Точные станочные цеха: экспертное пилинг для современных материалов

Пилинг — одна из древнейших резательных техник, живучая благодаря инновациям, позволяющим ей соответствовать современным материалам, допускам и сложности изделий. По определению, пилинг — вырезание узкой щели в заготовке движением зубчатого или абразивного режущего инструмента. Часто используют для быстрого удаления больших объемов материала без строгих требований к допускам, но современные ЧПУ-пильные станки способны и на финишную работу.

Терминология пилинга

Прежде чем углубляться в детали, важно знать ключевые термины.

• Угол заточки (Rake): угол зубьев пилы относительно режущей поверхности
• Развод зубьев (Set): степень бокового отклонения зубьев от плоскости полотна
• Щель (Gullet): впадина между вершинами зубьев
• Толщина полотна (Gage): ширина пильного полотна
• Шаг (Pitch): расстояние между вершинами двух соседних зубьев
• Керф (Kerf): щель, которую делает пила в заготовке, или ширина этой щели

Типы пилинга

На базовом уровне пилинг делится на два типа: непрерывное резание и возвратно-поступательное резание. Возвратно-поступательный метод использует пилы, движущиеся туда-сюда, удаляя материал на каждом ходе (или только на прямом/обратном). Широко применяется в древесине и ЧПУ-обработке, может выполняться ручным инструментом или продвинутым ЧПУ-оборудованием.

Непрерывное резание — когда пила движется непрерывно в одном направлении, постоянно удаляя щепки. Формы зависят от инструмента. Например, ленточное пилинг (bandsawing) использует тонкое гибкое полотно, бегущее в замкнутом контуре. Холодное пилинг (cold sawing) — круговое зубчатое полотно.

Непрерывное резание позволяет уникальные виды: трениевое резание (friction cutting) и абразивное резание (abrasive cutting). При трениевом резании высокая скорость круговых или ленточных пил генерирует достаточно тепла в локальной точке заготовки, чтобы плавить и уносить металл без образования щепок. Полотна для трениевого резания часто без зубьев. Абразивное резание — ленточное или круговое с абразивным покрытием; процесс работает как шлифовка: мелкие щепки срезаются абразивными кромками и уносятся вращением полотна.

Техники пилинга можно разделить по желаемому результату. Отрезное пилинг (Cutoff sawing) — удаление больших кусков материала, когда допуски не критичны. Для отрезки пилинг часто самый эффективный: керф тонкий, мало щепок. Контурное пилинг (Contour sawing) — на другом конце спектра, достигает форм, сравнимых с фрезерованием. Заготовка поворачивается против ленточной пилы, создавая сложные формы.

Инструменты для пилинга

Как и сверление, пилинг имеет бытовые аналоги. В любом наборе есть металлопила — ручная пила для дерева, пластика и даже металла. ЧПУ-станки для возвратно-поступательного пилинга тоже часто называют металлопилами — это автоматизированные тяжелые версии ручных. Другие станки имеют разные формы и назначения, описанные ниже.

Станки возвратно-поступательного пилинга:

• Ручные металлопилы: классический инструмент с рукояткой и тонким полотном в прямоугольной раме.
• Механические металлопилы (Power hacksaws): механически приводят полотно в возвратно-поступательное движение, как ручная, но быстрее и с большей силой. Резание обычно только на прямом ходе.

Станки непрерывного пилинга:

• Ленточные пилы (Bandsaws): горизонтальные, вертикальные или комбинированные. Полотна из тонких металлических полос, которые можно разрывать и сварки для работы на внутренних поверхностях. Горизонтальные ленточные пилы часто заменяют механические металлопилы, но дают большую эффективность. Вертикальные — для контурной резки.
• Контурные пилы (Contour saws): вид ленточной пилы для высокоточной резки сложных форм.
• Круговые пилы (Circular saws): традиционные — «холодные пилы», зубчатые диски на высоких оборотах. Также есть трениевые и абразивные диски.

Когда ЧПУ-наладчики используют пилинг

ЧПУ-цеха часто начинают с прутка (bar stock) при полном цикле обработки. Чтобы привести пруток к приблизительному размеру детали, пилят длинный пруток на более короткие отрезки. Здесь проявляются все преимущества пилинга: резание быстрое, затраты энергии минимальны, мало щепок — мало лома.

Для простых отрезных операций пилинг обычно затрачивает меньше энергии, чем другие методы. Фрезерование, точение и др. могли бы решить задачу, но потребовали бы специализированных режущих инструментов или давали бы гораздо больше щепок и расходовали больше энергии. Благодаря узкому керфу и способности резать почти любой материал при правильной настройке, пилинг идеален для отрезки.

Контурные пилы способны резать сложные формы с точностью, намного превышающей потребности обычного отрезания. Контурные станки дают допуски, сравнимые с фрезерными, и отличную повторяемость. Часто контурное пилинг используют для резки инструментальной стали для изготовления штампов и матриц.

Еще из серии «Что делают точные станочные цеха»

• Введение
• Фрезерование
• Токарная обработка
• Растачивание
• Сверление
• Пилинг
• Растачивание (Broaching)

Узнайте больше об ЧПУ-оборудовании и техниках из нашей бесплатной электронной книги Руководство по процессам ЧПУ-обработки