· Zespół Cutek · Poradniki zakupowe · 7 min czytania
Czym jest piła tarczowa? Rodzaje według materiału i konstrukcji
Praktyczne wprowadzenie do pił tarczowych ze stali narzędziowej, HSS i pełnego węglika oraz pił TCT, Cermet i PCD.
Piła tarczowa to okrągłe, obrotowe narzędzie skrawające z zębami rozmieszczonymi na zewnętrznym obwodzie. Montuje się ją w maszynie i wprawia w szybki obrót, aby przeciąć przedmiot przez kontrolowane usuwanie materiału. Zależnie od konstrukcji może ciąć stal, aluminium, drewno, tworzywa, kompozyty i inne materiały przemysłowe.
Korpus podtrzymuje krawędzie, zęby kolejno zagłębiają się w przedmiot, a maszyna steruje prędkością i posuwem. Przemysłowe piły tarczowe służą do powtarzalnego cięcia na pilarkach CNC, centrach rozkroju płyt, piłach na zimno, liniach rurowych i liniach do wyciskania aluminium.
Najważniejszą różnicą jest często materiał ostrza. Niektóre tarcze wykonuje się w całości z jednego materiału. Inne łączą ciągliwy stalowy korpus z twardszymi płytkami lutowanymi lub mocowanymi mechanicznie. Konstrukcja wpływa na twardość, udarność, odporność cieplną, trwałość, powierzchnię, obsługę i koszt cięcia.
Budowa piły tarczowej
Większość przemysłowych tarcz ma trzy obszary:
- Korpus: tarcza niosąca zęby i montowana na wrzecionie. Grubość, naprężenie, wyważenie i płaskość wpływają na stabilność i drgania.
- Zęby lub krawędzie: wchodzą w materiał i tworzą rzaz. Geometria, liczba zębów, kąt natarcia i przyłożenia określają formowanie oraz odprowadzanie wiórów.
- Otwór i mocowanie: otwór centralny, rowki wpustowe, otwory zabierakowe lub powierzchnie kołnierza przenoszą moment maszyny.
Średnica jest znacznie większa od grubości korpusu, dlatego tarcza musi opierać się bocznemu ugięciu przy dużej prędkości. Cienka tarcza ogranicza straty i obciążenie, grubsza zwykle zwiększa sztywność ciężkiego cięcia. Dobór zależy od maszyny, przedmiotu, średnicy, szerokości rzazu i parametrów.
Dwie podstawowe konstrukcje
Piły tarczowe dzielą się na monolityczne i z zębami nakładanymi.
Piły monolityczne
Tarcza jest wykonana głównie z jednego materiału, a zęby szlifuje się bezpośrednio w korpusie. Nie ma osobnych płytek z węglika, Cermetu ani diamentu. Można ją ostrzyć jako jedną część, lecz materiał musi zapewnić wytrzymałość korpusu i odporność zębów na zużycie.
Do tej grupy należą piły ze stali narzędziowej, HSS i pełnego węglika spiekanego.
Piły z zębami nakładanymi
Łączą stalowy korpus z osobnymi płytkami. Korpus zapewnia ciągliwość, elastyczność i tłumienie, płytki zaś twardość lub odporność cieplną. Mogą być z węglika wolframu, Cermetu lub PCD i zwykle są lutowane w przygotowanych gniazdach.
Pozwala to niezależnie optymalizować korpus i ostrze i stanowi podstawę wielu wydajnych pił TCT, Cermet i PCD.
Popularne rodzaje według materiału
1. Piły ze stali narzędziowej
Monolityczna piła ze stali narzędziowej powstaje ze stali węglowej lub niskostopowej, a zęby szlifuje się w tarczy. Termin nie obejmuje bardziej stopowych gatunków HSS opisanych niżej.
