Основными операциями подготовки к работе круглых пил являются обрезка и насечка зубьев, правка, вальцевание или проковка, заточка зубьев, их развод или плющение, установка пилы на станок.

Обрезка и насечка зубьев. Эти операции выполняют в случаях несоответствия размеров инструмента условиям его эксплуатации, поломки нескольких соседних зубьев пилы или появления в полотне трещин.

Рис. 102. Обнаружение и устранение дефектов формы полотна круглой плоской пилы: a-схемы обнаружения дефекта диска проверкой с двух сторон; б-расположение ударов при исправлении дефектов; С-слабые места; Т-тугие места; В-выпучины; И-изгибы

При насечке зубьев зазор между пуансоном и матрицей не должен превышать 0,5 мм. Штампуемый контур зубьев должен предусматривать припуск 1 -1,5 мм относительно требуемого профиля. Окончательная форма зубьев достигается заточкой их на станках.

Правка пил . Правкой устраняют местные и общие дефекты формы полотна. Приспособление для правки дисковых пил показано на рис. 101.

Для обнаружения дефектов формы полотна устанавливают пилу в горизонтальном положении на три опоры и проверяют его короткой поверочной линейкой с двух сторон. Установленные границы дефектов очерчивают мелом (рис. 102).

Способ правки зависит от типа дефекта. Слабые места «С» исправляют ударами проковочного молотка с круглым бойком вокруг дефекта с постепенным ослаблением по мере удаления от него.

Удары наносят с обеих сторон пилы (рис. 102 I). Тугие места «Т» исправляют ударами проковочного молотка внутри зоны дефекта, начиная от границ и заканчивая в середине. Удары наносят с обеих сторон пилы (рис. 102 II).

Выпучину «В» исправляют ударами проковочного молотка со стороны выпучины (рис. 102 III). Чтобы не изменить общего натяжения полотна, между пилой, положенной выпучиной вверх и наковальней, помещают картонную или кожаную прокладку.

Изгиб пилы «И» (складки у зубчатой кромки, отогнутые участки, горбатость и одностороннюю крыловатость диска) исправляют ударами правильного изгиба молотка (с продолговатым бойком) либо по самому хребту у изгиба, либо, если размеры дефекта значительны, от краев изгиба к хребту со стороны выпуклости. Ось бойка должна совпадать с направлением оси изгиба (рис. 102III).

Качество правки пилы рекомендуется проверять на специальном приспособлении (рис. 101). В этом случае проверка происходит в условиях, приближенных к эксплуатационным. Критерием оценки качества правки служит величина наибольшего отклонения боковой поверхности пилы (в периферийной части) от плоскости торцовой поверхности пилы.

Пила считается выправленной, если отклонения (в мм) от плоскостности (коробление, выпучины и др.) на каждой стороне пильного диска не превышают для пил диаметром (мм) до450-0,1; от 450 до 800 - 0,2; от 800 до 1000-0,3. Отклонения от плоскостности центральной части пилы в зоне фланцев не должны превышать 0,05 мм.

Для правки дисковых плоских пил используют пилоправ-ную наковальню ПИ -38, молотки проковочные ПИ -40, ПИ -41; молотки правильные ПИ - 42, ПИ - 43; приспособление для проверки качества правки; линейки поверочные ПИ - 44, ПИ - 45, ПИ - 46, ПИ - 47 и Г1И - 48.

Длина ручек правильных молотков должна быть 30 см; масса молотков с перекрестными бойками -1 кг, с косыми бойками - 1,5 кг; радиус выпуклости - 75 мм.

Вальцевание пил производится с целью создания начальных напряжений, необходимых для компенсации температурных напряжений, возникающих при неравномерном нагреве полотна пилы в процессе пиления, и уменьшения опасности возникновения резонансных состояний инструмента.

Сущность вальцевания заключается в ослаблении средней части пилы, за счет ее удлинения при прокате между двумя рабочими роликами под давлением.

Провальцованная пила приобретает поперечную устойчивость зубчатого венца при работе, т. е. способность противостоять неуравновешенным боковым силам, действующим на диск при пилении, и обеспечивать тем самым прямолинейность пропила

Вальцевать пилу достаточно по одной окружности радиусом 0,8 R (где R - радиус пилы без зубьев) в течение 3-4 оборотов пилы под воздействием роликов.. Средние величины прижима роликов для новых непроко-ванных пил при вальцевании по одной окружности с радиусом 6,8 R должны устанавливаться в соответствии с данными таблицы 25.

