Безразводная пила

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Карпович Дмитрий Семнович Карпович Сергей Семнович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Безразводная пила, включающая полотно с режущим венцом с зубьями, между которыми выполнены впадины, отличающаяся тем, что зубья в районе их вершин выполнены без развода и уширения, на каждой стороне полотна выполнена проточка глубиной не менее 0,2 мм и шириной, обеспечивающей предотвращение непосредственного контакта полотна с обрабатываемым материалом в процессе резания, а режущий венец выполнен с боковыми поверхностями шириной в, как показано на фигурах 1, 2 чертежа. 12383 1 2009.10.30 Изобретение относится к конструкции и технологии изготовления многолезвийного инструмента для обработки древесины и других материалов преимущественно с невысокими механическими показателями. Известен многолезвийный инструмент для раскроя древесины - круглые пилы. Для уменьшения трения боковых поверхностей пилы о стенки пропила и предотвращения нагрева и, как следствие, потери динамической устойчивости полотна пилы осуществляют развод или плющение зубьев 1. Эти операции должны производиться с высокой точностью, а для чистового резания необходимо уменьшение подачи на зуб, но это теоретически не исключает образование кинематических неровностей на обработанной поверхности. Известен способ уширения толщины зубчатого венца за счет напайки, наварки инструментального материала на переднюю поверхность зуба с соблюдением условия, что ширина лезвия больше толщины полотна пилы 2. Такая технология формирования режущего венца характеризуется высокой трудоемкостью при изготовлении инструмента и его последующей заточке. Известна и близкая по поставленной задаче конструкция круглых строгальных пил,обеспечивающих высокое качество обработанной поверхности (прототип) 3. Конструктивная особенность пил - двухконусное поднутрение полотна пилы от вершины зубьев до фланцев, с помощью этой операции образуются два вспомогательных угла в плане, за счет которых уменьшается трение боковых поверхностей пилы о стенки пропила. Конусное поднутрение осуществляется на специальных станках шлифованием, операция характеризуется высокой трудоемкостью и сложностью, осуществляется на заводах-изготовителях для пил диаметром до 400 мм. Расчеты показывают, что при толщине пилы 2,4 мм и конусности поднутрения 25 мин максимальный радиус пилы составит 171 мм при нулевой толщине пилы в работе фланца, это требует увеличения толщины полотна пилы или уменьшения ее радиуса, что снижает технологические возможности инструмента. Задачей заявляемого материала является упрощение технологии изготовления круглых пил с переменной толщиной по радиусу с целью уменьшения контакта боковых поверхностей пилы со стенками пропила и обеспечение работоспособности пилы без развода и уширения зубьев в районе их вершин. Поставленная задача достигается тем, что безразводная пила, включающая полотно с режущим венцом с зубьями, между которыми выполнены впадины, а зубья в районе их вершин выполнены без развода и уширения, на каждой стороне полотна выполнена проточка глубиной не менее 0,2 мм и шириной, обеспечивающей предотвращение непосредственного контакта полотна с обрабатываемым материалом в процессе резания, а режущий венец выполнен с боковыми поверхностями шириной в, как показано на фиг. 1,2 чертежа. Конструкция пилы и технология ее изготовления иллюстрируются чертежами, где фиг. 1 - сечение пилы с плоской проточкой фиг. 2 - сечение пилы с конической проточкой фиг. 3 - сечение пилы со ступенчатой проточкой фиг. 4 - сечение пилы с опорным выступом и дополнительной режущей кромкой. Пила состоит из полотна 1, зубчатого венца 2 с боковыми поверхностями 3 шириной в, зоны проточки 4 с глубиной проточки , опорным выступом 5, на котором имеется дополнительная режущая кромка 6. Технология изготовления пилы состоит из следующих операций. Полотно пилы со сформированным режущим венцом до или после заточки закрепляется на шпинделе токарного станка с помощью планшайбы или специального кондуктора. При точении сталей с твердостью 41-48 резцами из эльбора - Р (композит 01) со скоростью резания 80 м/мин, подачей 0,04 мм/об., глубиной резания 0,2 мм стойкость инструмента составляет 86-100 мин 4. 