Регистрация
Komatsu
Статьи по рубрикам: Лесозаготовка Лесопиление Деревообработка Сушка пиломатериалов Защита древесины Аспирация Деревянное домостроение Производство мебели Биоэнергетика
Обзоры ЛПК    Лесное хозяйство    Производство древесных плит    ЦБП    Материалы (клеи, пленки, лаки, краски)
Статьи по темам: Режущий инструмент в лесопилении и деревообработке  Производство клееных деревянных конструкций  Производство OSB  Измельчение древесины  Клеи 
Щепа  Пеллеты  Производство брикетов  Котельные на древесном топливе  Использование древесных отходов  Бытовые котлы на древесном топливе  Торрефикация 
Газогенерация  Жидкое биотопливо  Мероприятия по биоэнергетике  Аналитика по биоэнергетике  Управление лесами 
На главную страницу  
 
      
Главная страница Карта сайта Написать письмо

 




Kvarnstrands - самый острый инструмент


Проекты редакции:

Газета ЛесПромФорум

Конференции и семинары ЛПК


Конференция по плитам


Вебинары

Рыночные исследования


заглушка



заглушка



CMC Texpan


ПРИОРИТЕТНЫЕ ИНВЕСТИЦИОННЫЕ ПРОЕКТЫ в ЛПК


ТРЕБУЮТСЯ АВТОРЫ


Обзоры ЛПК регионов


Статьи о предприятиях ЛПК:

Сеянга


Ангстрем


Runko Group


Гремячинский ДОК


УЛК


Лесозавод «Судома»


Русская Лесная Группа


Соломенский лесозавод


Эггер Древпродукт Гагарин


Апшеронский лес


Свеза Усть-Ижора


Слониммебель


Первая фабрика фасадов


ДОК «Декон»


Архангельский фанерный завод


Kastamonu


Череповецлес


Верфест


Креатив-мебель


ПДК «Апшеронск»


РОСТ


АВА компани


Лесосибирский ЛДК №1


Дана


Тамак


RFP Group


Виктория


Полеко


Элеон


Нархозстрой


Фабрика E1


Астар


Русьмебель


ВолСнаб


Харовсклеспром


Милароса


Первая мебельная фабрика


ТранссЛес


Енисейский фанерный комбинат


Вохтожский ДОК


ДОК «Калевала»


ЧФМК


Вышневолоцкий ЛПХ


Севзапмебель


Вельский лес


Mr.Doors


Сокольский ДОК


Мется Свирь


PlazaReal


Сарапульский лесозавод


Good Wood


Югорский ЛПХ


Тернейлес


HolzBalken


ЛПК Аркаим


Лесосибирский ЛДК № 1


ПДК Апшеронск


Лесплитинвест


ВудСтрой


Сетново (Stora Enso)


Виннэр


Сетлес (Stora Enso)


Лесозавод 25


Загрос


Миассмебель


Новоенисейский ЛХК


Монди Сыктывкарский ЛПК


Каменский ЛДК
(Алтайлес)


Светлояр


Содружество
(Алтайлес)


Брянский фанерный комбинат


МАДОК


UPM Чудово


Лесобалт


UPM Пестово


Череповецлес


ММ-Ефимовский


АВА Компани


Талион Терра
(ООО «СТОД»)


Все статьи
Рубрика Лесопиление  •  Статья по теме  Режущий инструмент
SAB, Лесопильное оборудование и технологииHIT. Оборудование для производства клееного бруса

Как измерить твердость режущего инструмента

Любой производственник, которому приходилось сталкиваться с вопросами обслуживания дереворежущего инструмента, знает, как иногда бывает сложно найти причины быстрого износа инструмента или его поломки.

Рис. 1. Причина обрыва зуба пилы – чрезмерная твердость (неправильная закалка) ее корпуса. Брак предприятия-изготовителя
Рис. 1. Причина обрыва зуба пилы – чрезмерная твердость (неправильная
закалка) ее корпуса. Брак предприятия-изготовителя

На стойкость режущего инструмента и его длительную эксплуатацию без проблем влияют следующие факторы: качество сталей и материалов, из которых сделан инструмент, а также соблюдение технологии при его изготовлении; эксплуатация в соответствии с рекомендациями производителя; качественное сервисное обслуживание. Результатом несоблюдения этих условий является 90% проблем - поломок или выхода из строя режущего инструмента.

