Общие сведения о подготовке дереворежущего инструмента и инструментальных материалах.

Подготовка режущего инструмента к работе – это комплекс технологических процессов, обеспечивающих оптимальные рабочие параметры инструмента при минимальных трудозатратах.

Состав технологических процессов подготовки конкретного типа режущего инструмента к работе определяется его конструкции и условиями работы. В технологический процесс подготовки входят операции заточки, балансирования, правки, выверки, установки в станок и т. д.

Инструментальные материалы.

Дереворежущий инструмент работает в условиях совместного механического, химического и абразивного изнашивания при высоких скоростях резания до 100м/с, малых углах заточки b = 90…60°,наличии влаги в древесине и частиц связывающего в древесных материалов.

Картина износа сложная. Отсюда вытекает комплекс жестких требований к инструментальным материалам. Они должны быть прочными, пластичными, твердыми, теплостойкости, устойчивыми к коррозии.

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

Инструментальные стали.

Углеродистые инструментальные стали представляют собой сплав железа с углеродам. Чем выше содержащие углерода, тем выше у стали прочность, твердость, но ниже пластичность и способность сопротивления ударной нагрузки.

Для изготовления дереворежущего инструмента используют высокоуглеродистые высококачественные стали с содержанием углерода 0.8…1.3%: У8А, У9А, У10А. Из этих сталей изготовляют инструменты для обработки древесины мягких пород или работающие на малых скоростях резания, например ручные инструменты.

Легированные инструментальные стали кроме железа и углерода содержат специальные легирующие добавки для повышения износостойкости и прокаливания. Из этих сталей-9ХФ,9Х5ВФ, Х6ВФ, - изготавливают большинство станочных инструментов для обработки натуральной древесины.

Быстро режущие инструментальные стали содержат те же легирующие добавки, но в значительно больших количествах. Основная легирующая добавка - вольфрам(до 10…25%). Он обеспечивает сохранение твердости и режущей способности инструмента при нагреве до 500-550°С. Из быстрорежущих сталей Р6М5, Р6М3, Р9, Р18 изготавливают только наварные пластинки или вставные зубья для режущих инструментов, интенсивно нагревающихся при резании, например, при обработке клееных деталей и ДСтП.

В современных условиях дефицита вольфрама перспективны разработки безвольфрамовых легированных марок инструментальных сталей, предназначенных для высокопроизводительного дереворежущего инструмента, как, например, 8М3Ф3С. При меньшей теплостойкости по сравнению со сталью Р6М5 она имеет большую прочность, ударную вязкость.

Все положительные свойства легированных и быстрорежущих сталей проявляются только при условиях их правильной термической обработки с целью измельчения структуры металла путем его нагрева, до определенной температуры и последующего охлаждения. Легированные стали маркируют по буквенной – цифровой системе. Первое число стоящее в индексе, означает содержание углерода в десятых (если число однозначное) или сотых долях (если число двухзначное) процента. Если перед буквенным обозначением число отсутствует, значит, содержание углерода в стали более 1%. Далее следует буквы, обозначающие основные легирующие добавки, и цифры, обозначающие средние содержание легирующего элемента в целых процентах. Если содержание легирующего элемента менее 1%, цифры после буквы не ставят.

Приняты следующие буквальное обозначения легирующих элементов в маркировке сталей: B-вольфрам, Г-марганец, K-кобальт, H-никель, M-молибден, С-кремний, Т-титан, Ф-ванадий, Х-хром. Буква А в конце индекса обозначает высококачественную сталь. Высоколегированные стали выделены в отдельные группы, каждой из которых присвоена отдельная буква, которую ставят первой: Ж - нержавеющие стали, Р-быстрорежущие и д.р.

Твердые сплавы. В свези с повышенными требованиями к износостойкости инструмента при обработке клееной древесины, ДСтП, ДВП, ДСП в деревообработке нашли применение литые и вольфрамокобальтовые металлокерамические твердые сплавы.

Из литых твердых сплавов распространены стеллиты (В3К, В3КР), представляющие собой сплав на кобальтовой, сормайты (N1, N2) - на железистой основе. Их износостойкость в 3…7 раз выше, чем у легированных сталей. Литые твердые сплавы наплавляют электродугой или газовая сваркой на зубья ленточных, ременных и круглых пил.

Металлокерамические твердые сплавы получают спеканием прессованных порошков карбидов вольфрама (WC) с металлическим кобальтом (С○) в качестве цементирующей связи. Этот тип твердого сплава обозначает “BK”и цифрой, показывающей содержание кобальта а %. ВК15 содержит 85% WС и 15% С○.

Если после цифры, показывающей содержание кобальта, стоит буква М, то сплав мелкозернистый, если В-крупнозернистый.

Инструменты из твердого сплава группы ВК имеют твердость HRC 85 …90 и сохраняют работоспособность до температур 800…900°С. Износостойкость в 20…50 раз выше, чем у быстрорежущих сталей. Титановольфрамокобальтоые, минералокерамические и безвольфрамовые твердые сплавы в деревообработке не применяют из-за их хрупкости.

По причине хрупкости твердых сплавов угол заточки β таких инструментов должен быть ≥40…50% ВК-15 используют для обработки древесины хвойных пород; ВК-10-ДСП и ДВП; ВК8,ВК6М-для обработки твердолиственных пород древесины и ДСтП.