asyan.org
добавить свой файл
1
РЕЗЕРВИ ПОЛІПШЕННЯ ПИЛЯННЯ КОЛОДИ СТРІЧКОВОЮ ПИЛКОЮ
Монографія докторанта кафедри деревообробного обладнання та інструментів Національного лісотехнічного університету України Ребезнюка Ігора Тарасовича “Підготовлення вузьких колодопиляльних стрічкових пилок до роботи”.
ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНОЛОГІЇ ЗАГОСТРЕННЯ ЗУБІВ ВУЗЬКИХ КОЛОДОПИЛЯЛЬНИХ СТРІЧКОВИХ ПИЛОК
Стан загострених зубів стрічкової пилки залежить від конструкції загострювального верстата та шліфувального круга, операцій з налагодження та обслуговування верстата, дотримання рекомендацій та режимів шліфування.

Особливості технології загострення зубів вузьких колодопиляльних стрічкових пилок розглядаємо стосовно спеціальних загострювальних верстатів з плоским абразивним кругом (типу Wood Mizer). Верстати такого типу найбільш поширені.

Вибір загострювального верстата полягає в тому, щоб технічні параметри забезпечили застосування верстата для якісного підготовлення стрічкових пилок із зубчастим вінцем потрібних розмірів.

При виборі верстата потрібно звернути увагу на те, чи у його конструкції враховано кілька чинників, що суттєво впливають на якість підготовлення зубчастого вінця та пилки загалом:

стрічкова пилка повинна розміщуватися у верстаті так, щоб задирки утворювались на боці пилки, який під час її руху на шківах буде внутрішнім, де утворюватиметься напруження стиску (рис. 1). Оскільки сталь пилкової стрічки не чутлива до утворення тріщин під стиском, то дрібні тріщини не призведуть до руйнування пилки;


Рис. 1. Правильне поєднання напрямку шліфування зубів пилки та її положення на пилкових шківах: а – схема загострення зубів; б – установлення пилки на пилкових шківах; 1 – бокова поверхня пилки, на якій утворюються задирки; 2 – бокова поверхня пилки, на якій не утворюються задирки; 3абразивний круг; 4 – пилковий шків.
абразивний круг повинен бути установлений до площини його руху (площини передньої поверхні зуба) під кутом , що зменшить нагрівання вершин зубів (рис. 2, б);

шліфувальний круг повинен бути строго перпендикулярним до площини пилки, а остання – мати можливість регулюватися так, щоб її середня площина проходила через вісь круга (рис. 3). Виконання таких вимог дозволить орієнтувати загострені різальні кромки зубів симетрично відносно середньої площини пилки, що зменшить ймовірність зарізання пилки під час пиляння деревини;



Рис. 2. Положення абразивного круга відносно передньої поверхні зуба: а – нераціональне; б – раціональне.


Рис. 3. Правильне положення абразивного круга відносно пилки: 1 – стрічкова пилка; 2абразивний круг; 3 – рухомі затискні пластини; 4 – підтримувач пилки; 5 середня площина пилки; 6 – площина абразивного круга.

Можливість охолодження поверхні шліфування зубів охолоджувальною рідиною. Хоча загострення зубів без охолодження також можливе, проте воно потребує більшої кваліфікації та ретельності під час шліфування зубів, а також вимагає збільшення часу підготовлення через зменшення подачі круга на врізання. Також таке загострення збільшує ймовірність засинення, а відтак, і поверхневого загартування як лез зубів, так і долішніх поверхонь западин, що спричинятиме виникнення тріщин. Натомість застосування охолоджувальної рідини дозволить усунути вищезазначені вади.

Вибір шліфувального круга включає визначення типорозміру, абразивного матеріалу, зернистості, твердості, номера структури, зв’язки, робочої швидкості, класів точності та незрівноваженості. Для загострення стрічкових пилок рекомендується використовувати шліфувальні круги форми 1 чи 14 за ГОСТом 2424-83. Робоча частина абразивного круга додатково профілюється залежно від профілю оброблюваних зубів (рис. 4, а).



