Раздел III. ПОДГОТОВКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДЕРЕВОРЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Подготовка режущего инструмента к работе — это комплекс технологических процессов, обеспечивающих оптимальные рабо­чие параметры инструмента при минимальных трудозатратах. Со­став технологических операций и процессов подготовки конкрет­ного типа режущего инструмента к работе определяется его конст­рукцией и условиями работы. Он включает операции заточки, ба­лансирования, правки, выверки, установки в станок и т.д.

Технологические режимы содержат сведения о составе техни­ческих средств (об оборудовании, приспособлениях, контрольно­-измерительных инструментах) и режимах выполнения операций. Кроме того, на предприятиях должны быть описания и инструк­ции по эксплуатации всех технических средств подготовки режу­щего инструмента.

В понятие «эксплуатация инструмента» входят: обеспечение ин­струментом рабочих мест (своевременное приобретение, поддер­жание фондов инструмента, доставка на производственные участ­ки и возврат в инструментально-раздаточную кладовую и др.) и технический надзор за его эксплуатацией. Технический надзор заключается в систематическом контроле качества подготовки ре­жущего инструмента, выявлении и устранении причин чрезмер­ного износа инструмента, во внедрении экономически выгодной системы смены режущего инструмента. Важным разделом техни­ческого надзора является контроль правильности эксплуатации и режимов работы инструмента на рабочих местах.

Режимы работы дереворежущего инструмента должны соответ­ствовать Руководящим техническим материалам и технологичес­ким режимам.

Инструментальные стали. Дереворежущие инструменты работа­ют в условиях совместного механического, химического и абра­зивного изнашивания. Высокие скорости резания (до 100 м/с), малые углы заточки (20...60°) резцов, их высокая острота, нали­чие в древесине влаги, а в древесных материалах — частиц связую­щего определяют сложную картину износа и комплекс довольно жестких требований к инструментальным материалам. Они долж­ны обладать прочностью, пластичностью, твердостью, теплостой­костью и устойчивостью против коррозии.

Твердость материала является важнейшим показателем его свойств. В дереворежущих инструментах она характеризуется чис­лом твердости по методу Роквелла HRC₃. По этому методу в поверх­ность инструмента на специальном приборе — твердомере ТР — вдавливается алмазный конус, и глубина внедрения отсчитывает­ся по индикатору прибора. Обычно при испытаниях общая нагруз­ка на конус составляет 1500 Н. Показания отсчитываются по шка­ле С_э, поэтому рядом с числом твердости указывается метод изме­рения HRC₃ (ГОСТ 9013-59, ГОСТ 23677-79).

Для изготовления современного станочного дереворежущего инструмента применяют углеродистые, легированные и быстро­режущие стали и твердые сплавы.

Углеродистые инструментальные стали представ­ляют собой сплав железа с углеродом. Чем выше содержание угле­рода, тем выше предел прочности стали, ее твердость, но ниже пластичность, способность сопротивляться ударной нагрузке. Для изготовления режущих инструментов применяют высокоуглероди­стые высококачественные стали с содержанием углерода от 0,9 до 1,3 %: У8А, У9А, У10А (ГОСТ 380 — 71); из них изготавливают ин­струменты для обработки древесины мягких пород или работаю­щие на малых скоростях резания, например ручные.

Легированные инструментальные стали кроме железа и углерода содержат специальные легирующие добавки, введение которых позволяет повысить износостойкость и прока- ливаемость стали. Большинство станочных инструментов для обра­ботки натуральной древесины изготавливают из этих сталей (9ХФ, 9Х5ВФ, Х6ВФ, Р4 по ГОСТ 5950-73).

Быстрорежущие инструментальные стали содер­жат те же легирующие добавки, но в значительно больших коли­чествах. Основная легирующая добавка — вольфрам (до 10...25 %), обеспечивающий сохранение твердости и режущей способности инструмента при нагреве до 500...550°С.

Из быстрорежущих сталей Р6МЗ, Р9, Р18 (ГОСТ 9374—77) целесообразно изготовлять только режущий элемент в виде навар­ной пластинки или вставного зуба для инструментов, интенсивно нагревающихся при резании, например при обработке клееных деталей, ДСтП.

Все положительные свойства легированных и быстрорежущих сталей в полной мере могут проявиться лишь при условии их пра­вильной термической обработки. Ее цель — измельчение строения (структуры) металла путем нагрева до определенной температуры с последующим охлаждением.

Твердые сплавы. В деревообработке нашли применение литые и вольфрамокобальтовые металлокерамические твердые сплавы.

Из литых твердых сплавов наиболее распространены стелли­ты и сормайты. Стеллиты (В2К, ВЗК) представляют собой сплав на кобальтовой, а сормайты (№ 1, 2) — на железистой основе (табл. 42). Износостойкость литых твердых сплавов в 3... 4 раза выше износостойкости легированных сталей.

Литые твердые сплавы применяют в основном для наплавки зубьев ленточных и рамных пил, а также тонких круглых пил. Эти сплавы можно наплавлять электродугой или газовой сваркой.

Таблица 42. Химический состав литых твердых сплавов, %

Металлокерамические твердые сплавы получают при спекании прессованных порошков карбидов вольфрама (WC). В качестве цементирующей связки служит металлический кобальт (Со). Этот тип твердого сплава обозначают буквами ВК и цифрой, показывающей содержание кобальта (%). Например, сплав ВК15 содержит 85% WC и 15% Со. Если после цифры, обозначающей процент содержания кобальта, стоит буква М, сплав мелкозерни­стый, если буква В — сплав крупнозернистый.

Инструменты, оснащенные твердым сплавом группы ВК, име­ют твердость HRC₃ 85... 90 и не теряют режущей способности при нагревании до 800...900°С, что обеспечивает повышение периода стойкости в 20... 50 раз даже по сравнению с быстрорежущей сталью. При этом эффективность твердого сплава тем выше, чем труднее материал поддается обработке резанием. Применять в деревообработ­ке титановольфрамокобальтовые, минералокерамические и безволь- фрамовые твердые сплавы нецелесообразно ввиду их хрупкости.

При проектировании инструментов, оснащенных твердым сплавом, следует помнить о его высокой хрупкости: во избежа­ние аварийного износа угол заточки β должен быть не меньше 40…50⁰. В деревообработке наиболее часто используют следующие марки твердых сплавов: ВК15 для обработки древесины хвойных пород; ВК10 для обработки ДСП и ДВП; ВК8, ВК6М для обра­ботки твердолиственных пород древесины и ДСтП.