Часті питання клієнтів по заточенню

Ми пропонуємо вам познайомитися з оглядом співробітника «ДНІПРО», старшого викладача кафедри 206 Державного Аерокосмічного Університету «ХАІ» Леоніда Петровича Степаненко, який тривалий час присвятив глибокого наукового вивчення процесів заточування дереворізального інструменту. Ці рекомендації засновані на великому накопиченому досвіді заточування твердосплавного ріжучого інструменту і, безумовно, допоможуть вам при виборі заточного центру. Адже, розуміючи суть і особливості процесу заточування, ви зможете визначити рівень послуг, за які ви платите, і правильно поставити завдання заточникам.

Для того щоб продуктивність деревообробного обладнання була високою, а якість і точність оброблених поверхонь задовольняли і вашим, і вимогам ваших клієнтів, необхідно щоб різальний інструмент мав добре підготовлені робочі поверхні і острозаточенную ріжучу кромку. А ріжуча кромка, в свою чергу, повинна володіти високою твердістю і достатньою міцністю. Тому для виготовлення різальних елементів застосовуються швидкорізальні сталі, тверді сплави і твердосплавні ножі з нанесеним шаром штучних алмазів.Зараз виробники меблів, виробів з дерева, ДСП та ДВП, а також з деяких пластмас постійно використовують інструмент з твердосплавними ножами, тому саме про нього піде мова в цьому огляді.


Види кріплення ножів

В залежності від типу ріжучого інструменту і його розмірів твердосплавні ножі кріпляться на корпус або паянням, або шляхом притискання твердосплавних ножів в пазах корпуса за допомогою гвинтів та спеціальних прижимо

Дискові пили в більшості випадків випускаються з напайними твердосплавними зубами. Кінцеві фрези діаметром до 20 мм – з напайними зубами або цілком з твердого сплаву. Фрези, як кінцеві, так і насадні, з діаметром понад 20 мм, в основному, мають механічно закріплені ножі. А свердла для наскрізного свердління і для обробки глухих отворів – напайнимі твердосплавні напайки.

З-за того, що деревообробниками доводиться обробляти різні види матеріалів з різними властивостями і в широкому діапазоні розмірів, а також з різною якістю обробленої поверхні, виробники пив випускають дуже велику кількість моделей і типорозмірів. Наприклад, італійська фірма Freud випускає близько 70 моделей дискових пив з кількома типорозмірами кожна. Моделі пив відрізняються як основними геометричними параметрами (зовнішніх і посадковим діаметрами, шириною утвореного пропилу), так і геометричними параметрами ріжучого клина (величини передніх і задніх кутів, нахилом передньої або задньої поверхонь клину по відношенню до осі пилки, формами передньої або задньої поверхонь). Крім того, в залежності від призначення пили і умов роботи, зуби пилки виготовляються з твердих сплавів різної твердості і міцності. Те ж саме можна сказати і про кінцевих фрез та сверлах.


Заточування інструменту на заводі

При виготовленні будь-якого з названих інструментів однією з останніх операцій механічної обробки є шліфування всіх робочих поверхонь ріжучого клина, тобто заточка, яка забезпечує отримання необхідних геометричних параметрів різального клина інструменту. При цьому необхідно отримати ці параметри з високою точністю, а робочі поверхні ріжучого клина повинні мати малу шорсткість. Відхилення кутових параметрів ріжучого клину не повинно перевищувати ±1°. Шорсткість робочих поверхонь клина повинна бути не більше R 1,6 мкм. Радіус округлення різальної кромки твердосплавних зубів – не більше 7-12 мкм, в той час, як в інструменту зі швидкорізальної сталі ця величина значно менше і може бути відразу після заточування менше 1 мкм.


Як «стирається» пила, або «таємниця» зносу

В результаті взаємодії ріжучої кромки інструменту і поверхонь ріжучого клина з оброблюваним матеріалом відбувається знос. Залежно від умов різання і властивостей оброблюваного матеріалу знос може мати різний характер. При обробці твердосплавним ріжучим інструментом матеріалів з твердими включеннями в структурі, які можуть викликати великі імпульсні навантаження на різальну кромку, на ріжучій кромці можуть виникнути відколи. Якщо розміри сколів такі, що вони погіршують якість обробленої поверхні, то такий інструмент слід надсилати на переточку.

При обробці деревини і деревних матеріалів, вільних від твердих включень, переважному зносу піддається задня грань клина і збільшується радіус округлення різальної кромки. Коли на задній грані з'явиться стрічка зносу і радіус ріжучої кромки досягне великих величин, погіршиться якість обробленої поверхні і значно зросте потужність приводу обертання інструменту. У деяких випадках при появі широкої стрічки зносу по задній грані може виникнути пригорання обробленої поверхні у вигляді коричневих плям з-за виникнення великого обсягу тепла від тертя ріжучого клина і обробленої поверхні.

Знос по задній грані виникає тому, що при різанні в зоні проходження ріжучої кромки відбувається спочатку пружне стиснення оброблюваного матеріалу, а після проходження ріжучої кромки – пружне відновлення. Тому зона контакту задньої грані з оброблюваним матеріалом має певну ширину і її величина залежить від властивостей матеріалу, режимів обробки і величини зносу. Особливо великого зношення піддається ріжучий клин при обробці матеріалів, що містять абразивні частки.

Як показав аналіз характеру зносу пив фірми FREUD, що надходили на заточку в заточний центр компанії ДНІПРО протягом трьох років, на ріжучому клині в процесі різання після певного часу роботи відбувається округлення різальної кромки і з'являється стрічка зносу по задній грані, а також закруглення куточків зуба – точка перетину трьох робочих площин ріжучого клина.


У процесі дослідження встановлено, що за інтенсивністю процес зносу можна умовно розділити на три етапи.

Початковий знос, при якому ріжуча кромка швидко округляється з-за того, що після заточування на різальній кромці є зазублини від викришування окремих зерен карбідів вольфраму, титану або танталу, а також поява стрічки зносу на задній грані шириною не більше 0,05 мм.

Нормальний (повільний) знос – повільне зростання радіуса округлення різальної кромки і зростання ширини стрічки зносу на задній грані.

На третьому етапі, коли ширина стрічки зносу досягне 0,15-0,2 мм, починається інтенсивний ріст сил різання і, отже, зростає температура на поверхнях різального клина, яка веде до зростання температурних напружень у поверхневому шарі. Ці напруги можуть стати причиною появи мікротріщин, тобто до інтенсивного зносу. Гранично припустимим зносом на задній грані вважається стрічка шириною 0,3 мм та радіус округлення різальної кромки 50-70 мкм. При досягненні такого зносу потужність, що витрачається на різання, може зрости більше ніж удвічі.


Доводити знос до таких величин не рекомендується, тому що при цьому:

значно погіршується шорсткість оброблених поверхонь;

збільшується витрата енергії;

значно скорочується кількість переточувань;

підвищується вартість заточування, тому що великий знос вимагає збільшення витрат часу на заточку.

Ми рекомендуємо стежити за тим, щоб знос не перевищував 0,2 мм.


Секрети заточування

Заточка – це процес шліфування поверхонь ріжучого клина, які були схильні до зносу, та доведення радіуса округлення різальної кромки до мінімальних розмірів.

Для того щоб заточити певний тип інструмента так, щоб зберегти необхідні геометричні параметри різального інструмента та забезпечити достатню тривалість його роботи, необхідно мати заточний верстат, забезпечує заточку даного типу інструменту, правильно обраний абразивний круг і правильно призначені режими шліфування.



Типи заточувальних верстатів

Заточувальні верстати можуть бути універсальними і спеціальними.

На універсальних верстатах можна заточувати майже всі дереворежущие інструменти, але вони повинні оснащуватися спеціальними пристосуваннями або пристроями для установки і закріплення кожного типу інструменту. Продуктивність універсальних верстатів низька і вони вимагають висококваліфікованого обслуговування.

У спеціальних верстатів висока продуктивність, але на них, як правило, можна заточувати один-два типи інструментів у широкому діапазоні геометричних параметрів. Найбільш продуктивні і легко перенастраиваемом – верстати з ЧПУ (числовим програмним управлінням), так як геометричні параметри заточується інструменту змінюються введенням певних величин цих параметрів в програму управління. Режими шліфування також вводяться в програму управління.

З вищенаведеного аналізу накопиченого досвіду заточування різних видів і типів ріжучого інструменту, оснащеного твердосплавними ножами, слід, що висока якість заточування досягається при дотриманні наступних основних правил і вимог:

- правильний вибір характеристик шліфувального круга за зернистості, зв'язку та формі;

- призначення оптимальних режимів шліфування (швидкість різання, швидкість поздовжньої подачі, глибина шліфування і застосування охолодження):

- використання спеціальних автоматизованих верстатів;

- висока кваліфікація операторів обслуговуючих заточувальні верстати.