ДИСКОВАЯ ПИЛА Российский патент 2003 года по МПК B23D61/00 

Изобретение относится к области обработки материала резанием и может быть использовано в качестве пилы для высокоскоростной распиловки слоистых, композиционных материалов и дерева.

Известна дисковая пила, содержащая две группы зубьев, расположенных по окружности и ограниченных равноудаленными от центра хордами [Патент РФ 2071878, МПК B 23 D 61/02, 1997]. Между первым и последним зубом в каждой группе их высота увеличивается.

Недостатком известного технического решения является невозможность его использования при распиловке слоистых материалов, в особенности древесины, как вдоль, так и поперек волокон, при котором необходимо осуществлять прерывистое резание, значительная часть пильного полотна не имеет зубьев и поэтому не функциональна, кроме того, происходит защемление пильного полотна при разрезании достаточно толстых заготовок.

Известна также дисковая пила, у которой, с целью исключения защемления полотна при распиловке толстых заготовок, диск пилы подвергают вальцеванию или проковке до возникновения провисания в средней его части, а затем в периферийной зоне выполняют радиальные прорези [Патент РФ 2029668, МПК В 27 В 33/08, 1995].

Указанная пила позволяет избежать защемления, но качество среза не соответствует требованиям качества, поскольку после выполнения надрезов, сегменты пилы отклоняются на нерегулируемую величину. Кроме того, радиальные прорези существенно ослабляют пильное полотно.

В качестве прототипа выбрана пила, содержащая корпус с прерывисто расположенными на его периферии по меньшей мере двумя группами разных по высоте зубьев, имеет корпус, выполненный в виде правильного многоугольника с усеченными по дуге окружности вершинами, при этом режущие зубья расположены на дугах усеченных вершин, и крайние режущие зубья имеют меньшую высоту, чем средние [Патент РФ 2072279, МПК B 23 D 61/02, 1997].

Эта пила не эффективна при распиловке изделий большой толщины, например, до 2/3 диаметра пилы из-за защемления зубьев в распиле и возникновении вибрации.

Задача, решаемая изобретением, состоит в создании дисковой пилы, для распиловки заготовок из слоистых материалов, включая древесину, большой толщины с уменьшенным энергопотреблением и повышенной вибростойкостью.

Поставленная задача достигается тем, что в известной дисковой пиле, содержащей корпус с прерывисто расположенными на его периферии по меньшей мере тремя группами зубьев с разводом и центральное посадочное отверстие, при этом корпус выполнен в виде правильного многоугольника с усеченными по дуге окружности вершинами, а режущие зубья расположены на дугах усеченных вершин, согласно изобретению содержит дополнительные зубья, расположенные на сторонах правильного многоугольника, а развод зубьев на периферии выполнен меньшим развода зубьев на сторонах многоугольника.

Поставленная задача достигается также и тем, что между зубьями, расположенными на сторонах правильного многоугольника, выполнено разделительное углубление.

Поставленная задача достигается также и тем, что соотношение минимального радиуса в зоне углубления и максимального радиуса пилы составляет не более 70%.

Поставленная задача достигается также и тем, что зубья, расположенные на сторонах правильного многоугольника, выполнены с задними углами, большими или равными задним углам на периферии пилы.

Поставленная задача достигается также и тем, что развод зубьев, расположенных на сторонах правильного многоугольника больше развода зубьев на периферии на 20-60%.

Поставленная задача достигается также и тем, что режущая кромка зубьев выполнена наклонной, при этом угол наклона направлен в сторону развода, а углы на соседних зубьях различны по абсолютной величине.

На фиг. 1 представлен общий вид пилы в виде правильного треугольника с усеченными по дуге окружности вершинами; на фиг.2 - общий вид пилы в виде правильного треугольника с усеченными по дуге окружности вершинами с разделительным углублением; на фиг.3 - вариант выполнения пилы в виде правильного четырехугольника; на фиг. 4 - вид одного сектора пилы с указанием зон расположения зубьев; на фиг.5 показана геометрия одного зуба; на фиг.6 и 7 - вид зубьев с торца (вид Е, фиг.5).