Таблица 25. Сила прижима роликов при вальцевании круглых плоских пил

В зависимости от исходного напряженного состояния пилы ста прижима роликов может колебаться.

Правильно провальцованная пила при расположении в горизонтальной плоскости на трех равномерно расположенных опорах, находящихся внутри окружности впадин зубьев на расстоянии 3-5 мм от нее, при свободном провисании средней части должна приобретать равномерную вогнутость (таре л ь-чатость). Величины выгнутости провальцованных пил, работающих со скоростями резания 40 - 60 м/с, измеренные с обеих сторон на расстоянии 10 - 15 мм от края центрального отверстия пилы, должны соответствовать величинам, указанным в таблице 26.
Если необходимое ослабление средней части пилы не достигнуто, пилу переворачивают и повторно вальцуют с прежней величиной силы прижима роликов. Переворачивание пилы способствует некоторому уменьшению изгиба полотна роликами. В случае, если средняя часть пилы не получила необходимого ослабления, процесс вальцевания продолжают по той же окружности при увеличенной силе прижима роликов.

Излишнее ослабление средней части пилы при ее перевальцевании исправляют вальцеванием по окружности, отстоящей на 3 - 5 мм от окружности впадин зубьев. В этом случае сила прижима ррликов принимается от 10 до 30 кг в зависимости
от начального напряженного состояния инструмента.

Изобретение относится к машиностроению. Способ включает выполнение в деформированной пиле в холодном состоянии равномерно распределенных продольных прорезей с последующим приложением местных нагрузок с одной и с другой стороны, предпочтительно динамических, направленных перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы. Продольные прорези выполняют либо от впадины режущего зуба вдоль радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы, либо с наклоном (не более 15°) по отношению к радиальным линиям, проходящим через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы. Изобретение позволяет повысить качество правки и устранить остаточные напряжения в пиле. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности при восстановлении и ремонте изделий, и может быть использовано для правки дисковых пил.

Известен способ правки дисковых пил после насечки зубьев (А.С. СССР №891269, МПК B 23 D), заключающийся в силовом механическом воздействии на их периферию путем обжатия парой дисков со следующими друг за другом на каждом из них рабочими выступами и впадинами, причем каждый рабочий выступ входит во впадину противоположного диска, образуя на периферии пилы радиально уменьшающиеся к ее центру гофры. Недостатком способа являются низкое качество правки за счет невозможности контроля процесса, при этом остаточные напряжения не устраняются, сложность технологической схемы и устройства для осуществления способа.

Известен способ правки деталей типа дисков (А.С. СССР №529872, МКИ B 23 D) путем приложения к рабочей части диска сжимающих усилий, направленных перпендикулярно плоскости диска, при этом диск в процессе приложения сжимающих усилий вращают с одновременным отклонением ступицы диска относительно оси симметрии диска на величину, при которой в материале диска возникают напряжения выше предела текучести. Недостатком способа являются сложность кинематической схемы и устройства для осуществления способа, невысокое качество правки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является взятый за прототип способ восстановления пильных дисков (патент Польши №153568, МПК В 23 Р), заключающийся в том, что в пиле в холодном состоянии выполняются равномерно распределенные по кругам, соосным диску, прорези, наклоненные по отношению к радиальным линиям под таким же углом, как у режущих зубьев, затем диск подвергают местным нагрузкам с одной и с другой стороны, предпочтительно динамическим, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы.

К основным недостаткам способа можно отнести:

Невысокое качество правки;

Деформации и остаточные напряжения не устраняются на кольцах, образуемых прорезями;

Технологическая сложность выполнения прорезей;

Трудоемкость изготовления.

Способ направлен на повышение качества правки дисковых пил и устранение остаточных напряжений в них.

Поставленная задача достигается тем, что в способе правки деформированной дисковой пилы по первому варианту в деформированной пиле в холодном состоянии выполняют равномерно распределенные продольные прорези, затем дисковую пилу подвергают местным нагрузкам с одной и с другой стороны, предпочтительно динамическим, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы, продольные прорези выполняют от впадины режущего зуба вдоль радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы.

Согласно второму варианту способа в деформированной пиле в холодном состоянии выполняют равномерно распределенные продольные прорези, наклоненные по отношению к радиальным линиям под углом, затем дисковую пилу подвергают местным нагрузкам с одной и с другой стороны, предпочтительно динамическим, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы, продольные прорези выполняют от впадины режущего зуба в направлении, противоположном наклону передней плоскости зуба, при этом угол наклона продольных прорезей по отношению к радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы, составляет не более 15°.