Как правило, производственники не любят признаваться в нарушении правил эксплуатации режущего инструмента и появление проблем оправдывают его низким качеством. Бывает, что поставщики, которые не хотят портить отношения с крупными клиентами, идут на замену инструмента без выяснения причин его выхода из строя. Но при повторении подобной ситуации рано или поздно клиент и поставщик прекращают сотрудничество. Ведь, как показывает практика, источник проблем надо искать на производстве клиента. Но на производстве это сделать сложнее, чем в компании - производителе режущего инструмента, так как у предприятий, эксплуатирующих инструмент, обычно нет необходимого оборудования и специалистов.

Крупные европейские инструментальные фирмы строго соблюдают технологии на своих производствах, много средств вкладывают в НИОКР и внедрение в производство новых видов дереворежущего инструмента, ревностно относятся к проблемам, которые выявляются при эксплуатации инструмента на предприятиях клиентов, и чаще всего заменяют инструмент без проблем, если обнаруживаются признаки некачественного изготовления, то есть заводской брак.
А при серьезных проблемах, например выходе из строя сразу нескольких инструментов, технические представители инструментальных фирм обязательно выезжают на производство и пытаются установить причины произошедшего, обследуют основное технологическое и заточное оборудование, проверяют соблюдение технологических режимов резания и другие факторы, которые могли стать причиной дефекта. Схема разрушения корпуса круглой пилы из-за неправильной (повышенной) твердости корпуса пилы приведена на рис. 1.

Рассмотрим основные факторы, оказывающие влияние на качество выпускаемого режущего инструмента.

Виды термической обработки стали для режущего инструмента

Свойства стали, подвергнутой термической обработке, зависят от ее химического состава, времени (или скорости) и температуры нагрева, времени выдержки при этой температуре и времени (скорости) охлаждения. В зависимости от режимов нагрева и охлаждения различают несколько основных видов термической обработки стали.

Отжиг. Этот процесс включает в себя нагрев стали до температуры фазовых превращений, выдержку при этой температуре и медленное охлаждение вместе с печью. Отжиг инструментальных сталей осуществляют для снижения их твердости с целью улучшения обрабатываемости на станках, снятия внутренних напряжений и подготовки структуры стали к другим видам термической обработки.

Нормализация. Ее производят почти так же, как и отжиг, но изделие охлаждают не вместе с печью, а на воздухе, то есть быстрее. Нормализацию применяют для исправления структуры перегретой стали, снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости. Этот процесс требует значительно меньше времени, чем отжиг.

Закалка. Это нагрев стали до температуры критического диапазона или выше, выдержка при этой температуре и последующее быстрое охлаждение. Закаливают сталь для повышения твердости, прочности и износостойкости. Исходной структурой при закалке является аустенит, который в зависимости от скорости охлаждения переходит в мартенсит, троостит или сорбит.

В зависимости от химического состава стали, формы, размеров и назначения дереворежущего инструмента применяют разные способы закалки:

  • закалка в одной среде: инструмент, нагретый до температуры закалки, полностью охлаждается только в одной среде. Это самый простой и наиболее распространенный способ. Его недостаток в том, что при быстром охлаждении в инструменте возникают сильные внутренние напряжения, вызывающие коробление, а иногда и появление трещин. Такой способ закалки применяется для инструментов простой формы;
  • закалка в двух средах: инструмент охлаждается в двух охладителях. Обычно сначала инструмент быстро охлаждают в воде до 350-450 °С, а затем погружают в масло до полного охлаждения. Период выдержки для инструментов средних размеров - 3-5 с. Момент переноса детали из воды в масло определяют по прекращению дрожания щипцов, которыми держат инструмент, или по исчезновению слабого звенящего звука, возникающего в результате интенсивного кипения воды вокруг детали, или по потемнению детали. Разновидность этого способа - закалка путем многократного погружения инструмента в воду с промежуточными выдержками (несколько секунд) на воздухе. Таким образом можно закаливать инструменты больших размеров, в основном из углеродистой стали.

Изотермическая закалка заключается в том, что инструмент, нагретый до температуры закалки, охлаждают в закалочной среде, постоянная температура которой 250-400 °С (отсюда и название «изотермическая закалка», то есть закалка при постоянной температуре), а затем на воздухе. Обычно горячая закалочная среда - расплавленная селитра KNO3 или нагретое до 150-180 °С минеральное масло. Изотермическая закалка позволяет резко понизить внутренние напряжения, а также риск коробления и образования трещин. Достоинством этого способа также является возможность рихтовки (корректировки незначительного коробления) инструмента сразу после его выгрузки из охлаждающей среды, так как температура инструмента в этот момент достигает нескольких сотен градусов и некоторое время он сохраняет пластичность. Применяется этот способ для инструментов, от которых требуются высокие твердость и вязкость, особенно важные для дереворежущих инструментов с малыми углами заточки (например, для корпусов алмазного инструмента).

Закалка с самоотпуском характеризуется тем, что процесс происходит в ходе нагрева инструмента. Инструмент, нагретый до температуры закалки, охлаждают в воде так, чтобы он прокалился на заданную глубину (контролируется по времени в зависимости от вида стали). Дальнейшее охлаждение осуществляется на воздухе. При этом за счет внутреннего тепла нагревается охлажденная часть инструмента под отпуск. При достижении требуемой под отпуск температуры (ее обычно определяют по цветам побежалости, появляющимся на зачищенной поверхности инструмента) инструмент опять погружают в воду до полного охлаждения. При изготовлении высококачественного инструмента, например круглых пил, которые эксплуатируются при скорости подачи свыше 100 м/мин., производители часто применяют несколько видов закалки.

Отпуск. Этот процесс заключается в нагревании закаленной стали до температуры ниже фазовых превращений, в результате чего характеристики стали приближаются к равновесному состоянию. За счет вызова распада мартенсита закалки на ферритоцементитную смесь при отпуске снижаются остаточные напряжения и повышается пластичность стали наряду с некоторым снижением твердости.

Отпуск стали выполняют сразу же после закалки. Чем выше температура отпуска, тем ниже твердость стали.

Низкий отпуск выполняется при 150-300 °С, твердость и внутренние напряжения стали снижаются незначительно. Низкий отпуск в термообработке режущего инструмента применяют в тех случаях, когда требуется высокая твердость (59-60 HRC), например, при изготовлении ножей лущильных и рубительных машин, некоторых ножевых валов и головок. Отпуск при более низкой температуре (120-150 °С) называют старением.

Средний отпуск выполняется при 300-500 °С. При такой температуре внутренние напряжения и твердость инструмента заметно снижаются, а пластичность повышается. Применяется средний отпуск для инструментов, требующих значительной прочности и упругости при твердости 45-50 HRC (например, для инструментов, работающих при ударной нагрузке: пил для раскроя мороженой древесины, стандартных ножей и фрез для продольно-фрезерных станков).

Высокий отпуск выполняется при 500-600 °С. Твердость стали снижается до 30-35 HRС. При высоком отпуске избегают посадки инструмента в печь с высокой температурой, так как закаленный инструмент при быстром нагреве может растрескаться. Высокий отпуск выполняют, например, на зубчатых венцах круглых пил, предназначенных для работы при скорости подачи более 50 м/мин. В зависимости от того, какой температуры нужно достичь, инструмент при отпуске нагревают в масляных или селитровых ваннах. Выдержка при температуре отпуска зависит от диаметра или толщины изделия: при толщине до 20 мм она составляет 1 ч, а при толщине 20-40 мм - 1,5-2 ч. После отпуска инструмент обычно охлаждают на воздухе.

Применение на заводах (как правило, небольших) одного и того же вида отжига, нормализации, закалки и отпуска для разных режущих инструментов (пил, ножей, фрез), предназначенных для обработки разных материалов (плит, древесины и композитных материалов), может привести к снижению стойкости инструмента, а также к его полному или частичному разрушению в процессе работы.

