Распиловка металла ленточной пилой
Резание ленточной пилой на практике оценивается на основе режимов резания. Решающими факторами являются время резания и качество отрезаемых заготовок. Можно выделить следующие критерии процесса резания на ленточнопильном станке по металлу:
- пропиленная поверхность за единицу времени. Она зависит от режущей способности пилы, от материала заготовки, а также от подачи пильной рамы станка, от различных установочных параметров;
- параметры стойкости ленточной пилы. Выбор стойкости как критерий использования ленточной пилы, описывается, среди прочего, её износом;
- увод пилы. В качестве "увода" пилы во время процесса пиления обозначается отклонение полотна пилы и вызванное этим изменение размеров поверхности резания у произведенной детали, по сравнению с заданными идеальными размерами плоскости резания, обусловленными кинематикой ленточнопильного станка;
- структура наружной поверхности пропиленной плоскости.
Для оценки процесса резания ленточной пилой могут быть также использованы появляющаяся волнистость или следы вибрации на поверхности резания. Кроме того, на всех поверхностях, полученных при пилении пилами с определенной разводкой зубьев, можно наблюдать отражение контура детали.
В процессе обработки заготовки на ленточнопильных станках, выделяют следующие режимы резания: подача (S) - величина перемещения пильной рамы, мм/мин.; скорость (V) - скорость движения зубьев пилы в направлении главного движения, м/мин. Применение двух прямолинейных движений - главного и вспомогательного, позволяет получить необходимую траекторию движения каждого зуба пилы. При определении силы резания ленточной пилой необходимо знать толщину срезаемого одним зубом слоя разрезаемого материала. Кинематическая схема резания, приведенная на рис. 1, иллюстрирует величину подачи на один зуб пилы Sz, или величину срезаемого слоя.
Рис. 1. Кинематическая схема резания ленточной пилой
Зная шаг зубьев, t, скорость движения пилы, V и подачу S, можно определить величину Sz:
где Sz - подача на один зуб пилы, мкм; t - шаг зубьев, мм; s - подача пилы, мм/мин; V - скорость движения пилы, м/мин.
При проведении исследовательских работ были использованы сведения по скоростям резания различных металлов и сплавов, предлагаемые фирмами-производителями ленточнопильных станков. Для определения подачи ленточной пилы в зависимости от скорости резания и шага зубьев t, мм (T.P.I.) применяемых пил, проведены эксперименты по пилению прямоугольного проката В=100 мм, из стали 45. На станке была установлена биметаллическая ленточная пила М 42 T.P.I. – 3/4 (t=7.3 мм.). Резание ленточной пилой производилось при скорости пилы V=60 м/мин. С применением СОЖ. Пила была предварительно приработана. Подача варьировалась от 10 до 140 мм/мин. До проведения эксперимента расчетным путем определены величины подач на зуб Sz, представленные на рис. 2.
Рис. 2. Подача на зуб (Sz) при резании ленточной пилой
По результатам исследований установлено, что тонкая, вьющаяся и упругая стружка образуется при подачах на зуб 7.2 - 8.4 мкм, что указывает на правильность выбора подачи. При меньших подачах стружка порошкообразная, тонкая, при больших подачах толстая, с цветами побежалости. На основании проведенных экспериментов для построения графика зависимости подачи от скорости пилы, представленного на рис. 3, принята подача на зуб 8 мкм.
Рис. 3. График зависимости минутной подачи от скорости ленточной пилы
Используя данный график и зная скорость ленточной пилы можно весьма просто определять и устанавливать требуемую подачу для разных пил с различным шагом зубьев, при этом режим резания будет оптимальным.
Как было установлено, процесс резания ленточной пилой специфичен, т.к. при резании каждым зубом срезается очень тонкие слои металла. Толщина срезаемого слоя (подача на зуб Sz) получается в пределах 0.5-20 мкм. Фактические действующие усилие резания и усилие подачи при заданных режимах резания могут быть пределены только экспериментально.
На станке была установлена биметаллическая ленточная пила М 42 с шагом зубьев (T.P.I.) 2/3 (t=10мм.). Обрабатываемая заготовка прямоугольного сечения В=200 мм., из стали 45. Резание производилось при скорости V=60 м/мин., с применением СОЖ, предварительно приработанной пилой, с подачами 12, 24, 48, 72, 96 и 120 мм/мин. Усилия резания определялись косвенно по показаниям цифрового ваттметра, установленного в частотном преобразователе системы управления главным двигателем станка и расчетом тянущего усилия на приводном диске. Мощность, затрачиваемая на холостой ход ленточной пилы, вычиталась. Усилие подачи измерялось электрическим тензометрическим динамометром DH-FGA-500. Датчик динамометра устанавливался и крепился на столе станка. Результаты эксперимента представлены на рис. 4.
Рис. 4. Зависимость усилия резания ленточной пилой от подачи
Пятое и шестое резание изношенной ленточной пилой не производилось, из-за затупления приведшего к уводу пилы на четвертом резе.
На основании проведенного эксперимента установлены зависимости между усилием резания Pz и усилием подачи Pу для новой пилы и пилы с изношенными зубьями.
Выражение к новой пиле: Рz/Py ≈ 1;
Выражение к изношенной пиле: Рz/Py ≈ 0,7.
