Режущий инструмент

Режущий инструментРЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, орудия, применяемые для разделения материала или отделения от него стружек путем резания. Рабочей частью всякого режущего инструмента является клиновидное острие, боковые грани которого и производят работу разделения частиц обрабатываемого материала. В соответствии с тремя основными типами резания вся обширная группа режущих инструментов может быть разбита на следующие три отдела: 1) разрезающего режущего инструмента 2) срезывающего режущего инструмента и 3) стружкоснимающего режущего инструмента.

Отличительной чертой разрезающего режущего инструмента является направление рабочего движения приблизительно по равноделящей угла δ клина острия (фиг. 1), следствием чего является б. или м. равномерная нагрузка обеих режущих граней, обусловливающая легкое сохранение режущего инструмента этого рода раз принятого направления резания. Основным типом такого режущего инструмента являются ножи, причем они м. б. разделены по форме лезвия в плоскости, перпендикулярной к направлению резания на прямые ножи и фасонные; первые при прямолинейном поступательном движении режут по плоскости, вторые вырезают призму с основанием, соответствующим форме лезвия.

Клин режущего инструмента

Прямые ножи применяют, как в виде ручных инструментов при бесчисленном ряде работ в домашнем обиходе и в промышлености, так и в форме механически приводимых в движение ножей для обрезания бумаги, резки табака, разрезания сырого каучука и т. п. Сопротивление резанию при разрезании данного материала зависит в сильной степени от угла резания α, т. е. от угла клина острия в направлении резания, и от состояния режущих граней.

Уменьшение угла клина острия, или угла заострения, δ и гладкость граней влекут за собой уменьшение сопротивления резания; с другой стороны, уменьшение угла δ приводит к малой сопротивляемости самого острия, вследствие чего появляются зазубрины и выбоины, которые ведут к повышению работы резания и нарушению гладкости полученной поверхности разреза.

Угол резания режущего инструмента

Одним из способов уменьшения угла резания α (фиг. 2) при неизменном угле заострения δ является наклонение направления резания V под некоторым острым углом ϕ к острию - т. н. тянутый разрез. При этом углы α, δ и ϕ связаны следующей зависимостью:

reguj-instrument f1

Из сказанного ясно, что величина угла заострения определяется компромиссом между уменьшением сопротивления резания и увеличением срока службы острия до переточки. Некоторые выработанные на практике значения угла δ для различных ножей приведены ниже:

reguj-instrument tt-1

Режущий инструмент срезывающего типа отличается наличием непременно двух режущих кромок, двигающихся навстречу в одной общей поверхности, так называемой поверхности среза А-В (фиг. 3).

Режущий инструмент срезывающего типа

В зависимости от формы этой поверхности различают режущий инструмент с плоской поверхностью среза - ножницы и с фасонной - вырубные штампы. Дальнейшее разделение этой группы ведется по роду обрабатываемого материала, способу привода и производственным признакам.

Стружкоснимающие режущие инструменты

Наиболее обширную группу представляют собой стружкоснимающие режущие инструменты; этот род обработки характеризуется направлением резания, составляющим б. или м. значительный угол с равноделящей угла заострения резца (фиг. 4). Следствием этого является усиленное давление на одну из граней лезвия, на т. н. рабочую, или переднюю, грань а, вызывающее отделение и отведение в сторону слоя обрабатываемого материала - стружки б. Задняя, или затылочная, грань в прижимается этим давлением к уже обработанной поверхности, служащей ей таким образом как бы опорой. По количеству отдельных лезвий, находящихся одновременно или последовательно в работе, режущий инструмент этого рода разделяется на однорезцовый и многорезцовый. Однорезцовый режущий инструмент может быть далее разделен по роду обрабатываемого материала на металлообрабатывающий и деревообрабатывающий; к первому роду принадлежат резцы токарные, строгальные и долбежные, шаберы и штихели; ко второму - рубаночные железки, до некоторой степени стамески и цикли.