Jest niedroga i prosta w produkcji. Nadaje się do umiarkowanych prędkości, obciążeń i wymagań zużyciowych: wybranych cięć drewna, lekkiego przecinania mechanicznego lub częstej wymiany i ostrzenia. Odporność cieplna i trwałość są zwykle niższe niż HSS lub węglika, więc nie jest uniwersalna do szybkiego cięcia metalu.
2. Piły tarczowe HSS
HSS to stal szybkotnąca, rodzina wysokostopowych stali narzędziowych zachowujących twardość w podwyższonej temperaturze. Piły HSS wykonuje się w całości z tej stali; niektóre mają powłoki TiN, TiAlN lub CrN poprawiające poślizg i odporność na zużycie.
W porównaniu ze zwykłą stalą narzędziową HSS ma lepszą twardość na gorąco i odporność przy użytecznej udarności. Stosuje się ją do cięcia na zimno metalu, rur, profili i innych materiałów żelaznych. Tarczę można zwykle ostrzyć wielokrotnie, dopóki korpus i geometria są sprawne.
HSS nie oznacza każdej stali narzędziowej; jest wydajniejszą podgrupą stopową i obrabianą cieplnie do wyższych temperatur i prędkości.
3. Piły pełnowęglikowe
Piła pełnowęglikowa ma całą strukturę skrawającą ze spiekanego węglika wolframu, bez stalowego korpusu i lutowanych płytek. Zapewnia bardzo wysoką twardość, sztywność i odporność, ale jest bardziej krucha i mniej odporna na uderzenia oraz drgania niż stal.
Stosuje się ją selektywnie przy małych średnicach, precyzyjnym rowkowaniu, mikroobróbce, PCB i materiałach elektronicznych, gdy wymiar jest ważniejszy niż udarność. Wymaga sztywnej maszyny, małego bicia i kontrolowanych warunków, aby uniknąć wykruszeń lub pęknięcia.
4. Piły TCT
TCT oznacza Tungsten Carbide Tipped, czyli zęby z węglika wolframu. Stalowy korpus ma osobne lutowane płytki. Stal daje udarność i tłumienie, a węglik tworzy twardą, odporną krawędź.
TCT jest najbardziej uniwersalną kategorią przemysłową. Tnie aluminium i inne metale nieżelazne, lite drewno, płyty drewnopochodne, tworzywa i wiele materiałów ogólnych. Gatunek węglika i geometria muszą pasować do przedmiotu: ząb do aluminium może nie nadawać się do stali lub ściernych kompozytów.
Piły tarczowe do aluminium często mają dodatni kąt natarcia i zęby ułatwiające usuwanie wiórów. Do drewna i płyt używa się ATB, trapezowo-płaskich lub innych geometrii równoważących jakość i odporność na wykruszenie.
5. Piły Cermet
Cermet to kompozyt faz ceramicznych, jak węglik lub azotek tytanu, i metalicznego spoiwa. W pile Cermet płytki lutuje się do korpusu ze stali stopowej.
Materiał może zapewniać odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze i małe powinowactwo do żelaza. Nadaje się do wydajnego cięcia na sucho lub z minimalnym smarowaniem stali węglowej, konstrukcyjnej i innych żelaznych materiałów. Przy właściwej maszynie i parametrach daje czyste cięcie i długą trwałość.
Jest twardszy i odporniejszy cieplnie od wielu węglików, ale może gorzej znosić silne uderzenia i cięcie przerywane. Kluczowe są stabilność, dokładne ustawienie i geometria.
6. Piły PCD
PCD oznacza diament polikrystaliczny. W pile PCD syntetyczne ziarna diamentu są spiekane w warstwę skrawającą, zwykle na podłożu węglikowym lutowanym do stalowego korpusu.
PCD wyjątkowo dobrze opiera się ścieraniu w bardzo abrazyjnych materiałach nieżelaznych i niemetalicznych: włóknocemencie, krzemianie wapnia, kompozytach węglowych, laminatach, ściernych stopach aluminium i innych materiałach szybko zużywających węglik. Stosuje się go też do wybranych profili aluminiowych i z przekładką termiczną, gdy potrzebna jest długo stabilna krawędź.
Wyższa cena może być uzasadniona, gdy trwałość, mniej zmian i stabilność produkcji są ważniejsze niż koszt początkowy. Rzeczywista trwałość zależy od przedmiotu, zanieczyszczeń, maszyny, zębów, parametrów i ostrzenia, więc uniwersalne mnożniki względem TCT są niewiarygodne.
Porównanie materiałów
| Typ | Konstrukcja | Główna zaleta | Typowe zastosowania |
|---|---|---|---|
| Stal narzędziowa | Monolityczna stal węglowa lub niskostopowa | Niski koszt, proste ostrzenie, udarność | Lekkie cięcie drewna i mechaniczne |
| HSS | Monolityczna stal szybkotnąca | Twardość na gorąco, zużycie, ostrzenie | Rury, profile i metal przy średniej prędkości |
| Pełny węglik | Monolityczny węglik spiekany | Sztywność, twardość, precyzja | Małe cięcia precyzyjne i materiały specjalne |
| TCT | Stalowy korpus z zębami węglikowymi | Uniwersalność, udarność, wiele materiałów | Aluminium, drewno, płyty, tworzywa i cięcie ogólne |
| Cermet | Stalowy korpus z zębami Cermet | Odporność cieplna i czyste cięcie stali | Stal węglowa, konstrukcyjna i wydajne cięcie na zimno |
| PCD | Stalowy korpus z zębami diamentowymi | Bardzo wysoka odporność ścierna | Włóknocement, laminaty, kompozyty i ścierne aluminium |
Inne kryteria wyboru
Materiał jest początkiem; poniższe czynniki mogą równie mocno zmienić wynik.
Geometria i liczba zębów
Kształt steruje wejściem, dzieleniem wióra i wyjściem. Typowe są ATB, płaski FTG i trapezowo-płaski TCG. Liczba wpływa na obciążenie i powierzchnię: więcej zębów może poprawić wykończenie, mniej daje czasem więcej miejsca na wióry i wyższą wydajność.
Rzaz i grubość
Rzaz to szerokość usuniętego materiału. Wąski ogranicza straty, obciążenie i odpady, co jest ważne przy drogim aluminium lub drewnie. Grubszy korpus i szerszy rzaz mogą zwiększyć stabilność ciężkiego cięcia. Tarcza musi pasować do wrzeciona, osłon, kołnierzy i posuwu.
Sztywność, prędkość i posuw
Materiał nie naprawi niedopasowanej maszyny. Bicie, kołnierze, mocowanie, prędkość, posuw, chłodzenie lub minimalne smarowanie i odprowadzanie wiórów wpływają na trwałość. Wydajna piła wymaga stabilnego ustawienia i parametrów utrzymujących obciążenie oraz ciepło w granicach.
Przedmiot i cele produkcji
Uwzględnij twardość, ścieralność, przekrój, ściankę, wykończenie, wolumen i koszt cięcia. Uniwersalne TCT może być najlepsze w warsztacie mieszanym; PCD opłaca się na linii ściernych płyt; linia stali może lepiej pracować z Cermet lub HSS.
Podsumowanie
Piła tarczowa to okrągłe, zębate narzędzie usuwające materiał podczas szybkiego obrotu. Główne klasy to monolityczne piły ze stali narzędziowej, HSS i węglika oraz TCT, Cermet i PCD z płytkami. Każda inaczej równoważy twardość, udarność, ciepło, trwałość, obsługę i koszt.
Wybór nie zależy wyłącznie od materiału. Konstrukcja i ząb muszą pasować do przedmiotu, maszyny, parametrów, powierzchni i wolumenu. Aby dobrać piłę do aluminium, stali, drewna, tworzywa lub kompozytu, przekaż dane inżynierom Cutek.
