CC BY
74
ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ДЕРЕВООБРАБОТКА
Библиографический список
1. Ермолаев, Д.Н. Мебель / Д.Н. Ермолаев, З.П. Попова // Русское декоративное искусство. - Т. II.
- М.: Искусство, 1965. - С. 58-74.
2. Лаур, Н.В. Селекционные методы разведения карельской березы. Учебное пособие / Н.В. Лаур.
- Петрозаводск: ПетрГУ, 2002. - 43 с.
3. Любавская, А.Я. Карельская береза / А.Я. Любавс-кая. - М.: Лесная пром-сть. - 156 с.
4. Соколов, Н.О. Карельская береза / Н.О. Соколов.
- Петрозаводск: Госиздательство КФ ССР, 1950.
- 115 с.
5. Стиль ампир. http://www.inter-meb.ru/empire.html
6. http: // otvetin .ru/city country/7892-chto-predstavly aet-soboj-dvorec-vrana-bolgariya.html
7. http://www.lignaur.ru/img/cont/1275639619.jpg (столик в Павловском дворце),
8. http ://www. spbfoto. spb. ru/foto/data/media/19/DSC_ 1088.jpg (зеленая гостиная в Юсуповском дворце),
9. http://img.photobucket.com/albums/v170/valdem/ Usupov %20palace/047jpg (гостиная с прямоугольными креслами в Юсуповском дворце)
10. http://img1 .liveinternet.ru/images/attach/ c/0//51/779/51779911_IMG_4560jpg (лестница в Юсуповском дворце); http://img.photobucket.com/ albums/v170/valdem/Usupov %20palace/047.jpg (кресла)
ЗАТОЧКА ТВЕРДОСПЛАВНЫХ КРУГЛЫХ ПИЛ ПО БОКОВЫМ ГРАНЯМ
К.А. ПОЛОСУХИН, асп. каф. станков и инструментов МГУЛ
Пиление круглой пилой - самый распространенный способ обработки древесины. В настоящее время круглые пилы являются незаменимыми благодаря высокой производительности круглопильных станков и форматно-раскроечных центров. Их огромным плюсом является достаточно низкая себестоимость и обслуживание.
Чтобы добиться высокого качества и точности обработанных поверхностей, необходимо хорошо подготавливать инструмент к работе. В первую очередь, речь идет о степени остроты режущей кромки.
В пособии «Обучение основам работы с пилами из твердого сплава», выпущенном немецкой компанией Vollmer, сказано: «Режу-
kevinhac@yandex.ru щие поверхности из твердого сплава изнашиваются быстрее или медленнее, в зависимости от обрабатываемого материала. На основании формы износа можно определить, как следует затачивать режущую кромку, чтобы по возможности как можно дольше сохранить зубец из твердого сплава. Размер заточки передней грани зубца составляет примерно 1/3 объема шлифовки задней грани. В сервисном обслуживании размер заточки задней поверхности зуба составляет примерно 2/10 -3/10, передней 5/100-6/100». Из вышеизложенного можно сделать вывод, что во время заточки твердосплавных круглых пил боковые поверхности зуба не обрабатываются. Так какова же их роль?
Рис. 1. Износ боковой режущей кромки
108
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2013
ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ДЕРЕВООБРАБОТКА
ГОСТ 9769-79 определяет величины радиального и тангенциального поднутрения как 1,5°±0,5° и 2,5°±0,5° соответственно. Отсутствие этих углов приводило бы к постоянному трению боковых поверхностей зуба о стенки пропила. За счет большей теплопроводности твердого сплава происходил бы перегрев полотна пилы.
Рассмотрим процесс изнашивания твердосплавных круглых пил. Описание изменения геометрии трехгранного угла в работах В.В. Шутко и С.П. Букиной В.В. Шутко наблюдал увеличение степени износа по боковой кромке в 5-6 раз по сравнению с начальным износом и 1,5-2 раза по сравнению с основной режущей кромкой. Букина С.П. наблюдала, что интенсивный рост износа по боковой кромке начинается не сразу после начала работы, а через некоторое время.