2 12383 1 2009.10.30 Твердость полотна стальных дереворежущих пил несколько ниже 40-45, что обеспечивает практическую возможность осуществлять проточку и твердосплавными резцами при более низких скоростях резания. После проточки с одной стороны полотна на глубинуполотно пилы переворачивают и аналогичную операцию осуществляют с другой стороны. Минимальную глубину протачивания выбирают из условия предотвращения непосредственного контакта полотна пилы со стенками пропила. Минимальное уширение зубьев на сторону составляет 0,2 мм 4. Следовательно, глубина проточкидолжна быть не меньше этой величины. Средний радиус проточки назначается из следующих соображений. Анализ вышедших из строя круглых пил по причине прижогов показывает, что центры прижогов чаще всего находятся по радиусу пр, который рассчитывается по уравнению пр(пф) / 2,где п - радиус пилы, мм,ф - радиус фланца, мм. Следовательно, радиус проточки должен перекрывать эту зону, а ширина проточки зависит от радиуса пилы, таким образом предотвращается непосредственный контакт полотна пилы в зоне проточки с обрабатываемым материалом, площадь зоны прижога зависит в первую очередь от времени работы пилы в аварийном состоянии. В зоне режущего венца 2 контакт между инструментом и обрабатываемым материалом осуществляется по передней поверхности режущего элемента и его боковыми поверхностями 3, ширина которых обозначена в. Трение по передней поверхности режущего элемента является проявлением физической сущности процесса механической обработки, трение по боковым поверхностям 3 может быть уменьшено за счет уменьшения ширины режущего венца в. Такое решение только уменьшает теплонапряженность этой зоны, но не исключает нагрев. Ширина режущего венца должна быть минимальной и рассчитывается из запланированного числа переточек. Известно, что биение зубчатого венца ведет к уширению пропила 5. По действующим техническим условиям минимальное боковое биение для круглых пил составляет 0,4 мм, а для строгальных - 0,3 мм, а биение шпинделя по периферии фланца - 0,03 мм 4,что для пилы радиусом 250 мм биение зубчатого венца составит 0,15 мм. Суммируя минимальное биение самого зубчатого венца 0,3 мм и биение за счет шпинделя станка 0,15 мм, получим 0,45 мм. Этот расчет произведен без учета разнотолщинности полотна пилы, которое тоже увеличивает ширину пропила. Такое уширение величины пропила без всяких дополнительных технических приемов обеспечивает минимизацию нагрева зубчатого венца по боковым поверхностям и дает основание при такой конструкции полотна пилы не осуществлять развод режущих элементов. Изготовлен опытный образец пилы по варианту фиг. 1 с техническими параметрами наружный диаметр, мм - 400 посадочный диаметр, мм - 50 число зубьев, шт. - 40 шаг зубьев, мм - 20-40 толщина зубчатого венца, мм - 2,2 длина боковой поверхности зубчатого венца, мм - 20 толщина полотна в районе проточки, мм - 1,6. Испытания опытного образца пилы проведены на станке ЦДТ - 5/2 при продольной распиловке заготовок из древесины сосны, высота пропила - 60 мм, по качеству поверхность строганная. Инструмент может быть рекомендован для чистового раскроя древесины в лесопилении и в мебельной промышленности. 12383 1 2009.10.30 Источники информации 1. Зотов Г.А., Швырев Ф.А. Подготовка и эксплуатация дереворежущего инструмента. М. Лесная промышленность, 1986. - С. 153-155. 2.5126, (13)С 1, (51)7 В 27 В 33/02, 2003.06.30. 3. Морозов В.Г. Дереворежущий инструмент. - М. Лесная промышленность, 1988. С. 74-79. 4. Эльбор в машиностроении. / Под ред. Лысакова - Л. Машиностроение, 1978. С. 14-18. 5. Санев В.И. Обработка древесины круглыми пилами. - М. Лесная промышленность,1980. - С. 232. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4