Пила содержит дисковый корпус 1, выполненный в виде правильного многоугольника (например, в виде треугольника, квадрата, пятиугольника). Основные режущие зубья 2 расположены на дугах. Пила имеет центральное посадочное отверстие 3 для установки на оправку или шпиндель. Вершины многоугольника усечены и выполнены по дуге окружности 4. Многоугольник может быть выполнен в виде треугольника 5 или четырехугольника 6. Зубья 2 расположены на дуге окружности Б, нисходящей части стороны многоугольника В или восходящей Г. На стороне многоугольника может быть разделительное углубление Д. Каждый зуб имеет заточку по передней поверхности γ и задний угол α. На фиг.6 показан развод зубьев Δ. На фиг.7 показана геометрия зуба в плане, в частности изображен наклон главной режущей кромки λ.

Дисковая пила работает следующим образом.

В процессе резания первыми в работу вступают режущие зубья 2, расположенные на восходящей части стороны многоугольника (зона Г). Эти зубья расположены на меньшем радиусе, следовательно, имеют меньшую скорость резания и больший развод зубьев Δ, поэтому они прорезают предварительный паз и готовят место для работы чистовых зубьев, расположенных на периферии (зона Б). Далее резание производят режущими зубьями 2, расположенные на периферии Б. Различная скорость резания на периферии и хорде и разный развод зубьев приводят к тому, что усилия, возникающие на режущих элементах, различны и препятствуют возникновению резонансных колебательных явлений, характерных для тонких дисковых пил. Препятствием к возникновению вибраций являются разделительные углубления. При этом, как показали эксперименты, наилучшие противовибрационные свойства имеют место, когда минимальный радиус фрезы в самой низкой точке разделительной впадины не превышает 70% от максимального радиуса фрезы (R_min/R_max≤70%).

Поскольку корпус 1 имеет периферию, выполненную по сложной кривой, то резание происходит с переменными силами, что способствует выкрашиванию частиц материала, имеющих различную ориентацию. При этом повышается производительность при распиловке слоистых и композиционных материалов. Кроме того, выполнение заточки зубьев с наклоном главной режущей кромки в сторону развода зуба, приводит к тому, что стружка направляется в свободное пространство, что облегчает усилие, а следовательно, и мощность резания. Выполнение главной режущей кромки с различными по абсолютной величине углами наклона λ вызывает возникновение различных по величине боковых усилий. Это тоже способствует уменьшению вибраций.

Для уменьшения усилий резания задний угол зубьев на периферии и хордах выполняют равным или большим задним углам на периферии пилы.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет достичь поставленной задачи, а именно повысить виброустойчивость дисковой пилы, снизить мощность резания, а следовательно, энергопотребление. Пила выпускается в серийном производстве и поставляется в комплекте с деревообрабатывающим станком ИЕ-2100 Могилевским лифтостроительным заводом.

Изобретение может быть использовано для высокоскоростной распиловки слоистых композиционных материалов и дерева. Корпус пилы выполнен в виде правильного многоугольника с усеченными по дуге окружности вершинами. Зубья расположены на каждой из сторон правильного многоугольника и на дугах усеченных вершин. Развод зубьев, расположенных на дугах, выполнен меньше развода зубьев, расположенных на каждой из сторон правильного многоугольника. Изобретение позволяет уменьшить энергопотребление и повысить вибростойкость пилы. 5 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Дисковая пила, содержащая корпус с центральным посадочным отверстием, выполненный в виде правильного многоугольника с усеченными по дуге окружности вершинами, и расположенными на дугах по меньшей мере тремя группами зубьев с разводом, отличающаяся тем, что на каждой из сторон правильного многоугольника расположены дополнительные зубья, а развод зубьев, расположенных на дугах выполнен меньше развода дополнительных зубьев. 2. Пила по п.1, отличающаяся тем, что на каждой из сторон правильного многоугольника выполнено разделительное углубление. 3. Пила по п.2, отличающаяся тем, что соотношение минимального радиуса в зоне углубления и максимального радиуса пилы составляет не более 70%. 4. Пила по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что задний угол каждого из дополнительных зубьев больше или равен заднему углу каждого из зубьев, расположенных на дугах. 5. Пила по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что развод дополнительных зубьев больше развода зубьев, расположенных на дугах на 20÷60%. 6. Пила по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что режущая кромка каждого из зубьев выполнена наклонной, с углом наклона в сторону развода зуба, а углы на соседних зубьях различны по абсолютной величине.