Анализируя полученные результаты, следует отметить, что толщина среза Sz влияет на усилие резания Pz в меньшей степени, чем это следует из закона прямой пропорциональности, потому, что с увеличением толщины среза усадка стружки не остается постоянной, а неизменно уменьшается.
Используя полученные в эксперименте величины Pz при устанавливаемых подачах, как значение координат построим в линейных координатах график результатов измерения сил резания ленточной пилой (рис. 5).
Рис. 5. График результатов измерения сил резания ленточной пилой
Через экспериментальные точки проводим плавную выравнивающую линию, графически приближенно выражающую искомую функциональную зависимость Pz = f(Sz)
Полученная кривая схожа с параболой, поэтому искомую зависимость можно аппроксимировать функцией степенного вида:
где коэффициент с и показатель степени u являются константами. Для нахождения значений данных величин проведем логарифмирование данной зависимости
lg Pz = lg c + u lg Sz
Значения показателя степени u находим аналитическим способом. На выравнивающей кривой берем точки H1 (Pz1 = 464, Sz1 = 12); H2 (Pz2 = 750, Sz2 = 24); H3 (Pz3 = 1215, Sz3 = 48); H4 (Pz4 = 1610, Sz4 = 72); H5 (Pz5 = 1970, Sz5 = 96); H6 (Pz6 = 2320, Sz6 = 120); Подставляя в представленное выше выражение значения координат Pz и Sz взятых точек получим ряд уравнений вида:
lg Pz1 = lg c + u lg Sz1;
lg Pz2 = lg c + u lg Sz2;
lg Pzi = lg c + u lg Szi;
Объединяя попарно эти уравнения и решая системы из двух уравнений исключением коэффициента с получаем выражения для u:
u = (lg Pz1 - lg Pz2) / (lg Sz1 - lg Sz2);
u = (lg Pz1 - lg Pz3) / (lg Sz1 - lg Sz3);
u = (lg Pz1 - lg Pzi) / (lg Sz1 - lg Szi);
u = (lg Pz2 - lg Pz3) / (lg Sz2 - lg Sz3);
u = (lg Pz(i-2) - lg Pzi) / (lg Sz(i-2) - lg Szi);
u = (lg Pz(i-1) - lg Pzi) / (lg Sz(i-1) - lg Szi).
Значения показателя степени u получим примерно равным 0.7. Поскольку значения u примерно равны во всех выражениях, это означает, что зависимость Pz = f(Sz) может быть удовлетворительно аппроксимирована вышеприведенным степенным уравнением. Значение показателя степени u принимаем равным среднему арифметическому всех вычисленных значений, т.е. 0.7. Зная значение показателя степени u можно представить формулу силы резания в уточненном виде:
P = Kp * σв * Sz(0,7) * b;
Для примера, используя данное уравнение, определим усилие резания ленточной пилой заготовок из стали 45 (σв = 650 Н/мм2) при подачах на зуб от 1 до 20 мкм, количество зубьев, находящихся в зоне резания k*=3,10,20,30 и построим соответствующий график, приведенный на рисунке 6.
Таким образом, после проведения эксперимента удалось уточнить формулу силы резания ленточной пилой для обработки на ленточнопильных станках и сделать вывод о зависимости усилия резания и усилия подачи для новой и уже изношенной пилы.
Особенности ленточнопильной резки металла
Для обработки металлических заготовок мастера используют два вида оборудования: циркуляционную или ленточную пилу. Ленточнопильная резка металла отличается ювелирным подходом к процессу, пила позволяет проводить тончайшую обработку деталей без трещин и сколов.
Принцип действия
Ленточнопильная резка металлопроката происходит под воздействием полотна ленточной пилы, за счет его твердости и плотности. У подобного оборудования эти показатели больше чем у материала для резки.
Ленточнопильный станок относится к оборудованию высокой мощности и способен разрезать твердый металл. При работе станка два маховика стянутые ремнем приводят в движение режущий рабочий орган.
Средняя скорость работы оборудования составляет 100 мм/мин.
Во время работы, заготовка располагается на станке таким способом, чтобы на нее оказывалось равномерное давление. Такая манипуляция позволяет увеличить точность распила.
Во время работы полотно имеет тенденцию нагреваться, ситуация способна привести к его поломке. Во избежание этого на грань среза необходимо наносить охлаждающую жидкость, она позволяет сохранить приемлемую температуру полотна и продлить срок его эксплуатации. Примером такой жидкости служит обычная вода, но специальная смазка обеспечивает большую эффективность.
К недостаткам подобных станков следует отнести отсутствие возможности фигурной обработки заготовок, ленточнопильная резка позволяет проводить мелкую обработку по прямым линиям.
Материалы для пил ленточнопильного станка
Ленточная пила – важный движущий элемент, входящий в состав станка.
Она часто бывает изготовлена из таких материалов:
- углеродистая сталь – резка различных сплавов;
- твердосплавные материалы – для металлических изделий повышенной плотности;
- алмазное напыление – для абразивных материалов;
- биметаллические сплавы – для раскройки в особых режимах.
Станок предусматривает возможность смены рабочего оборудования в соответствии с предполагаемым режимом работы.
Конструкционные особенности ленточных станков
Станки, независимо от своей марки производителя делятся на несколько категорий.
Агрегаты консольного типа
Рама агрегата исполнена в виде консоли, а манипуляция происходит посредством ее вращения на шарнире.
Такое оборудование в большей степени используется для разреза труб разного профиля и проката. Для консольных станков характерно присутствие стола (поворотного или неповоротного). Такая особенность позволяет получить прямой или наклонный срез.
