Дисковая пила

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована для резки тонкостенных труб (толщиной стенки менее 16 мм).
Разрезка проката на мерные заготовки в заготовительных цехах машиностроительных предприятий производится различными способами, отличающимися производительностью, точностью раскроя заготовки и стойкостью инструмента.
Разрезку труб из металла и сплава осуществляют дисковыми пилами на отрезных станках, когда нужно получить высокое качество реза и перпендикулярность торца относительно оси заготовки. (Оборудование для обработки труб, профиля и проволоки // «Вебер Комеханикс». 2017, С.6-25. [Электронный ресурс]. URL: https://weber.ru/upload/iblock/692/truba 2017 small.pdf (дата обращения: 28.12.2018).
Для резки используют различные дисковые пилы: цельные; с напаянными зубьями; со сменными сегментами.
Наиболее близкой, принятой за прототип, является дисковая пила, представляющая собой плоское тонкое кольцо, снабженное режущими зубьями, которые размещены на поверхности отверстия кольца. В радиальном сечении пила имеет форму трапеции (уширение), большее основание которой направлено к центру пилы. (Авторское свидетельство №141370, http://www.findpatent.ru/patent/14/141370.html). Дисковая пила предназначена для резки горячего проката. Обычно в дисковых пилах используют зубья с постоянным шагом.
Недостатком конструкции является непригодность для холодной резки, из-за малой цилиндрической жесткости полотна диска, и неравномерной толщины диска пилы. Постоянный шаг зубьев пилы способствует повышенному износу зубьев, росту амплитуды вибрации пилы за счет повышения силы трения в процессе резания.
Задачей полезной модели является - расширение технологических возможностей дисковой пилы и улучшение качества поверхности распила.
Поставленная задача достигается тем, что дисковая пила, характеризующаяся формой выполнения в виде кольца, на внутренней поверхности которого выполнены режущие зубья с переменным шагом и с положительными углами резания, а на торцевых поверхностях кольца выполнены отверстия для базирования и крепления и нанесена регулярная микрорельефная сетка.
Технический результат, заключающийся в уменьшении торцевого биения пилы и увеличении стойкости инструмента, обеспечивается следующими факторами:
- выполнение режущих зубьев на внутренней поверхности корпуса кольца повышает устойчивость работы пилы за счет уменьшения момента резания, а также ведет к уменьшению торцевого биения пилы в процессе работы и, следовательно, к уменьшению допуска перпендикулярности торцевой поверхности тонкостенной трубы;
- выполнение зубьев с переменным шагом способствует уменьшению вибрации в процессе резания и, следовательно, приводит к увеличению стойкости дисковой пилы;
- выполнение регулярной микрорельефной сетки с двух сторон торцевых поверхностей корпуса пилы способствует уменьшению напряжения пилы, что ведет к повышению жесткости пилы и усталостной прочности материала пилы.
Полезная модель поясняется графическими изображениями.
На фиг. 1 представлена заявляемая дисковая пила.
На фиг. 2 показана микрорельефная сетка.
Дисковая пила состоит из корпуса 1 в виде кольца, изготовленного из инструментальной стали марки 9ХФ или 9ХФМ. На внутренней поверхности кольца выполнены режущие зубья 2 с переменным шагом, например, 3/5 tpi. Конкретные значения переменного шага выбирают в зависимости от марки материала и диаметральных размеров разрезаемой заготовки. Зубья имеют положительные углы резания. В зависимости от разрезаемого материала величина переднего угла режущего зуба лежит в пределах от 2° до 10°, а заднего угла от 6° до 10°. На торцах корпуса пилы на расстоянии равном 4/5 наружного диаметра пилы от оси вращения, нанесены регулярные микрорельефные сетки 3. Кроме того, на торцах корпуса выполнены отверстия 4 для базирования и крепления на шпиндель механизма резания.
2
Микрорельефная сетка имеет ширину 2 мм с ячейками от 8 до 50 штук на 1 мм.
Наличие переменного шага зубьев позволяет уменьшить силы сопротивления резанию, это приводит к уменьшению поперечной вибрации пилы и, как следствие, улучшению шероховатости поверхности распила. Крупный шаг позволяет снимать больший объем припуска за счет увеличенного объема межзубной впадины, в то же время мелкий шаг осуществляет резание и подчистку распила.
Наличие положительного переднего угла зуба снижает силу резания вследствие уменьшения подпора срезаемого материала. Наличие положительного заднего угла уменьшает коэффициент трения задней грани о разрезаемый материал и, как следствие, в процессе резания приводит к уменьшению температуры полотна пилы и повышению устойчивости материала пилы.
При изготовлении дисковой пилы ее размеры рассчитывают по формулам:
в
з
отв
D=d+6h+5d+2s+2e, где
D - наружный диаметр пилы;
в
в
заг
d - внутренний диаметр пилы, зависит от диаметра разрезаемой трубы (d ≈ d);
з
h - высота зуба,
отв
d - диаметр крепежного отверстия;
s - толщина стенки разрезаемой трубы;
е - зазор, установленный между пилой и заготовкой.
з
h=(0,65÷0,85)t, где
t - шаг зубьев;
где
tpi - количество зубьев на дюйм.
где
b - толщина пилы.
На практике наружный диаметр пилы лежит в пределах от 166 мм до 350 мм; внутренний диаметр пилы - от 90 мм до 250 мм.
На расстоянии 4/5 наружного диаметра пилы от оси симметрии с двух сторон торцевых поверхностей корпуса пилы нанесена на вальцовочном станке непрерывная по окружности (регулярная) микрорельефная сетка в соответствии с ГОСТ 24773-81.
Дисковая пила работает следующим образом.
Дисковая пила винтами крепится через отверстия 4 для базирования и крепления на шпиндель механизма резания.
Во внутреннее отверстие шпинделя вводится заготовка - тонкостенная труба, которая базируется с одной стороны на люнет, а с другой - на люнет и лейнер. Затем заготовка выставляется на мерную длину и фиксируется во вращающихся пневматических захватах.
Врезание пилы в трубу производится после начала ее вращения от привода вокруг продольной оси.
Отрезанная часть трубы снимается манипулятором и складывается на транспортное место.
Затем цикл обработки повторяется, начиная от установки заготовки на мерную длину с последовательным включением механизмов резания и подачи.
Дисковая пила может быть заточена на станках с ЧПУ или после отработки ресурса по технологической точности утилизируется по типовой технологии переплава.
Настоящая полезная модель может быть использована везде, где требуется резка тонкостенных труб на мерные длины.
Заявленная полезная модель расширяет технологические возможности применения дисковых пил с внутренней режущей кромкой и позволяет увеличить производительность, так как уменьшается путь резания, при одновременном увеличении ресурса работы пилы.