Многорезцовый режущий инструмент может быть разделен, по роду рабочего движения на режущий инструмент с прямолинейным и круговым рабочим движением; к первому относятся пилы (за исключением круглых), прошивки, напильники и шлифовальные ленты и листы. Многорезцовые режущие инструменты могут быть далее подразделены по роду движения подачи на режущие инструменты: 1) с осевой, или аксиальной, подачей, 2) с преимущественно тангенциальной подачей и 3) с радиальной или смешанной радиально-тангенциальной подачей. Первый тип многорезцового вращательного режущего инструмента объединяет собой гл. обр. инструменты для получения и дальнейшей, обработки отверстий - сверла, зенкеры и раззенковки, развертки - и винторезный инструмент: метчики и плашки. К режущему инструменту с преимущественно тангенциальной подачей относятся цилиндрические и дисковые фрезеры и шлифовальные круги; в разряд режущего инструмента с радиальной или смешанной подачей д. б. отнесены часть фрезеров (гл. обр. лобовые и торцевые) и циркулярные пилы. Т. о. классификация режущего инструмента может быть представлена в виде следующей схемы.

Классификация режущего инструмента

Пилы, многорезцовый режущий инструмент, с прямолинейным или круговым рабочим движением, с подачей б. или м. перпендикулярной к рабочему движению, приноровленный для прорезания узких глубоких пропилов и применяемый главным образом для отрезания частей или разделения на куски обрабатываемого материала. По роду рабочего движения различают: 1) циркулярные, или круговые, пилы с вращательным рабочим движением, 2) рамные, или станковые (лучковые), пилы с переменно-возвратным прямолинейным движением и 3) ленточные пилы с постоянным (по направлению) прямолинейным движением резания.

А. Пилы для металла. Пилы для холодной распиловки металла.

Пилы для металла

Процесс снятия стружки зубьями круговой пилы изображен на фиг. 5; он подчиняется тем же законам резания, как и рабочие процессы прочих режущих инструментов, и для возможности правильной и экономичной работы зубья пил д. б. выполнены с основными элементами соответственно частному случаю условий работы данной пилы. Углы острия: передний γ (фиг. 6), затылочный α и угол заострения β зависят от рода распиливаемого материала; их значения приведены в табл. 1.

Углы острия в зависимости от рода распиливаемого материала

Т. к. пила принадлежит к числу режущих инструментов с затрудненным сходом стружки с резца, то размер выемки зуба д. б. достаточным для вмещения всей стружки, образовавшейся за один проход пилы через распиливаемый предмет. В пилах для металла этому условию удовлетворяют зубья с глубиной зуба, равной 0,3—0,35 t (t - шаг пилы). Шаг подчинен тому условию, чтобы в работе одновременно находилось не менее двух зубьев. Числа зубьев малых круговых пил для металла по нормам германской промышленности приведены в табл. 2.

Числа зубьев малых круговых пил для металла по нормам германской промышленности

В целях уменьшения трения диска или полотнища пилы о стенки пропила, пилы обычно делают с утолщенной режущей кромкой зубьев. Уширение это образуется осаживанием края зубьев (фиг. 7, А), разводкой зубьев (фиг. 7, Б), волнообразным изгибом рабочего края полотна (фиг. 7, В), сужением полотна (фиг. 7, Г).

Утолщение режущей кромки зубьев

Кроме указанных мероприятий для облегчения схода стружки с зуба необходимо, чтобы передняя грань лезвия зуба имела форму, обеспечивающую правильное закручивание стружки. На фиг. 8, А изображена правильная, а на фиг. 8, Б неправильная форма передней грани; закругление передней грани должно начинаться от самого лезвия зуба; включение между закруглением и лезвием прямолинейного участка плохо отзывается  на работе зуба; условие это будет удовлетворено, если радиус закругления r вычислим из уравнения

reguj-instrument f2

где h - глубина впадины зуба. Размеры круговых пил с осаженными зубьями приведены в табл. 3.

Размеры круговых пил с осаженными зубьями

Размеры круговых пил с разведенными зубьями приведены в табл. 4.

Размеры круговых пил с разведенными зубьями

Размеры круговых пил с утоненным к центру (сошлифованным) диском см. табл. 5.