Рис. 4. Шліфувальні круги для загострення зубів вузьких колодопиляльних стрічкових пилок: а – абразивний; б – з борозоновим покриттям
Характеристику абразивного шліфувального круга наносять фарбою на його торцеву поверхню у вигляді умовних позначень. Приміром, умовне позначення шліфувального круга 1 – 127612,7  94А  25П  С2 7  К5 50м/с  А  1кл. ГОСТ 2424-83 розшифровується таким чином: 1 – тип геометричної форми (1 – круг плоский прямого профілю); 127 – зовнішній діаметр D, мм; 6 – висота (товщина) Т, мм; 12,7 – діаметр насадкового отвору H, мм; 94А – абразивний матеріал (електрокорунд марки 94А, хромотитанистий); 25 – зернистість; П – індекс зернистості; С2 – ступінь твердості; 7 – номер структури; К – керамічна зв’язка; 5 – характеристика зв’язки; 50 м/с – максимальна робоча швидкість; А – клас точності; 1 кл. – клас незрівноваженості; ГОСТ 2424-83 – стандарт, за яким виготовлено круг.

Зовнішній діаметр та діаметр насадкового отвору шліфувального круга залежать від характеристики загострювального верстата. На практиці більшість виробничників працюють загострювальними кругами завтовшки  мм.

Матеріалом абразивних зерен шліфувальних кругів переважно є нормальний чи хромотитанистий електрокорунд. Круги із електрокорунда хромотитанистого мають високу різальну здатність. Під час шліфування такими кругами виділяється небагато тепла. Це дає змогу зменшити припалювання елементів зубів пилок. Ці круги також ефективні для профільного шліфування, оскільки добре зберігають початковий профіль робочої поверхні.

Водночас з матеріалом вибирають зернистість абразивного круга. Для загострення стрічкових пилок використовують круги зернистістю 40…10. Для підвищення продуктивності шліфування потрібно вибирати більше зерно, а для чистового шліфування – дрібніше.

Твердість повинна бути достатньою для тривалого збереження спрофільованої робочої поверхні. Якщо круг дуже м’який, то він дуже швидко спрацьовується й втрачає початкову форму та розміри через випадання ще гострих зерен. Використання мастильно-охолоджувальної рідини дозволяє застосовувати більш тверді круги.

Для загострення стрічкових пилок використовують шліфувальні круги на керамічній зв’язці. Круги на такій зв’язці схильні до припалювання оброблюваної поверхні, що може призвести до утворення тріщин. З іншого боку, керамічна зв’язка має високу водостійкість, теплостійкість і високу хімічну стійкість. Круги на керамічній зв’язці добре зберігають робочий профіль.

Допускається також використання кругів на бакелітовій зв’язці. Під час роботи кругами на такій зв’язці в зоні шліфування теплоутворення значно менше, тому немає небезпеки припалювання. Шліфувальні круги на бакелітовій зв’язці більш міцні та пружні, ніж на керамічній зв’язці. Вада цієї зв’язки – мала стійкість щодо дії охолоджувальної рідини, яка містить луги.

Структура круга повинна бути такою, щоб в міжзернові проміжки поміщалась вся стружка, яка знімається під час загострення. Круги на керамічній зв’язці повинні мати структуру 7 чи 8, а на бакелітовій зв’язці – 5 чи 6.

Правильно вибраний абразивний круг має загострювати зуби стрічкової пилки достатньо продуктивно без заяложування його робочої поверхні.

Після вибору круга потрібно оглянути його задля виявлення тріщин, злегка постукуючи дерев’яним молотком. Круги без тріщин мають чистий звук, круги з тріщинами – деренчливий. За відсутності тріщин шліфувальні круги контролюють на міцність та відбалансовують.

Контроль міцності здійснюють згідно з ГОСТом 12.3.028-82 на спеціальних стендах, які мають випробувальну камеру й можливість плавно змінювати частоту обертання круга, що випробовується. Випробуванню підлягають круги діаметром понад 150 мм, а також круги діаметром до 150 мм та робочою швидкістю понад 40 м/с. Швидкість випробовування має бути на 50  більшою від робочої швидкості круга. Час випробовування для кругів діаметром більше 150 мм становить 5 хв, для кругів діаметром менше 150 мм – 3 хв.