Для лучшей демонстрации износа боковых граней рассмотрим рис. 1, на котором наглядно показано, что боковая режущая кромка имеет больший износ, чем основная режущая кромка. Таким образом, заточка пил только по передней и задней граням нецелесообразна. Сошлифовывание с боковых граней небольшого слоя приводит к сокращению радиуса затупления дереворежущего инструмента, а также к уменьшению величины необходимого для качественной заточки съема.
Для определения степени влияния боковой заточки на качество инструмента нами были проведены исследования. По окончании работы (по усмотрению станочника) твердо-
сплавная круглая пила снималась со станка. На специальной измерительной установке производилось фотографирование ее зубьев.
Данная установка (рис. 2) состоит из Т-образной чугунной станины (1), на которой располагаются три стойки (2, 3). Две стойки имеют возможность перемещаться по одной направляющей. Для фиксации стойки в текущем положении используются стопорные рукоятки. В этих стойках имеются неподвижные центра (4). Исследуемый инструмент (5) устанавливается в центрах между шайбами (6) с помощью сменных конических втулок (7) и зажимной шайбы (8). Верхняя часть всех трех стоек выполнена таким образом, чтобы была возможность установки магнитной стойки с индикатором часового типа. На третьей стойке
(9) можно разместить индикатор часового типа или с помощью специальной шпильки - микроскоп с оптическим окуляром (11). Подсоединив данный окуляр к компьютеру (12) (посредством USB кабеля), можно производить фотографирование зубьев пилы. Если открыть полученную фотографию в программе AutoCAD, то изображение выводится на экран в масштабе 1:1 (в натуральную величину). С помощью мыши можно приблизить изображение. Обрисовав зуб пилы, можно оценить степень скругления режущей кромки и необходимую величину съема при заточке. Данная установка была спроектирована и изготовлена, а также на нее получен патент на полезную модель.
Для того чтобы произвести фотографирование зуба, необходима специальная
Рис. 2. Схема измерительной установки: 1 - чугунная Т-образная станина; 2,3,9 - стойка; 4 - центра; 5 - исследуемый инструмент, 6 - шайбы; 7 - коническая втулка; 8 - зажимная шайба; 10 - шпилька; 11 - компьютер
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2013
109
ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ДЕРЕВООБРАБОТКА
Рис. 3. Всплывающее окно программы AutoCad
компьютерная программа. Она предоставляется вместе с £/Ж-окуляром, который установлен в экспериментальной установке. Данная программа позволяет не только производить фотографирование под увеличением, но и обрисовывать полученные рисунки. Для определения размеров на рисунке необходимо в меню программы внести коэффициент масштабирования (во сколько раз увеличено изображение). Данная функция очень сильно упрощает задачу, если точно известна степень увеличения. Однако появляется необходимость в установке в зоне фотографирования дополнительного устройства, толщина которого известна (для вычисления масштаба). Устройство это должно быть тонким (например щуп), что создает дополнительные трудности из-за отсутствия жесткости.
Если масштаб не задавать, а полученные фотографии сохранить на компьютере в отдельной папке, то появляется возможность более простого способа тарировки данных. Любая версия программы AutoCad позволяет открывать и обрисовывать фотографии (Insert - Raster image...). При этом в момент загрузки фотографии открывается отдельное окно (рис. 3). В этом окне имеется строка «Specify on-screen». Если поставить значение 1, то фотография загружается в натуральную величину.
Данная экспериментальная установка фотографирует зону 1x1 мм. Благодаря высокой четкости изображения фотографию можно увеличить до размеров экрана. При этом получаемые значения будут в масштабе 1:1.
В качестве проверки был проведен описанный выше эксперимент с щупом. Результат показал, что точность напрямую зависит от качества обрисовки (чем более точно обрисован щуп, тем более высокая точность данных).