Размеры круговых пил с утоненным к центру (сошлифованным) диском

Круговые пилы для холодной резки металла изготовляют из углеродистой стали с небольшой примесью хрома, необходимой вследствие того, что пилы должны закаливаться в масле, т. к. при закалке в воде их слишком сильно ведет. Для ослабления коробления закалку производят, зажимая пилу между двумя железными плитами, так как иначе вследствие сильной поводки правка была бы невозможна или чрезвычайно затруднена. Для увеличения устойчивости лезвия и производительности пилы применяют стали с незначительной присадкой вольфрама. Изготовление дисков диаметром > 300 мм всецело из быстрорежущей стали себя не оправдало: брак при закалке и последующей шлифовке вследствие освобождения закалочных напряжений весьма велик и кроме того применение их обходится дорого, т. к. потери при выкрашивании отдельного зуба слишком значительны. Вместо цельных дисков больших размеров из быстрорежущей стали применяют диски со вставными зубьями из быстрорежущей стали, чем достигается экономия в дорогостоящем материале. Как материал для зубьев м. б. применены все сорта быстрорежущих сталей в зависимости от предъявляемых требований производительности. Выгодность применения сверхтвердых сплавов для изготовления дисковых пил еще недостаточно испробована, однако надо полагать, что вследствие ударной нагрузки отдельных зубьев они окажутся слишком хрупкими; кроме того пилы с зубьями из сверхтвердых сплавов обходятся очень дорого. Весьма ответственной операцией является правка и гартовка круговых пил. Операция гартовки состоит в создании наклепа, обеспечивающего достаточную жесткость и упругость диска пилы. Пилы для холодной резки д. б. выправлены совершенно плоско, т. к. при малой скорости вращения их внутренняя упругость является единственным фактором, обеспечивающим прямолинейность пропила и возвращение пилы в первоначальное положение после ее отклонения в сторону. Ширину распила для достижения возможно меньшего расхода силы и потерь материала стараются делать как можно меньше; последнее условие приобретает большое значение при распиловке высокосортных сталей, меди, латуни и т. д.

Круговые пилы со вставными зубьями. Диски пил со вставными зубьями аналогично пилам с сошлифованными боками делают тоньше ширины резания. Во избежание недостаточной стойкости пилы ширину резания приходится определять сообразно с минимально допустимой толщиной диска. Диски изготовляют из литой стали с временным сопротивлением на разрыв до 95 кг/мм2, чтобы дать наибольшую прочность при незначительной толщине. Термической обработкой можно повысить прочность материала до 150 кг/мм2, что дает возможность делать их еще тоньше. При незначительных прогибах, например, когда пилу уводит, диск должен спружинить и вернуться в прежнее положение. Только при сильных изгибах, которые могут произойти исключительно при работе очень затупленными пилами или при недостаточно хорошо закрепленном распиливаемом материале, диски не выправляются сами и м. б. восстановлены только при помощи умелой правки. Для закрепления отдельных зубьев из быстрорежущей стали в дисках из сименс-мартеновской стали существует ряд конструкций, из которых здесь приведены наиважнейшие.

Одиночные зубья. Для вставки этих зубьев в диск пилы в нем профрезеровывают гнездо, в которое вставляют вполне обработанный и закаленный заранее зуб, имеющий обычно квадратную или прямоугольную форму (фиг. 9а).

