Szalagfűrészlapok deformációi

A mindennapi munka során a rönkök fűrészelése közben a fűrészlap jelentős igénybevételeknek van kitéve. A vágás közben ébredő mechanikai erőhatások (1.), a fűrészlapra ható egyenlőtlen hőterhelés (2.), a lap felmelegedése gyakorta okozhatja annak előnytelen alakváltozását. Ennek oka, hogy az igénybevételek hatására a fűrészlap helyenként megnyúlik, és ennek következtében el is csavarodik, elgörbül. Az alakváltozás kibillenti a fogakat a normális forgácsolási síkból (3.), s az elmozdulás irányától függően nagyobb igénybevételeket ró rá, vagy éppen tehermentesíti őket. A tehermentesített fogak nem képesek részt venni a forgácsolási folyamatban, aminek következményeképpen, munkájuk a többi fogra hárul, miáltal ugyan kisebb mértékben, de az összes többi fog igénybevétele növekszik. A megnövekedett igénybevételek a hőterhelés, és a mechanikai erőhatások növekedését, valamint ezekkel párhuzamosan a fogak gyorsabb kopását vonják magukkal.

Vágás közben ébredő mechanikai erőhatások

1.: a faanyag szövetszerkezete egyenetlen, anizotróp. Egyes részei pl. a göcsök, keményebbek, a fatest többi részénél, más részei lényegesen lágyabbak annál. Az előtolási sebesség beállítása a fafaj átlagos keménysége alapján történik, ami alapján a fogak terhelése ideális esetben optimálisnak mondható. Ha azonban a fűrészlap egy göcshöz ér, ami nagyobb forgácsolási ellenállást tanúsít, a forgácsolást végző fogak jobban felmelegednek. Ugyanezt a hatást okozhatja egy lágyabb, filcelődő farész forgácsolása, melynél megnő a leválasztott fűrészpor lazulási tényezője. A nagyobb helyigényű fűrészpor súrlódni kezd a vágásrés falával, ami ismételten hőfejlődéssel jár. A nagyobb hőmérsékletű fémrész megnyúlik, és feszültségeket generál a lap belsejében. A hatás az esetek többségében azonban egyáltalán nem jelentős. A fűrészszerszám fém anyaga rendkívül jó hővezető, így a keletkező hőtöbbletet hamar elvezeti annak keletkezési helyéről.

A fűrészlapra ható egyenlőtlen hőterhelés

2.: A viszonylag széles szalagrésznek csak az elülső fogazott része forgácsol, itt ébred a megmunkálás során keletkező súrlódás csaknem egésze. A súrlódás közben ébredő erők felmelegítik a fűrészlap elülső fogazott részét, ami annak következtében megnyúlik, és feszültségeket hoz létre a fűrészlap belsejében. Persze, mivel a fűrészlap igen jó hővezető, a keletkező hőmennyiség ugyancsak hamar eloszlik a lap keresztmetszetében, így szerencsére a különbség és hatása ez esetben sem jelentős, valóságossága miatt azonban az előzőhöz hasonlóan feltétlenül megérdemel néhány sort.

Az alakváltozás kibillenti a fogakat a normális forgácsolási síkból

3.: A fenti hatások meglehetősen jelentéktelenek, ha azonban a hőterhelés és a keletkező feszültségek hatására a fűrészlap egy pici kis alakváltozást is szenved, s az egyik fog, pl. oldal irányban kimozdul a forgácsolás síkjából, az valahányszor a rönkhöz ér, végigkarcolja a vágásrés falát (, vagy ha előre mozdul ki, nagyobbat harap a fába, mellyel tehermentesíti az őt követő fogat, növeli azonban a sajátmagára ható igénybevételt). Minthogy megváltozott helyzete miatt, már nem dolgozik együtt a többi foggal, több munkát kell végeznie, gyorsabban fog kopni, és mennél kopottabb, az általa végzett forgácsoló munka annál nagyobb hőfejlődéssel jár, ami növeli az egyébként is problémás területen ébredő feszültségeket, s az alakváltozás súlyosbodásának veszélyét.

A hengerlés során a fűrészpengét hosszirányban két forgó fémhenger között vezetjük át. A nagy szilárdságú fémhengerek, 20-30mm szélességűek, felületük enyhén íves kialakítású, megközelítőleg 0,5mm ívmagasságú domborulattal. A fűrészlapra gyakorolt 12 000- 24 000KN nagyságú nyomóerővel megnyújtják a fűrészlap anyagának belső tartományát, mellyel állandó nagyságú húzófeszültséget hoznak létre a fűrészlap belsejében.

Ennek köszönhetően a megmunkálás környezetében felmelegedő fogazott szerszámrész megnyúlása és az annak következtében létrejövő húzófeszültségek kedvezően befolyásolják a fűrészlap feszültségállapotát. A fogazott rész megnyúlása, és az az által létrehozott újabb húzófeszültség csak kiegyensúlyozottabbá, nyugodtabbá teszi a szerszám járását.

Az eljárás egyaránt használatos keretfűrész lapok, szalagfűrészlapok, és körfűrészlapok feszültségállapotának beállításához.

Szalagfűrészlapoknál a hengerlést a lap mindkét oldalán, oldalanként több sávban, megfelelő sorrendben, változó erővel, kell elvégezni. A szélső hengerlési vonalaknak a fogtőtől, és a fűrész hátvonalától egyaránt legalább 8mm-re kell elhelyezkedniük. A megfelelő hatás érdekében fűrészszalag középső táján, a fogazott résztől 1/3 szélességnyi távolságban kell biztosítani a legnagyobb nyomóerőt, s értékét a fűrészlap szélei felé haladva fokozatosan csökkenteni kell.

A hengerlési vonalak megfelelő sorrendjével és a hengerlési erő, hengerlési vonalanként történő nagyságának megfelelő beállításával, a fűrészlap, szélességétől függően egy 0,3-0,6mm ívmagasságú domborulatot kap, mely megfelelően illeszkedik a fűrésztárcsa (1/3-2/3 arányú) domborulatának profiljához, ez által biztosítja, hogy a szalag a fűrészelés közben kisebb feszítőerő esetén is a helyén maradjon. (A hengerléssel kezelt fűrészszalagok, illetve keretfűrészlapok igen előnyös tulajdonsága, hogy megfeszítésükhöz, kisebb feszítőerő is elegendő.)