При появлении проблем в процессе эксплуатации инструмента необходимо выявить их причины и понять, как их избежать в дальнейшем. Очень важно проверить твердость стали как корпуса, так и режущих элементов - зубьев (резцов) дереворежущего инструмента. Зная основные правила конструирования инструмента и его требуемую твердость по результатам замеров на производстве у покупателей инструмента, можно сделать выводы и выработать необходимые рекомендации.

Рекомендуемые границы твердости при изготовлении режущего инструмента из инструментальной стали, а также корпусов, оснащенных пластинками твердого сплава:

  • низкая твердость - 40-47 HRС (для пил, подверженных пластической деформации: разводу, плющению, для корпусов пил, оснащенных твердым сплавом);
  • средняя твердость - 52-57 HRC (для инструмента небольших размеров, например концевого: сверл, фрез, как правило, до 15 мм диаметром);
  • высокая твердость - 57-61 HRC (для насадных фрез и ножей, включая те, на которые напаян твердый сплав).

Оборудование для измерения твердости сталей

Таблица. Характеристики
тарированных напильников

Таблица. Характеристики тарированных
напильников

Есть три способа измерения твердости сталей при механических испытаниях: упругого отскока; вдавливания (внедрения); царапания.

В производстве режущего инструмента используется множество разных металлов и их сплавов с разнообразными механическими свойствами. В настоящее время существует около трех десятков методов испытания твердости, относящихся к перечисленным выше способам измерения твердости, причем каждый имеет вполне определенную область применения. Можно выделить несколько наиболее распространенных методов, основанных на одних и тех же принципах.

Рис. 2. Переносной твердомер
Рис. 2. Переносной твердомер

Под твердостью материала понимают его способность сопротивляться пластической или упругой деформации при внедрении в него более твердого тела (индентора).

Этот вид измерений твердости не связан с разрушением металла и, кроме того, в большинстве случаев не требует приготовления специальных образцов.

Все методы измерения твердости можно разделить на две группы в зависимости от вида движения наконечника (индентора): статические и динамические. Наибольшее распространение получили статические методы определения твердости.

Статическим методом измерения твердости называется такой способ, при котором индентор медленно и непрерывно вдавливается в испытуемый металл с определенным усилием. К статическим методам относят измерение твердости по Бринеллю, Роквеллу и Виккерсу.

При динамическом испытании контролируется величина отскока испытательного инструмента от поверхности испытываемого образца. К динамическим методам относят определение твердости по Шору и Польди.

Рис. 3. Стационарный твердомер
Рис. 3. Стационарный твердомер

Твердомеры бывают стационарные и переносные. В инструментальной промышленности России наибольшее распространение получили несколько методов определения твердости: по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу, Шору, Польди и др.

В технической литературе твердость обозначается буквой Н (от англ. hardness - твердость). Следом за буквой Н всегда пишется одна или две буквы, обозначающие метод испытания твердости, например: НВ - твердость по Бринеллю; HRA, HRB, HRC - твердость по Роквеллу (по шкалам А, В и С); HV - твердость по Виккерсу; HSD - твердость по Шору; HP - твердость по Польди; Нµ - микротвердость и т. д.

В настоящее время наряду с механическими методами определения твердости стали получили распространение и другие методы, например, ультразвуковые. Твердомеры для определения твердости стали ультразвуковым методом целесообразно использовать для измерения тонкостенного режущего инструмента (толщина стали до 6 мм), например, для измерения корпусов пил, причем эти приборы можно устанавливать в труднодоступных местах, в частности на пильных шпинделях. На рис. 2 и 3 показаны переносной и стационарный твердомеры.

Стоимость стационарных твердомеров довольно высока - несколько сотен тысяч рублей, поэтому для предприятий (особенно небольших и средних) целесообразно приобретать портативный (переносной) твердомер, например универсальный. Подобный прибор (его стоимость не больше 100 тыс. руб.) позволяет с помощью динамической и ультразвуковой систем измерения определять твердость любого инструмента (от пил и ножей до насадных фрез).

Тарированные напильники

Есть и простой, дешевый и довольно надежный метод измерения твердости корпуса инструмента - с использованием так называемых тарированных напильников.

Тарированные напильники предназначены для качественного определения твердости закаленных деталей инструмента и стальных корпусов режущего инструмента по шкале твердости C Роквелла и шкале твердости Виккерса. Подобные напильники используются для установления, например, твердости режущих инструментов (пил, ножей и фрез, а также их зубьев и т. п.) и других объектов, твердость которых измерить иным способом невозможно. Тарированные напильники применяются, в частности, для определения твердости внутренних полостей насадных фрез и пил, концевого инструмента, краев (углов) изделий, а также межзубной впадины и зубьев пил и фрез, корпусов ножей.

Порядок работы

Начните с черного напильника (HRC65) и проведите им по контролируемой поверхности инструмента. Если на ней осталась царапина, твердость поверхности ниже HRC65. Если после проведения голубым напильником (HRC60) по поверхности инструмента на ней не осталось царапин, значит, напильник мягче поверхности и твердость поверхности изделия от HRC60 до HRC65. Если же голубой напильник оставляет царапину, используйте тёмно-зеленый (HRC55), затем светло-зелёный (HRC50) и далее, до тех пор, пока напильник не станет проскальзывать по поверхности изделий без царапин (то есть пока твердость поверхности инструмента не будет выше твердости напильника).

Качественная (приближенная) твердость поверхности инструмента находится в интервале между твердостью царапающего и проскальзывающего напильника.

В процессе эксплуатации острота зубьев тарированного напильника должна периодически проверяться аналогично проверке зубьев обычных напильников.

Не рекомендуется восстанавливать затупленные тарированные напильники химическим способом, как это делается с обычными напильниками. По мере износа тарированные напильники следует менять.

Владимир ПАДЕРИН





Рекламная статья
{other_ad_link}







mebel-news.pro



Производство фанеры

Производство OSB

Производство ДСП

Производство MDF


Техобзоры оборудования
для производства
мебели:


Фрезерные станки с ЧПУ


Станки заусовочные


Копировально-
фрезерные станки


Станки для раскроя
плит с прижимной
балкой


Четырехсторонние
станки


Столярные
ленточнопильные
станки


Фрезерные станки


Токарные станки


Кромкооблицовочные
станки


Мембранно-вакуумные
прессы



Свежий номер журнала «ЛесПромИнформ»

Свежий номер журнала




Режущий инструмент

Производство КДК

Биоэнергетика

Измельчение
древесины


Щепа

Пеллеты

Производство брикетов

Котельные на
древесном топливе


Использование
древесных отходов


Бытовые котлы
на древесном топливе


Торрефикация

Газогенерация

Жидкое биотопливо







ЭПИ-клеи


Термодревесина


Технология
деревообработки


Цена бесперебойного
отопления



Баня по-черному


Баня по-белому


Финская сауна


Увидели ошибку -
выделите текст и
нажмите Ctrl + Enter




Мебель,  20–24 ноября, Москва      Семинар «Повышение производительности лесопильного производства и качества выпускаемой продукции, снижение брака и простоев оборудования», 28–29 ноября 2017, Санкт-Петербург

Выставки лесопромышленного комплекса (деревообработка, лесопиление, лесозаготовка, деревянное домостроение, оборудование для производства мебели, биоэнергетика)

Скачать бесплатно PDF-версии журналов Стоимость подписки на журнал

Список субъектов РФ по алфавиту

НЕКОТОРЫЕ CТАТЬИ ПО ТЕМАМ:
Лесозаготовительная техника
    ВПМ John Deere 900K    Шины для лесозаготовительной техники    John Deere 2154D    Форвардеры Komatsu 865 и 855    Скиддер и форвардер LKT-82    Лесозаготовительная техника Cat    Харвестерные головки Log Max    Щеповозы Lipe    Строительство лесных дорог в Белоруссии    Форвардер Т6920    Хлыстовая заготовка с Caterpillar    Лесозаготовительная техника Cat для сортиментной заготовки    Погрузчик Liebherr    Перегружатели Sennebogen    Лесовозы IVECO-AMT    Харвестеры ROTTNE    Харвестеры HSM    Техника для лесозаготовок Ponsse    Харвестные головки Logset TH    Манипулятор для харвестера Epsilon M160H100

Лесопильное оборудование     Многопильные станки    Измерение параметров пиломатериалов    Маркировка CE для пиломатериалов    Пиление подсушенной древесины    Поперечная распиловка    Окорка    Ленточнопильные станки    Пиление мерзлой древесины    Ленточное лесопиление    Jartek    Möhringer    USNR    Üstünkarli    WoodEye    Brenta    Baljer & Zembrod    Heinola    Лесопильное оборудование SAB    Перегружатели леса Sennebogen    Wintersteiger    Лесопильное оборудование EWD    Kara    Soderhamn Eriksson    МЕМ: Подвесное пиление древесины    Аспирация на деревообрабатывающем производстве    Маятниковые сушильные камеры Jartek    Камеры для сушки древесины BIGonDRY    Сушильные камеры Termolegno    Ваакумное оборудование для сушки древесины    Перегружатели леса и фронтальные погрузчики    Сушка древесины плодовых пород    Автоклавная пропитка древесины

Деревообрабатывающее оборудование     Эксплуатация дисковых пил    Комбинированные станки    Торцовочные станки    Оценка фуговальных фрез    Облицовка погонажа    Выбор режущего инструмента    Термодревесина    Столярные ленточнопильные станки    Производство клееного бруса    Станки фрезерные с ЧПУ    Автоподатчики    Оборудование TC Maschinenbau для производства перекрестно-клееных панелей CLT (X-Lam)    Производство палет (поддонов)    Круглопильные станки    Сарапульский лесозавод. Больше века в деревообработке    Форматно-раскроечные станки

Производство щепы и биотоплива     Рубительные машины и измельчители древесины    Шредеры    Пеллеты класса ENplus A2    Сертификация пеллет    Торрефицированные пеллеты    Использование коры    Бытовые котлы на щепе    Сжигание щепы в твердотопливных котлах    Совместное сжигание топлива    Перспективы котельных на пеллетах    Отопление пеллетами    Транспортные газогенераторы    Метан из биомассы    Топливные древесные брикеты    Производство древесного угля    Vecoplan    Nestro    Ковровские котлы    Polytechnik в Архангельской области    Рубительные машины Farmi Forest    Щепа как биотопливо в Европе    Щеповозы LIPE    Рубительные машины Bruks    Рубительная машина Maier HRL-B    Рубительные машины Teknamotor

Производство мебели     Форматно-раскроечные станки    Фрезерные станки с ЧПУ    Постформинг    Софтформинг    Копировально-фрезерные станки    Токарные станки для древесины    Заусовочные станки     Клеевые материалы для производства детской мебели    Облицовка профилированных изделий    Доска пола и паркет     Прессы и линии для облицовывания пластей    Широкоформатные принтеры    Облицовывание неплоских поверхностей    Станки для раскроя плит с прижимной балкой    Рельефный погонаж    Кромкооблицовочные станки    Корпусная мебель из профильного погонажа

Фотографии с выставок: FinnMetko    Российский лес    Elmia Wood    LIGNA    Лесдревмаш    KWF Tagung    Xylexpo    Drema    UMIDS    Woodex/Лестехпродукция    Интерлес    Interforst

Статьи о выставках лесопромышленного комплекса: Ligna 2015    Woodex 2015    Лесдревмаш    UMIDS    Xylexpo    Technodomus    FinnMetko    Российский лес    Holz-Handwerk    Лесной комплекс России    Elmia Wood

Лесопромышленный комплекс, лесная отрасль, лесной комплекс, лесозаготовительный комплекс, лесопромышленная отрасль, лесопильная промышленность, лес, лесозаготовительная отрасль, лесная промышленность, деревообрабатывающая промышленность. Статьи о лесозаготовке, деревообработке, биоэнергетике, деревянном домостроении, производстве древесных плит, лесозаготовительной технике, лесопильном и деревообрабатывающем оборудовании.

Информация по лесозаготовке, лесопилению, деревообработке
© ЛесПромИнформ, 2002−2017.
При использовании материалов активная ссылка на сайт обязательна