Портальное оборудование, станки с одной или двумя стойками
На станках с одной стойкой – колонных – рама двигается вверх и вниз по специальной направляющей, зафиксированной на одной из сторон. Станки с двумя стойками – двухколонные – сделаны по тому же принципу, только направляющих две и закреплены они с двух сторон рабочего стола. Поворотные столы обеспечивают получение резов под разными углами. В портальных аппаратах стол надежно зафиксирован для резки и обработки особо прочных материалов. Пильная рама размещена в подвижном портале, он производит все необходимые перемещения.
Горизонтальные станки
Рама устанавливается под разными углами по отношению к заготовке и движется по двум осям.
А тиски и стол – подвижны и позволяют осуществлять распил под требуемым углом.
Вертикальные станки
Некоторые представители этой категории предусматривают раму, способную перемещаться как в поперечном, так и в продольном направлении. Такой вид преимущественно используется для обработки массивных заготовок. Управление режимами осуществляется через ЧПУ.
Ленточнопильное оборудование часто применяется для работы в различных условиях.
Уровни автоматизации станков
По степени автоматизации агрегаты делятся на три вида.
Ручные
Пильная рама опускается усилиями оператора или под воздействием собственного веса. Гидроцилиндр с перепускным клапаном обеспечивает регулировку скорости движения рамы, ее подъем и фиксацию. Агрегаты очень просты в обслуживании и эксплуатации, они дают возможность осуществлять резку под углом.
Закрепление и разметку детали производит оператор. Недостатки: вибрация во время работы влияет на износ полотна; нельзя контролировать силу воздействия режущего полотна на деталь. Больше всего такие станки пользуются спросом на маленьких производствах.
Полуавтоматические
Движение пильной рамы, зажим или освобождение заготовки автоматизированы. Раскрой происходит с установленной скоростью, при которой специальный гидроцилиндр обеспечивает оказание на деталь необходимого давления.
Большинство технологических операций работают в автоматическом режиме, от оператора лишь требуется обеспечить укладку материала в зажимной механизм.
Полуавтоматические станки бывают в одностоечном, двухстоечном или консольном исполнении. Используются на производствах небольших масштабов.
Автоматические
Вид станков, исполненных в пяти различных вариантах: одностоечный, двухстоечный, консольный, портальный и вертикальный. Он полностью сам выполняет фиксацию заготовки; изменение угла резки и движение рамы; поворот стола; регулировку силы резки, давления на деталь, скорости подачи пильной рамы.
В оборудовании имеется возможность при необходимости из автоматического перейти в ручной режим пользования. Используются на больших производственных предприятиях, заинтересованных в резке огромного количества одинаковых заготовок.
Степень автоматизации в значительной мере влияет на функциональность оборудования и его стоимость.
Преимущества ленточнопильной резки
Ленточнопильная резка обладает большим количеством преимуществ по сравнению с другими способами раскроя.
Обработка металла этим методом обеспечивает высокую точность спила и не оставляет за собой эффекта расплавленных краев, которые впоследствии не нуждаются в дополнительной шлифовке.
Из-за отсутствия термической обработки, потери материала являются минимальными, в отличие от альтернативных вариантов, подвергающих металл воздействию высоких температур, при которых определенный процент заготовки просто плавится и утрачивается.
Полотно режет как толстостенный сплошной металл (шестигранник, полоса, лист), полые изделия – трубы. Изделия могут быть различного химического состава (нержавеющие, конструкционные, жаропрочные металлы, цветные, никелевые и титановые сплавы).
Подобный метод обладает следующими преимуществами:
- срез высокого качества;
- маленькая ширина пропила сводит расходы металла на минимум;
- угол пропила можно регулировать на 60 градусов;
- универсальность метода (можно обрабатывать заготовки различного сечения);
- ценовая доступность.
Резка металла ленточнопильным станком, несмотря на появление новых, современных методов, сохраняет свою репутацию и остается по-прежнему востребованным способом обработки металлопроката.
Видео по теме: Ленточнопильные станки для резки металла
Рекомендации по использованию ленточных пил
Правильный зажим материала способствует качественному пилению, влияет на точность резания и износ пилы. Поэтому необходимо учитывать разницу при зажиме материала во время работы с двухколонным станком или одноколонным.
Чрезмерное натяжение полотна может привести к его разрыву. Недостаточное натяжение приводит к уводу полотна при пилении и разрушению. На станках с ручным натяжением лучше немного его перетянуть, чем недотянуть, если точное значение величины натяжения неизвестно.
Плохое выравнивание направляющих или шкивов, а также неисправности других элементов станка (подшипников и т. п.), приводит к разрушению полотна или значительному сокращению его ресурса. Эксплуатируйте и обслуживайте ленточнопильный станок в соот-ветствии с требованиями, приведенными в его Руководстве.
Смазывающе-охлаждающая жидкость требуется для пиления большинства материалов. Подбирайте СОЖ и ее концентрацию в соответствии с распиливаемым материалом.
2. Обкатка ленточных пил
Правильная обкатка гарантирует долгий срок службы инструмента
- У новой пилы зубья имеют очень острую режущую кромку
- Благодаря правильной обкатке режущая кромка приобретает оптимальное закругление
- Чрезмерная нагрузка на изделие при неправильной обкатке приводит к образованию микросколов на режущей кромке
Величина подачи при обкатке нового изделия должна соответствовать 50% от рекомендуемой для разрезаемого материала. Это позволит избежать микросколов из-за образования слишком толстой стружки.
