Стойкость и алгоритм выбора ленточных пил

В данной статье рассмотрен подход к выбору параметров пилы для экономического планирования внедрения ленточно-отрезной технологии в производстве.

Для расчета стойкости ленточных пил используется суммарная площадь поперечного сечения отрезанных заготовок S, м² или площади поперечного сечения отрезанных заготовок, отнесенных к длине пилы – С, м²/L.

Для расчета стойкости пилы рекомендуется следующая формула:

где S_i – площадь поперечного сечения i заготовки, м²; n_i – количество резов i заготовки; L_п – длина ленточной пилы, м.

Формула используется для расчета стойкости при обработке сплошных и толстостенных профилей стандартной формы. При резании малогабаритных тонкостенных заготовок в качестве показателя стойкости используют суммарное количество отрезанных заготовок n (шт.), что связано с трудоемкостью расчетов большего количества площадей заготовок сложной формы.

Величины стойкости пил м²/м с минимальными и максимальными значениями для различных групп сталей при резании биметаллическими ленточными пилами представлена на диаграмме. Значения стойкости min и max учитывают обрабатываемостью сталей в каждой партии заготовок, типоразмеры пил и конструкции станков.

Стойкости биметаллических ленточных пил

Формула, описанная выше, позволяет вывести общее значение стойкости для различных групп материалов без привязки к длине пилы. Это обеспечивает использование стойкости С для экономического планирования внедрения ленточно-отрезной технологии в производстве.

Формы и виды стружек могут использоваться в качестве индикатора стойкости пилы и степени износа ее режущих лезвий, оптимизации режимов резания.

Ниже представлены формы стружек при резании некоторых сталей различных марок биметаллическими пилами с шагом 3/4 tpi.

сталь 45 Ø160 мм	09Г2С Ø110 мм	40Х Ø100 мм
30ХГСА Ø100 мм	40ХН2МА Ø160 мм	45ХН Ø160 мм

Вид сливной стружки для стали 45 Ø160 мм (пила М42 4400х34х1,1 — 3/4 tpi, S=30 мм/мин). Стружка имеет серебристый цвет, спирали вытянуты вдоль своей оси. Формирование спирали вдоль оси происходит из-за разведенных зубьев. Длина спиралей от 8 до 25 мм, их диаметр от 3 до 8 мм. Плотность сжатия витков стружек различная, т.к. производилась резка круглых заготовок, что влияет на длину пропила по сечению от 0 до 160 мм.

Вид сливной стружки для стали 09Г2С Ø110 мм (пила М42 4400х34х1,1 — 3/4 tpi, S=45 мм/мин). Длина спиралей от 3 до 11 мм, диаметр от 6 до 9 мм.

Вид сливной стружки для стали 40Х Ø100 мм (пила М42 4400х34х1,1 — 3/4 tpi, S=35 мм/мин). Длина спиралей от 3 до 9 мм, диаметр от 3 до 8 мм.

Вид сливной стружки для стали 30ХГСА Ø100 мм (пила М42 4400х34х1,1 — 3/4 tpi, м/мин, S=30 мм/мин). Длина спиралей от 4 до 10 мм, диаметр от 3 до 6 мм.

Вид сливной стружки для стали 40ХН2МА Ø160 мм (пила М42 3110х27х0,9 — 3/4 tpi, S=23 мм/мин). Длина спиралей от 4 до 14 мм, диаметр от 3 до 8 мм.

Вид сливной стружки для стали 45ХН Ø160 мм (пила М71 5800х41х1,3 — 3/4 tpi, м/мин, S=22 мм/мин). Длина спиралей от 4 до 7 мм, диаметр от 7 до 13 мм.

Для всех групп сталей характерна форма стружки в виде вытянутых спиралей, образованных разведенными зубьями и спиралей без осевого смещения, образованных прямыми зубьями. Для различных марок сталей наблюдаются стружки в виде плотно скрученных спиралей, образование которых происходит при недостаточном объеме межзубной впадины, а также свободных спиралей с зазором между витками.

Стружка при ленточном пилении характеризуется диаметром, длиной и плотностью сжатия. Диаметр спирали зависит от свойств обрабатываемого материала, углов режущей части зуба, шага между зубьями, размера межзубной впадины, размеров и формы заготовки. Плотность сжатия зависит от соответствия шага ленточной пилы и размеров заготовки. При малых объемах межзубной впадины происходит скручивание спирали и ее деформация.

Формы стружек при недостаточном объеме межзубной впадины

На рисунке ниже представлены различные формы сливной стружки при пилении БраЖ9-4 Ø220 мм (пила М42 2710х27х0,9 — 2/3 tpi, S=10 мм/мин), где длины спиралей стружек от 4 до 10 мм и диаметры от 9 до 17 мм.

Формы сливной стружки при пилении БраЖ9-4 Ø220 мм

Проведенные эксперименты показали, что формы и параметры сливных стружек для сталей и цветных металлов подобны. Диаметры витков спиралей стружек практически постоянны для пил с постоянным шагом и одинаковым положением режущих кромок при постоянной длине реза. Для пил с переменным шагом зубьев и, соответственно, имеющих различные объемы межзубных впадин и расстояния между режущими лезвиями, диаметры спиралей стружек различны.

На основании многолетнего опыта внедрения процессов ленточного пиления нами разработан алгоритм выбора пил с учетом различных производственных условий.

Алгоритм выбора конструкции пилы

Таким образом, собрав и проанализировав, вышеуказанную информацию, выбирается правильный инструмент, обладающий свойствами, которые позволят достичь желаемого результата без лишних затрат.