходимое натяжение (см. рис. 37,в). Величина просвета (стрела прогиба) для новых дисковых пил, по ГОСТ 980-63, зависит от диаметра, толщины пилы и составляет приблизительно: для пил диаметром D = 250÷360 мм 0,1-0,4 мм; D = 400÷710 мм 0,2-0,5 мм; D = 800÷1500 мм 0,5-2 мм.
Конические пилы проковывают так же, как и плоские, а величину просвета определяют только с одной стороны - плоской. Стрела прогиба конических пил в зависимости от их диаметра должна соответствовать ориентировочно следующим значениям: для D = 500 мм 0,3-0,35 мм, для D = 600 мм 0,35-0,4 мм и для D = 700÷800 мм 0,4-0,5 мм. Строгальные пилы и пилы, оснащенные твердосплавными пластинками, не проковываются.
Менее распространенным, но хорошим способом, имеющим то же назначение, что и проковка, является способ вальцовки средней зоны пилы по концентрическим окружностям. Вальцовка дисковых пил может быть выполнена тем же оборудованием, что и вальцовка рамных пил. Для этого к вальцовочному станку ПВ-5 устанавливают приставку, чтобы закрепить пилу (рис. 39, а). Вальцовку средней зоны можно заменить вальцовкой в один след периферийной части на радиусе, равном приблизительно 0,85 наружного радиуса пилы. Цель вальцовки, как и проковки, состоит в создании в периферийной части пилы растягивающих тангенциальных напряжений. Степень вальцовки определяется стрелой прогиба пилы, установленной на три опоры.

Имеется и другой способ контроля степени подготовки пилы - определение частоты собственных колебаний, которая зависит от ее напряженного состояния. Этот способ сравнительно трудоемок и используется пока только в лабораторных условиях.
Дисковые пилы имеют ряд критических чисел оборотов, на которых частота собственных колебаний равна или кратна частоте вращения пильного вала, что приводит на этих оборотах к росту амплитуды поперечных колебаний пил или даже к потере ими плоской формы равновесия. Наиболее опасными являются вторая и третья веерные формы потери устойчивости пилы, а их частота как раз лежит в области чисел оборотов пильного вала на наиболее широко распространенных деревообрабатывающих станках. Проковка позволяет за счет повышения частоты собственных колебаний сдвинуть эти опасные формы колебаний в область повышенных чисел оборотов, не применяемых на станках.