Работу инструмента могут сопровождать вибрация и резкие звуки. В этом случае достаточно немного снизить скорость резания. При резке заготовок небольшого сечения в режиме обкатки необходимо разрезать около 300 см2 материала. При обработке заготовок большого размера мы рекомендуем производить обкатку в течение 15 мин. После обкатки следует медленно увеличивать величину подачи до рекомендуемой.
Требуемый режим обкатки новой модели определяется как 50% от рекомендуемой величины подачи и 50% от величины скорости резания. Очень важно во время обкатки избегать вибрации. При ее возникновении необходимо снизить скорость резания. После работы в режиме обкатки в течение 15 минут или после резки ок. 300 см 2 материала следует постепенно увеличивать сначала скорость резания, а затем подачу до табличных величин.
Перед началом работы произведите контроль натяжения ленточного полотна по металлу, которое должно составлять ок. 300 Н/ мм2, а также процент содержания масла в смазочно- охлаждающей жидкости. FLAMME предлагает для этих целей ручной рефрактометр и прибор для измерения натяжения.
3. Зубья ленточных пил
Постоянный шаг — расстояние между зубьями не изменяется.
Переменный шаг— маленькие и большие зубья попеременно. Эти пилы используются чаще из-за меньшей вибрации во время резания, лучшего удаления стружки и более точной поверхности среза. Срок работы их больше.
Технический персонал ООО «Инструментальная система ПТК» готов помочь Вам правильно выбрать ленточное полотно по металлу.
Расшифровка обозначений формы зуба и рекомендации по выбору ленты:
S → постоянный шаг, передний угол 0°
Для резки материалов, дающих короткую стружку, сталей с высоким содержанием углерода, инструментальных сталей и чугуна, заготовок маленьких поперечных сечений, тонкостенных профилей.
Эта форма зуба используется преимущественно для резки труб и тонкостенных профилей, а также при неглубоких резах.
Для резки хрупких (ломких) материалов и заготовок больших поперечных сечений.
К → постоянный шаг, передний угол 10°
Для резки материалов, дающих длинную стружку, вязких ма-териалов, цветных металлов и сталей с содержанием углерода < 0,8 %, улучшенных сталей, нержавеющих и кислотостойких ста¬лей, для заготовок большого поперечного сечения.
Это наиболее универсальная форма зуба, используется в большинстве случаев, если позволяет шаг.
W → переменный шаг, передний угол 0°
WP → переменный шаг, передний угол 10°
WEP → переменный шаг, передний угол 18°
Переменный шаг дает возможности достичь резки с пониженной вибрацией.
Форма WEP используется для обработки сталей, дающих сливную стружку (например, нержавеющих).
4. Геометрия пилы
b — ширина изделия s — его толщина h — глубина впадины между зубьями | t — шаг зуба α — угол наклона зуба y — задний угол зуба w — ширина пропила |
5. Формы зуба
Различные формы зуба инструмента FLAMME оптимальным образом комбинируются с режущими материалами и размерами полотна.
Тип зуба L (с увеличенным промежутком между зубьями)
Передний угол = 0°, для резки: - мягких материалов (алюминий и древесина) только в ассортименте пил из инструментальной стали.
Тип зуба S (стандартная форма зуба)
Передний угол = 0°, для резки:
- материалов, образующих короткую стружку
- сталей с высоким содержанием углерода
Передний угол положительный, для резки:
- полых и угловых профилей
- стальных балок
- заготовок в пакете
- в условиях повышенной вибрации
- в условиях универсального использования
- цветных металлов и сталей
- профилей и сплошных материалов
Форма зуба WH
Положительный передний угол и переменная высота зуба, для резки:
- высокой мощностью резания
- заготовок сплошного сечения
- материалов, образующих короткую стружку
- улучшенных сталей
Форма зуба WV
- с высокой мощностью резания
- заготовок сплошного сечения
- материалов, образующих длинную стружку
- коррозионностойких сталей
- жаропрочных суперсплавов
Трапецеидальный зуб Т
Передний угол положительный, для:
- обеспечения высокой мощности резания
- получения лучшей чистоты поверхности реза
Форма зуба TSN
Передний угол отрицательный, специально для резки:
- валов с поверхностной закалкой
- закаленных сталей с твердостью до 62 HRC, высокомарганцовистых сталей, высокохромированных заготовок
- заготовок диаметром до 300 мм
6. Виды разводки ленточных пил по дереву
Разводка зубьев, при которой зубья попеременно отклоняются влево и вправо от плоскости полотна, обеспечивает свободу скольжения в пропиле.
SD — стандартная разводка
Применяется при толщине разрезаемого материала от 5 мм универсально для стали, чугуна и цветных металлов.
При постоянном шаге последовательность разводки зубьев — влево / вправо / прямо. При переменном шаге один зуб внутри одного шагового интервала остаётся неразведённым. Другие зубья в интервале разводятся попеременно влево / вправо.
SFN — ступенчатая
Различная ширина разводки зубьев позволяет им по очереди включаться в работу, повышая при этом стойкость и производительность ленточной пилы.