Одиночные зубья режущего инструмента

Он д. б. так закреплен, чтобы его не могло выгнуть в сторону и чтобы он не м. б. вытащен в радиальном направлении при работе, вследствие существующей при больших углах β радиальной составляющей давления резания, направленной от центра пилы. Боковое крепление достигается тем, что в продольном направлении зуб снабжают выступающим ребрышком а, которое входит в выемку, выфрезерованную в гнезде диска. Для закрепления зуба в радиальном направлении обычно приклепывают зуб к диску шпилькой, наполовину впущенной в тело зуба и в диск и расклепанной. При такой конструкции зуба шаг пилы не всегда можно подобрать по сечению обрабатываемого материала, т. к. остающиеся между зубьями выступы диска должны иметь определенную ширину, чтобы оказать достаточное сопротивление давлению резания. Так как этот выступ составляет только часть шага, к которой д. б. прибавлена еще и ширина зуба, то изготовить пилу с малым шагом, необходимым для выполнения некоторых работ, не представляется возможным. В противоположность этому в сторону увеличения может быть выбран шаг любой величины, что при резке мягких материалов, как медь и латунь, очень выгодно. При точке выступы диска стачиваются одновременно с зубьями. Поэтому в дисках после выработки зубьев из быстрорежущей стали д. б. вновь выфрезерованы гнезда для вставки новых зубьев. После нескольких смен диск становится слишком малым и не м. б. более использован. Недостатки одиночных вставных зубьев описанного типа уменьшены в конструкции с угловыми зубьями, изображенной на фиг. 9б. Здесь зубья опираются как на основной диск пилы, так и на лобовую поверхность следующего зуба, так что давление резания распространяется на большое число зубьев. После того как в результате многократных заточек зубья сработаны, их можно заменить новыми, не производя никаких работ над диском; кроме того при этом способе шаг может быть уменьшен в целое число раз относительно шага гнезд. Недостатком зубьев этого типа является большой расход быстрорежущей стали и трудность их пригонки, вызывающие значительную, стоимость таких пил.

Сегментные зубья. Сегменты изготовляются трех типов, указанных на фиг. 10. Закрепление сегментов в боковом и радиальном направлениях очень хорошее, так как заклепка может быть значительно толще, чем у единичных зубьев, однако при поломке зуба необходимо сменить целый сегмент, чем удорожается замена зубьев.

Сегментные зубья режущего инструмента

При таком исполнении мы имеем дело с совершенно замкнутым венчиком, причем давление резания распределяется на несколько зубьев или сегментов. Шаг м. б. сделан любого размера путем выфрезеровывания большего или меньшего количества зубьев на сегменте. Расход быстрорежущей стали значительно больше, чем у единичных зубьев. После выработки сегментов старые сегменты м. б. удалены и диски вновь использованы.

Разбивание стружки при резании

В пилах, как и в других многорезцовых режущих инструментах, необходимо заботиться о разбивании стружки; для этого существует несколько способов, главные из них изображены на фиг. 11; конструкция А применяется гл. обр. у пил со вставными зубьями, тогда как конструкции Б и В применяются как у упомянутых, так и у цельных пил. Размеры пил со вставными зубьями см. табл. 6.

Размеры пил со вставными зубьями

Употребительные скорости резания при холодной распиловке различных металлов даны в табл. 7.

Скорости резания при холодной распиловке различных металлов

Круговые пилы для горячей распиловки металла. Чем мягче материал, тем больше м. б. скорости резания при обработке со снятием стружки. При 900—1000°С крепость стали в зависимости от ее состава составляет всего 3—5 кг/мм2, что дает возможность обрабатывать сталь при таких температурах с очень высокой скоростью резания. Это обстоятельство используется при горячей распиловке, которая применяется преимущественно на сталелитейных заводах для распиловки болванок, заготовок и сортового железа, выходящих из прокатных станов. Подача, которую можно дать салазкам пилы, зависит от производительности отдельных зубьев пилы.

Если подача по отношению к врезанию каждого зуба даже очень мала, то все же скорость подачи в минуту будет очень велика, так что резка происходит очень быстро в сравнении с холодной распиловкой. Скорость резания в настоящее время обычно принимают 100—120 м/сек; скорость подачи у больших станков составляет 150—200 мм/сек, причем меньшие подачи применяются при распиловке сплошных, а большие - фасонных профилей. В качестве материала для дисков применяют углеродистую сталь с временным сопротивлением на разрыв в 80—90 кг/мм2 при 12—14% удлинения с обязательной примесью в 0,8—1% марганца. Эти диски не закаливают, так как независимо от высоких скоростей резания и высокой температуры, вызывающих неминуемо отпуск стали, давление резания на отдельные зубья очень незначительно благодаря малой крепости горячего распиливаемого материала. Также и опасность поломки у закаленных дисков значительно больше. Диски изготовляют из твердой стали без каких-либо недостатков, т. к. малейшие загрязнения или раковины при высоких окружных скоростях могут послужить причиной разрыва диска. При работе пилами для горячей распиловки необходимо тщательно следить за появлением трещин, которые в большинстве случаев образуются радиально к выемке зуба, а при обнаружении таковых немедленно снимать пилу. Зубьям придают форму, указанную на фиг. 12.