За потреби шліфувальні круги балансують. Балансування кругів бажано проводити (якщо це можливо) разом із затискними фланцями загострювального верстата. Для цього використовують спеціальні пристрої, які мають дві напрямні круглої форми або у вигляді ножів. Ці опори мають бути строго паралельні та горизонтальні.

Під час загострення абразивні круги спрацьовуються, можливе також їх затуплення та заяложення. Для відновлення профілю та різальних властивостей затуплених кругів виконують їх правлення. Правлення полягає у видаленні з робочої поверхні круга затуплених зерен та зерен, які змінюють первинний профіль зуба стрічкової пилки. Для цього використовують алмазні олівці, сталеві або твердосплавні диски, шарошки, круги карбіду кремнію зеленого (рис. 5).



Рис. 5. Схема правлення абразивних кругів: а – алмазним олівцем; б – диском; в – абразивним кругом: 1 – круг; 2 – алмазний олівець; 3 – диск; 4 – алмазний або абразивний ролик.
Правлення обточуванням (див. рис. 5, а) полягає в тому, що алмазний правильний олівець виконує роль різця. Швидкість правлення дорівнює швидкості абразивного круга. Таке правлення дає високу точність. Олівці типу 01 і 03 (номери за ГОСТом 607-80) під час правлення повинні встановлюватись під кутом 10…15 (як показано на схемі), а олівці типу 02 і 04 – під кутом 2…5.

Правлення обкочуванням (див. рис. 5, б) здійснюється за допомогою сталевого або твердосплавного диска, який обертається за рахунок контакту з абразивним кругом. Швидкість обкочування – від 1 до 5 м/с. Сталеві диски працюють зі швидкістю обкочування 0,1…0,5 м/с, а твердосплавні – 3…5 м/с.

Правлення шліфуванням (див. рис. 5, в) здійснюється за рахунок примусового обертання циліндричного правильного інструмента – алмазного ролика або абразивного круга. Добрі результати дає правлення абразивними кругами на керамічній зв’язці діаметром 60…100 м/с з карбіду кремнію зеленого зернистістю 30…50 і твердістю СМ2…С2.

Також застосовують для загострення зубів вузьких колодопиляльних стрічкових пилок шліфувальний круг, робоча поверхня якого покрита твердим абразивним матеріалом (див. рис. 4, б). Товщина такого круга така ж, як і плоского абразивного (переважно 6 мм), а робоча поверхня профільна. Приміром, фірма Wood-Mizer пропонує круги, робоча поверхня яких покрита боразоном (ельбором). Цей матеріал є однією з модифікацій кубічного нітриду бора. За структурою, твердістю та іншими властивостями ельбор близький до алмазу. Застосовується боразон як для кругів завтовшки 6 мм, так і для покриття робочих поверхонь повнопрофільних шліфувальних кругів. Круги з таким покриттям можуть використовуватися для зубів, профілі яких близькі за формою.

Налагодження верстата для загострення вузьких колодопиляльних стрічкових пилок включає виконання низки операцій:

установлення шліфувального круга на шпиндель верстата. Під час установлення круг повинен легко насаджуватись на шпиндель. Між фланцями й кругом потрібно ставити прокладки з еластичного матеріалу (цупкого паперу, картону або гуми) завтовшки від 0,5 до 1,0 мм;

виставлення шліфувальної головки на кут, що дорівнює передньому куту зубів пилки. Величину кута установлюють залежно від породи дерева, що буде розпилюватись загострюваною пилкою. Виставлення кута шліфувальної головки здійснюється за допомогою металевих контрольних пластин з певними кутами (як у загострювальному верстаті Wood-Mizer) чи за спеціальною шкалою (як у – OWM-4М польської фірми Stefan Drozdovski). Виставлене положення головки слід обов’язково зафіксувати передбачуваними фіксаторами;

установлення стрічкової пилки у верстат. При цьому налагоджуються нижні та бокові опори, трубні опори з боковими обмежувачами (у різних моделей верстатів опори та пластини, що горизонтально орієнтують пилку та затискають в зоні шліфування, можуть відрізнятися за конструкцією) з урахуванням фактичної довжини та ширини стрічкової пилки. Лінія ден западин повинна бути на 2…3 мм вище від верхньої поверхні затискних пластин (див. рис. 3). Далі тіло пилки затискається затискними пластинами верстата;

налагодження основної затискної пластини на товщину пилки. Пластину установлюють так, щоб середня лінія полотна пилки розташовувалась в одній вертикальній площині з віссю обертання шліфувального круга (див. рис. 3). Для перевірки правильного установлення використовують спеціальні шаблони чи перевірочні лінійки;

профілювання робочої поверхні абразивного круга. Воно здебільшого залежить від оформлення міжзубової западини. Якщо профіль западини у вигляді колової поверхні – робоча зона круга більш заокруглена, якщо ж профіль WM – робоча зона профілюється, як показано на рис. 6. Профілювання робочої зони шліфувального круга виконують алмазним олівцем чи іншим інструментом (див. рис. 5). Спочатку виконується заокруглення на лівій крайці круга радіусом, що дорівнює радіусу заокруглення долішньої поверхні міжзубової западини біля передньої поверхні зуба. Потім шліфується 1/3 правої крайки круга під кутом – так, щоб лінія круга була паралельна задній поверхні зуба. Камінь повинен мати таку форму протягом усього часу його експлуатації.


Рис. 6. Форма перерізу робочої поверхні абразивного круга: а – для загострення зубів трикутноподібного профілю; б – для загострення зубів профілю WM.

установлення зони ходу подавального штовхача. Зона регулюється таким чином, щоб зуб, який поданий штовхачем в крайнє ліве положення, ледь-ледь контактував передньою поверхнею з поверхнею круга;

регулювання загострення долішньої поверхні западини та головної задньої поверхні зуба. Таке налагодження залежить від системи регулювальних механізмів, які використовують у тому чи іншому верстаті. Регулювання може здійснюватися за допомогою ексцентрика та обмежувача глибини шліфування, як у загострювальному верстаті фірми Wood-Mizer. У цьому випадку при зміні профілю зубів потрібно змінювати профілювання робочої частини круга. В іншому випадку для оброблення зміненого профілю зубів виконується регулювання верстата за допомогою додаткових регулювальних механізмів, як у верстаті ЗгВСП-1 української фірми “Пані Галіція”.

увімкнення верстата. Обережно опустивши шліфувальну головку важелем, треба підвести круг до зуба і відрегулювати положення пилки подавальним штовхачем так, щоб круг заходив у западину, ледь-ледь торкаючись передньої поверхні зуба, потім опустити шліфувальний круг маховичком, подаючи на врізання до положення незначного контакту круга з долішньою поверхнею западини;

регулювання шліфування по головній задній поверхні. Це здійснюється регулювальними механізмами чи додатковим профілюванням.

Розпочинати загострення слід з місця з’єднання кінців пилки. В іншому випадку позначити крейдою перший загострений зуб. Місце з’єднання чи позначка крейдою дозволяють конролювати кількість проходів кожного зуба через зону загострення.

Режими загострення зумовлюються параметрами, які наведено в табл. 1.

Профілювання зубів здійснюють перед загострюванням нових стрічкових пилок, а також у разі незначного пошкодження зубів пилок, що експлуатуються. Також профілювання виконується при зміні профілю зубів у зв’язку зі зміною умов роботи вживаних пилок. При цьому можуть знімати припуск величиною до 1,0 мм. При профілюванні бажано дотримуватись рівномірного зняття шару металу з передньої та головної задньої поверхонь зубів. Це дозволяє зберегти постійним профіль зубів і зменшити спрацювання пилки за шириною.

Під час підшліфування поверхонь зубів подачу абразивного круга на врізання не здійснюють. Цю операцію виконують для зменшення глибини рисок на зубах після загострення.

Загострення й підшліфування зубів здійснюють за декілька проходів до отримання потрібної гостроти та профілю.