GS — групповая разводка
Этот вид используется для шага зуба от 4 до 18 tpi с целью получения лучшей чистоты поверхности
WS — волновая разводка
При резке заготовок с толщинами до 5 мм, таких как листовое железо, тонкостенные трубы и профили, мы рекомендуем использовать волновой вид.
Постоянный шаг
Различают постоянный шаг с одинаковым расстоянием между зубьями и переменный шаг с различными расстояниями между зубьями внутри одного шагового интервала.
Переменный шаг
Переменный шаг обозначается двумя цифрами, на¬пример, 2-3 tpi. Это значит, что внутри шагового интервала максимальное расстояние между зубьями задано шагом 2 зуба на дюйм, а минимальное - шагом 3 зуба на дюйм.
7. Режимы резания
Выбор скорости пиления
Необходимо помнить, что в процессе пиления происходит нагревание инструмента. Чем больше скорость во время пиления, тем выше температура нагревания.
Ленточные пилы для труб имеют следующие температурные ограничения:
- RAPID около 200°С
- RASANT 600°С
- ORIFLEX BI-HSS 800°С
Выбор скорости пиления зависит следовательно от типа изделия, от размеров материала и от плотности материала.
Форма стружки поможет Вам в выборе правильной скорости движения рамы в процессе резания:
а) тонкая или дробленая стружка — увеличьте скорость опускания рамы или уменьшите скорость пиления
b) — толстая ил и синяя стружка — уменьшите скорость рамы, проверьте эмульсию
— слишком тонкая стружка — забиты щели между зубьями, используйте инструмент с большими зубьями, уменьшите подачу или увеличьте скорость пиления
с) спиральная стружка — параметры подобраны правильно
Слишком высокая скорость движения рамы (подачи] при резании вызывает «дрожание» станка и увеличение уровня шума. Чрезмерная подача может привести к срезанию зубьев или разрыву полотна.
Недостаточная подача приводит к деформационному упрочнению заготовки и затуплению зубьев. Контролируйте подачу по форме стружки.
Чрезмерное увеличение скорости работы приводит к повышенному образованию тепла, затуплению зубьев или их срезанию, особенно в полотнах из углеродистой стали. Смотрите рекомендации по режимам работы для различных материалов.
8. Рекомендации по выбору шага зубьев
8.1. Подбор полотна
Подбирается в зависимости от станка
У горизонтальных станков ширина задается производителем. Вертикальные станки позволяют варьировать ширину полотна. При увеличении ширины увеличивается стабильность инструмента. Если необходимо выпиливать контуры, ширину пилы задает самый маленький радиус (см. таблицу ниже).
Материал изготовления
FLAMME предлагает 4 основных группы материалов:
- инструментальная сталь;
- биметалл;
- твердый сплав;
- алмазная крошка.
Режущий материал подбирается в зависимости от твердости материала, который предполагается пилить.
Правильный шаг зубьев
Для достижения оптимальных результатов очень важно выбрать правильный шаг зуба.
1. Очень маленький шаг зуба может привести к неровному пилению.
Стружка забивает углубление между зубьями, что приводит к отклонениям во время распиловки, а также может быть причиной поломки зубьев.
3. Если шаг большой, зубья могут сломаться, т. к. давление на каждый зуб во время пиления возрастает.
Рекомендуется задействовать не менее трех зубьев, чтобы достичь оптимальных результатов. Для низкоуглеродистых сталей и других легко обрабатываемых материалов оптимальное число работающих зубьев — 6-12, для труднообрабатываемых материалов — 12-24.
Положение материала в губках тисков влияет на правильный выбор зубьев ленточных полотен.
Виды пил используемые для резки металла
Какую пилу для резки металла выбрать, чтобы она выполняла все поставленные цели? В данном случае можно использовать традиционный ручной инструмент, который не потерял актуальности по сегодняшний день. Существует немало электрических пил по металлу. Они выполняют резку без особых усилий и характеризуются большим ресурсом работы.
Что подходит для резки металлических заготовок
Для резки металла применяется много инструментов с разными эксплуатационными свойствами.
Больше всего пользуются популярностью такие варианты:
- ручная пила по металлу; ;
- торцовые пилы;
- маятниковый прибор для работы с металлическими изделиями;
- дисковый инструмент;
- циркулярная пила для резки;
- углошлифовальная машина.
Общее описание ручной пилы для резки металлических изделий
Ручные пилы для работы с металлом всегда будут присутствовать на рынке инструментов, поскольку они имеют несколько преимуществ относительно электроприборов. Их стоимость существенно ниже, что привлекает многих. Независимость от источника электрической энергии позволяет использовать данные приспособления в любых условиях. При использовании ручной пилы для резки металла мастер может с особой точностью контролировать процесс обработки изделий.
Такой традиционный инструмент, спустя время, приобрел некоторые изменения, которые позволили ему достигнуть лучших свойств. Но его конструкция осталась той же. В С-образную раму крепится полотно, которое фиксируется специальными винтами. В ручном инструменте современного типа можно встретить следующее:
- эргономичный дизайн;
- ручка пилы по металлу находится перпендикулярно полотнищу, что позволяет равномерно распределить усилия;
- инструмент с округленными углами и облегченным корпусом удобен в эксплуатации;
- на поверхность ручки пилы наносится специальное покрытие, что повышает сцепление с руками мастера;
- современные ручные пилы для резки металла оснащены двумя захватами: первый – для точности действий, другой – для фиксации инструмента;
- полотно пилы хорошо натягивается, что обеспечивает более точный и ровный пропил;
- для натяжения полотна используются пружинные держатели, которые существенно облегчают процесс замены лезвия;
- некоторые модели ручных ножовок оснащены несколькими пазами для установки лезвий под разными углами;
- расположение полотна в ручных пилах для резки металла самое удачное, что позволяет выполнять все действия в самых труднодоступных местах;
- полотна изготовляются из специальных биметаллических сплавов, что существенно увеличивает их срок службы.