Круговые пилы для горячей распиловки металла

Передний угол β не д. б. слишком велик - около 10°, а затылочный угол γ - 10—15°. Т. о. получается режущее лезвие, которое не так быстро тупится, имеет достаточную прочность и требует меньше мощности, чем простые треугольные зубья. Толщина диска д. б. по возможности меньше, но не в ущерб прочности; правильную толщину 8 в мм дает формула reguj-instrument f3, где D - диаметр пилы в мм. Шаг д. б. по возможности большим, но при резке фасонных сечений достаточно малым, чтобы одновременно в работе находилось постоянно не менее двух зубьев. Размеры круговых пил для горячей распиловки железа и стали приведены в табл. 8.

Размеры круговых пил для горячей распиловки железа и стали

Необходимо строго следить за устойчивостью и правильным вращением диска. При правке дисков они д. б. не только выправлены, но им следует придать необходимую упругость путем наклепа правильно распределенными ударами молотка. В противоположность дискам пил для холодной резки, которые правятся жестко, пилы горячей распиловки правят мягко, т. е. при умелой правке их можно сгибать от окружности к середине (фиг. 13).

Правка пилы горячей распиловки

При таком распределении напряжения они лучше всего воспринимают большие центробежные силы. Неверно выправленные диски, у которых напряжения распределены неправильно, дрожат и бьют; такие диски неприменимы. Уравновешивание дисков не менее важно, чем правка и закрепление. Неуравновешенность, вызывающая при больших окружных скоростях резкие толчки и сотрясения, как в диске пилы, так и во всем станке, со всеми вытекающими отсюда вредными последствиями, может образоваться в диске по самым разнообразным причинам. Неравномерная толщина, неравномерная плотность материала, неправильная пробивка зубьев могут иметь как следствие неуравновешенность. У пил для горячей распиловки, у которых нет пар сил, действующих в разных плоскостях, достаточно произвести статическое уравновешивание. Кроме пил, работающих резанием, существуют пилы, работающие расплавлением металла - действием трения (фрикционные пилы) или электрического тока (электропилы). Фрикционная пила состоит из быстро вращающегося стального диска с осаженным и снабженным накаткой режущим краем. Окружная скорость составляет ~120 м/сек; при прижатии распиливаемого предмета к пиле металл под влиянием развивающегося вследствие трения тепла плавится и выбрасывается пилой из распила. Скорость подачи при этом весьма значительна, и в связи с этим продолжительность распиловки мала, например, двутавровое железо высотой 450 мм распиливается в 55 сек., уголок 160х100 - в 28 сек. и т. д. Расход энергии благодаря быстроте распила также невелик, несмотря на требуемые относительно весьма мощные моторы. Способ применим как для распиловки стали и железа, так и чугунного и стального литья, в последнем случае лист по окружности снабжается вырезами (фиг. 14).

Лист по окружности снабжается вырезами

Преимуществом этого способа являются экономичность, быстрота работы, при опиливании литья - нечувствительность к раковинам и закаленным местам, возможность распила стальных закаленных изделий; недостатками - меньшая гладкость распила, неприменимость для мягких цветных металлов, образование заусенцев, трудность распиловки крупных сплошных сечений. Размеры дисков фрикционных пил приведены ниже в табл. 9.

Размеры дисков фрикционных пил

Общий вид фрикционной пилы изображен на фиг. 15.

Общий вид фрикционной пилы

Принцип работы электропилы заключается в образовании дуги между диском пилы и распиливаемым предметом (фиг. 16), причем расплавляемый металл выбрасывается вращающейся с окружной скоростью в 100—120 м/сек пилой.

Принцип работы электропилы заключается в образовании дуги между диском пилы и распиливаемым предметом

После распила остаются заусенцы: на входной стороне - высотой ~0,5 мм, на выходной - 1,5 мм. Общий вид электропилы изображен на фиг. 17. Способ этот теоретически сулит значительное уменьшение расхода энергии на распиловку, однако пока не вполне преодолены затруднения, связанные с быстрым износом пильных дисков и забиванием впадин зубьев расплавленным металлом.

Общий вид электропилы

Пилы-полотна (ножовки) разделяют на полотна для ручных ножовок и для машинной распиловки. У ручных ножовочных полотен закаливаются только зубья, а остальная часть полотна остается мягкой. Это необходимо, чтобы при направлении ножовки рукой пила могла противостоять возникающим напряжениям на изгиб и скручивание. Полотна для машинной распиловки калятся сплошь, чтобы придать им больше устойчивости. Полотна для ножовок для большей возможности их использования часто снабжают зубьями с обеих сторон. Полотна с крупным зубом в большинстве делают с разведенным зубом, при мелком зубе - с волнистым зубчатым краем. Разводка для ножовок производится через один зуб (фиг. 18) в отличие от круговых пил и пил для дерева.

Разводка для ножовок производится через один зуб

Крупный зуб (8—16 зубьев на 1 дюйм) применяют для резки быстрорежущей стали, стального литья, стали и железа в крупных кусках; средний зуб (18—22 зуба на 1 дюйм) - для резки толстостенных стальных и чугунных труб и тонких брусков и профилей; оба вида полотен снабжаются разведенными зубьями. Средний зуб (18—22 зуба на 1 дюйм), но с волнистым зубчатым краем полотна, применяется для ручной и машинной распиловки медных труб, крупных медных и латунных кусков. Мелкий зуб (28—32 зуба на 1 дюйм) с волнистым зубчатым краем применяется для резки тонкостенных труб, проволоки, кабеля и т. д. Производительность резания полотен с мелким зубом очень незначительна, что зависит также и от того, что работа резания происходит только при движении в одном направлении, тогда как обратный ход является холостым. Благодаря незначительной ширине резания расход энергии, однако, меньше, чем у круговых пил для холодной распиловки той же мощности. Для увеличения производительности в настоящее время и у этих пил стали применять теоретически правильные формы зуба (фиг. 19а - старая, 19б - новая формы зубьев).

Теоретически правильная формы зуба

Укрупнение шага, вызванное новой формой зубьев, влечет за собой и увеличение углублений между зубьями, которые могут принять большее количество стружки, образующейся при повышенной производительности этих полотен. Новая форма зуба, однако, неприменима для ручных ножовок, так как при направлении рукой зуб врезался бы слишком сильно (заедание). Эта форма зуба отличается от старой отличным от нуля передним углом, уменьшенным затылочным углом и выкружкой у основания зуба. Увеличение производительности обусловлено лучшим снятием стружки, более легким сбеганием стружки с острия и зависящей от этого большей толщиной стружки. Вследствие большего шага применяют только зубья с разводкой. Крупный зуб (2—4 зуба на 1 дюйм) применяется для распиловки сплошных сечений из мягкого материала; средний зуб (4—7 на 1 дюйм) - для сплошных сечений из твердого материала, для чугуна и для профильного материала; мелкий зуб (7—10 на 1 дюйм) - для тонкостенных труб и мелких профилей. Для изготовления полотен в зависимости от требуемой производительности применяют углеродистую сталь, низколегированную сталь или быстрорежущую сталь. Точка полотен с зубьями старой формы в большинстве случаев невыгодна, тогда как полотна с теоретически правильной формой зуба м. б. с успехом заточены, когда они затупятся от работы. Следует следить только за тем, чтобы точка пилы производилась своевременно, прежде чем зубья слишком сильно затупятся.           .

Ленточные пилы имеют перед циркулярными пилами для холодной резки преимущество незначительной ширины распиловки, т. к. могут быть изготовлены значительно тоньше. В результате при меньшей затрате силы на распиловку они дают незначительные потери материала. Вследствие постоянного поступательного движения резания они производительнее ножовочных полотен. Относительно зубьев остается в силе то же, что и для ножовочных полотен. Шаг делается тем меньше, чем тверже материал и чем меньше сечение обрабатываемого предмета. Зубья в большинстве разведены, а волнистые зубья применяются только при резке очень малых сечений или тонких труб. Как материал применяется только чисто углеродистая сталь или низколегированные стали, так как у лент из быстрорежущей стали встречаются затруднения в направлении их через шкивы пильного станка. Оба конца для получения бесконечной ленты спаиваются твердым припоем, а в последнее время соединяют при помощи точечной сварки. После затупления ленточные пилы можно точить на специальных станках. Кроме того представляется возможным использовать их как пилы для резки плавлением, если точка их более невозможна; при этом их пускают со скоростью 80—100 м/сек. Эти пилы применяют для резки листового материала до 3 мм толщиной. Обыкновенные ленточные пилы широко применяют в литейных для отрезки литников и прибылей, для фасонной резки по кривым и т. п.

Б. Пилы для дерева. У пил для резки дерева просвет между зубьями вследствие большого количества стружки д. б. значительно больше, чем у пил для резки металлов. Чтобы стенки разреза были гладкими, частицы дерева не должны вырываться, а должны разрезаться вдоль этих стенок. Т. к. каждому зубцу не может предшествовать подрезной зуб, то каждый зуб должен сам действовать одновременно как подрезной, и, как режущий. Это достигается наклоном режущего лезвия но отношению к плоскости пропила (фиг. 20), причем режет и боковая часть зуба.

Пилы для дерева

Так как подрезка должна происходить с каждой стороны пилы, необходимо каждому последующему зубу давать наклон в противоположную сторону; угол наклона равен 70—80°. Кроме того зубцы для свободной резки пилы попеременно разводятся на обе стороны. При изготовлении зубцов необходимо различать пилы для продольных и поперечных распиловок. Для циркулярных пил диаметром до 400 мм применяют треугольный зуб (фиг. 21, А), для пил большего диаметра - «волчий зуб» (фиг. 21, Б) с большим передним углом и незначительным затылочным углом; зуб при этом усиливается, а также одновременно увеличивается объем углубления между зубьями для принятия большего количества стружки. Для поперечной резки применяют зубья с нулевым (фиг. 21, Г) или даже с отрицательным передним углом (фиг. 21, В) для достижения лучшего перерезания поперечных волокон по сторонам пропила и во избежание вырывания их.

Зубья циркулярных пил

Для продольной резки бывает часто необходимо, чтобы пилы резали в обоих направлениях. Это возможно при зубе в форме остроугольного равнобедренного треугольника (фиг. 22, А). Но т. к. эти зубья вследствие отрицательного переднего угла плохо режут, то лучше расположить зубья попарно, придав им форму буквы М (фиг. 22,Б); если за основу берут волчий зуб, то зубья приобретают форму, изображенную на фиг. 22, В.

Форма зубьев пилы

Рамные пилы делают часто режущими в обоих направлениях, располагая зубья на обеих половинах в противоположных направлениях (фиг. 23). Обыкновенно прямое полотно пилы слишком тонко и гибко, чтобы им можно было пользоваться непосредственно.

Рамные пилы

В отдельных случаях у ручных пил (ножовок) большая толщина и ширина придают им достаточную устойчивость, которая м. б. еще усилена наклепыванием пары полос вдоль спинки пилы. Как правило однако эти пилы, так же как и рамные пилы, растягиваются, т. е. закрепляются (своими концами) в рамообразном станке, который допускает натяжку пилы при помощи специального приспособления, обычно закрученного пучка бечевок или винтовой стяжки (лучковые пилы, фиг. 24).

