Ода ручной пиле. Рекомендации по выбору ленточных пил Типы разводки зубьев

При изготовлении заготовок одной из основных операций являетсяразделение прутка (штанги) круглого (или иного) проката на отдель­ные заготовки. Для этого могут быть использованы различные тех­нологические процессы: разделение заготовок на пресс-ножницах, разрезание фрикционными дисками, пилами, абразивными кругами и др. В качестве примера рассматриваются два варианта разрезания про­ката на заготовки дисковыми пилами, изготовленными из различных инструментальных материалов, поскольку этот способ относится к обработке резанием (рис. 3.26).

Рис. 3.26. Схема разрезания проката дисковой пилой.

Для разрезания заготовки исполь­зуют дисковые пилы, которые изготавливают или из быстрорежущей стали Р6М5, или из твердого сплава Т5К10. При разрезании заготовки зуб дисковой пилы одновременно уча­ствует в двух движениях: вращательном движении резания со скоро­стью v (рис. 3.27) и движении подачи S M , которая выбирается по рациональной толщине сре­заемого слоя а.

Рис. 3.27. Кинематика резания дисковой пилой.

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 работеучаствует только одна вершина. Для этого делают «развод» зубьевпод углом наклона режущей кромки (рис. 3.28).

Рис. 3. 28. Геометрические параметры зубьев дисковой пилы.

Кроме того, часть кромки вблизи неработающей вершины срезают. Для повышения стойкости дисковой пилы вблизи работающей вершины зуба целесообразно делать скругление вершины зубьев пилы радиусом 0.5... 1,0 мм или затачивать переходную кромку под углом 5º. Максимальную допускаемую толщину среза а выбирают исходяиз допускаемой нагрузки на зуб, которая в данном случае составит 0,1 мм. Поскольку деталь неподвижна, а подача осуществляется в направлении толщины срезаемого слоя, подача на зуб S z равна толщине срезаемогослоя а:

S z = a = 0,1 мм.

Глубина резания определяется углом в плане и длиной режущей кромки, уча­ствующей в резании. Для создания неболь­ших положительных вспомогательных углов в плане путем поворота режущей пластины главный угол в плане φ может быть назна­чен чуть меньше 90° (например, 85 ...87°).

Во избежание трехстороннего резания, при котором образуется жесткая стружка короб­чатой формы, выполняют «развод» зубьев или незначительно уменьшают ширину зуба для исключения из процесса резания одной из вершин (левой или правой - попеременно для каждого следующего зуба). Таким образом, на каждом зубе глуби­на резания и ширина стружки несколько меньше ширины дисковой пилы (фрезы). Подача на оборот фрезы (пилы), имеющей 32 зуба: S Q = S z z = 3,2 мм.

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 заготовки D 3 и пилы D фр (рис. 3.29): Θ М = 2aicsin D 3 / D фр = 49,2°

Рис. 3.29. Определение угла контакта пилы с заготовкой.

Число зубьев дисковой пилы назначается из конструктивных со­ображений, но с учетом возникающих сил резания. При большом числе одновременно работающих зубьев возрастают силы резания, крутящий момент и мощность резания, особенно по мере износа зубьев. Поскольку диаметр фрезы значительно превышает ее ширину, увеличение сил и крутящего момента нежелательно. Однако чрез­мерное уменьшение числа зубьев также нежелательно, поскольку это может привести к снижению производительности обработки и уве­личению неравномерности процесса резания (фрезерования).

Таким образом, при назначении числа зубьев дисковой пилы необходимо учитывать число зубьев, одновременно участвующих в работе, и воз­никающие при этом силы, отталкивающие дисковую пилу от детали.

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 , необходимое значение которой поддерживает гидросистема 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. 3.30).

Рис. 3.30. Зависимость силы подачи Р v от числа зубьев z, одновременно находящихся в контакте с разрезаемой заготовкой, для острозаточенной (h з = 0,1мм) и затупившейся (h з = 1мм) дисковых пил: 1-h з = 0.1мм; 2 -h з = 1мм.

Таким образом, по мере приближения пилы к середине заготовки, 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 3 = 1 мм, рис. 3.31). В первом случае для пилы из быстрорежущей стали Q 3 = 500 °С, втором - для пилы с твердосплавными зубьями Q 3 = 700 ° С. Умень­шение температуры резания благоприятно сказывается не только на повышении стойкости, но и на возникающих при резании силах.

При температуре 400 °С на передней поверхности зуба имеет место устойчивый нарост, что облегчает процесс резания, снижает уровень вибраций: В этом смысле применение пилы из быстрорежущей ста­ли для разрезания прутка предпочтительнее, чем применение пилы с твердосплавными напаянными зубьями, при разрезании заготовки которыми при более высокой температуре нарост практически отсутствует. Целесообразность применения твердосплавной пилы возникает, если требуется существенное повышение производитель­ности разрезания прутков на заготовки. Зависимость температуры на передней поверхности зуба от скорости резания рассчитывается с помощью программы.

Рис. 3.31. Влияние скорости резания на максимальную температуру задней поверхности режущего лезвия дисковой фрезы (диаметр 600мм, число зубьев z = 32) при разрезании прутка из стали 45 диаметром d = 250мм: 1- рациональная температура для твердого сплава; 2 - рациональная температура для быстрорежущей стали;

3 - при h з = 1 мм; 4 - h з = 0.2 мм

При резании прутка диаметром 250 мм из ста­ли 45 скорости резания для данных типов пил соответственно равны 25 и 65 м/мин, а частота вращения дисковой пилы n равна соответственно 11 и 40 мин -1 . Минутная подача S M = S 0 n = 21 и 64 мм/мин соответственно. Для скоростей 21 и 64 м/мин приблизительная мощность разрезания будет соответственно 6 кВт для быстрорежущей пилы и 16 кВт для твердосплавной пилы. Геометрические параметры дисковой пилы приведены в табл. 3.3.

Длина строго лимитирована для каждой модели станка +- 5мм, в пределах регулировки натяжения..

Ширина полотна должна быть максимально возможной в пределах условий решаемой задачи и спецификаций станка.
Это значит, что если не требуется пилить по радиусу, то лучше ставить самое широкое полотно из тех, что допускает инструкция по эксплуатации. Широкое полотно прочнее узкого и выдерживает более высокое усилие подачи без прогиба. Когда требуется выполнить криволинейный пропил, учитывают, что минимальный радиус закругления должен быть как минимум втрое больше ширины полотна.

Шаг зубьев чаще всего обозначают числом перед аббревиатурой TPI , указывающим количество зубьев, приходящееся на дюйм длины полотна. Шаг подбирают в зависимости от материала, толщины заготовки и требуемой чистоты распила. Для дерева и пластика в контакте с заготовкой должно быть минимум три зуба, для металлов от 4 до 20. Чем чаще расположены зубья, тем чище будет распил, но меньше скорость подачи и предельная толщина заготовки.

Форма зуба может обозначаться по разному, но наиболее распространены полотна типов «skip» и « regular» .
Зубья «skip» у полотен с крупным шагом, таких как 3, 4 или 6 TPI. У них предусмотрено большое пространство для вывода опилок (плохой выброс опилок приводит к снижению качества реза). Форма зубьев «regular» больше похожа на треугольник. Поскольку эти полотна не имеют такого пространства для стружки, они рассчитаны на пиление с меньшей подачей и менее толстых заготовок, зато обеспечивают более чистый рез и лучше работают с твердыми и плотными материалами. Шаг у таких полотен от 10 TPI и выше.

Основные типы полотен

Предназначено для быстрой черновой распиловки толстых заготовок, особенно хорошо подходит для продольного пиления. Качество реза можно незначительно улучшить, снизив скорость подачи и увеличив натяжение до максимально-допустимого уровня.

Хороший выбор в качестве универсального полотна для продольного пиления большинства пород дерева, включая сучковатые заготовки. Качества распила, близкого к финишному, достигают при медленной подаче и большом натяжением ленты.