Дисковая пила
Дисковая пила – это особенный тип инструмента, который может иметь как ручной, так и электрический привод. Благодаря достаточно высокой скорости вращения рабочего диска она выполняет распиливание металлических заготовок или их рубку.
Конструктивной особенностью агрегата считается наличие двух массивных кругов. Их изготавливают из металла, и они перемещаются в вертикальной плоскости друг относительно друга. Круги дополнительно оснащаются пазами, имеющими разное сечение – квадратное, круглое, прямоугольное.
Агрегат дискового типа работает по следующему принципу:
- металлическая заготовка вставляется в диски через подходящий по размеру паз;
- необходимо нажать на рукоятку рабочего привода;
- происходит смещение режущих дисков, что и выполняет поставленные задачи.
При выборе такой ручной пилы необходимо учитывать, что для выполнения резки необходимо произвести значительные усилия. Данный инструмент чаще всего применяется для резки арматурных стержней, труб, квадратного и другого профиля, разного сечения.
Особенности применения ленточной пилы
Ленточная пила в основном используется для обработки металлических изделий в промышленных масштабах. Она характеризуется высокой мощностью и производительностью. Такой агрегат идеально подходит для резки как цветных, так и черных металлов. В промышленности чаще всего встречаются такие разновидности приборов ленточного типа:
- беззубые. Для разрезывания применяется сила трения, благодаря конструкции инструмента, на котором отсутствуют мощные зубья;
- зубчатые. Режущая лента оснащается острыми зубцами, размещенными под определенным углом;
- электроискровые. Для обработки металлических заготовок применяются разряды электрического тока.
Пилы с зубьями считаются самыми популярными из всех перечисленных разновидностей. Их могут изготовлять из высокопрочной стали или биметаллических материалов. В первом случае прибор подходит для обработки обычных металлов, а во втором – с повышенной твердостью.
Особенностью конструкции ленточного агрегата считается наличие полотна, которое хорошо натягивается на приводных шкивах. Последние элементы постоянно вращаются, что обеспечивает нужную скорость работы. К другим достоинствам инструмента можно отнести минимальный отход после обработки металлических изделий. Режущее полотно делает пропил, толщина которого может составлять лишь несколько миллиметров.
Особенности строения и эксплуатации торцовочной пилы
Торцовочная пила для резки металлических изделий выполнена в виде переносного инструмента и имеет небольшие габариты и вес. Такая конструкция прибора очень удачна и позволяет использовать его в условиях строительных площадок.
Благодаря своему строению торцовочная пила может осуществлять распил изделий из металла под разными углами. При этом они могут находиться как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.
Маятниковая пила
Маятниковая пила оснащена режущим механизмом в виде абразивного или твердосплавного диска со специальными напайками. Именно его вращение позволяет выполнить разрезку материала. Данный агрегат состоит из нескольких частей. На рабочем столе – станине, закрепляется обрабатываемая деталь, а приводной механизм обеспечивает вращение рабочего диска.
Маятниковая пила конструктивно напоминает торцовочную. Единственное отличие – высокая мощность стационарного станка.
Во время работы осуществляется опускание привода, на котором размещается вращающейся диск. Благодаря траектории, напоминающей движение маятника, выполняется обработка металла (как цветного, так и черного). Резка арматуры, алюминиевых профилей, стальных прутков также может выполняться таким маятниковым прибором.
Особенности эксплуатации циркулярной пилы
Циркулярные отрезные пилы оснащаются специальными дисками, которые движутся вокруг своей оси. Скорость вращения рабочего инструмента очень большая, что обеспечивает выполнение возложенных на него функций.
После соприкосновения с металлической заготовкой режущий диск вырывает из нее мелкие частицы металла, что и позволяет выполнить рез.
Рабочий элемент может иметь абразивную структуру. Часто его изготовляют из металла и оснащают зубцами из прочных сплавов. Перед выбором типа обрезного круга учитываются свойства материала обрабатываемой заготовки.
Зубчатые диски в основном применяются для работы с крупным массивом, абразивные – для порезки профильного металлопроката.
По своей конструкции циркулярная пила напоминает стандартный деревообрабатывающий станок и отличается от него типом режущего элемента. К другим особенностям прибора относят:
- приводной узел находится под станиной;
- режущий диск выступает над рабочей поверхностью;
- во время обработки заготовку перемещают по станине, по направлению к диску.
Углошлифовальная машина
Обыкновенная болгарка может использоваться как пила для резки металлических изделий. При использовании такого прибора можно получить следующие преимущества:
- небольшой вес и габариты;
- удобство в работе;
- инструмент может использоваться как для тонколистовых металлов, так и для заготовок значительной толщины;
- широкий выбор режущих дисков: абразивные, из металла с твердосплавными или алмазными напайками;
- доступная стоимость инструмента и расходных материалов;
- универсальность.
Учитывая широкий выбор пил для резки металлических заготовок при их выборе необходимо учитывать предполагаемые условия работы и требуемую продуктивность.
