Режущим инструментом на ленточнопильных станках является ленточная пила – сваренная в кольцо стальная полоса, имеющая режущие зубья. При этом, важнейшим фактором, определяющим всю эффективность процесса ленточного пиления, является режущая способность и долговечность ленточной пилы. Ранее изготавливаемые ленточные пилы из инструментальных, углеродистых и легированных сталей имели невысоки режущие и прочностные свойства, что позволяло применять их (причем с небольшим экономическим эффектом) только при порезке конструкционных материалов с пределом прочности не более 55-60 кг/мм2 . Настоящим прорывом в технологии ленточного пиления оказалось разработка и производство биметаллических ленточных пил, объем которых при резании обычных и труднообрабатываемых сталей и сплавов сегодня составляет около 90% от всего объема используемых пил. Основным отличием биметаллических ленточных пил является то, что они состоят из двух металлов. К полотну (основе) ленточной пилы электроннолучевой сваркой приваривается профильная проволока из быстрорежущей стали. После фрезеровки зубья биметаллических пил почти на половину состоят из быстрорежущей стали, образующие режущие кромки инструмента. После закалки и отпуска полотно пилы, изготовленное из легированной пружинной стали, обладает высокими прочностными свойствами, позволяющими пиле выдерживать многоцикловые знакопеременные динамические нагрузки, а режущие кромки зуба имеют высокую твердость (HRC 64-69), красностойкость и контактную прочность, характерную для быстрорежущих сталей. Сочетание этих свойств и позволяет успешно обрабатывать биметаллическими пилами практически все используемые в промышленности стали и сплавы. Материалы В качестве материала основы биметаллических пил используется сталь марки 7HS34 (по AISI) или ее аналог, разработанный с учетом необходимых свойств – лента холоднокатаная из стали 45ХГНМФА по ТУ 14-4-1401-87 (РБ). Химический состав и твердость этой стали, а также быстрорежущих сталей, используемых для образования режущих зубьев, приведен в табл. 1. Марка стали Содержание основных легирующих элементов, % Твердость, HRC C W Mo Co V Cr M2 P6M5 0,85 6,3 5,0 - 2,0 4,0 64-65 Матрикс II 7P1M5K8 0,73 1,5 5,0 8 1 4,2 67-68 M42 11P2M10K8 1,08 2,0 10 8 1 3,8 68-69 M51 12P10M4K10 1,25 10 4 10 3 3,5 >=69 7HS34 45ХГНМФА 0,37-0,44 - 0,7 - 0,3 3,0 48-52 Что касается выбора быстрорежущей стали в качестве материала режущих зубьев, то из применение вполне обоснованно. Так сталь М2 (Р6 М5) имеет в холодном состоянии прочность на изгиб 270-290 кг/мм2 , высокую твердость HRC 65-66 и теплостойкость порядка 500 С. Такие высокие физико-механические свойства позволяют пилам из этой стали резать широкую гамму углеродистых, конструкционных и легированных сталей. Дальнейшее повышение износостойкости материала режущей части зуба было достигнуто с использованием быстрорежущих кобальтовых сталей типа М42, М51 и др. Введение кобальта в быстрорежущую сталь значительно повышает ее теплостойкость (до 645 – 650 С) и вторичную твердость (до HRC 67-70). В то же время, не смотря на высокое содержание углерода и легирующих элементов, эти стали обладают значительной пластичностью для получения из них тонкой проволоки, хорошей свариваемостью и др. технологическими свойствами, необходимыми для изготовления биметаллических пил. После окончательной термообработки режущие зубья пил из стали М42 имеют твердость HRC 68…69 и  изг = 280-315 кг/мм2 , что позволяет успешно пилить даже такие труднообрабатываемые материалы как сплавы на основе никеля и титана. Технология Технологический процесс изготовления биметаллических ленточных пил состоит из следующих основных операций: • Подготовка (прокатка, резка, течение) стальных полос для ленты-основы из стали 45ХГНМФА; • Подготовка быстрорежущей проволоки (волочение, прокатка) необходимого профиля; • Электронно-лучевая сварка полосы и проволоки (изготовление биметаллического полотна); • Фрезеровка (или иной способ формирования режущих зубьев); • Разводка зубьев; • Закалка и отпуск биметаллических ленточных пил для придания им окончательных режущих свойств. Мартенентное превращение аустенита в тонких зубьях биметаллических ленточных пил происходит почти полностью за один отпуск, что позволяет ограничится однократным