Лучковые пилы

При натяжке необходимо иметь в виду, что при работе пилы нагреваются и растягиваются. Поэтому необходимо, чтобы приспособление для натяжки можно было регулировать. Все полотна пил д. б. прямыми и при правке получить сильную упругость, необходимую им для работы.

Крупные круговые пилы уравновешиваются, что необходимо при большом количестве оборотов. Как материал обычно применяют хорошую, по возможности чистую, углеродистую сталь с содержанием углерода в 0,6—0,9%. Пилы должны быть достаточно твердыми, но при этом очень вязкими, чтобы зубья при разводке или при работе, в особенности при распиловке твердых пород дерева, не выламывались. Для уменьшения опасности выламывания зубьев в просветах между зубьями не д. б. острых углов, на что следует обращать особое внимание при точке. Закалка происходит в масле, в зажимах, при 820—850°С в зависимости от содержания углерода. Все пилы для достижения достаточной вязкости отпускаются, причем отпуск как правило производится под давлением между двумя плитами, подогретыми приблизительно на 400°С. Пила д. б. так отпущена, чтобы ее легко можно было точить напильником. Точка пил часто производится на станках при помощи напильников, но ее можно производить также и шлифовальными кругами; при этом, однако, следует обращать внимание на то, чтобы зубья не слишком нагревались и при точке не сгорали. Скорости резания на приведенных выше основаниях и вследствие незначительной крепости дерева м. б. очень высокими: рамные пилы 3—4,5 м/сек, циркулярные пилы для продольного разреза 50—60 м/сек, для поперечного разреза 40—50 м/сек. При неравномерном нагреве пила теряет свою упругость и в таких случаях немедленно д. б. изъята из употребления для повторной правки.

В. Пилы для камня. Глыбы, получаемые на каменоломнях, в большинстве случаев бывают таких больших размеров, что для дальнейшей обработки их необходимо разделить на меньшие куски или распилить на пласты. Это достигается при помощи пил шлифования - стальных лент без зубьев, натянутых на рамке, совершающих переменно-возвратное прямолинейное движение или же при помощи бесконечной ленты или стального троса, перекинутого через ролики и двигающегося в одном направлении. Место разреза посыпают каким-либо абразионным веществом: наждаком, карборундом или т. н. стальной пылью; последняя состоит из раздробленных и просеянных различной величины каленых стальных шариков или из чугуна особого состава, распыленного в расплавленном состоянии струей пара и закаленного в холодной воде. Стальные ленты, работающие переменно-возвратным движением, называются рамными пилами, а другие - ленточными или канатными пилами. Трос для канатных пил берут толщиной в 4—5 мм и возможно большей длины {до 500 м) во избежание быстрого износа, причем разрез получается не совсем гладкий и потеря материала сравнительно велика, так как ширина прореза получается в 10—12 мм. В последнее время процесс распиловки камня стальным тросом применен в США в большом масштабе для выемки громадных масс твердых горных пород при строительных работах в гористых местностях. Стальные канаты, натянутые между двумя направляющими роликами и приводимые в быстрое движение мощными моторами, под влиянием натяжения врезались в горную породу и т. о. отпиливали целые глыбы камня. Для распиловки твердых камней применяют алмазные пилы со вставленными в них алмазами (фиг. 25), причем последние заделываются в особые вставные пластинки и располагаются т. о., что каждый последующий несколько перекрывает канавку, вырезаемую предыдущим.

Алмазные пилы со вставленными в них алмазами

Циркулярные пилы для резки камня при постоянной и относительно высокой производительности имеют преимущества ровной и плавной работы без толчков. Для мягких пород применяют пилы с разведенными зубьями, для твердых пород - стальные диски со вставными осколками алмазов которые делаются до диаметром 3 м и работают с окружной скоростью в 40 м/сек (фиг. 26).

Циркулярные пилы для резки камня

Для небольшой высоты распиловки при резке плит можно применять карборундовые пилы (фиг. 27), дающие гладкий и чистый разрез. Они состоят из стального диска а с нанесенной шлифующей массой б, которая всегда м. б. возобновлена; износ их очень значителен.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 19 - 1934 г.