Холодная пила — это циркулярная пила , предназначенная для резки металла, в которой используется зубчатое полотно для передачи тепла, выделяемого при резке, на стружку, образующуюся от пильного полотна, что позволяет как лезвию, так и разрезаемому материалу оставаться холодными. [1] В этом отличие от абразивной пилы , которая истирает металл и выделяет большое количество тепла, поглощаемого разрезаемым материалом и пильным полотном. [2]
Поскольку металлы расширяются при нагревании, абразивная резка приводит к расширению как разрезаемого материала, так и лезвия, что приводит к увеличению усилий по резу и потенциальному заклиниванию. В результате трения выделяется больше тепла, что приводит к повышенному износу лезвия и увеличению потребления энергии.
В пилах холодной резки используется либо прочная быстрорежущая сталь (HSS) [3] , либо перезатачиваемое дисковое пильное полотно с напайками из карбида вольфрама . [4] Они оснащены электродвигателем и часто редуктором [ 5] для снижения скорости вращения пильного полотна при сохранении постоянного крутящего момента. Это позволяет пильному полотну из быстрорежущей стали подавать с постоянной скоростью и с очень высокой нагрузкой стружки на зуб.
Холодные пилы способны обрабатывать большинство черных и цветных сплавов. Дополнительные преимущества включают минимальное образование заусенцев, меньшее количество искр, меньшее изменение цвета и отсутствие пыли. Пилы, в которых используется система подачи охлаждающей жидкости для охлаждения и смазки зубьев пильного полотна, могут полностью уменьшить искры и обесцвечивание. Тип и количество зубьев пильного полотна, скорость резания и подача должны соответствовать типу и размеру разрезаемого материала, который должен быть механически зажат, чтобы предотвратить перемещение во время процесса резки.
Полотна для холодной пилы представляют собой дисковые пилы для резки металла, которые подразделяются на два типа: цельные из быстрорежущей стали или с напайками из карбида вольфрама (TCT). Оба типа лезвий можно перетачивать, и их можно использовать много раз, прежде чем выбросить. Пильные полотна для холодной резки используются для резки металла с относительно низкой скоростью вращения, обычно менее 5000 футов в минуту (SFM) (25 м/с), и высокой нагрузкой стружки на зуб, обычно между 0,001–0,003 дюйма. (0,025–0,08 мм) на зуб. Эти лопасти приводятся в движение мощным двигателем и высокомоментным редуктором или векторным приводом переменного тока. В процессе резки металл высвобождается зубьями, когда лезвие вращается, а механизм подачи перемещает лезвие вперед. Их называют «полотнами для холодной пилы», потому что они передают стружке всю энергию и тепло, образующиеся в процессе резки. Это позволяет лезвию и рабочему материалу оставаться холодными.
Первый тип полотна для холодной пилы, цельный HSS, может быть изготовлен из инструментальной стали М2 или инструментальной стали М35, легированной дополнительным кобальтом . Пильные полотна из цельной быстрорежущей стали термически обработаны и закалены до твердости 64/65 HRC для резки черных металлов и 58/60 HRC для резки цветных металлов. Эта высокая твердость придает режущим кромкам зубьев высокую устойчивость к нагреву и износу . Однако повышенная твердость также делает лезвия хрупкими и не очень устойчивыми к ударам . Чтобы произвести высококачественное полотно для холодной пилы из быстрорежущей стали, необходимо начинать с очень плоского и правильно натянутого сырья. После закалки лезвия должны быть закалены прессом , чтобы предотвратить их деформацию. Пильные полотна из быстрорежущей стали обычно имеют полую поверхность, обеспечивающую зазор во время процесса резки. Термин HSS не обязательно означает то, что он подразумевает. Эти лопасти обычно никогда не эксплуатируются со скоростью выше 350 SFM. Полотна для холодной пилы из твердой быстрорежущей стали могут использоваться для резки металлов различных форм и типов, включая: трубы, профили , конструкционные профили, заготовки, прутки, слитки , отливки , поковки и т. д. Эти полотна также могут быть покрыты специальными износостойкими покрытиями, такими как нитрид титана (TiN) или нитрид титана-алюминия (TiAlN), но чаще используются в коммерческих целях с покрытием из черного оксида, способствующим лучшему распределению охлаждающей жидкости по площади поверхности режущего лезвия.
Второй тип полотна для холодной пилы, с напайкой из карбида вольфрама (TCT), имеет корпус из легированной стали и вставки из карбида вольфрама, припаянные к кончикам зубьев. Эти наконечники отшлифованы по всем поверхностям, чтобы создать тангенциальный и радиальный зазор, а также обеспечить правильные углы резания и зазора на зубьях. Корпус из сплава обычно изготавливается из износостойкого материала, такого как хромованадиевая сталь , термически обработанного до твердости 38/42 HRC. Наконечники из карбида вольфрама способны работать при гораздо более высоких температурах, чем твердые HSS, поэтому пилы TCT обычно работают с гораздо более высокими скоростями резания. Это позволяет лезвиям с твердосплавными напайками резать с большей скоростью, сохраняя при этом приемлемую нагрузку стружки на зуб. Эти лезвия обычно используются для резки цветных сплавов, но за последние 10 лет они приобрели значительную популярность для резки черных металлов. Вставки из карбида вольфрама чрезвычайно тверды (98HRC) и имеют очень длительный срок службы. Однако они менее устойчивы к ударам, чем полотна для холодной пилы из твердой HSS. Любая вибрация во время резки может серьезно повредить зубья. Эти полотна для холодных пил должны приводиться в движение безлюфтовой коробкой передач и механизмом постоянной подачи, например шарико-винтовой передачей.
Портативные пилы холодной резки в первую очередь были разработаны для кровельщиков листового металла в строительной отрасли и могут резать мягкую сталь толщиной до 6 мм (0,24 дюйма) . Холодные пилы, в отличие от абразивных , используются для того, чтобы не повредить защитные покрытия. У них есть прочный алюминиевый уловитель, который удобен для улавливания стружки , и используются лезвия с металлокерамическим наконечником.