Tartósságnövelés – Fűrészlapok hőkezelése

Fűrészfogak tartósságának keményfém bevonattal történő javítása, stellitezés

A fűrészlapok tartóssága nagymértékben növelhető, ha a fűrészfogakat olyan kemény, ellenálló ötvözetekkel vonjuk be, mint a stellit.

A stellitezés rönkhasító szalagfűrész, és keretfűrészlapok éltartósságának növelésére egyaránt alkalmazható. Használatát nagy keménységű lombos, illetve exóta fajok feldolgozása teszi igazán indokolttá, de ugyanúgy használható közepes keménységű, vagy puhább fafajok feldolgozásához is. Általa, a fűrészlap éltartóssága 6-8 szorosára növelhető, és egy-egy fűrészlap a stellitezés felújítása nélkül akár 10-15-ször, egyes szakirodalmak szerint akár 20-szor is újraélezhető (a szükséges vágásrés szélességétől függően).

A stellit egy nagy szilárdságú, aranyszínű fémötvözet, mely krómot, kobaltot wolframot és kis mennyiségben szenet, illetve egyéb anyagokat (Nikkelt, Szilíciumot, Mangánt, Vasat, Molibdént…) tartalmaz. Szívósságáért az ötvözet magas kobalt és wolframtartalma felelős.  

Angol elnevezése: Stellite®, lényegében egy a Stoody Deloro Stellite Rt. által levédett márkanév. A különböző anyagok százalékos összetételétől függően a stellitötvözeteket különböző számokkal jelöljük.

A famegmunkálás során legáltalánosabban a No. 12 ötvözet használatos, mely kb 52% kobaltot, 27-32% krómot, 7,5-9,5% wolframot, és 1,4-1,8% szenet illetve nagyon kis mennyiségben egyéb ötvöző anyagokat (Nikkelt, Vasat, Szilíciumot, és Mangánt) tartalmaz. Ennek keménysége: 45 – 51 HRC.

Néhány esetben pl. igen kemény, trópusi anyagok feldolgozása során jobb megoldást jelenthet a No. 1 stellit használata, mely a No.12-nél lényegesen ellenállóbb (50-58 HRC keménységű), magas szilíciumtartalmú ötvözet. Ez azonban ridegebb, és érzékenyebb a repedésekre.

(Bár a stellit alacsonyabb keménységű, mint a cementált karbid ((70 – 80 HRC), ezzel párhuzamosan sokkal rugalmasabb is, kevésbé ridegebb és törékenyebb, így (különösen szalagfűrészlapok esetén) lényegesen jobban használható.)

A stellit kiválóan alkalmas forgácsoló élek kialakítására, hiszen anyagában (Stellite No. 01) még 700C°-ra történő felmelegítés hatására sem tapasztalható lényeges szilárdságcsökkenés. Fűrészfogak éltartósságának javításához 2-3mm átmérőjű, hegesztőpálca, vagy előre gyártott lapkák formájában használatos.

A stellitezés művelete négy fő lépésből áll:

1. Hordozóalap előkészítése,
2. Stellit felvitele,
3. Temperálás,
4. Fog-geometria kialakítása.

1.:  A hordozóalap, a fűrészlap, illetve a fűrészfogak előkészítése.

Célja a keményfém szilárd elhelyezhetéséhez szükséges, arra alkalmas felület biztosítása. Ennek érdekében a fűrész fogait előélezzük. Ez vékonyabb fűrészlapok esetén egyszerűen a megfelelő foghát-, és mellprofil kialakításából áll, vastagabb fűrészlapok esetén azonban a keményfém nagyobb tapadófelületének biztosítása érdekében a fűrészfog 5-8mm-es szakaszát negatív mellszöggel hátraköszörüljük.

(Az eljárás kifejlesztésének kezdeti szakaszában a keményfém fogadására szolgáló fészket duzzasztással, majd az azt követő köszörüléssel alakították ki. A tapasztalatok alapján az eljárás csak a későbbiekben egyszerűsödött, miután, kiderült, hogy a megfelelő szilárdságú kötést biztosító alap, pusztán köszörüléssel is kialakítható.)

2.:  Stellitezés.

Manuális úton történő stellitezés:

A fűrészfogak stellitezésének legrégebbi eljárása a stellit manuális úton acetilén-hegesztőpisztollyal történő felvitele. A munkafolyamathoz a fűrészlapot előbb megfelelően rögzítjük, a megfelelő stabilitás érdekében egy keretbe fogjuk, vagy két tárcsa közé feszítjük.

A hegesztő pisztoly lángjával előbb átmelegítjük a fűrészfogat, majd miután az elérte a megfelelő hőmérsékletet, a stellitpálcát megolvasztva a fűrészfogon egy cseppet hagyunk az anyagból. Az eljárás során kiemelt jelentősége van a megfelelően beállított hegesztési hőmérsékletnek, és a felvitelre kerülő stellitcseppek megfelelő méretének.

Amennyiben az fűrészlap acél anyaga túlságosan alacsony hőmérsékletű, a felvitt stellitcsepp nem folyik meg rendesen, gyöngyformát képez és csak részlegesen tapad meg a számára fenntartott felületen. Túl magas hőmérsékleten pedig a fűrészfog acél anyaga is megolvad, ami a fogalak torzulását eredményezi. A módszer nagy szakértelmet és precizitást igényel. Az oxigén és az acetilén arányát úgy kell beállítani, hogy a hegesztőláng mintegy háromszor hosszabb legyen, mint a láng belső fehér része.

A hegesztő pisztoly lángjával előbb átmelegítjük a fűrészfogat, majd miután az elérte a megfelelő hőmérsékletet, a stellitpálcát megolvasztva a fűrészfogon egy cseppet hagyunk az anyagból. Az eljárás során kiemelt jelentősége van a megfelelően beállított hegesztési hőmérsékletnek, és a felvitelre kerülő stellitcseppek megfelelő méretének.

Amennyiben az fűrészlap acél anyaga túlságosan alacsony hőmérsékletű, a felvitt stellitcsepp nem folyik meg rendesen, gyöngyformát képez és csak részlegesen tapad meg a számára fenntartott felületen. Túl magas hőmérsékleten pedig a fűrészfog acél anyaga is megolvad, ami a fogalak torzulását eredményezi. A módszer nagy szakértelmet és precizitást igényel. Az oxigén és az acetilén arányát úgy kell beállítani, hogy a hegesztőláng mintegy háromszor hosszabb legyen, mint a láng belső fehér része.

 (Alacsony gáznyomás, 100 liter/óra gázkiáramlás, 0,9mm-es fúvóka, és megfelelően stabil hegesztőláng szükséges hozzá.)

A világ egyes részein még mindig találkozhatunk manuális úton, hegesztőpisztollyal történő a stellitezéssel, Európában azonban a műveletet már csak és kizárólag modern hegesztő automatákkal végzik. Ezek hegesztőláng használata helyett plazmahegesztéssel, vagy ívhegesztés útján juttatják a keményfémet a fogakra.

2.:  Stellitezés.

Stellitezés plazmahegesztéssel

A plazma hegesztés során, a manuális eljáráshoz hasonlóan olvasztott stellitcseppet juttatunk a fűrészfogakra. Az ehhez szükséges hőt azonban nem olvasztóláng, hanem a hegesztőfej volfrámelektródája és a munkadarab közé vezetett, plazmaállapotba hozott argon gáz szolgáltatja, (melynél az ívet egyenárammal, nagyfrekvenciás ívgyújtó berendezéssel keltik). A plazmahegesztés során igen jól kontrolálható a stellit megolvasztásának minden paramétere, mely nagy pontosságot, megbízhatóságot és a manuális módszerhez képest jelentős anyagmegtakarítást is eredményez. Az eljárás során használt argon gáz pedig a stellitcseppet körbevéve, megvédi azt az oxidációtól, az ötvöző anyagok kiégésétől. A stellitcseppeket a fekvitelt követően a gép formázóegysége még olvadt állapotban a megfelelő formára alakítja, ami által a veszteségek és a munkafolyamat stellit-felhasználása még tovább csökkenthető.

http://pansar.com.my/product/files/2009/08/stellite_tipping2.jpg 2013-06-23

2.:  Stellitezés.

Stellitezés ívhegesztéssel

Ívhegesztés

A fűrészfogak ívhegesztéssel történő stellitezésének munkafolyamata merőben eltér a manuális, vagy a plazmahegesztéssel végzett stellitezés műveletétől. Az ívhegesztés során a fogakra felvitt stellit-anyagot nem olvasztjuk meg teljesen.

A létrehozott ív a stellitnek és a fűrészlapnak is csak a felületi rétegeit olvasztja meg, melyek egyesítése az anyagok összenyomásával történik.

A fogakra hegesztett stellit, az alkalmazott géptípustól függően előreformázott keményfémlapka, vagy egy a stellitrúdból levágott megfelelő méretű korong. Utóbbi esetben a a fűrészfogak él-geometriájának, azok végleges formájának kialakítása  a hegesztést követően köszörűkorongok segítségével, szikraforgácsolás útján történik.

Egyes hegesztő berendezéseknél pedig a gép egy aprócska darabot választ le az általa használt hegesztőpálcához hasonló stellit-rúdból, melyet a hegesztőautomata préspofái még a hegesztés művelete előtt sajtolnak megfelelő alakúra.

3.:  Temperálás

A stellit anyagának fűrészfogakkal történő egyesítése, meglehetősen magas hőmérsékleten történik. A hegesztés során létrejövő magas hőmérséklet a munkafolyamat során egyszerre meg is edzi a fogakat. Ez a folyamat azonban, míg a fűrészfogak keménységének hőkezeléssel történő javítása során előnyös volt, addig jelen esetben kifejezetten hátrányos. A fogak a magas hőmérséklet, és a gyors lehűlés hatására ugyanis elvesztik rugalmasságukat, rideggé, törékennyé válnak.

A rugalmasság növelése érdekében az anyagot temperálni kell. Minden stellitezési eljárást követően, akár kézzel, manuális úton történt, akár a legmodernebb plazmahegesztési technológiával, a hegesztési folyamatot követően a fűrészlapot rugalmasságának visszanyerése érdekében temperálni kell, utó-hőkezelésnek kell alávetni.

A temperálás, vagy más néven megeresztés művelete során a fűrészlapot, megközelítőleg, mintegy 480 C°-os hőmérsékletre hevítjük, majd lassan lehűtjük.

A közepesen magas hőmérséklet, és a lassú lehűlés biztosítja a fűrészlap fogtartományában lévő feszültségek kiegyenlítődését, a fűrészlap fémkristály-szerkezetének újrarendeződését, aminek köszönhetően az visszanyeri rugalmasságát.

A temperálást végezhetjük gázlánggal, pl. acetilén pisztollyal, a manuális technológia során, vagy plazmával, illetve nagy frekvenciás melegítéssel is. Utóbbiak az automata hegesztő berendezésekre jellemzőek. Ezeknél az előmelegítés, a hegesztés, és a megeresztés munkafolyamata, a beállított munkaparaméterek alapján teljesen automatikusan történik.

Bal: http://www.thode.co.nz/images/machinery/SAA.jpg Iseli SAA automata stellitező gép

Jobb: http://www.thode.co.nz/EM2.jpg Fogprofil kialakítását végző oldalköszörű Iseli  EM2 CNC side grinder 2013-06-23

4.: A fog geometriájának kialakítása, élezés:

A fog geometriájának kialakításáról már az automata hegesztő berendezéseknél is szót ejtettünk. Az ott elhangzottak alapján a megfelelő fogalak kiképzése történhet forgácsoló és forgácsmentes alakítási eljárásokkal:

– A forgácsoló alakítási eljárás során a fog végleges formájának kialakítása, a felesleges anyagrészek eltávolításával, köszörűkorongok segítségével, szikraforgácsolás útján történik.

A nagyobb pontosság, és a szimmetrikus kialakítás érdekében, a gép a felvitt stellitréteget, egyszerre két oldalról, két köszörűkoronggal munkálja meg, és a megfelelő szögben egyszerre két irányban köszörüli hátra a fűrészfogakat.

Stellitezett fogú fűrészlapoknál, a famegmunkálás során keletkező oldalsúrlódás csökkentése céljából nincs szükség sem terpesztésre, sem duzzasztásra.

Az oldalsúrlódást és az általa termelt hő mértékét, a fogak oldallapjainak a forgácsoló éltől kiindulva történő alá-, és hátraköszörülése minimalizálja.

A fogprofil kialakításának egyik kulcsfontosságú mozzanata, a fogak megfelelően szilárd megtámasztása. A köszörülés folyamata során ugyanis a fűrészfogak megpróbálnak elhajolni a köszörűkorong által kifejtett erő elől, ami (különösen, ha a fűrészfogak oldalán nagyobb mennyiségű olvadt stellitanyag található) aszimmetrikus fogkialakításhoz vezethet. Ilyen esetekben ajánlott a nagyobb vastagságú stellitréteg, szokásosnál több ciklusban történő eltávolítása.

Mint hogy az egy-egy fogra felvitt stellitmennyiség (0,23-0,27g) jó része ebben az esetben a köszörülés, utáncsiszolás műveletének következményeként elveszik, a takarékosság igényének következményeként született meg a fogak alakjának sajtolással történő előalakítása.

Forgácsmentes alakítási eljárás a sajtolás. Alkalmazása során a felvitt, még forró stellitcseppeket egy négy fejből álló formázóegység sajtolja megfelelő alakúra, melynek végleges formája ezt követően a fentiekhez hasonlóan szikraforgácsolással kerül kialakításra.  Az előformázás művelete tehát nem váltja ki az utAncsiszolás műveletét, azonban alkalmazásával, a köszörűkorongok által leválasztott stellitmennyiség drasztikusan csökkenthető. Egyes szakirodalmak szerint a segítségével a stellitfelhasználás akár 50%-kal is mérsékelhető.

A munkafolyamat befejezésével, a fogak előformázásának befejezésével következhet a fogak élezése.

Az élezés műveletét az ipari gyakorlatban ma már kizárólag csak nagy pontosságú autamata köszörűkkel, és élező gépekkel végezzük, melyről a későbbiekben fogunk bővebben szót ejteni. Az élezési folyamat kezdete előtt, és-vagy azt követően, minden egyes fog hegesztésének megfelelő minőségéről, külön-külön, darabonként történő szemrevételezéssel kell meggyőződni!

Figyelem! Jó tudni: A stellit anyaga nagy mennyiségű, az egészségre különösen ártalmas kobaltot tartalmaz. A fogak megmunkálása során kerüljük a keletkező por belélegzését, illetve bőrünkkel történő érintkezését.

Tartósságnövelés – Fűrészlapok hőkezelése

Fűrészfogak tartósságának növelése

Mint hogy a fogaknak a mindennapos munka során jelentős mennyiségű forgácsot kell leválasztaniuk, azok meglehetősen gyorsan életlenné válnak. Még a keményebb fogú lapok használata is naponta több szalagcserét tesz szükségessé.

A szalagcsere szükségessé teszi a gép leállítását, ami egy-egy művelet esetén ugyan nem emészt fel jelentős időt, napi 4 lapcsere esetén azonban, tíz perces munka mellett, ez az időkiesés azonban már 40 perces termeléskiesést is eredményezhet.

Kézenfekvő tehát a megoldás: meg kell növelni a fűrészlapok éltartósságát.

Ennek jegyében a rönkhasító szalagfűrész, illetve keretfűrész lapok indukciós eljárással keményített, edzett élű és stellitezett kivitelben készülnek.

Edzés, a fűrészfogak magas hőmérséklettel történő keményítése:

Az edzés alapja a fűrészfogak magas hőmérsékletre történő felmelegítése, és gyors lehűtése, mely a fűrészlap számára akár kétszeres-háromszoros élettartamot is biztosít. A gyors lehűtés kulcsfontosságú, hiszen a fűrészfog lassú lehűlése, a fémkristályok átrendeződésével, éppen az ellenkező hatást, a fogak kilágyulását érhetjük el. A fűrészfogak edzésére az idők folyamán számtalan eljárást dolgoztak ki.

1.: csiszolóedzés: a megfelelően előkészített, terpesztett, vagy duzzasztott fogú fűrészszerszám élezését, nagy szemcsefinomságú, kemény, elektro-korrund kővel, hűtés nélkül végezzük. A fűrészfog a köszörűkő kerületi sebességének (20-37 m/s) és az alkalmazott nyomásnak (7,5-30N/mm²) köszönhetően jelentősen felhevül, melyet ezt követően sűrített levegő hirtelen befúvatásával hűtünk le. Az eljárás nem igazán terjedt el, ugyanis hatása, (a változó nyomásviszonyok által generált változó hőmérséklet, és a lap inhomogenitása miatt) meglehetősen kétséges.

2.: elektromos edzés:

2.1:Ellenálláson alapuló edzés:

Az elektromosságal történő edzés a fűrészlap elektromos ellenállása során tapasztalható hőfejlődésen alapul. A fűrészlap szélességében (hossztengelyre merőleges irányban) nagy áramerősségű elektromos áramot vezetünk át. A fűrészlap ellenállása a vezetőkeresztmetszet csökkenésével arányosan nő.

Mivel a vezető-keresztmetszet a foghegyeknél a legkisebb, a fűrészlap itt melegszik át a legjobban. A fogcsúcsok hőmérsékletét folyamatosan figyelik. A megfelelő hőmérséklet (kb. 800C°) elérése foganként csupán néhány másodpercig tart. Ezt követően az áramot kikapcsolják, majd a fogakat hirtelen (ugyancsak levegőbefúvással) lehűtik.

A módszer igen előnyösen alkalmazható, megfelelő minőségű, egyenletes keményítést biztosít a fűrész fogai számára, hátrányaként merül fel azonban, hogy az elektródák érintkező-felületei, kapcsolódási pontjai közelében a fűrészlap anyaga megég.

(Gyakran alkalmazzák a duzzasztógéppel kombinálva. Esetenként a duzzasztás már a felhevített fogakon történik, melynek további előnye, hogy egy befogással végezhető el az edzés, a duzzasztás és az egalizálás három lépése. Meglehetősen jó minőségű, különösen nagy keménységű fogakat eredményez, hátrányos tulajdonsága azonban, hogy alkalmazásával növekszik a fogak berepedésének veszélye.)

2.2:Indukción alapuló edzés:

Az edzendő fogat hurok alakú elektródával vesszük körül, melybe nagy frekvenciájú áramot vezetünk. Az elektródát a fog közelébe, attól néhány tized mm-re helyezzük, mely által az elektróda által létrehozott nagy frekvenciájú erőtér hatására, a vezető környékén elhelyezett fűrészfogban, áram indukálódik (az elektróda érintése nélkül). A fizika törvényszerűségei alapján, az ily módon létrejövő elektromos töltések a fog felületén oszlanak el, így annak felületét néhány tized mm mélységig képesek az edzés hőfokára hevíteni. A megfelelő hőmérséklet elérését követően, a fogak hűtése az előzőekhez hasonlóan, sűrítettlevegővel, esetleg beépített, nagy teljesítményű hűtőventillátorral történik.

Az eljárás paraméterei minden eddiginél pontosabban beállíthatók, így kiváló minőségű, 2,5-3 szoros élettartamú lapok kialakítását teszi lehetővé. A fűrészlap karbantartása, illetve az ilyen elven működő automata élezősorok esetén, a fogak duzzasztása az edzés elvégzését követően történik, melyet az élezés, majd egy utóedzési szakasz követ.

A duzzasztás folyamata, gépi meghajtású automata fogduzzasztó berendezések:

Az ipari gyakorlatban a duzzasztás folyamatának elvégzésére ma már kizárólag nagy pontosságú gépi fogduzzasztó automatákat alkalmazunk, melyek a kézi működtetésű fogduzzasztó készülékekhez hasonlóan, egy nagy keménységű, speciális kiképzésű duzzasztócsapot nyomnak a fűrészfog homloklapjához, így növelve meg a fogcsúcs szélességét.

A fűrészfogak berepedezését elkerülendő, a duzzasztást megelőzően a fogak homlokfelületét valamilyen kenőanyaggal síkosítjuk. Ehhez ipari körülmények között legelterjedtebben a molibdén-diszulfid használatos, mely különféle olajokkal, vagy zsírokkal keverve kenhető masszaként jelenik meg, és magas nyomáson (illetve magas hőmérsékleten) is igen jó csúszó-hatást biztosít.

A duzzasztás művelete során a duzzasztócsapot elforgatva, azt nagy erővel a fogak homlokfelületéhez passzírozzuk.

A duzzasztás művelete

Annak érdekében, hogy a folyamat során munkálkodó erők ne okozzák a fogak profiljának torzulásának, azok hátlapját, és oldallapjait, meg kell támasztani. Erre a célra a fogtámaszok (a háttámasz és az oldaltámaszok) szolgálnak. A háttámasznak (az ábrán fogtámasz) minden esetben pontosan a duzzasztani kívánt fogak alakjához kell illeszkednie, ezért az a fűrészfogak alakjának és méreteinek megfelelően az cserélhető.

Megválasztása és helyes beállítása az oldaltámaszok beállításához hasonlóan nagy odafigyelést és pontosságot igényel, ennek megfelelően kerüljük a kopott foghát-támaszok használatát is.

A legtöbb esetben a fogháttámasz forgatható, mindkét oldala használható. Amennyiben acélból készül, az oldalanként megközelítőleg egy fűrészszalag duzzasztásának kivitelezéséhez használható, a karbid foghát-támaszok azonban oldalanként akár 8-10 fűrészlap fogainak duzzasztását is kibírják. A kopottságuk meghatározásához gyakran külön kopásjelző jel található rajtuk.

A foghát-támasz fogakhoz történő pontatlan illeszkedése, a fog-profil torzulását, és a forgácsolási paraméterek előnytelen megváltozását okozza:

A duzzasztási folyamat során helytelenül beállított foghát támasz által okozott hibák

A helyesen végzett duzzasztás során a fogak hátlapjának alakja nem változik, fogak anyaga oldal irányban, többé-kevésbé szimmetrikusan türemkedik ki, és azokon nem keletkeznek repedések. Mindezek mellett a fűrészfog anyaga a hidegsajtolási művelet eredményeként megkeményedik, így a duzzasztott fogak keménysége azonos anyagminőség esetén is mindig nagyobb, mint a terpesztett fogaké.

A mai ipari termelési folyamatok során az automata duzzasztógépek,

• a fog geometriájának megfelelő duzzasztócsap, és az ehhez tartozó hát-, és oldaltámaszok felszerelése után,
• a duzzasztás kiindulási helyének, mértékének, és az előtolás fogosztáshoz történő beállítását követően… a munkát teljesen automatikusan végzik.

http://rodenbach-wolf.de/englisch/html/produkte/PMH.html 2013.06.30

Amstrong fogduzzasztó és fogformázó automata

• Hagyományos excentrikus csap és a nagy keménységű karbid foghát-támasz
• A fűrészlapot két karbidpofa ragadja meg, melyek a folyamat során csúszásmentesen, szilárdan tartják a fűrészlapot. 100-400mm széles fűrészlapokhoz, A megfelelő fogprofilhoz történő beállítás kevesebb, mint három perc alatt lehetséges……Az oldalcsapok….Automata fogkenő berendezés….
• A megfelelő mértékű duzzasztás érdekében 4 féle átmérőjű duzzasztócsappal szerelhető fel: 3/8″ 1/2″ 5/8″ 3/4″ segítségükkel a legnagyobb mértékű duzzasztás is kivitelezhető.
• Egy 200 foggal rendelkező fűrészszalag duzzasztása mintegy 21 perc alatt elkészül.
• A gép beállítható csak duzzasztásra, duzzasztásra és fogformázásra, illetve a műrészlap megmunkálás nélküli továbbítására… A foghát 15-35°-os szögben.

A fogduzzasztás kézi eszközei

Fogtorlasztó:

 A fogtorlasztón két, az adott fűrészlap fogalakjához, és méretéhez illeszkedő rés található. A duzzasztási feladat elvégzéséhez az eszközt tompított nyílásával a fűrészfogra helyezzük, majd kalapáccsal ráütünk. A munkafolyamat elvégzésével a vágó él kiszélesedik. Ezt követően a fogat a másik résbe helyezzük, s a szerszámra mért újabb ütésnek köszönhetően, a munkafolyamat második lépéseként pontosításra kerül a fűrészfog metszőszöge.

Az ily módon végzett fogduzzasztás nagy szakértelmet és odafigyelést igényel. A dinamikus terhelés következtében, (különösen keményebb anyagú fűrészlapok esetében,) a foghegyek könnyen letörhetnek.

A fogtorlasztó alacsony termelékenysége és pontatlansága következtében üzemi körülmények között egyáltalán nem alkalmazható.

Ma már csak antik faipari szerszámként találkozhatunk vele.

Fogtorlasztó

Kézi működtetésű, fogduzzasztó készülék:

A kézi működtetésű fogduzzasztó szerkezetek a fűrészfogak duzzasztásához szükséges sajtolóerőt egy excentrikus csap elforgatásával hozzák létre.

A fogtorlasztóknál lényegesen pontosabbak, és egyszerűbben kezelhetőek. Használatuk során kisebb az esélye a fogcsúcsok letörésének, és mérsékelhető a fűrészlapok fogainak berepedezése, mely különösen keményebb anyagú fűrészlapok esetén gyakorta felmerülő probléma.

Az idők során számtalan típusuk alakult ki: Parke-féle, Amstrong-féle… ezek működési mechanizmusa azonban lényegében azonos.

http://www.rubylane.com/item/577260-85-42413BK/Atkins-Ideal-Saw-Swage-Set 2013-06-30

A szerkezeteken két kar található. Egyik a duzzasztócsap forgatókarja, a másik a rögzítő kar, melyet elforgatva az eszköz oldalirányból a fűrészlapra feszül, szilárd alapot biztosítva a sajtolás munkafolyamatának elvégzéséhez.

Egyszerű kezelhetőségük ellenére, helyes működtetésük érdekében elengedhetetlen a szerkezet szakszerű beállítása. A velük végzett munka még mindig nagyfokú precizitást és szakértelmet igényel.

– A duzzasztócsap átmérője a fogmagassághoz igazodóan, többnyire 10-12 mm között változik, vagy változtatható. A 10 mm-es csappal duzzasztható minimális fogmagasság kb. 7 mm, a 12 mm-essel 8,5 mm. Ezek pontos értékéről a készülékek használati utasításai adnak megfelelő tájékoztatást. Már ha az rendelkezésünkre áll…

– A rögzítő kar által mozgatott támasztócsapok fűrészlaptól mért távolságát úgy kell beállítani, hogy az a szerkezetet a kar 30°-os elforgatásával rögzítse a fűrészlapon.

Ügyelnünk kell továbbá a háttámasz helyének a vezetővonalzó pozíciójának, és a duzzasztás mértékének megfelelő beállítására is:

– A háttámasznak pontosan és szorosan kell illeszkednie a foghát vonalához, és passzolnia kell az alkalmazott duzzasztócsap átmérőjéhez.

Minthogy ez utóbbi szempont szemrevételezéssel nem igen ellenőrizhető, ügyeljünk rá, hogy a duzzasztócsap száma megegyezzen a foghát-támasz számával. Pl. a 77-es számú duzzasztócsaphoz használjuk a 77-G jelű foghát-támaszt. A foghát-támasz beállítását követően minden esetben bizonyosodjunk meg róla, hogy a duzzasztócsap szabadon elforgatható, annak mozgását a foghát-támasz nem akadályozza.

A fogháttámasz helytelen megválasztása, illetve beállítása a fogprofilok duzzasztás utáni torzulását, és ezzel azok forgácsolási jellemzőinek előnytelen megváltozását eredményezi.

– A vezetővonalzó beállításával a szerkezetet a fogcsúcsok vonalával párhuzamosan, a duzzasztócsapot megfelelő magasságban kell pozícionálni. Ennek ellenőrzéséhez érdemes eltávolítani a duzzasztócsapot, és a beállított értéket a duzzasztócsap számára kiképzett lyukon keresztül szemrevételezni.

– A duzzasztás mértékét a szerkezet típustól függően állítócsavar, vagy furatolt tárcsa segítségével állíthatjuk be, de nagyságát a duzzasztókar elforgatásának mértéke is befolyásolja, így ügyeljünk ütközőinek helyes beállítására is. A duzzasztás mértékét illetően nem beszélhetünk konkrét értékekről, annak nagysága ugyanis számos tényezőtől függ.

A fafajtán, illetve annak keménységén túl, befolyásolja az anyag nedvességtartalma, a vágás iránya, és a szerszám minősége, a fogazás típusa, annak jellemző szögei, a fűrészlap vastagsága is… Pontos meghatározása nagy tapasztalatot igényel.

Az oldalankénti duzzasztás ajánlott mértéke (megközelítőleg):

• Fenyőfélékhez, és fagyott faanyaghoz: 0,35-0,5 mm, (ritkán maximum 0,6 mm)
• az erősen filcelődő lágylombos fajokhoz, mint a nyárfa és a fűz 0,5-0,7 mm,
• keménylombos fák esetén 0,25-0,45 mm.

Az alacsonyabb értékek száraz, illetve fagyott faanyagra, a magasabbak élőnedves faanyagra vonatkoznak.

Megfigyelhető, hogy megközelítőleg ugyanezen értékek használatosak a fogak terpesztése esetén is, noha azoknak egy-egy meghatározott tulajdonságokkal bíró anyag esetén rendre nagyobbnak kell lennie, mint a duzzasztás esetén meghatározott minimum-értékek. Vagyis általánosságban kijelenthető, hogy egy adott fafaj felfűrészeléséhez ugyanolyan fűrészlap esetén nagyobb mértékű terpesztés szükséges, mint duzzasztás.

Fontos alapszabály azonban, hogy a duzzasztás mértékét, a szerkezet használata során, a kívánt értéknél mindig 0,4-0,6 mm-rel nagyobbra kell állítani. Az így jelentkező  duzzasztási többlet korrigálása, illetve a fogcsúcsok szélességének beállítása, a későbbiekben, a fogak visszasajtolásával, vagy leköszörülésével az egalizálás munkafolyamata során történik.

Az egalizálás hidegsajtolással történő munkafolyamatára találunk a fentihez hasonló felépítésű, a fogak alakjának pontosítására szolgáló készülékeket is, melyek nagy szilárdságú acélpofák összenyomásával sajtolják vissza, és formázzák meg a túlduzzasztott fogakat.

A duzzasztás paramétereit (a vezető állását, a háttámasz helyzetét, a duzzasztás mértékét) minden esetben ellenőrizzük le, valahányszor új fűrészlap fogainak terpesztéséhez kezdünk, de még akkor is, ha csak eltávolítjuk, majd újra visszahelyezzük a szerkezetet a fűrészlapra… A duzzasztás műveletének megkezdése előtt ne feledjük kenőanyaggal síkosítani a fogak homloklapját. Ezzel jelentősen növelhetjük a duzzasztás minőségét, segítségével nagymértékben csökkenthető a fogak berepedezése, és csökken a munkafolyamat energiaigénye is. Ügyeljünk azonban arra, hogy a fűrészlap oldallapjai tiszták maradjanak, az oldallapokra kerülő kenőanyag ugyanis akadályozhatja a rögzítő kar által működtetett támasztócsapok működését, a szerkezet fűrészlapon történő megfelelő szilárdságú rögzítését.

Új pengénél a fűrészlap fogait érdemes két egymást követő munkamenetben duzzasztani, meglévő fűrészlap duzzasztásának felújításához azonban elegendő mindössze egy munkamenet (a kenőanyag használatát ebben az esetben se felejtsük el).

A szerkezetet tartsuk tisztán és rendszeres használata mellett legalább hetente kenjük újra. Ehhez lehetőleg olyan kenőanyagot használjunk, melyben nem tapadnak meg a duzzasztási folyamat során a fűrészfogakról esetlegesen leváló fémforgácsok…

Hátrányos tulajdonságaik miatt, mint:

– alacsony termelékenységük, és

– meglehetősen nehézkes kezelésük, (helyes beállításuk, és kezelésük nagy szakértelmet, kezelésük pedig nagy fizikai erőt kíván) következtében a kézi működtetésű fogduzzasztó szerkezetek sem alkalmazhatóak eredményesen ipari körülmények között.

Manapság már ilyen készülékekkel is csak igen ritkán, elvétve, legfeljebb kisebb faipari üzemekben találkozhatunk.

Fűrészfogak duzzasztása

A duzzasztás során a fogcsúcs szélességét hidegsajtolással növeljük meg.  A fogcsúcsokat a fogak homlokfelületére mért nyomással (esetleg ütéssel) egyszerre mindkét irányban kiszélesítjük, melynek köszönhetően a forgácsoló él, és a forgácsolás során általa létrehozott vágásrés szélesebb lesz a fűrészlap vastagságánál.

A duzzasztott fogú fűrészlapok számos előnnyel rendelkeznek a terpesztett fogúakkal szemben, azoknál lényegében minden tekintetben jobbak. Mindezek mellett, a duzzasztás művelete igen vékony és igen vastag fűrészlapok esetén indokolt különösen.

Vékony fűrészlapoknál a duzzasztott fog szimmetrikus felépítése kiegyensúlyozottabb erőviszonyokat teremt a forgácsolás közben, ezáltal a fűrészlap stabilabbá válik.

Vastag fűrészlapoknál pedig a hajtogatás munkafolyamata túlságosan nagy erőt venne igénybe.

Fűrészlap duzzasztott fogakkal

Gerencsér Kinga órai előadásvázlat (2010.02.20) 25Roenkvago_szagfureszgep2_02.pdf http://www.nyme.hu/uploads/media/25Roenkvago_szagfureszgep2_02.pdf 2013-06-17

A duzzasztás művelete három alapvető lépésből áll:

1. A duzzasztandó fűrészlap előkészítése, előélezése.
2. A duzzasztás gyakorlati műveletének elvégzése.
3. A fogak alakjának pontosítása:
4. Köszörülés, élezés

A MANUAL FROM SANDVIK STEEL-The Handbook-Production, use and maintenance of wood bandsaw blades http://www.thode.co.nz/brochures/1106247318_00305400.pdf 2013-06-23

1. A duzzasztandó fűrészlap előkészítése, előélezése:

Az előélezés során a fűrészlap fogait pontosan a megfelelő (a duzzasztási folyamathoz megkívánt) profilra kell köszörülni. A γ homlokszög értékét többnyire a normálisnál kicsit nagyobbra kell köszörülni (, kb. 3°-kal). Ügyeljünk rá, hogy az élezés során az anyag (, a nem megfelelő hűtés, vagy a köszörűkorong által egy menetben leválasztott túlságosan nagy rétegvastagság következtében) nehogy megégjen!  A túlhevülő anyag ugyanis rideggé, keménnyé válik, mely a duzzasztási folyamat elvégzése során repedések kialakulását vonja maga után.(A fűrészlap élezés közben történő túlmelegedését, annak kékes elszíneződése jelzi.)

2. A duzzasztás gyakorlati műveletének elvégzése:

A duzzasztás eszközei:

A fogcsúcsok hidegsajtolással történő kiszélesítéséhez különféle elveken működő kézi, illetve kézi működtetésű eszközöket, vagy automata fogduzzasztó berendezéseket használhatunk.

A duzzasztóeszközök használata során, a fogcsúcs kiszélesítéshez szükséges nyomóerőt ütés, vagy nyomás útján közöljük a fűrész fogaival.

• A kézi fogduzzasztó eszközök:

– Fogtorlasztó: Az ütőerő által végzett fogduzzasztás eszköze

– Kézi működtetésű fogduzzasztó szerkezetek: A duzzasztás folyamata egy excentrikus befogású acélcsap elforgatása által kifejtett nyomóerő hatására jön létre.

• Gépi meghajtású automata fogduzzasztó berendezések:

Működési elvük a kézi működtetésű fogduzzasztó szerkezeteknek megfelelő. A duzzasztást speciális kiképzésű, excentrikusan elforgatott, nagy keménységű acélcsap végzi.

Ezekről a későbbiekben bővebben is szót ejtünk.

3. A fogak alakjának pontosítása:

A duzzasztás műveletének következményeként a fogcsúcsok ugyan kiszélesednek, de az oldal irányba kitüremkedő részek még szabálytalan alakúak, és változó méretűek. A fűrészlap optimális forgácsolási tulajdonságai érdekében biztosítanunk kell, hogy minden egyes fog egyforma alakú, méretű és a lehető legnagyobb mértékben szimmetrikus legyen. Ezt a munkafolyamatot egalizálásnak nevezzük.

 Elvégzésére a fűrészfogak duzzasztása esetén két különböző lehetőség is kínálkozik. Végezhetjük forgácsoló illetve forgácsmentes alakítási eljárással: köszörüléssel, vagy egy újabb hidegsajtolási eljárással).

– A forgácsoló alakítási eljárás során a fog végleges formájának kialakítása, a felesleges anyagrészek eltávolítása köszörűkorong, vagy korongok segítségével szikraforgácsolás útján történik.

– A forgácsmentes alakítási eljárás során a hengerlést újabb hidegsajtolási művelet követi. Az eljárás során két egalizáló fej (, melyek nagy pontossággal tartalmazzák a kívánt fog negatívját), oldal irányú összenyomása alakítja ki a fogak végleges profilját.

Ennek nagy előnye, hogy a másodlagos hidegsajtolás tovább növeli a fogcsúcs szilárdságát, így az ilyen módon formázott fogak keményebbek, és tartósabbak lesznek a köszörült típusúaknál.

4. A fenti műveletsor befejezésével, negyedik lépésként következhet a fűrészfogak élezése.

A duzzasztás a terpesztéssel szemben számos előnyös tulajdonsággal rendelkezik:

• Nagyobb éltartósság:

– A szimmetrikus fogfelépítés következtében a fogak egyenletesebben kopnak, így tovább maradnak élesek. Terpesztett fogak esetén az egyenlőtlen terhelés következtében a fűrészlap középvonalától legtávolabb eső fogrészek vannak a legnagyobb koptatóhatásnak kitéve.

– nagyobb keménységű, ridegebb fűrészlapok fogak letörésének veszélye miatt nem terpeszthetők. A duzzasztott fogak esetén jobb minőségű, keményebb anyagból készülhet a fűrészlap, melynek keménységét a duzzasztás során alkalmazott hidegsajtolási eljárás a fent említetteknek megfelelően tovább növeli. Azonos minőségű anyagból készített duzzasztott fogú fűrészszerszám fogkörnyéki területeinek keménysége 7 – 8 Hrc-vel nagyobb, mint a terpesztett fogú fűrészlapok esetén mérhető értékek.

• Jobb felületi minőség:

– A szimmetrikus foggeometriából fakadóan a szerszám stabilabbá válik

(Hajtogatott fogú fűrészlapok használata esetén a váltakozó irányba hajtogatott fogakra jelentős mértékű oldal irányú erők hatnak. A forgácsolás közben fellépő, fogakra ható hajlító igénybevétel hol jobbra, hol balra nyomja a fogakat, s velük együtt a fűrészlapot. Ennek hatására a fűrészlap beleng, az általa létrehozott vágás pedig hullámvonal szerűvé válik. A duzzasztásból fakadó szimmetrikus fogfelépítés ezt a hatást kiküszöböli. Egyenletes terhelési sémát biztosít, ami által a duzzasztott fűrészlappal végzett vágás egyenesebb lesz.)

– Mivel a terpesztett fogak oldalai a vágásrés mindkét falán egyformán dolgoznak, az él-geometriából fakadóan csökken az egy fogra jutó előtolás. Ennek megfelelően az azonos forgácsolási paraméterekkel rendelkező, duzzasztott élű fűrészszerszámok által létrehozott felületi minőség mindig jobb, mint terpesztett élű fűrészlapok használata esetén.

• Alacsonyabb teljesítményszükséglet, nagyobb előtolás, kisebb vágásrés:

– A fogak egyenletes terhelési sémájából fakadóan duzzasztott fogú fűrészlap esetén csökken a forgácsolás során létrejövő súrlódás nagysága, melynek következtében a gép teljesítményszükséglete 3-8%-kal is csökkenhet.

– A jobb minőségű, keményebb anyagú fűrészlapok használatának lehetősége, és a kiegyensúlyozottabb erőviszonyok következtében a szerszám stabilabbá válik, ami lehetővé teszi, a vékonyabb pengéjű fűrészlapok használatát, és a duzzasztás mértékének csökkentését. Ennek következtében a vágásrés keskenyebbé válhat, ami csökkenti a vágás során elforgácsolandó fűrészpor mennyiségét, így az ahhoz szükséges teljesítményt, a hulladékmennyiséget, és növeli a kihozatalt. Mindezekkel párhuzamosan, adott teljesítmény mellett, megfelelő foggeometria esetén lehetővé teszi az előtolási sebesség akár 30%-kal történő növelését is.

A duzzasztott fogú fűrészlapok a fentiek miatt, az esetek nagy többségében vékonyabbak, (esetleg vastagabbak) a terpesztett fogú fűrészpengéknél. (Vastagabb pengéjű fűrészlapok esetén nagyobb erő szükséges a terpesztéshez, mely egy bizonyos lapvastagságot meghaladva már kivitelezhetetlenné teszi a műveletet. Az ilyen fűrészlapok esetén a vágásrés csak duzzasztással, vagy keményfém bevonat felvitelével növelhető.)

• Többszöri élezhetőség

Az élezés során kisebb rétegvastagság leválasztására van szükség. Míg terpesztésnél az egyszeri élezés során a fogakról leválasztott anyagvastagság kb. 0,5mm, addig dutzzasztott fogak esetén mindössze 0,3mm is elegendő. Ennek következtében egy-egy fűrészlap többször élezhető, és csökken a fajlagos köszörűkorong-felhasználás is (Egy-egy korong több alkalommal használható fel, minek következtében egyes szakirodalmak szerint a fajlagos csiszolókorong- felhasználás akár 30%-kal is csökkenhet.)