Видео по теме: Резка металла раскалённой пилой
Методика распила дерева на пилораме
Многие мастера разработали свои методики обработки древесины, многолетний опыт работы со станками и измерительными инструментами дает возможность существенно сократить процесс. Чтобы получить качественный материал, пилить на ленточной пилораме нужно с учетом всех факторов, соблюдая правила эксплуатации устройства.
Особенности расчета
Бревно устанавливается в направляющих роликах с фиксацией его в зажимах. Количество получаемого материала рассчитывается исходя из диаметра бревна. Правильный расчет вида и количества материала также влияет на его качество.
Опытный распиловщик, взглянув на бревно, уже способен определить все параметры будущего материала, сразу найти комлевую часть и вершину бревна. Диаметр комлевой части больше, чем вершины. От точности расчета зависит, какой толщины получится горбыль.
Диаметр бревна нужно замерять с вершины. Дальнейшие действия мастера:
- Идеально ровных стволов практически не бывает. Поэтому надо внимательно осмотреть все изгибы, выпуклости.
- Повернуть бревно так, чтобы отходов в виде горбыля получить минимальное количество.
- При установке бревна необходимо убедиться в его свободном движении в направляющих.
- На линейке пилорамы выставить габарит по диаметру бревна плюс максимальная высота выпуклости.
- Размер выпуклости определяется от разницы диаметра комлевой части и вершины.
- Рулеткой замеряется размер наиболее высокой части, от полученного результата начинается отсчет размеров материала.
- Мастер обязан учитывать размер на пропил 2–5 мм.
Поворот бревна
При подходе остатка высоты бревна к нужному размеру его переворачивают. Если надо получить брус толщиной 150 мм, пропиленная ширина и остаток высоты бревна должны быть немного больше этого размера с учетом горбыля.
Когда бревно перевернуто, замеряется остаток высоты после выполненного пропила, и рассчитывается материал до использования этого размера полностью.
Пример расчета:
- Остаток высоты бревна после пропила – 270 мм. Цель – получить брус толщиной 150 мм: 270–150=120 мм.
- Из 120 мм необходимо получить плаху 50 мм: 120–60–3=57 мм. Величина в 3 мм дается на пропил.
- Тесина 25 мм: 67–25–3=40 мм.
- Подгорбыльник 25 мм: 40–25–3=12 мм.
- Горбыль 12 мм.
Дальнейшее получение пиломатериала достигается поворотом бревна на угол 90 градусов и аналогичными расчетами. Одна из распространенных ошибок – не учитывается припуск на пропил или прибавляется большее количество раз. Мастеру нужно быть внимательным.
Технология распила
Технология распиловки выбирается с учетом сорта древесины, размеров бревна, конструктивных особенностей пилорамы.
Качество исходного материала
Эффективность распила зависит от качества сырья. Сначала нужно оценить древесину, отсортировать бревна. Сортировка осуществляется по внешнему виду бревна. Главные признаки:
- кривизна;
- объем ложного ядра;
- количество сучков;
- диаметр.
Бревно делится на 4 равные грани. Чистой считается грань, не имеющая сучков, трещин, гнили, рубцов, сколов, повреждений от насекомых. Отсюда получается пиломатериал самого высокого качества.
Бревна, предназначенные для распила, должны быть складированы с учетом требований. Чем раньше после рубки дерева бревно попадает в распиловку, тем легче с ним работать. В высохшем сырье пила может давать волну, и толщина досок будет меняться. Самая ценная древесина снаружи бревна, к центру качество падает.
Способы пиления
В процессе распиловки нужно учитывать толщину доски, компенсацию конусности, переворот бревна. Пилить на ленточной пилораме мастера могут тремя способами.
Простое пиление
Бревно подлежит распилу до конца с получением необрезных досок, но переворот не производится. Метод простой и быстрый, но имеет недостатки. Полученные доски нужно затем обрезать с боков.
Пиломатериал выходит низкого качества с множеством отходов. Центральные доски легко растрескиваются, способ подходит для работы с низкосортной древесиной.
Круговое пиление
Сделав пропил, распиловщик переворачивает бревно на другую грань, и так по кругу до оставшейся центральной части. Для средних и высших сортов древесного сырья способ наилучший, но на отдельных пилорамах тяжело переворачивать бревно. Подходит для пилорам с гидравликой.
Пиление бруса
Начало распила производится по кругу, а центральная часть оставляется в виде определенных размеров бруса. Пиление бруса обеспечивает максимальную производительность пилорамы, способ используется для распиловки бревен среднего и низкого сорта.
Первый пропил
Важным является выбор грани распиливаемой древесины для начала обработки. При пилении бруса и круговой обработке мастера пользуются 2 методами.
Худшая грань подлежит распилу первой, конусность бревна не учитывается. Учет подобной особенности означает наклон, поднятие бревна так, чтобы пила работала параллельно коре. Из этой части выйдут короткие доски и большое количество горбыля.
Так как конусность не учитывается, с лучшей грани бревна пиление будет идти параллельно коре без наклона и подъема, такой подход позволит получить максимум длинных досок хорошего качества.
Результат получится одинаковым, но во втором способе распиловщику легче выбрать наилучшую грань, так как она видима. В первом способе лучшая часть скрыта и возможны неточности при установке бревна. Если распиливаемая древесина высокого качества, оба способа работают одинаково. С сырьем более низкого качества лучше применять второй способ.