Во время обрисовки режущей кромки зубьев пилы возникает проблема с переходной поверхностью. Самый простой способ узнать величину затупления режущей кромки - обрисовать переднюю и заднюю грани, соединить их и с помощью команды «_fillet» произвести сопряжение. При этом необходимо подобрать такое, чтобы оно максимально точно повторяло переходную поверхность. Если обрисованная поверхность отличается от реальной менее чем на 1 мкм, то разницу увидеть невозможно. Именно поэтому в дальнейшем буду считать погрешность менее 1 мкм.
С помощью программы AutoCAD 2004 зубья обрисовывались. Таким образом, появлялась возможность определить радиус скругления режущей кромки близ трехгранного угла. Далее все зубья пилы затачивались по боковым граням. Величина снимаемого
110
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2013
ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ДЕРЕВООБРАБОТКА
Рис. 4. График зависимости оптимальной величины съема от пути резания
слоя при этом составляла 0,02 мм с каждой стороны. В результате было установлено, что скругление по боковой грани пропало полностью, что позволило сократить необходимый для качественной заточки съем.
Так какая же оптимальная величина съема во время заточки? Посчитаем общий угол поднутрения (вдоль биссектрисы угла заострения) через среднее арифметическое X = (X + X )/2,
где Хрт - общий угол поднутрения;
Хт - угол тангенциального поднутрения;
Хр - угол радиального поднутрения.
Тогда для устранения скругления по боковой фаске необходимо сошлифовать
К = (р„ - РоЖХрТХ
где h6 - общий угол поднутрения;
рк - радиус скругления режущей кромки в момент снятия пилы со станка; р0 - радиус скругления режущей кромки перед началом работы.
Произвести идеальную заточку инструмента (р0 = 0) невозможно. Более того, если режущая кромка имеет радиус скругле-ния меньше 5 мкм, то происходит ее облом. Именно поэтому на некоторых заточных станках имеется устройства для искусственного увеличения этого радиуса.
Зависимость радиуса скругления режущей кромки твердосплавной круглой пилы (без учета мытья пилы в процессе работы и искусственного упрочнения) от пути резания очень хорошо описывает формула
А =
рк=Ф9°-а-1+р о;
1
ctg
7е-(180-[3) ’
360
где L - путь резания, м;
в - угол заострения инструмента.
Используя формулы, о которых шла речь, можно построить график зависимости величины слоя, который необходимо сошлифовать с боковой грани от пути резания. На рис. 4 представлен график зависимости. Из графика видно, что сошлифовывая по каждой из боковых граней 0,01 мм, мы добьемся полного удаления радиуса износа. Возникает вполне логичный вопрос: для чего во время исследований производилось сошлифовыва-ние 0,02 мм. Ответ простой - заточка боковых граней позволяет уменьшить торцевое биение пилы.
Полученные в результате теоретического анализа и производственных исследований результаты позволяют значительно увеличить срок службы дереворежущего инструмента. В первую очередь, это связано с увеличением числа переточек твердосплавной круглой пилы. Снижение торцевого биения пилы позволяет улучшить качество обработанной поверхности.
Библиографический список
1. Полосухин, К.А. Инструмент и технология ремонта зубьев круглых твердосплавных пил / К.А. Полосухин. - М: МГУЛ, 2009. - С. 89-94.
2. Букина, С.П. Исследование обрабатываемости и процесса пиления ДСП: дисс. ... канд. техн. наук / С.П. Букина. - М.: МЛТИ, 1962.
3. Шутко В.В. Исследование влияния динамики затупления зубьев на процесс пиления дисковыми пилами. - Рациональное использование древесного сырья / В.В. Шутко // Рациональное использование древесного сырья. - 1977. - Вып. 1.
4. Vollmer. Обучение основам работы с пилами из твердых сплавов. Edition 1. Vollmer Werke Maschinefabrik GmbH, 2006.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2013
111