Объединение двух технических решений в одну заявку связано с тем, что два данных способа решают одну и ту же задачу - повышение качества восстановления дисковых пил и снижение остаточных напряжений принципиально одним и тем же путем - выполнение продольных прорезей от впадины режущего зуба.

Заявляемые технические решения отличаются от прототипа тем, что прорези выполняются от впадины режущего зуба вдоль радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы, либо продольные прорези выполняют от впадины режущего зуба в направлении, противоположном наклону передней плоскости зуба, при этом угол наклона продольных прорезей по отношению к радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы, составляет не более 15°.

Выполнение прорезей от впадины режущего зуба повышает качество правки, при этом полностью снимаются остаточные напряжения и повышается устойчивость пилы при работе. Если прорези выполнять по кольцам, то деформации и остаточные напряжения не будут устраняться на кольцах, образуемых прорезями. Технологическая сложность выполнения прорезей по кольцам заключается в необходимости применения станков, тогда как при выполнении прорезей из впадины режущего зуба можно применить обычный металлорежущий инструмент.

Отверстие необходимо для снижения концентрации напряжений на конце прорези. При выполнении прорезей по кольцам нужно прорезать два отверстия, если выполнять прорези от впадины режущего зуба, то требуется всего одно отверстие. Тем самым предотвращается появление трещин и снижается трудоемкость изготовления.

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной и смежных областях техники не позволило выявить техническое решение, сходное с совокупностью отличительных признаков заявляемого технического решения, что обуславливает предложенное техническое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень", поскольку в объекте, к которому относится решение, обеспечивается достижение технического результата.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. В деформированной дисковой пиле диаметром 500 мм, толщиной 2,5 мм и с внутренним диаметром отверстия 100 мм (ГОСТ 980-80) в холодном состоянии выполняются равномерно распределенные продольные прорези в количестве 6 штук от впадины режущего зуба вдоль радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы. На конце планируемой прорези делается отверстие диаметром 8-10 мм. Длина прорезей 110 мм, что на 10 мм больше толщины пропиливаемого материала 100 мм. Ширина прорези 2-5 мм. Затем дисковую пилу подвергают местным динамическим нагрузкам с силой 10-1000 Н с одной и с другой стороны, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы.

Пример 2. В деформированной дисковой пиле диаметром 500 мм, толщиной 2,5 мм и с внутренним диаметром отверстия 100 мм (ГОСТ 980-80) в холодном состоянии выполняются равномерно распределенные продольные прорези в количестве 6 штук от впадины режущего зуба вдоль радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы. При этом угол наклона продольных прорезей по отношению к радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы, выполняется 10-12°. Если угол наклона прорезей будет более 15°, тогда произойдет уменьшение прочности сектора, образуемого прорезями, и снизится работоспособность дисковой пилы. На конце планируемой прорези делается отверстие диаметром 8-10 мм. Длина прорезей 110 мм, что на 10 мм больше толщины пропиливаемого материала 100 мм. Ширина прорези 2-5 мм. Затем дисковую пилу подвергают местным динамическим нагрузкам с силой 10-1000 Н с одной и с другой стороны, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы.

Способ поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 изображен вид сбоку дисковой пилы.

По первому варианту способ правки деформированных дисковых пил заключается в том, что в дисковой пиле 1 выполняется продольная прорезь 2 от впадины режущего зуба 3 вдоль радиальной линии, проходящей через вершину режущего зуба 4 к оси дисковой пилы. На конце прорези выполняют отверстие 5. Затем дисковую пилу подвергают местным нагрузкам с одной и с другой стороны, предпочтительно динамическим, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы.

По второму варианту способ правки деформированных дисковых пил заключается в том, что в дисковой пиле 1 выполняется продольная прорезь 2 от впадины режущего зуба 3 под углом по отношению к радиальной линии, проходящей через вершину режущего зуба 4 к оси дисковой пилы. На конце прорези выполняют отверстие 5. Продольная прорезь располагается в направлении, противоположном наклону передней плоскости режущего зуба 6. Затем дисковую пилу подвергают местным нагрузкам с одной и с другой стороны, предпочтительно динамическим, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы.

Предлагаемый способ правки деформированных дисковых пил обеспечивает получение дисковых пил с минимальными величинами коробления и биения вследствие того, что этот способ правки обеспечивает полное снятие остаточных напряжений, что значительно повышает срок службы дисковых пил.

1. Способ правки деформированных дисковых пил, заключающийся в том, что в деформированной пиле в холодном состоянии выполняют равномерно распределенные продольные прорези, затем дисковую пилу подвергают местным нагрузкам с одной и с другой стороны, предпочтительно динамическим, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы, отличающийся тем, что продольные прорези выполняют от впадины режущего зуба вдоль радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы.

2. Способ правки деформированных дисковых пил, заключающийся в том, что в деформированной пиле в холодном состоянии выполняют равномерно распределенные продольные прорези, наклоненные по отношению к радиальным линиям под углом, затем дисковую пилу подвергают местным нагрузкам с одной и с другой стороны, предпочтительно динамическим, направленным перпендикулярно к боковой поверхности дисковой пилы, отличающийся тем, что продольные прорези выполняют от впадины режущего зуба в направлении, противоположном наклону передней плоскости зуба, при этом угол наклона продольных прорезей по отношению к радиальной линии, проходящей через вершину зуба к оси вращения дисковой пилы, составляет не более 15°.

Подготовка полотен ленточных пил включает соединение концов ленты сваркой или пайкой, контроль напряженного состояния полотна, правку дефектов формы полотна, вальцевание, заключительный контроль состояния полотна.

При сварке встык концов ленты производят обрезку и выравнивание концов, сварку отпуск и зачистку шва. Конца ленты при сварке обрезают под угол 90° к кромке пилы, зачищают и обезжиривают.

При спайки концов ленты внахлестку производят разметку шва и обрезку концов, скашивание концов на клин (снятие фасок), зачистку фасок, спайку, закалку, отпуск и опиловку (зачистку) шва, толщина которого должна равняться толщине пилы или быть меньше нее на 0.1…0.2 мм.

Местные дефекты (выпучены, тугие и слабые участки) и общие дефекты (скручивание, покоробленность, крыловатость, продольная волнистость, непрямолинейность кромок, отгиб задней кромки полотна) ленточных пил устраняют подобно дефектам рамных пил (сначала общие, затем местные).

Напряженное состояние полотна ленточных пил контролируют по стреле прогиба на ширине ленты специальном шаблоне и по величине выпуклости задней кромки полотна. Оба показателя, диапазоны нормальных значений которых соответственно 0.1…0.23 мм и 0.05…0.1 мм, измеряют на каждом полотна. Если величина стрелы прогиба меньше нормативной, пилу вальцуют симметрично или на “конус”.

Вальцевание симметричным способом применяют при выпуклых шкивах станка, когда необходимо удлинить среднюю часть пилы. Сначала вальцуют середину пилы, а затем, отступая 10…15 мм делают новые проходы, посменно уменьшая давление роликов. Заканчивая вальцевание в 15…20 мм от линии впадин и задней кромки. Вальцевание на “кону” производят при наклоне верхнего шкива во избежание сползания пилы. Заднюю кромку пилы удлиняют для компенсации ее более сильного натяжения. Вальцевание начинают в 15…20 мм от линии впадин и заканчивают в 10…12 мм от задней кромки, постепенно увеличивая давления роликов через каждые 10…15 мм.

Ремонт полотен ленточных пил включает локализацию трещин, вырезку дефектных зон и подготовку отрезку вставок. Локализация производится сверлением отверстий Φ 2…2.5 мм в конце одиночных трещин, длина которых не более 15 мм и 10…15%ширина пилы. При наличии длинных одиночных трещин или групповых трещин (4…5 шт. не 400…500 мм длины) и выломанных подряд 2 и более зубьев вырезают отрезок длинной не менее 500 мм, чтобы избежать затруднений при вставке.

При установке пил в станок необходимо соблюдать следующие правила:

1. Режущая кромка пилы должна выступать за край шкива на высоту зуба.

2. Смещение ленты со шкивов предотвращают регулированием положения верхнего шкива наклоном (вперед – назад) и разворотам (влево – вправо). Угол наклона шкива вперед 0.2…0.3°.

3. Усилие натяжения пилы P(H), суммарное для обоих ветвей, устанавливают равным P = 2Gав , где G = 50…60МПа – напряжения растяжения a и в – ширина и толщина ленты (мм).

4. Зазор между направляющими устройствами и полотном пилы должен быть 0.1…0.15 мм. Соприкосновение пилы с направляющими допускаются только при выпиливании криволинейных деталей.

Подготовка к работе круглых плоских пил.

Подготовка к работе круглых плоских пил включает в себя оценку плоскостности и напряженного состояния полотна, правку полотна, проковку и вальцевание диска.

Плоскостность диска оценивают по двум показаниям: по прямолинейности диска в различных сечениях и по торцовому (осевому) биению. Предельно допустимые отклонения от прямолинейности зависят от диаметра пилы: 0,1 мм для Æ до 200 мм; 0,6 для Æ 1600 мм. Для определения торцового биения пилу устанавливают на горизонтальный вал специального приспособления. Биение измеряют индикатором, перпендикулярно диску на расстоянии 5 мм от окружности впадин при медленном вращении пилы и вала. Допускается торцовое биение от 0,15 мм для Æ не более 200 мм до 0,6 мм для Æ 1600 мм.

Превышение нормативов неплоскостности говорит о наличии дефектов полотна: общих (тарельчатость, крыловатость, изгиб по окружности) и местных (слабое или тугое место, выпучина, изгиб). Все дефекты исправляют правкой полотна с помощью проковочного полотна, наковальни и специальных картонных или кожаных прокладок.

Оценку напряженного состояния диска пилы производят по величине прогиба пилы под действием собственной массы. Пилу поочередно обеими сторонами укладывают на три опоры, отстоящие на равном расстоянии друг от друга и на расстояние 5 мм от окружности впадин зубьев. Прогиб пилы измеряют индикатором часового типа или проверочной линейкой с набором щупов в трех точках на окружности радиусом 50 мм и подсчитывают среднюю величину. Если она не соответствует нормативной, диск пилы проковывают или вальцуют.

При вальцевании среднюю часть пилы ослабляют за счет ее удлинения при прокатке между двумя роликами под давлением. В результате пила приобретает поперечную устойчивость зубчатого венца при работе. Вальцуют пилу обычно по одной окружности радиусом 0,8 радиуса пилы без зубьев за 3…4 оборота. Сила прижима роликов при этом для новых непрокованных пил устанавливается в зависимости от диаметра и толщины пильного диска в диапазоне 15,5…24,0 кН для пил Æ 315…710 мм и толщиной 1,8…3,2 мм. Правильно провальцованная пила приобретает равномерную вогнутость (тарельчатость) порядка 0,2…0,6мм на расстоянии 10…15 мм от края центрального отверстия для диаметров пил соответственно 315…710 мм. После вальцевания проверяют плоскостность и правят полотно пилы.

Проковка пил не механизирована, в отличие от вальцевания на специальных станках ПВ-5 или ПВ-20, и требует высокой квалификации рабочего. Она заключается в нанесении ударов проковочным молотком по центральной предварительно размеченной части пилы, лежащей на наковальне. Степень ослабления средней части пилы проверяют так же, как и при вальцевании, при тех же нормативах. Если средняя часть ослаблена недостаточно, проковку повторяют.

При установке круглых пил соблюдают следующие условия:

1. Плоскость пилы должна быть перпендикулярна оси вала 3, торцовое биение коренного фланца 2 не должно превышать 0,03 мм на радиусе 50 мм.

2. Оси вращения пилы и вала должны совпадать. Диаметр посадочного отверстия пилы не должен превышать диаметр вала более чем 0,1…0,2 мм. При большем зазоре посадочное отверстие растачивают и вставляют в него втулку. Более рационально применение фланцев с центрирующим конусом 7, поджимаемым пружиной 6.

3. Для надежной фиксации пилы зажимные фланцы 2 и 4 контактируют с ней только наружными ободками шириной 20…25 мм. Диаметр фланцев выбирают в зависимости от диаметра пилы. Во избежание разворачивания гайки в ходе работы ее резьба должна быть обратная направлению вращения вала.

4. При пилении вдоль волокон позади пилы в ее плоскости устанавливают расклинивающий нож. Для конических пил нож имеет форму клина, максимальная толщина которого на 3..4 мм больше толщины центральной части пилы.

5. Для пил диаметра более 400…500 мм устанавливают боковые направляющие из текстолита, фторопласта или др. антифрикционных материалов, ограничивающие отклонение пилы в осевом направлении. Зазор между пилой и направляющей зависит от диаметра пилы, его величина лежит в диапазоне от 0,22 мм для пил Æ 125…200 до 0,55 мм для пил Æ более 800 мм.

6. Выступ зубьев а 1 над распиливаемым материалом не должна превышать 10…20 мм, если конструкция станка позволяет регулировать его величину.

Физический смысл.
Есть два основных фактора, изменяющие внутреннее напряжение в работе. Это центробежные силы и нагрев зубьев от трения при выполнении работы резания. Оба этих физических явления приводят к расширению подвенечной зоны пильного диска. Причем нагрев зубьев влияет на процесс расширения значительно сильнее. Пильный диск выполнен из стали и является единой уравновешенной системой. Расширение одного из участков этой системы приводит к нарушению общего равновесия. Несмотря на то, что это расширение является симметричным относительно плоскости пильного диска, оно приводит к нарушению его общей симметрии и плоскостности. Внутренние напряжения, которые диск уже не способен впитать с помощью пластической деформации он выпускает в изменение своей формы. Существует несколько способов противостоять этому явлению. Это охлаждение работающего диска водой или смесью воды, масла и сжатого воздуха. Оснащение подвенечной зоны и тела пилы разрезами - термокомпенсаторами. Тем не менее, основным способом борьбы с температурным расширением подвенечной зоны является предварительное натяжение, проковка центральной части пильного диска. Величина этого натяжения строго дозирована и позволяет диску сохранить свою плоскую форму. Затем при работе пилы подвенечная зона расширяется. Как образно говорит наш учитель проф. Н.К.Якунин <Пила расправляет крылья>. В итоге напряжение в диске выравнивается и пила принимает форму плоского упругого равновесия. Однако если посмотреть на проблему шире, станет понятно, что мы стараемся бороться с явлением, возникающим в подвенечной зоне, воздействуя на центральную часть диска. А ведь логично было бы заставить предварительно сжаться саму подвенечную зону, расширяющуюся при работе. И такой способ существует. Это способ высокотемпературного воздействия на подвенечную зону. Проф. Ю.М.Стахиев называл его термопластической обработкой. По имеющейся у автора информации некоторые зарубежные фирмы уже много лет именно так готовят свои пильные диски.

Для лучшего понимания физики проковки вообразите себе, что пильный диск сделан из двух стальных колец. Причем внешний диаметр центрального кольца немного больше внутреннего диаметра кольца внешнего. Того, что имеет зубья. Для того чтобы собрать пилу нагреем внешнее кольцо. Оно расширится и теперь свободно наденется на внутреннее кольцо. Когда же собранная воедино пила остынет, внешнее кольцо с силой сдавит кольцо центральное. В свою очередь центральная часть диска с такой же силой будет давить на периферию. В этом случае мы автоматически получим необходимое распределение внутренних напряжение пильного диска. А оно в таком диске не будет равномерным по радиусу. Напряжение будет расти от центра по мере приближения к зоне 0,8 радиуса. А потом изменит свой знак на противоположный. Градиент изменения внутреннего напряжения по радиусу будет выглядеть вот так.

Способы натяжения.
Секторный проковкой.
Проковка секторным способом подробно описана в книге <Подготовка к работе и эксплуатация круглых пил> проф. Н.К.Якунина. Натяжение выполняется пилоправным молотком под названием косяк. Удлинение бойка располагается по радиусу . Удары наносятся по предварительно размеченным 16 или 32 секторам. С максимальной точностью, стремясь попасть в одни и те же точки с обеих сторон пильного диска. Удары, как правило, наносятся в полную силу.
Овальные удары пилоправного молотка формируют вдоль размеченных радиусов расширившиеся зоны пластической деформации металла. В итоге происходит натяжение пильного диска вследствие отталкивания секторов друг от друга.
Неоспоримым достоинством данного способа является возможность натяжения пильного диска в условиях лесопилки, располагая лишь минимальным набором пилоправного инструмента. Секторный способ проковки хорошо зарекомендовал себя для начинающих пилоправов.
Однако, сильно проковывая этим способом, мы рискуем получить большое количество выпучин и хребтов. Особенно, если он выполнен из российской малопластичной стали марки 9ХФ. Поэтому рекомендую выполнять натяжение пильного диска постепенно, ступенчато чередуя проковку с правкой.

Кольцевой проковкой.
Данный способ пришел в Россию из Финляндии. Он отчасти имитирует натяжение пильного диска вальцеванием.
Натяжение кольцевым способом так же выполняется косяком, располагая удлинение бойка вдоль радиуса пильного диска. Удары, как правило, наносятся по трем кольцам шириной в несколько сантиметров. В отличие от предыдущего способа, каждый из ударов не уравновешивается ударом с обратной стороны. Симметрирование происходит суммированием воздействия от большого количества ударов распределенных в узкой полосе.
При данном способе зона пластической деформации металла формируется в прокованных кольцах. Увеличение проковки происходит за счет отталкивания концентрических колец друг от друга.
Во время натяжения ведется постоянный контроль над величиной проковки и плоскостностью пильного диска с помощью лекальной пилоправной линейки. Форма лекальной линейки индивидуальна для каждого диаметра и толщины круглой пилы.
Постоянный контроль натяжения с помощью лекальной линейки позволяет точнее формировать радиусный градиент натяжения пильного диска. А так же получать более равномерную проковку в каждом секторе. В итоге, по сравнению с секторным способом, пилы подготовленные способом кольцевым лучше держат перегрев подвенечной зоны от работы резания. Позволяют пилить быстрее и дают лучшую геометрию распиловки.
Финские пилоправы настоятельно рекомендуют совмещать проковку кольцевым способом с правкой пильного диска. В противном случае, он так же как и предыдущий приводит к сильным деформациям пильного диска.
Однако способ труднее осваивается начинающими пилоправами. При бездумном применении, начинающие легко заковывают пилы на смерть.

Кольцевой вальцеванием.
Способ создания натяжения пильного диска вальцеванием в свое время широко пропагандировал проф. Ю.М.Стахиев. При данном способе натяжение создается за счет прокатывания по концентрическим окружностям с помощью вальцовочных роликов. Усилие вальцевания достигает нескольких тонн. Выполняется на специальных станках. В России вальцовочные станки для пил диаметром более 800 мм не выпускаются. Приходится использовать швейцарские и итальянские в основном предназначенные для вальцевания камнерезных пил.
При вальцевании в узких концентрических окружностях вальцовочных линий создаются зоны пластической деформации металла. Как и в предыдущем способе, натяжение происходит за счет отталкивания нескольких концентрических колец друг от друга.
Способ характеризуется еще более высокой степенью осевой симметрии натяжения пильного диска. Лучше сохраняет плоскостность пилы после натяжения. С помощью частичного наложения окружностей или автоматическим регулированием давления роликов позволяет выравнивать натяжение пильного диска по секторам. На сегодняшний день является лучшим способом натяжения круглых пил доступным в России.
Однако при вальцевании происходит сильная деформация металла, на вальцовочных линиях чаше возникают трещины. Стальная пила при работе постоянно осаживается в диаметре. При попадании линии вальцовки на основание зубьев пилы возрастает вероятность их обламывания. Поэтому я рекомендую не вальцевать пилы в подвенечной зоне для снятия излишней проковки. Лучше снять ее ударами молотка. В этом случае ваша пила прослужит дольше и распилит больше.

Термопластический кольцевой.
Последние разработки в области создания натяжения в привели к появлению способа обработки пил в подвенечной зоне лазерным лучом. В этом случае мы боремся с рабочим температурным расширением подвенечной зоны именно в ней самой.
Физика процесса достаточно проста. При нагревании стали до температуры в несколько сотен градусов происходит ее линейное расширение. После охлаждения металл в этом месте сжимается и занимает меньший объем, чем до нагрева.
С помощью двустороннего лазерного луча пильный диск интенсивно прогревается в узкой полосе расположенной непосредственно под зубьями. После остывания пилы, происходит ее предварительное сжатие в подвенечной зоне. При данном способе мы не раздавливаем пильный диск изнутри, а сжимаем его в подвенечной зоне. Создавая эффект аналогичный проковке.
На взгляд автора данный способ более всего подходит для автоматического создания необходимого радиусного градиента натяжения пильного диска. Секторная равномерность у него так же должна быть чрезвычайно высокая. За счет незначительного воздействия на диск только в подвенечной зоне, плоскостность диска после натяжения должна быть чрезвычайно высокой.
Существенный недостаток, пожалуй, только один. Мы не располагаем оборудованием, способным выполнить натяжение пильного диска столь замечательным способом.