Переворот бревна
Если поворот производится на 180 градусов, получаются необрезные доски, требующие дополнительной обработки с боков, а потом полубрус распиливается на обрезную доску.
С поворотом на 90 градусов получаются необрезные и полуобрезные доски с необходимостью обрезки с одного бока. Метод пиления с переворотом на 180° градусов даст больше более ценных широких досок. Но если станок для обрезки кромки оснащен только одной пилой, переворот на 90 градусов является удобным.
После распила противоположных граней, первой распиливается худшая из оставшихся, но этот вариант не учитывает конусность. Но грань высокого качества нужно распиливать параллельно коре, что увеличивает выход качественного пиломатериала.
Распространенные ошибки и способы исправления
Мастерам известен ряд ситуаций, отрицательно влияющих на процесс обработки материала.
При входе в материал пила скачет вверх, но после этого работает нормально, в конце падает мощность. Причиной часто бывает большой угол заточки зубьев, его необходимо уменьшить на 5 градусов.
После нырков, пила идет ровно, распиловщика называют несколько причин: затупление режущего полотна, малый угол заточки. Если форма зуба соответствует эталону, надо увеличить угол заточки.
Пила идет с постоянными нырками. Малый угол заточки при недостаточной разводке.
На поверхности досок большое количество опилок, увеличена разводка зубьев.
Опилки горячие и спрессованные – заниженный развод.
Пропил получается в виде волны. Если пила довольно острая, то недостаточна разводка. Слишком малая разводка иногда приводит к обрыву пильной ленты.
Полотно трескается у своей задней кромки. Задние упоры роликов, в них лежит бревно, находятся далеко от задней кромки. Необходимо установить расстояние менее 0,3 мм.
Накат опилок на полотно пилы. Малая разводка зубьев, нужно увеличить развод.
Накат опилок на внутреннюю поверхность зуба, на полотне их нет. Плохая заточка зубьев (большая скорость подачи, излишней съем металла). Дополнительные причины – угол заточки велик, пилу использовали после затупления полотна.
После заточки у впадины зуба полотно трескается. Нарушена геометрия зуб или небрежно заправляется камень для заточки.
Настройка пилорамы
Выбор охлаждающего раствора
Пилить на ленточной пилораме с использованием воды для смазки неправильно. Смазку лучше не использовать до «наката» опилок на пилу. Если это произошло, оптимальная обработка: 1/2 смазочного масла для шин бензопил, 1/2 солярки. Смесь наносится с двух сторон полотна пилы, но количество охлаждающего раствора – небольшое.
Такая смазка продлит эксплуатационный срок шкивов пилорамы и уменьшит количество досок со следами цветения.
Снятие натяжения
Полотно в процессе распиловки греется, из-за чего растягивается в длину. После остывания начинается стремление к сжатию. В этот момент возникает перегрузка из-за избытка натяжения, могут появиться трещины.
Полотно запоминает форму шкивов, возникает деформация ремней шкивов, могущая привести к вибрации полотна. Заминается горбик на ремнях, обеспечивающий самостоятельное центрирование пилы. При остановке пиления натяжение с пилы необходимо снимать.
Разводка ленточной пилы
Оптимальной разводка считается, когда между полотном пилы и распиливаемой древесины смеси из 2/3 опилок и 1/3 воздуха. Если выбрасывается опилок 80%, пила правильно разведена.
При присутствии на пропиле множества рыхлых опилок, а на поверхности доски царапин, развод пилы больше чем нужно. Пила при этом функционирует рывками. При недостаточном разводе на поверхности досок в процессе пиления будут оставаться горячие опилки, плотно спрессованные, такая ситуация губительно сказывается на пиле. А после резания древесины на материале останутся волны.
Перед распилом бревна отсортировываются по диаметру:
- Для большего диаметра увеличивается развод, но он выполняется только на 1/3 части зуба сверху.
- Для мягкого дерева следует увеличить развод, заточку надо делать после подготовки оборудования с обязательным соблюдением формы зуба.
Индикатор устройства развода работает в напряженном режиме и часто сбивается, поэтому необходима постоянная его проверка.
Угол заточки рекомендуется соблюдать 10–12 градусов, мягкие породы дерева – до 15 градусов, твердые и мерзлая древесина – 8–10 градусов.
Скорость пиления
При увеличении скорости пиления пропил получается более чистым, но сокращается эксплуатационный срок пилы. Если качество распила падает, необходимо снижение скорости подачи. Начальные 5 минут показатель работы оборудования не должен быть больше 1/2 от максимального значения.
Подготовка к работе
В процессе эксплуатации пилорама требует настройки, проверки всех ее важных узлов. Наиболее значимая часть устройства – ленточные пилы.
Перед началом работы необходимо:
- Проверить, надежно ли закреплены детали и резьбовые соединения.
- Смазать трущиеся поверхности.
- Проверить надежность заземления.
- Включить электродвигатель на холостом ходу, проверить, как двигается лента.
- Проверить установку ленточной пилы, отрегулировав при необходимости.
- Чтобы уменьшить стрелу прогиба пильной ленты, передвинуть левый ролик на 5–10 см от боковых границ дерева.
- Приподнять ленточную пилу над бревном и проверить ее обратный ход.
- Проверить крепление защитных кожухов пилы, зубчатой передачи, клиноремонтной передачи.
Видео: Методы распила
Читайте также: