Классификация инструмента, основные группы дереворежущих инструментов и их признаки

Общие требования к режущим инструментам. Роль инструмента в повышении качества продукции.

Дереворежущий инструмент оптимальной конструкции должен удовлетво­рять следующим требованиям.

Требования технологические:

– высокая производительность;

– высокое качество обработки деревянных поверхностей;

– требуемая точность обработки деталей;

– достаточная износостойкость инструмента.

Требования монтажа инструмента:

– простота и точность подготовки к работе;

– легкость и точность установки инструмента в станок.

Требования к технологии изготовления инструмента:

– простота и точность изготовления;

– исключение брака термической обработки (поводка инструмента, трещин и т. д.).

Требования эксплуатационные:

– оптимальные линейные и угловые параметры;

– стабильность параметров при переточках;

– надежность в работе;

– эстетичный внешний вид;

– виброустойчивость;

– безопасность в работе;

– низкий уровень шума;

– длительный срок службы инструмента;

– низкая стоимость;

– соответствие требованиям действующих нормалей и стандартов.

Основным требованием к материалу режущего инструмента является сохранение остроты лезвия или его режущих свойств наиболее продолжительное время. В результате износа инструмента (затупление резца, выкашивание режущей кромки, ее смятие, излом, отгиб) ухудшается качество обработанной поверхности, возрастает мощность на резание.

Под качеством продукции понимается её пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением.

Для деревообрабатывающего предприятия качество инструмента – это высокая износоустойчивать инструмента, финишное качество обработанных деталей, комфортность труда, минимальный расход энергии. Но на качество готовой продукции влияет огромное количество факторов, поэтому нельзя говорить о качестве инструмента абстрактно, а только применительно к конкретным условиям производства. Определимся с основными составляющими успешной работы дереворежущего инструмента.

Это во-первых, качество изготовления инструмента; во-вторых, оптимальный подбор инструмента; в-третьих, его грамотная эксплуатация; и последнее, но одно из самых важных – сервисное обслуживание инструмента.

Классификация инструмента, основные группы дереворежущих инструментов и их признаки.

Весь дереворежущий инструмент подразделяется на ручной и станочный, а по способу крепления на станке – на насадной и хвостовой.

По материалу, из которого выполнены лезвия, инструмент подразделяют на следующие виды:

– стальной режущий инструмент

– быстрорежущий инструмент;

– твердосплавный режущий инструмент;

– минералокерамический режущий инструмент;

– алмазный инструмент, его лезвия выполнены из синтетических алмазов или поликристаллов кубического нитрида бора.

По назначению весь инструмент (режущий, контрольно-измерительный, вспомогательный для закрепления режущего инструмента в станке) и приспособления поделен на десять групп: 0; 1; 2; ... 8, 9.

Дереворежущий лезвийный инструмент помещен в третью группу и обозначается цифрой 3. Эта группа называется – инструмент для обработки резанием неметаллических материалов.

Каждому типоразмеру инструмента присвоен индекс, первые две цифры которого указывают подгруппу инструмента, дальнейшие – его ви­ды и разновидности, профили и размерные характеристики в соответствии с номерами технической документации на этот инструмент. Например, ин­дексом 3420-0151 обозначена пила круглая, плоская типа А – для продоль­ной распиловки древесины с параметрами 200×32×1,4×24 (диаметр × диа­метр центрального отверстия × толщина диска × число зубьев).

Для дереворежущего инструмента выделены следующие подгруппы: 30 – детали и узлы сборного инструмента; 31 – ножи и резцы; 32 – фрезерный инструмент; 33 – сверлильный, зенкерный, долбежный инструмент; 34 – пилы; 35 – зуборезный инструмент; 36 – резьбонарезной инструмент; 37 – резерв; 38 – ручной режущий инструмент; 39 – прочий инструмент.

Абразивный режущий инструмент помещен в подгруппу 27.

Применяемый для выполнения процесса резания станочный инстру­мент классифицируют на группы по видам обработки.

Таблица – Классификация станочного дереворежущего инструмента

Процесс резания (вид обработки)	Инструменты	Основные станки, на которых применяется инструмент
Пиление	Пилы	С полосовыми пилами (лесопильные рамы, лобзиковые станки), ленточнопильные и круглопильные
Лущение и строгание	Ножи лущильные, шпонострогальные, рубильные,	Лущильные, шпонострогальные, дощечкострогальные, рубильные машины и стружечные станки
Бесстружечное деление	Ножи для ножниц, дисковые ножи, штампы, высечки	Ножницы, форматные станки с дисковыми ножами, штампы, прессы
Точение, шлифование	Токарные резцы, шлифовальные шкурки и цилиндры	Токарные, круглопалочные, шлифовальные ленточные, цилиндровые и дисковые
Фрезерование	Фрезы, ножи для фрезерования, фрезерные цепочки	Продольно-фрезерные (фуговальные, рейсмусовые, четырехсторонние), фрезерные, шипорезные, цепнодолбежные, копировальные
Сверление, долбление	Сверла, долота	Сверлильные, долбежные

4. Рамные пилы − классификация. Пилы для вертикальных лесопильных рам, их конструкция и основные параметры.

Рамная пила представляет собой стальную полосу, по рабочей кром­ке которой насечены зубья. Различают пилы для вертикальных лесопиль­ных рам с приклепанными планками длиной 1 250... 1 950 мм, шириной 180 мм, толщиной 2,0...2,5 мм (тип А, рис. 4, а) и без планок длиной 1100, 1250 мм, шириной 160 мм, толщиной 1,6...2,2 мм (тип Б, рис. 4, б); для тарных лесопильных рам без планок длиной 600, 685 мм, шириной 80 мм, толщиной 1,0... 1,4 мм (тип Б, рис. 4, г); для горизонтальных лесопиль­ных рам длиной 2300 мм, шириной 160 мм, толщиной 2,0 мм, имеющие чередующиеся по направлению участки зубьев (рис. 4, д). Длина пилы выбирается в зависимости от характеристики лесопильной рамы.

Рис. 4. Рамные пилы: а – с планками (тип А); б – без планок (тип Б);

в – профиль зубьев; г – для тарных рам;

д – для горизонтальных лесопильных рам

Ширина пилы выбирается с учетом расстояния между передними и задними вальцами лесопильной рамы. Для долговечности инструмента имеет смысл выбирать широкие пилы (В = 200 мм).

При выборе толщины пилы приходится разрешать следующее про­тиворечие: чтобы добиться минимальных потерь древесины и снизить энергозатраты на резание, надо стремиться к применению тонких пил; но чтобы достичь высокой точности распиливания, надо обеспечить доста­точную жесткость (устойчивость) пилы, а это сделать легче всего, увели­чивая толщину пилы. Толщину пил выбирают, пользуясь эмпирической зависимостью

где t_max – наибольшая высота пропила, мм

Существенная характеристика рамных пил геометрия зубьев (рис. 4, в). Поскольку пилы предназначены для продольного распиливания, геометрия зубьев отражает особенности этого вида резания. По ГОСТ 5524-75 предусматривается один профиль зубьев – с ломанолинейной задней гра­нью. Угол резания главного (короткого) лезвия зуба δ = 75°; γ = 15°; β = 47°; α = 28°; t_з = 18...40 мм; h_з= 16...26 мм; l_з = 7...16 мм; r = 3...8 мм. Такую геометрию можно считать удовлетворительной: главная режущая кромка режет в торец (самый тяжелый случай), этим условиям вполне отвечает угол резания 75°, прочность зуба достаточна. Боковые кромки режут попе­рек волокон (самое слабое сопротивление древесины), поэтому δ_бок = 90°. Косая заточка зуба, т. е. угол резания для боковых кромок δ_бок = 60°, желательна, но это усложняет подготовку пил, а заметного снижения уси­лий или шероховатости поверхности пропила не дает. Задний угол а мо­жет быть уменьшен (усилия по задней грани растут при α < 10°), однако это вызывает уменьшение емкости впадины между зубьями, что может снизить производительность процесса резания. Реже применяются не пре­дусмотренные ГОСТ рамные пилы с прямой задней гранью для обработки мягкой древесины (γ = 12°; β = 33°; α = 45°; δ = 78°) и с криволинейной задней гранью для обработки твердых пород (δ = 80.. .84°).

5. Установка рамных пил: способы натяжения, выверка пил в поставе, уклон пил.

Установка рамных пил в станок заключается в формировании поста­ва, креплении в продольном и поперечном направлении, натяжении пил, проверке их положения и оценке жесткости пил. Согласно плану раскроя выбирают прокладки, устанавливаемые между пилами. В поперечном на­правлении крепление пил и прокладок осуществляется струбцинами, кото­рые закрепляют на вертикальных стойках пильной рамки.

Типовое крепление пилы в продольном направлении показано на рис. 22.2, а. Верхний захват пилы приспособлен для ее натяжения. Щечки 1 захвата подводятся под планки 2 пилы. Щечки осью 3 связаны между собой и со стержнем 4, передающим усилие натяжения на поперечину пильной рамки 5. Эксцентрик 6, укрепленный в верхней части стержня, опирается рабочей профилированной поверхностью через подэксцентрик 7 на подуш­ку 6 лежащую на поперечине. Натяжение пилы осуществляется поворотом эксцентрика. Шарнирная связь стержня со щечками обеспечивает установку пилы с требуемым уклоном по упорам: верхнему 9 и нижнему 10.

Рис. 22.2. Установка рамных пил: а – крепление пил; б – осевое натя­жение пил;

в – натяжение пил с эксцентриситетом

На пилу со стороны древесины в процессе резания действуют по трем направлениям силы: резания F_x – вверх (при рабочем ходе пилы вниз), от­жима F_z – по направлению подачи бревна, боковая F_y – возникающая из-за неодинакового давления на пилу слева и справа. Сила F_y наиболее опасна, т. к. в направлении ее действия пила (тонкая пластина) имеет минимальную жесткость.

Для придания жесткости в рабочих условиях пила должна быть натянута. Обычно работают пилами, имеющими жесткость 60...80 Н/мм.

Условия натяжения пилы, установленной в рамке с уклоном, значи­тельно ухудшаются. Поэтому уклон желательно придавать пильной рамке в целом (а не пилам) или применять толчковую подачу за рабочий ход, не требующую уклона.

Выверка пил в пильной рамке заключается в проверке уклона, па­раллельности пил направлению движения подачи и направлению движе­ния рамки. Для контроля жесткости может быть использован жесткомер конструкции ЦНИИМОДа.