Термопластический точечный.
По данным, которыми располагает автор, одна японская фирма использует для подготовки пил еще один способ термопластической обработки.
Натяжение создается с помощью точечных прижогов расположенных так же в подвенечной зоне пильного диска. Физика процесса такая же, как и в предыдущем способе. Подобные прижоги можно создать сильными токами, как при точечной сварке. Токами высокой частоты или с помощью инфракрасного излучения.
Данный способ видится как значительно более доступный, и мы ведем работы по его реализации. Конечно, по равномерности создания натяжения, он вряд ли сможет сравниться с термопластическим кольцевым, но и оборудование для его реализации может быть достаточно простым и дешевым.

Способы контроля натяжения.
С помощью трехточки.
Самым распространенным способом контроля натяжения пильного диска является определение стрелы прогиба на трехточке. При измерении пила укладывается на три кулачка расположенные под углом 120 градусов и находящиеся непосредственно под междузубными впадинами. Сверху прикладывается большая пилоправная линейка, проходящая через центр пилы.
Измерение стрелы прогиба производится с помощью пилощупа напротив кулачков на расстоянии 50 мм от центра пилы. Из трех измерений вычисляется среднее. Затем аналогичная операция производится с обратной стороны пилы. Величина стрелы прогиба не должна существенно различаться с обеих сторон, что говорит о хорошей симметрии пильного диска. Круговую равномерность проковки легко проверить, вращая пилу и удерживая на месте линейку. Операция выполняется на телескопической трехточке. Она изображена на рисунке.
Однако следует учитывать, что стрела прогиба показывает сумму натяжения пильного диска. И не учитывает распределение величины натяжения вдоль радиуса. Иными словами, величина стрелы прогиба может быть рабочая, но пила нормально пилить не будет.
И еще, вольная пила с отрицательной проковкой так же имеет стрелу прогиба, причем очень похожую на положительно прокованную пилу.

С помощью лекальной линейки.
Следующим способом контроля натяжения пильного диска является определение правильности натяжения с помощью лекальной линейки. Рабочая сторона лекальной линейки выполнена слегка выпуклой. Эта выпуклость не равномерная и не симметричная. Она соответствует геометрии идеально прокованного пильного диска. Для проверки диск укладывается на столе и приподнимается рукой. Таким образом, он опирается на две точки. Более широкая часть линейки прикладывается к центру пильного диска и перпендикулярно линии между опорами.
Там где лекальная линейка касается поверхности, требуется дополнительное кольцевое натяжение пильного диска. Натяжение обязательно контролируется в разных секторах и с обеих сторон пилы.
Данный способ дает более четкую картину распределения натяжения по радиусу пильного диска. И позволяет полнее совмещать правку и проковку пилы. Однако требует постоянного контроля общей стрелы прогиба на трехточке. Иными словами, прилегание пилы к лекальной линейке может быть полное с обеих сторон пилы. Но пила хорошо пилить не будет из-за малой стрелы прогиба и соответственно недостаточной общей проковки. Способ требует дополнительного контроля проковки центра пилы с помощью прямой радиусной линейки. Линейка при этом прикладывается к приподнятой пиле по центру.

С помощью ИТБ с пневмоцилиндром.
Величину и знак натяжения пильного диска с высокой точностью можно определить с помощью измерителя торцевого биения. К нам эта методика пришла из практики подготовки камнерезных дисков. Определение знака проковки является очень важным моментом для выработки стратегии подготовки пильного диска.
Измерение производится следующим образом. Пила устанавливается на измеритель торцевого биения. Который, оборудован пневмопоршнем, распложенным под углом 90 градусов относительно индикатора отклонения, например, часового типа. Поршень давит на пилу в подвенечной зоне с усилием 20 кг. В зависимости от величины и знака проковки крыло пильного диска, находящееся напротив индикатора, ведет себя по-разному.
При нулевой проковке отклонения не наблюдается. При положительной проковке пильный диск становится чашеобразным, а показания индикатора соответственно положительными. Отрицательная проковка заставляет крыло, расположенное перед индикатором отклоняться в сторону обратную приложенному усилию. Что приводит к отрицательным показаниям индикатора.
Данный способ очень точно определяет знак натяжения вблизи нулевой зоны проковки пильного диска. Позволяет измерять величину отклонения и составлять диаграммы напряженности пильного диска по окружности. Разница в величине проковки пильного диска измеренная по окружности не должна быть более 20%.
Величина стрелы прогиба, измеренная на трехточке, больше величины отклонения индикатора при давлении пневмопоршня с усилием 20 кг примерно в 1,5 раза.

Кучеров В.В., Директор <Уральской школы пилоправов> им. Н.К.Якунина