Полотно общего назначения. Рекомендуемая область применения при нормальной скорости подачи заготовки толщиной до 50 мм в случае продольного пиления и до 150 мм в случае поперечного. Превышать эти параметры допускается при сниженной скорости подачи. Это полотно обеспечивает чистовое пиление и оптимально для большинства пород древесины.

Используют в основном для искусственных материалов, таких как фанера, МДФ, легкие металлы и пластики. Также возможно чистовое пиление заготовок толщиной до 50 мм из натуральной древесины с низкой скоростью подачи. При работе с металлами необходимо снижать скорость движения ленты, если конструкция станка это позволяет.

Это полотно дает очень чистый распил фанеры, пластика и МДФ. Может использоваться и для натуральной древесины, но только если ее толщина не превышает 25 мм. Также это полотно идеально для пиления легких металлов на небольшой скорости. Независимо от типа распиливаемого материала подача должна быть медленной.

Предположим, возникла у нас необходимость подогнать деревянный плинтус или провести обрезку сада. Казалось бы, берем ножовку и пилим. А какую ножовку по дереву берем? Нет, вопрос вовсе не праздный. Для того что бы убедится в этом достаточно зайти в любой строительный супермаркет или интернет - магазин занимающийся продажей инструмента. Нашему вниманию представлены десятки моделей. И отличия у них не только в логотипах и цене.

Вроде бы простой инструмент, а нет, при неправильном выборе в лучшем случае не получим ожидаемого удовольствия от работы. В худшем - так как у автора комментария на форуме: «Мне казалось, что пилы продают уже готовые к применению, т.е. уже заточенные и разведенные». Так как выбрать ножовку по дереву? На что обращать внимание: на брэнд, длину или цену? На этот вопрос и постараемся ответить в этой статье.

Основные характеристики

Первостепенное значение в этом инструменте имеет полотно. От марки стали, правильной процедуре закалки и удачной заточки будет зависеть удобство пользования изделием и срок его службы. Выбор ножовки по дереву основывается на четырех базовых характеристиках:

• длина полотна;
• величина зуба;
• тип стали;
• тип рукоятки.

Первый критерий - длина полотна . Она зависит от потребностей покупателя, так для небольших брусков, досок и т.п. вполне достаточно 280 - 300 мм ножовки. Для строительства или дачи целесообразней полотно 450 - 500 мм. Есть и больше. При подборе модели Вы должны четко знать, какого размера древесину собираетесь пилить. Правило следующее: длина ножовки должна быть вдвое больше самой большой заготовки, для которой она предназначена. Можно и меньше, но удобство использования будет потеряно. Это связано с несколькими причинами:

• такое соотношение позволяет всем зубьям ножовки во время распила полностью выходить из бревна, а это эффективное удаление опилок (не будет забиваться);
• рукам легче, при более размашистых движениях рука не так устает.

​

Величина зубьев и их заточка . От данной характеристики будет зависеть точность реза и его скорость. Закономерность такова: мелкий зуб - чистый и точный срез, но меньше скорость; больший - грубый срез при значительно большей скорости и меньшей утомляемости. Эту характеристику на ножовках обозначают как «TPI», что обозначает количество зубьев на дюйм (почти 30 мм). Чем больше величина TPI, тем более «деликатным» будет срез. Например, для работ с ДСП и ДВП это значение должно быть не менее 7 - 9. Поверхность распила будет более гладкой без «рваного» края.

Для работ в саду чистота реза не так критична, особенно для обрезки или распиловки бревен. Более важной характеристикой при таких работах является скорость распиловки и усилия, которые предстоит затратить. Для этого нам пригодится ножовка со значением TPI 3-6, расстояние между зубьями от 4 до 8 мм.

Классической формой зуба является треугольник. Как правило, такие пилы относятся к затачиваемому типу. Последнее поколение ножовок с калеными зубьями имеют трапециевидную форму. Они изначально проектируются с повышенной прочностью и износостойкостью. Когда затупилась - идем, покупаем новую ножовку или меняем полотно. При всем желании заточить не получится: повторить углы заточки крайне тяжело, да и такая сталь напильнику не поддается. При условии, что технология производства соблюдена.

Тип стали . Стандартная твердость металла для ножовки по дереву 45 HRC. Для зубьев применяется сталь твердостью 55 - 60 HRC. Такой тип ножовок сочетает в себе гибкость полотна с высокой устойчивостью износа зубьев. Их легко узнать по характерному внешнему виду - зубья имеют более темный оттенок, нежели остальная поверхность полотна. Эти ножовки относится к не затачиваемому типу. Если зубья не каленные - их можно править и затачивать.

Рукоятка . От ее эргономичности зависит количество мозолей на руках. Есть два варианта рукоятки: перекидная или классическая. Первый вариант позволяет менять полотна, например, в модели ножовки по дереву Bahco Superior EX-19-XT9-C.

Как выбирать?

Прежде всего, необходимо определить, какой вид инструмента необходим: столярный или плотницкий. Столярная имеет более точный и чистый распил, используется преимущественно для сухого дерева. Скорость распила для данного типа инструмента не является основной характеристикой.

При выборе длины ориентируйтесь на свои потребности, т.е. каких размеров брус или бревно собираетесь пилить. Если инструмент будет использоваться не часто, например, на дачном участке, выбирайте с калеными зубьями. Ресурс эксплуатации такой пилы большой. К тому же правильно затачивать и разводить зубья - своя наука, и осваивать ее для сезонных работ в саду может быть не целесообразно.

Качество полотна можно проверить при покупке. Для этого берете ножовку и смотрите насколько ровное полотно. Далее сгибаете полотно до ощутимого сопротивления и отпускаете. Усердие сгиба должно быть незначительным, не поломайте. После этого смотрите на ровность полотна в месте изгиба, если отклонение более 2 мм - сталь не очень качественная.

У зубьев ножовки двойная роль:

• резать древесину;
• отводить опилки.

Чем меньшее количество зубьев на дюйм - тем больше скорость распила и меньше забивается опилками. Ножовки с количеством зубьев до 7 обеспечивают высокую производительность при малых затратах усилий пользователя. Правда, от этого будет страдать точность. Но и здесь необходимо искать золотую середину, т.к. чем больше расстояние между зубьями, тем меньше режущая поверхность. Соответственно будет падать производительность. Оптимальным вариантом будет следующее правило: минимальная толщина бруска должна быть больше шага трех зубьев. Иначе это будут муки, а не распил.

Ножовки могут быть с продольным и поперечным способом распила. Продольные полотна легко узнать по углу наклона зубьев, такие пилы режут только от себя. Обычно их длина не превышает 50 см, имеют острый угол реза - 75 - 800. К ножовкам с поперечным распилом можно отнести большинство представленных моделей в магазинах. Они имеют заточку с обеих сторон зуба. Что позволяет резать как при движении вперед, так и назад.

Одним из определяющих критериев выбора ножовки по дереву является цена. Как и во всем остальном, качественные изделия ведущих брэндов будут стоить дороже китайских марок. Эта переплата, по сути, гарантия долговечности и износостойкости такого инструмента. А с калеными зубьями это очень важно, от этого будет зависеть общий ресурс эксплуатации такого инструмента. Заточке он не поддается. Ведущие производители осуществляют более жесткий контроль при выборе сорта стали и технологии закалки. И как мы рассматривали выше, даже форма и шаг зубьев такого инструмента будет влиять на очень многое. Начиная с удобства и затраченных усилий, заканчивая точностью и ровностью распила.

Модели, к которым следует обязательно присмотреться

Приведенные ниже модели заслужили очень хорошие отзывы как по результатам специализированных тестов инструмента, так и, по мнению самих пользователей. Для удобства все модели будут идти по возрастающей ценовой категории, от бюджетных до профессиональных ножовок по дереву.

Ножовка по дереву Зубр Эксперт , обладает очень удобной рукояткой из пластика. Зубья каленные, треугольной формы с двумя режущими кромками. Подходит как для продольного, так и поперечного пиления. Длину полотна, как и количество зубьев на дюйм пользователь подбирает самостоятельно, вариации этой модели разные. Хорошо пилит любую породу дерева. Данный инструмент подходит для столярных работ, т.к. управляемость и точность распила на высоте. Для сада можно подобрать модель с меньшим значением TPI. Стоимость от 12 до 15 у.е.

Ножовка по дереву Gross Piranha так же представлена в нескольких вариантах. Полотна Доступны разной длины (от 400 до 550 мм) и разным количеством зубьев. Пила изготовлена из твердой стали 52 HRc, зубья, каленные 66 HRc с трехгранной лазерной заточкой. Пилит ровно и чисто. Ножовка по дереву Пиранья имеет тефлоновое покрытие, что заметно улучшает скольжение полотна и позволяет получать чистые края среза. Стоимость этого инструмента 12 - 15 у.е.

Ножовка по дереву Stanley General Purpose . Этот инструмент выпускает французская фирма, обладает хорошим качеством и не высокой ценой (около 12 у.е.). Предназначена как для продольного, так и поперечного пиления. Длина 500 мм с TPI 8. Зубья каленные. Распил легкий, без дополнительных усилий. Отличное приобретение для дачного участка.

Ножовка Irwin Xpert. Очень хороший инструмент за разумную стоимость, от 20 у.е. Запил легкий, рез ровный и гладкий. При распиловке твердых пород древесины усилие на руку возрастает не значительно. Хорошая эргономика рукоятки. Длина 500 мм, зубья, каленные с фирменной геометрией, TPI 8.

Ножовки по дереву Sandvik (в прошлом), а ныне это хорошо известный инструмент под маркой Bahco. Пилам Bahco с фирменной геометрией XT практически нет равных, это уже категория профессионального инструмента. Примечательна модель Bahco ProfCut PC-19-File-U7. Это одна из немногих пил, которые поддаются заточке. Удобная, длиной 475 мм ножовка. Пилит ровно и легко. Стоимость от 20 у.е.

Между прочим, получить качество фирмы Bahco, и при этом сэкономить, можно при покупке ножовки под торговой маркой «Теща». В Россию этот инструмент идет из двух стран. Если приобретете с маркировкой «made in Sweden» - у Вас в руках будет инструмент с завода Bahco, с его уровнем качества.

Последовательность действий при выборе ленточных пил

1. Модель станка.

От модели станка зависят:

Длина петли ленточной пилы. Например, длина, ширина и толщина ленточного полотна соответственно 5500 х 34 х 1,1 мм. Номинальный размер длины пилы, который указывается в паспорте станка (в данном случае 5500 мм), может иметь допуск +/- 50 мм. Это величина хода натяжного шкива.

Ширина и толщина полотна. Это, как правило, величина постоянная. Эти размеры сложились издавна от типоразмеров выпускаемой стали «бирмингемского проката» и имеют следующий ряд: 10х0,9; 13x0,9; 20x0,9; 27x0,9; 34x1,1; 41x1,3; 54x1,6 и так далее.

2. Тип режущей кромки биметаллических ленточных пил.

В настоящее время наиболее широкое распространение имеют ленточные пилы со следующими типами режущей кромки:

Выбор ленточных пил в зависимости от твердости зубьев:
- твердость режущей кромки углеродистых ленточных пил: 62-64 HRCэ;
- твердость режущей кромки биметаллических ленточных пил M2 (Матрикс): 62-64 HRCэ;
- твердость режущей кромки биметаллических ленточных пил M42: 67-68.5 HRCэ;
- твердость режущей кромки биметаллических ленточных пил M51 : 67.5-69 HRCэ.

Соотношение цена/стойкость наиболее предпочтительна у пил с режущей кромкой из быстрорежущей стали M42.

Средняя цена одного метра пил WIKUS 34x1,1 из M42 составляет ~9-11 евро, средняя цена одного метра Matrix 2 ~ 7-8 евро, средняя цена одного метра M51 - 12-14 евро.

Соотношение в стойкости пил при разрезании конструкционных углеродистых сталей: M42 - 100%, Matrix 2 ~ 60-70%, M51 ~ 115%.

Применение ленточных пил Matrix 2 оправдано при пилении небольших объемов заготовок, при разрезании цветных металлов и профильных заготовок.

Ленточные пилы M51/M71 применяют для разрезания труднообрабатываемых жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов, титанов и т.д.

3. Передний угол режущей кромки зубьев.

Ленточные пилы выпускаются с зубьями с передним углом 0° ,6-7°, 9-10°, 14-15°.

Чем больше передний угол, тем лучше врезающая способность зубьев, однако тем меньше износостойкость.

Пилы с передним углом 0° и 6-7° выпускают для разрезания профильных заготовок.

Пилы с передним углом 10°-15° применяют для разрезания заготовок с диаметрами свыше 120 мм, вязких материалов, цветных металлов, пластиков и т.д.

4. Выбор шага зубьев.

TPI - английское сокращение от Tooth Per Inch (зубьев в дюйме - количество зубьев на расстоянии 25,4 мм). Германское сокращение TPI - ZpZ.

Пилы с постоянным шагом . Все зубья пилы имеют одинаковый шаг и форму. Используются для резки цельных заготовок, мягких материалов и неметаллов.

Пилы с переменным шагом. Периодически изменяющийся профиль впадины зубьев. Обеспечивает некоторое снижение вибраций и шума при резании. Используется для расширения диапазона размеров заготовки.

Шаг зубьев зависит от ширины разрезаемой заготовки.

Обычно применяется правило - не менее 3 зубьев в теле заготовки, оптимально 10-12 зубьев, максимально - 22 зуба.

Например, для разрезания заготовки Ф100 можно выбрать шаг зубьев 3TPI, 4TPI, 3/4TPI, 4/6TPI.

Для облегчения выбора шага зубьев используют таблицы.

Выбор шага ленточных пил для профилей и труб
	Диаметр
Толщина стенки	<40	80	100	150	200	300	500
3	8/12	8/12	8/12	8/12	6/10	6/10	6/10
8	8/12	6/10	6/10	5/8	4/6	4/6	3/4
12	6/10	5/8	5/8	4/6	4/6	4/6	3/4
15	5/8	4/6	4/6	4/6	3/4	3/4	2/3
20		4/6	4/6	3/4	3/4	3/4	2/3
30		¾	3/4	3/4	2/3	2/3	2/3
50				3/4	2/3	2/3	1,33/2
100					2/3	1,33/2	0,75/1,25
120					1,33/2	0,75/1,25	0,75/1,25

Если есть необходимость, мы поможем Вам определиться с выбором ленточных пил для конкретной задачи.

Шаг зубьев пилы для массивных обрабатываемых деталей

Эта схема поможет вам выбрать правильный шаг зубьев для резки массивных деталей. Идеален выбор в самой широкой точке каждого поля.
Пример 1: При резке прутка диаметром Ø 150 мм (6 дюймов ) используйте 2 TPI, если вы выбрали полотно с равномерным шагом. Используйте 2/3 TPI или 1 4/2 TPI, если вы выбрали полотно с переменным шагом.
Пример 2:
Если вы распиливаете мягкие материалы, например, пластмассу, алюминий или дерево, выберите шаг на два шага крупнее, чем рекомендовано.
При резке алюминиевых деталей толщиной 13-20 мм (1/2-3/4 дюйма ) используйте полотно с 6 TPI или 5/8 TPI.

Резка труб и профилей

Нижеприводимая схема поможет вам найти правильный шаг зубьев для резки труб и профилей.
Рекомендуемый шаг зубьев для резки профилей находится в поле, где ширина соответствует толщине стенки профиля.
Пример 3:
При резке швеллерного профиля размером 100 x 10 мм (4 дюйма x 0,4 дюйма ) выберите полотно с 5/8 TPI или 4/6 TPI. Рекомендуемый шаг зубьев для резки профилей находится в поле, где внешний диаметр соответствует толщине стенки трубы, подлежащей резке.
Пример 4:
При резке трубы размером 40 x 1,6 мм (1,5 дюйма x 0,06 дюйма ) выберите полотно с 10/14 TPI.