Під час налагодження загострювального верстата для забезпечення потрібного профілю зубів слід керуватися такими положеннями:
Таблиця 1. Режими загострення зубів вузьких колодопиляльних стрічкових пилок

Різновид оброблення зубів абразивним кругом

Подача на врізання, мм, по поверхні

Кількість проходів

передній

головній задній

Профілювання

(чорнове загострення)


0,09…0,18


0,09…0,18

до утворення необхідного профілю

Загострення після профілювання;

затуплення


0,02

0,03


0,02…0,04

0,03…0,06


2…4

3…4

Підшліфування

Без подачі

1…2


причиною зміни величини переднього кута зубів може бути недотримання режимів загострення, в тому числі велика подача на врізання і застосування надто м’якого круга. На торцевій поверхні м’якого круга з боку передньої поверхні леза зуба утворюється фаска, що дорівнює довжині передньої поверхні. За відсутності більш твердого круга слід додатково нахилити шліфувальну головку так, щоб фаска, що утворилась, була паралельна передній поверхні леза, та зменшити подачу на врізання по передній поверхні;

зміна переднього кута зубів може виникнути через зниження швидкості різання внаслідок спрацювання шліфувального круга по діаметру. В цьому випадку необхідно збільшити швидкість обертання шліфувального круга чи замінити його;

прямолінійність передньої поверхні може порушитись при зменшенні сили затискання пилки чи низькій жорсткості шліфувальної головки. В цьому випадку робоча поверхня круга при опусканні врізається в передню поверхню зуба, після чого її відтискає. Непрямолінійність передньої поверхні усувають підвищенням сили затискання пилки в пластинах і зменшенням люфта в напрямних;

головна задня поверхня зуба та долішня поверхня западини формуються за рахунок поєднання руху подачі пилки і піднімання шліфувальної головки. Зі збільшенням перебігу подавального штовхача зменшується задній кут. Це ж саме відбувається і зі зменшенням ходу шліфувальної головки (якщо таке регулювання передбачено конструкцією верстата);

до спотворення профілю зубів може призводити застосування шліфувального круга малої твердості. При високій твердості стійкість шліфувального круга підвищується, однак може не забезпечуватись його самозагострюваність, що призводить до заяложування круга і виникнення припалів на шліфованій поверхні зубчастого вінця;

під час загострення слід мати на увазі, що на профіль загострюваних зубів впливають такі параметри: перебіг подавального штовхача; величина ходу шліфувальної головки; товщина і радіус заокруглення крайки шліфувального круга (див. рис. 6).

Для повнопрофільних загострювальних верстатів зберігаються основні вимоги щодо взаємного розміщення круга та пилки, які зображено на рис. 2 і рис  4. Суттєвим для таких верстатів є використання масло-охолоджувальної рідини. Сукупність та обсяг операцій з налагодження повнопрофільних загострювальних верстатів подібні до викладених вище. Деякі уточнення можуть бути внаслідок зміни властивостей та форми робочої шліфувальної частини круга.

Після загострення знімають із зубів задирки, що утворились, за допомогою шліфувального бруска, напилка чи шабера. Особливу увагу звертають на видалення задирок в зоні міжзубових западин. Можливі риски від оброблення повинні розташовуватись лише вздовж тіла пилки. Поперечні риски можуть стати причиною утворення тріщин.

Правильно загострені зуби задовольняють таким вимогам: 1) мають однаковий профіль, тобто однаковий крок, висоту, кути зубів, форму та радіус долішньої поверхні западини та інші параметри; 2) різальні кромки лез зубів гострі (радіус заокруглення не більше 10…20 мкм), без задирок, заворотів, засинення та інших дефектів. Відблиск на різальних кромках свідчить про те, що під час загострення із зубів зішліфовано недостатній шар металу; 3) долішня поверхня западин зубів має плавне заокруглення і переходи до поверхонь лез зубів. Малі радіуси заокруглення на долішній поверхні западини – основна причина виникнення тріщин в тілі та зламу зубів; 4) вершини зубів розташовуються на одній прямолінійній чи вигнутій (з незначною однаковою кривизною) поверхні. В протилежному випадку спостерігається нерівномірне навантаження зубів під час розпилювання деревини та, як наслідок, нестійка робота пилки; 5) параметр шорсткості на передній поверхні не більший від 1,25 мкм, на головній задній поверхні – не більший від 2,5 мкм; 6) головна різальна кромка, передня й головна задня поверхні лез зубів перпендикулярні до бокової поверхні тіла пилки.

Ігор Ребезнюк,

докторант кафедри деревообробного обладнання та інструментів НЛТУ України