Piły do przecinania metalu

Cięcie metali to podstawowy proces wykorzystywany w przemyśle. Przyjrzyjmy się więc technologiom, które stosuje się do jego przeprowadzania.

Piły do przecinania metali można podzielić na piły taśmowe, tarczowe i brzeszczoty. Piły taśmowe są narzędziami bardzo wydajnymi. Przecinane elementy (pręty, rury, kształtowniki) często łączy się w pakiety poprzez zespawanie ich końców. Zwiększa to znacznie wydajność obróbki. Grubość taśmy tnącej wynosi od 0,5 do 1,5 mm. Dzięki temu straty materiału są niewielkie, a z powodu niedużych sił skrawania zapotrzebowanie na energię jest małe. Piły taśmowe mogą być wykonywane różnymi technologiami.

Najczęściej spotyka się taśmy jednolite

wyprodukowane ze stali narzędziowych. Ostrza pił mogą też być wykonane ze spieków diamentowych lub z wlutowanych płytek z węglików spiekanych. Piły taśmowe wykonuje się również jako bimetalowe. W tym przypadku do taśmy ze stali sprężynowej przyspawany jest płaski drut ze stali szybkotnącej. Do spawania używa się wiązki światła laserowego lub wiązki elektronów (rys. 1.).Po przyspawaniu powierzchnie boczne taśmy są szlifowane, a po obróbce cieplnej kształtuje się ostrza skrawające metodą szlifowania.

Geometria ostrzy w piłach taśmowych zależy przede wszystkim od przeznaczenia piły. Im twardszy jest materiał przecinany, tym mniejszy jest kąt natarcia (γ) zęba piły. Im mniejsza jest grubość ścianek przecinanego materiału, tym podziałka (odległość między kolejnymi zębami) jest mniejsza. Ogólna zasada jest taka, że podczas cięcia co najmniej trzy zęby powinny się stykać z obrabianym przedmiotem. W celu zmniejszenia drgania przesuwającej się taśmy piły stosuje się zmienną podziałkę w obrębie kilku ostrzy, która powtarza się na całej długości taśmy (rys. 2.). Na zmniejszenie drgań podczas cięcia korzystnie wpływa też zwiększenie szerokości taśmy.

Aby zmniejszyć tarcie powierzchni bocznych taśmy piły o przecinany materiał, zęby skrawające rozwiera się. Rozwiedzenie zębów może być typu „lewo-prawo”, „lewo-prosto-prawo” lub typu falowego (rys. 3.). Piły taśmowe produkuje się w odcinkach kilkudziesięciometrowych, które w zależności od potrzeb tnie się na odpowiednie odcinki i zgrzewa się w pętle bezkońcowe.

Do wydajnego cięcia metalu w przemyśle stosuje się piły tarczowe segmentowe, które kształtem przypominają frezy piłkowe. Średnica tarczy piły wynosi co najmniej 200 mm, a jej grubość od 2 do 8 mm. Piły tarczowe mają ostrza wykonane ze stali szybkotnącej w postaci segmentów kilkuostrzowych mocowanych do korpusu tarczy. Wykonuje się to metodą nitowania (rys. 4). Aby zmniejszyć tarcie powierzchni bocznej tarczy o przecinany materiał, zęby piły szlifuje się na bocznych powierzchniach.

Do wydajnej obróbki twardych materiałów stosuje się piły tarczowe z ostrzami z węglików spiekanych. Podczas lutowania kształtek węglikowych powstają w tarczy naprężenia lutownicze. W celu zmniejszenia tych naprężeń i aby zapobiec paczeniu się tarczy, jej korpus nacina się w kilku miejscach (rys. 5.).

W porównaniu do pił wyżej opisanych cięcie metalu brzeszczotami odbywa się z mniejszą wydajnością z powodu powrotnego suwu jałowego. Brzeszczoty pił wykonuje się z dużą różnorodnością kształtu części roboczej i chwytu. Mogą być one mocowane w ramkach do cięcia ręcznego, w elektronarzędziach i w piłach ramowych do cięcia materiałów o dużych przekrojach poprzecznych. Materiałem stosowanym na piły brzeszczotowe może być stal węglowa, narzędziowa lub szybkotnąca. Piły te mogą być też wykonane jako bimetalowe (rys. 6.).

Źródła:
[1] Cichosz P., Narzędzia skrawające, WN-T, Warszawa 2006.
[2] Katalog narzędzi GÜHRING, wydanie 2009.
[3] Strona internetowa: WWW.awexim.pl.