Пиление древесины рамными и круглыми пилами

Категория:
Деревообрабатывающие станки


Пиление древесины рамными и круглыми пилами

Пилением называют резание древесины пилами с целью разделения ее на части. Различают два основных вида пиления: поперечное, при котором плоскости пропила перпендикулярны направлению волокон, и продольное, при котором плоскости пропила параллельны направлению волокон древесины.

В процессе пиления образуются три поверхности резания (две боковые и дно пропила). Такое резание называют закрытым. Наиболее часто встречается сложное резание, которое характеризуется следующими признаками: является закрытым; траектория резания криволинейная; толщина стружки переменная. Сложное резание наблюдается в процессе пиления, фрезерования, сверления.

При резании различают два вида относительных перемещений инструмента и древесины: главное движение резания и движение подачи. Главным движением резания (ГОСТ 25762—83) называют прямолинейное поступательное или вращательное движение заготовки или режущего инструмента, происходящее с наибольшей скоростью в процессе резания. Скорость главного движения резания обозначается буквой v и обычно выражается в м/с. Движением подачи называется прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента или заготовки, скорость которого меньше скорости главного движения резания и которое предназначено для того, чтобы распространять отделение слоя материала на всю обрабатывающую поверхность. Скорость движения подачи обозначается vs и обычно выражается в м/мин.

В обработке древесины резанием рассматривают относительное перемещение заготовки и инструмента в движении подачи, приходящееся на один оборот или ход инструмента (заготовки) в главном движении резания. Это перемещение называют подачей (на оборот или ход) и обозначают S. Подача, соответствующая повороту (или перемещению) инструмента либо заготовки на один угловой (или линейный) шаг зубьев режущего инструмента, называется подачей на зуб и обозначается Sz.

Пиление рамными пилами происходит за счет возвратно-поступательного движения натянутых в пильной рамке полотен пил при продольной подаче бревна. Рамная пила представляет собой тонкую пластину, на одной из кромок которой насечены зубья. Режущая часть пилы характеризуется следующими основными параметрами: шаг зуба t (расстояние между вершинами двух смежных зубьев); зысота зуба h (кратчайшее расстояние между линиями, соединяющими вершины зубьев и впадин); задний угол а, угол заострения р, передний угол у.

Рис. 1. Схемы подачи при пилении:
а — периодическая за холостой ход, б — периодическая за рабочий ход, в — двухперио-дическая за холостой и рабочий ходы, г — непрерывная

В случае периодического движения подачи за холостой ход древесина перемещается в период подъема пильной рамки. В момент рабочего хода пил древесина остается неподвижной. Чтобы каждый зуб пилы срезал стружку определенной толщины, придают пилам уклон на угол.

Нагрузки от силы резания и подачи приходятся на разные периоды времени, что улучшает условия работы лесопильной рамы. Недостаток этого вида движения подачи состоит в том, что требуется установка пил со значительным уклоном, который определяет максимальную посылку. Это ухудшает условия работы пил и требует более тщательного их обслуживания.

При периодическом движении подачи за рабочий ход траектория перемещения зубьев относительно древесины не совпадает с направлением главного движения резания. Угол наклона со траектории перемещения зубьев относительно древесины к направлению главного движения резания зависит от выбранной скорости движения подачи. Для срезания стружки не требуется уклона пил, так как главные движения резания и движения подачи происходят одновременно. В процессе пиления образуется ступенчатое дно пропила, в результате чего пила при подъеме должна срезать задней гранью образовавшиеся выступы, что приводит к отбою древесины и деформации полотна.

Для устранения этого явления движение подачи заканчивают раньше, чем закончится главнее движение пилы, т. е. срезают выступы на дне пропила. С этой целью применяют метод опережения движения подачи. Так как механизм подачи приводится в действие от контркривошипа, то опережение момента окончания движения подачи вызывает одновременно и опережение момента ее начала. В результате движение подачи бревна начинается еще при холостом движении пилы. Чтобы устранить нажим древесины на пилу и скобление задних граней зубьев о древесину, перед началом движения подачи отводят инструмент от дна пропила. Для этого пилам придают небольшой уклон порядка 1…3 мм на длине хода пильной рамки.

Преимущество этого вида пиления заключается в том, что подачу легко регулировать без изменения уклона пил в пильной рамке.

Двухпериодическое движение подачи за двойной ход делится на две части: одна из них происходит за холостой Si, другая — за рабочий ход S2. Пиле придается уклон, соответствующий подаче Si за холостой ход.

Преимущество данного вида движения подачи состоит в том, что уклон пил меньше, чем при периодическом движении подачи за холостой ход, и можно регулировать посылку на ходу; недостаток — увеличенное число движений подачи в единицу времени, что вынуждает использовать данный метод только в тихоходных лесопильных рамах.

На любой механизм подачи периодического типа действуют значительные инерционные нагрузки, что увеличивает их износ и ухудшает качество работы рамы. Поэтому в современных быстроходных рамах периодическое движение подачи не применяют. Оно сохранилось лишь в рамах с низкой частотой вращения главного вала.

В процессе непрерывного движения подачи толщина стружки непостоянна. Наибольшего значения она достигает в начале и конце рабочего хода. В начальный период холостого хода движение подачи бревна опережает перемещение пил при любом уклоне. Это приводит к нажиму бревна на пилы, что является характерным недостатком лесопильных рам с непрерывным движением подачи. Чтобы полностью устранить нажим бревна на пилу, пильной рамке сообщают дополнительное поперечное движение, которое обеспечило бы в начале холостого хода отвод пил от дна пропила.

Качество пиления древесины характеризуется формой и шероховатостью обработанной поверхности. От этих показателей зависит сортность получаемых пиломатериалов. Шероховатость пиленой поверхности определяется среднеарифметической величиной Rm тах отдельных наибольших высот неровностей, выражаемых в микрометрах (ГОСТ 7016—82*) . Установлено, что при пилении рамными пилами хвойных пород может быть получена шероховатость поверхности Rmmax, равная 500. На шероховатость обрабатываемой поверхности влияют боковое смещение пильной рамки, острота режущих кромок, качество подготовки и установки пил, значение подачи на зуб. При качественной подготовке рамных пил, уменьшении боковых смещений пильной рамки шероховатость поверхности определяется в основном кинематическими неровностями, представляющими собой следы от зубьев на обработанной поверхности. В нормальных условиях работы фактические кинематические неровности примерно равны расчетным, но несколько искажены скалыванием, вырывами, вибрацией и упругим восстановлением поверхности среза.

Рис. 2. Изменение кинематического угла встречи при пилении круглыми

Наряду с рамными пилами в лесопилении используют и другой тип пильного инструмента — круглые пилы, которые представляют собой многолезвийный инструмент в форме диска.

Скорость глазного движения при пилении круглыми пилами значительно выше, чем у рамных, и в процессе резания она остается постоянной. Однако трудность поддержания устойчивости пильного диска в боковом направлении и относительно большая ширина пропила не позволяют заменить рамные пилы круглыми.

В лесопилении все более начинает распространяться пиление древесины широкими ленточными пилами. В ленточнопильных станках режущий инструмент в виде тонкой стальной ленты с зубьями, насеченными вдоль одной кромки (реже двух), вращается на двух шкивах (как ремень в плоскоременной передаче).

При пилении ленточными пилами направление вектора скорости главного движения резания постоянно, а само значение может доходить до 50 м/с. Процесс резания древесины ленточными пилами схож с процессом рамного пиления при периодическом движении подачи за рабочий ход.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум