Путь к долговечности

Актуальной проблемой использования рубительных машин для переработки древесины является повышение износостойкости рубительных ножей.

Режущий инструмент, срезая стружки, и сам подвергается износу под 

воздействием обрабатываемого материала. Износ, кроме прочих факторов, 

является результатом трения рабочих граней о стружку и обрабатываемую 

поверхность и сопровождается удалением части металла, уменьшением его 

массы и ухудшением режущей способности.

Потеря массы инструмента в результате износа к моменту снятия его со 

станка из-за потери режущей способности очень мала. Но именно вследствие 

износа этого малого объема металла и происходит в основном затупление 

инструмента. Это связано с тем, что активная часть режущего инструмента

сосредоточена на очень малом участке (лезвии), находящемся в контакте со 

стружкой и поверхностью обработки изделия. Износ режущего инструмента 

всегда сопровождается потерей массы и изменением микрогеометрии режущей 

части (затуплением). Износ и затупление режущего инструмента − сложный 

многофакторный процесс. На степень износа и характер затупления 

инструментов влияют: физико‑механические свойства и структура материала 

режущих элементов; геометрические и угловые параметры режущих элементов; 

физико‑механические свойства обрабатываемой древесины (порода, влажность, обрабатываемость и др.); условия и режим резания (вид резания,

глубина резания и толщина стружки, скорость резания и подачи); условия и

режим работы инструмента (точность, жесткость и колебания инструмента,

состояние станка, продолжительность работы инструмента и др.); качество

подготовки инструмента к работе (заточка и доводка режущих элементов).

В обычных дисковых рубительных машинах прямолинейные ножи на

диске располагаются по радиусу или под некоторым углом к нему. При такой

форме режущей кромки ножа внедрение его в древесину осуществляется с

переменной скоростью по всей длине лезвия. С увеличением расстояния от

центра диска к периферии скорость резания непрерывно возрастает и достигает

до 30 м/с, т. е. в 3-4 раза превышает скорость резания у центра диска.

Однако при рубке мерзлых балансов (или балансов из перестойных

деревьев) возникает несоответствие скорости деформирования древесного

материала его физическому состоянию. Вследствие этого материал ведет себя

как хрупкое тело и при рубке мерзлых балансов потери в виде опилок

достигают 17% [1]. Кроме того, при прямой форме режущей кромки ножей

расстояние между ножами возрастает от центра диска к периферии, что

ухудшает динамику движения древесного материала, качество получаемой

щепы при этом снижается и увеличивается количество отходов в виде опилок.

Предложенная форма режущей кромки подвижного ножа позволяет при

неизменной скорости вращения диска, а значит, и производительности машины

получить минимальную постоянную скорость внедрения ножа в древесину.

Методы упрочнения инструментов (с повышением твердости и

износостойкости поверхностей при сохранении прочности) различаются между

собой физической природой воздействия на инструмент, достигаемыми

результатами и эффективностью. В настоящее время существуют такие методы

упрочнения режущих инструментов:

• нанесение на рабочие поверхности износостойких покрытий;
• нанесение на рабочие поверхности антифрикционных покрытий;
• химико-термическое насыщение контактных поверхностей
• химическими элементами и соединениями;
• нанесение на поверхности гальванических покрытий;
• воздействие на поверхностный слой инструментов магнитным полем, лучом лазера, электрической искрой (дугой), холодом и др. для повышения твердости и износостойкости;
• электроконтактная закалка режущей части;
• электроискровое упрочнение и легирование рабочей поверхности;
• лазерное термоупрочнение режущей части;
• алмазное выглаживание рабочих поверхностей;
• ультразвуковой наклеп поверхности мелкими стальными шариками;
• фрикционно-упрочняющая обработка рабочей поверхности.