отпуском, осуществляемом в проходной печи для термообработки пил. Следует указать, что закалка и отпуск биметаллических пил, а также и промежуточные термические операции производятся в защитных атмосферах (чаще всего, в сфере газообразного азота), что позволяет полностью избежать появления окалины и окисных пленок на поверхности полотна и режущих зубьев готового инструмента, обеспечивая тем самым его высокие прочностные и режущие свойства. Характеризуя в целом технологический процесс изготовления биметаллических ленточных пил, можно отметить следующее: 1. Производство биметаллических ленточных пил весьма сложный и многообразный технологический процесс, осуществляемый на целом комплексе оборудования, в том числе на автоматическом и с числовым программным управлением. 2. Технология изготовления пил включает в себя разнообразные операции: обработку давлением (прокатка, рихтовка, вальцовка, волочение); термическую обработку (закалка, отпуск, отжиг); специфические операции (разводка зубьев, электронно-лучевая сварка, приготовление защитных атмосфер и вакуума, контрольные тесты и сварка петель). 3. Обеспечение технических требований к исходным материалам и режимам обработки создает необходимость осуществлять в ходе всего технологического процесса всесторонний и активный пооперационный контроль, без которого невозможно достичь высоких эксплуатационных свойств такого специфического тонколезвийного инструмента, каким являются биметаллические ленточные пилы. Подобное производство требует применения высоких технологий, квалифицированного рабочего и инженерного персонала, соответствующей организации и культуры производства. Конструкция Полученные в условиях описанного производства, биметаллические ленточные пилы имеет высокую степень точности конструктивных элементов. Так, допуски на толщину пильного полотна и высоту режущих зубьев лежат в пределах 0,03-0,05 мм., разница в величине разводки между режущими зубьями не должна быть выше ±0,08 мм. Высокие требования на точность заложены в технических условиях на кривизну ленточных пил как для рулонов, так и для отрезков пил, предназначенных к сварке петель. При этом оговаривается не только величина кривизны, но и ее направленность, а также винтообразность и скрученность ленточных пил, вызываемая остаточными деформациями. Все эти требования направлены к повышению качества ленточнопильной обработки и долговечности ленточных пил. Разработки новых конструкций режущих зубьев ленточных пил связаны с изменением их профиля (ширины, высоты, переднего и заднего углов), а также с различными комбинациями вариантов разводки и шага зубьев. При этом учитывается, в первую очередь, назначение пил – то есть, конструкция обрабатываемых заготовок, их механические свойства, требования технического процесса пиления по чистоте, точности и производительности. Именно в зависимости от этих параметров назначается материал режущих зубьев, их форма, величина разводки, шаг и чистота режущих поверхностей. Все это приводит к большому количеству типоразмеров ленточных пил, и усложняет их выбор для конкретных условий производства. Другое направление в поиске новых и эффективных конструкций биметаллических ленточных пил связано с их универсанализацией, что значительно упрощает выбор типоразмеров пил для порезки наиболее широко применяемых марок конструкционных сталей. К подобным типам пил относятся, например, пилы марки «Easy-cut» (производства фирмы «Bahco»), вполне пригодные для использования на ленточнопильных станках консольного типа с ручным и полуавтоматическим управлением. Завершая этот раздел, можно констатировать, что мировые лидеры в производстве ленточных пил обладают многочисленными «ноу-хау», касающимися новых конструкций инструмента, особых методов их механической и термической обработки, использованию новейших материалов с повышенными режущими свойствами. Однако качественные показатели ленточных пил наиболее известных производителей близки между собой, унифицированы по типоразмерам, и распространение тех или иных пил обусловлено, в первую очередь, традиционностью рынков сбыта. В связи с этим мы производим таблицу основных марок и типов ленточных пил, выпускаемых ведущими фирмами производителями этого инструмента.

Вернуться в рубрику "Новости" |   Версия для печати