CN101394977B - 框锯的切削刀片和具有该切削刀片的框锯 - Google Patents
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Abstract
披露了一种用于切削或者钻削脆性工件例如石头,砖块,混凝土,或者沥青的切削刀具的切削刀片以及设有所述切削刀片的框锯。包括磨蚀颗粒的该摆式切削刀片具有能够提高磨蚀颗粒的切削效率并且因此实现切削性能增强和寿命增加的特殊布置。所述切削刀片包括用于在摆动时切削工件的多个磨蚀颗粒。至少一部分磨蚀颗粒布置成磨蚀颗粒组的形式。每一个磨蚀颗粒组均由至少两个磨蚀颗粒构成;并且每一个磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒至少沿着切削方向交迭。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于切削或者钻削脆性工件例如石头、砖块、混凝土或者沥青的切削刀具的切削刀片以及设有所述切削刀片的切削刀具。更加具体地,本发明涉及一种用于在摆动时切削工件的摆式切削刀片以及与该切削刀片连接的框锯(在下文中,框锯也将被称作“直锯”)。
背景技术
为了切削或者钻削脆性工件例如石头、砖块、混凝土或者沥青,需要具有比工件更高的硬度的磨蚀材料。
关于这种磨料,人造金刚石颗粒、天然金刚石颗粒、立方氮化硼以及碳化钨颗粒是熟知的。在这些材料中,人造金刚石颗粒被最为广泛地使用。
在20世纪50年代发明出人造金刚石(在下文中,也被称作“金刚石”),并且已知它是具有比地球上的任何其它材料更高的硬度的材料。由于这种性质,金刚石被用于切削刀具、磨削刀具等。
特别地,金刚石被广泛用于与切削或者磨削各种石头例如花岗岩和大理石有关的石头加工领域中,以及与切削或者磨削混凝土结构有关的建筑领域中。
一般地,切削刀具包括用于直接地执行切削操作的切削刀片,以及用于支撑所述切削刀片的本体即核心。
一般地,本体具有盘形。可以使用具有不同于盘形的形状的本体。例如,具有直线形状的本体被用于直锯。直锯也被称为“框锯”。
在直锯中,钢粒和金刚石颗粒被用作磨蚀材料。直锯被用于将大型花岗岩或者大理石材料切削成板形。
在具有盘形本体的切削刀具的情形中,切削刀具在沿着一个方向围绕本体旋转轴线旋转时切削工件。
当使用上述盘形切削刀具切削工件时,在切削表面上在磨蚀颗粒后面形成尾部(tail)。尾部是保持未在磨蚀颗粒后面被磨损的基体部分。
尾部在切削过程期间支撑磨蚀颗粒。相应地,即使当磨蚀颗粒凸出高度变高时,也能够防止磨蚀颗粒过早地从切削刀片的基体分离。
然而,盘形切削刀具在切削大型石材方面存在限制,因为即使在最大切削深度下它也不能切削具有大于圆盘半径的尺寸的工件。
此外,当使用更大圆盘尺寸时,原材料损耗大大地增加,因为本体和刀片应该变得更厚。
在另一方面,在图1到3中示意具有水平本体的切削刀具的实例(直锯)。
如图1到3所示,直锯10包括摆动的框架11、连接到框架11以切削工件1的多个切削刀片12,以及用于摆动框架11的框架驱动器13。
框架11围绕枢轴14,通常为两个枢轴点14摆动。
当框架11摆动时,在每一个切削刀片12的切削表面上的磨蚀颗粒2执行切削操作。
除了直接地进行切削的磨蚀颗粒2之外,每一个切削刀片12均包括用于结合所述磨蚀颗粒2的基体。
以如下方式使用直锯10执行切削过程,即,使得当框架11被框架驱动器13摆动时,连接到框架11的切削刀片12在摆动时切穿工件,由此切削工件。
在直锯10的情形中,其框架能够在切削过程期间切穿工件。相应地,存在能够与工件尺寸无关地切削大型工件的优点。
而且,因为拉应力在框架的相对端部处施加到框架上,所以框架能够保持在直线状态中。相应地,因为切削刀片能够比盘形切削刀具的切削刀片更薄,所以存在能够减小原材料损耗的优点。
同时,因为直锯在沿着相反方向摆动时切削工件,所以直锯不被分为前部和后部。因此,没有围绕磨蚀材料形成尾部。结果,直锯具有严重缺陷,即磨蚀颗粒可以被从基体容易地分离。这将参考图4A和4B详细描述。
图4A和4B是用于解释在单向切削过程中以及在双向切削过程中围绕磨蚀颗粒的尾部形成机制的概略视图。
图4A是沿着切削刀片厚度方向获取的概略视图,示意出在盘形切削刀具的切削表面上的一个磨蚀颗粒及其周边。
在盘形切削刀具的情形中,因为切削刀具在沿着一个方向旋转时执行切削操作,所以基体3的尾部31在磨蚀颗粒2后面良好地形成,如图4A所示。参考图4A,能够看见尾部31支撑磨蚀颗粒2。
虽然尾部31的长度依赖于给定条件,但当它对应于磨蚀颗粒2的大约5倍尺寸时是有效的。
图4B是沿着切削刀片厚度方向获取的概略视图,示意出在摆式框锯的切削表面上的一个磨蚀颗粒及其周边。
在摆式框锯的情形中,因为摆式框锯沿着相反方向执行切削操作,所以围绕磨蚀颗粒2的金属基体3被磨损而不受磨蚀颗粒2的保护,如图4B所示。参考图4B,能够看见没有围绕磨蚀颗粒2形成尾部。
当没有形成尾部时,支撑磨蚀颗粒2的作用力较弱。结果,即使当小部分磨蚀颗粒2被暴露时,磨蚀颗粒2也可以被容易地分离。因此,切削刀具的寿命被大大地降低。
此外,直接地参与切削操作的磨蚀颗粒的凸出高度非常低,由此使得切削性能降低。
结果,当切削硬质工件例如花岗岩时,切削刀具的费用大大地增加。因此,摆式框锯主要用于切削具有低硬度的大理石。
传统上,为了切削大型花岗岩,钢架与含有散布在水中的钢粒和石灰的浆液一起工作。然而,在此情形中,存在切削刀具寿命降低的缺陷。
摆式框锯例如上述直锯可以用于切削大型花岗岩,只要解决磨蚀颗粒过早分离的问题以使得切削速度能够增加即可。
为此,已经主动进行研究以实现增强磨蚀颗粒和结合磨蚀颗粒的金属基体之间的结合作用力。然而,并未通过这种研究获得明显效果。此外,在应用通过这种研究获得的效果方面存在限制。
发明内容
本发明的一个方面在于提供一种包括磨蚀颗粒的摆式切削刀片,所述摆式切削刀片具有能够增强磨蚀颗粒切削效率并且因此实现切削性能增强和寿命增加的特殊布置,以及提供一种设有所述切削刀片的框锯。
技术方案
在下文中,将描述本发明。
根据一个方面,本发明提供一种摆式切削刀片,它包括在摆动时切削工件的多个磨蚀颗粒,其中:所述磨蚀颗粒的至少一部分布置成磨蚀颗粒组的形式;每一个磨蚀颗粒组由至少两个磨蚀颗粒构成;并且
每一个磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒至少沿着切削方向交迭。
根据另一方面,本发明提供一种框锯,它包括多个摆式切削刀片,每一个切削刀片均具有上述配置。
有益效果
根据本发明,可以提供一种能够实现切削性能增强以及寿命增加的摆式切削刀片,以及一种设有所述切削刀片的框锯。
附图简要说明
图1是示意包括水平框架的普通摆式框锯的实例的概略视图;
图2是示意包括安装到框锯的框架上的切削刀片的摆式框锯的实例的概略视图;
图3是示意摆式框锯中的方向关系的概略视图;
图4A和4B是用于解释在单向切削过程中以及在双向切削过程中围绕磨蚀颗粒的尾部形成机制的概略视图;
图5是示意根据本发明在其上布置磨蚀颗粒的切削刀片上形成的磨蚀颗粒组的优选实例的概略视图;
图6A到6C是示意基体高度根据在构成磨蚀颗粒对的两个磨蚀颗粒之间的距离而变化的概略视图;
图7A到7C是示意在分别地由两个、三个和四个磨蚀颗粒构成的磨蚀颗粒组中磨蚀颗粒位置和基体高度的概略视图;
图8是示意当外部磨蚀颗粒中的一个被分离时围绕构成磨蚀颗粒组的三个磨蚀颗粒的基体高度变化,以及其中在所述外部磨蚀颗粒分离之后仍然利用剩余两个磨蚀颗粒保持所述磨蚀颗粒组的状态的概略视图;
图9A到9D是示意在由三个磨蚀颗粒构成的磨蚀颗粒组中内部磨蚀颗粒与外部磨蚀颗粒态势(phase)差异的概略视图;
图10是示意其中四个磨蚀颗粒构成磨蚀颗粒组,并且中间的两个磨蚀颗粒具有不同态势的实例的概略视图;
图11A和11B是示意一个磨蚀颗粒从另一磨蚀颗粒中心的错位度的概略视图,其中图11A概略地示意磨蚀颗粒组中的两个磨蚀颗粒沿着垂直于切削方向的方向以及在平行于厚度方向的方向上的错位度,并且图11B概略地示意垂直于切削方向以及垂直于厚度方向延伸的磨蚀颗粒组中的两个磨蚀颗粒;
图12是示意在磨蚀颗粒组之间的间隔限定的概略视图;
图13A到13C是分别地示意根据本发明具有不同磨蚀颗粒布置的切削表面的概略视图;
图14是示意根据本发明具有另一种磨蚀颗粒布置的切削表面的概略视图;
图15A和15B是示意根据本发明的切削表面的概略视图,每一个切削表面均具有另一种磨蚀颗粒布置;并且
图16A和16B是示意根据本发明的切削表面的概略视图,每一个切削表面均具有另一种磨蚀颗粒布置。
具体实施方式
在下文中,将详细描述本发明。
优选地,本发明被应用于用以在摆动时切削或者钻削脆性工件例如石头、砖块、混凝土或者沥青的摆式切削刀片以及设有所述切削刀片的框锯。
被用于框锯的切削刀片包括在工件切削过程期间直接地执行切削操作的磨蚀材料,以及用于固定磨蚀材料的金属基体。
本发明涉及一种磨蚀颗粒的布置。
优选地,本发明被应用于包括在摆动时切削脆性工件的多个磨蚀颗粒的摆式切削刀片以及设有所述切削刀片的框锯。
根据本发明,在切削表面上分布的磨蚀颗粒的至少一部分应该以颗粒组的形式布置。
优选地,颗粒组的比率为磨蚀颗粒总量的10%或者更多。当磨蚀颗粒与基体随机地混合时,相应于低于磨蚀颗粒总量的10%的磨蚀颗粒能够被分组。因此,当颗粒组的比率低于磨蚀颗粒总量的10%时,增强磨蚀颗粒切削效率的效果不足。
为了进一步增强磨蚀颗粒切削效率,更加优选的是相应于磨蚀颗粒总量的至少30%的磨蚀颗粒被分组。
同时,能够设计磨蚀颗粒布置从而100%的磨蚀颗粒被布置以形成颗粒组。
在实际过程中,当被分组的磨蚀颗粒的一部分从基体分离时,在切削表面上观察到的分组磨蚀颗粒的比率降低。
然而,独自剩余的磨蚀颗粒可以更加容易地从基体分离。相应地,如果做出一定设计,使得100%的磨蚀颗粒被布置以形成颗粒组,则至少50%的磨蚀颗粒能够以颗粒组的形式布置在切削表面上。
优选的是沿着切削方向在组中的磨蚀颗粒之间的距离被适当地确定。这将在下文中详细描述。
图5示意根据本发明在其上布置磨蚀颗粒的切削表面上形成的磨蚀颗粒组的优选实例。如图5所示,磨蚀颗粒2沿着切削方向被布置成一条直线,以形成磨蚀颗粒组20。磨蚀颗粒组20包括两个磨蚀颗粒2。
根据所用磨蚀颗粒的尺寸或者种类,在磨蚀颗粒2之间的距离可以与颗粒尺寸的一小部分或者颗粒尺寸的数倍相应。然而,在磨蚀颗粒2之间存在的基体3应该具有比其它区域更大的高度,从而支撑磨蚀颗粒2。
图6A到6C概略地示意基体3的高度根据构成磨蚀颗粒组(磨蚀颗粒对)的两个磨蚀颗粒之间的距离而变化,如在图5中那样。
图6A到6C仅仅适于概略示意根据磨蚀颗粒之间的相对距离的形状变化,并且与在磨蚀颗粒之间的距离的绝对值无关。
这是因为磨蚀颗粒之间的距离根据基体的物理性质、磨蚀颗粒的种类和尺寸,或者磨蚀颗粒的数量而改变。
参考图6A和6C,能够看出,当假设在图6A和6B中的距离是磨蚀颗粒之间的基准距离时,在如图6A所示基准磨蚀颗粒距离被保持的情形中基体高度大于在如图6B所示磨蚀颗粒之间的距离大于基准磨蚀颗粒距离的情形中的基体高度。
相应地,保持基准磨蚀颗粒距离的图6A的情形具有比图6B的情形更高的磨蚀颗粒支撑作用力。
即,当在磨蚀颗粒之间的距离增加时,如在图6B中,不能充分防止磨蚀颗粒之间的基体被磨损。在此情形中,基体高度降低,从而磨蚀颗粒可以容易地从基体分离。
因此,当在形成颗粒组的磨蚀颗粒之间的距离过长时,磨蚀颗粒并不相互影响。分组磨蚀颗粒具有与独自存在的磨蚀颗粒相同的效果。
在另一方面,当磨蚀颗粒之间的距离过短时,如图6C所示,因为磨蚀颗粒几乎毗连,所以即使基体高度增加,支撑磨蚀颗粒的基体量也不足。
因此,在一定条件下,磨蚀颗粒支撑作用力随着基体高度增加而增加。然而,在其它条件下,与保持适当距离的情形相比,支撑磨蚀颗粒的基体量可能不足,从而磨蚀颗粒可以容易地分离。
相应地,应该基于基体种类、磨蚀颗粒尺寸,或者应用领域适当地确定两个磨蚀颗粒之间的距离。
优选地,沿着切削方向在分组磨蚀颗粒之间的距离等于或小于磨蚀颗粒尺寸的3倍。当沿着切削方向在分组磨蚀颗粒之间的距离大于磨蚀颗粒尺寸的3倍时,在分组磨蚀颗粒之间存在的基体高度降低,由此使得支撑磨蚀颗粒的作用力被显著降低。
虽然优选的是磨蚀颗粒组由两个磨蚀颗粒,即,一对磨蚀颗粒构成,如图5所示,但是磨蚀颗粒组不限于此。磨蚀颗粒组可以由三个或者更多个磨蚀颗粒构成。这将在下文中描述。
当在构成磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒数目为2的情形中磨蚀颗粒组的一个磨蚀颗粒被分离时,由于切削过程的摆动运动,围绕剩余的另一个磨蚀颗粒存在的基体可能被过早磨损。结果,剩余磨蚀颗粒也可能被过早分离。
为了阻止这种现象,磨蚀颗粒组可以由三个或者更多个磨蚀颗粒构成。
图7A到7C概略地示意在分别由两个、三个和四个磨蚀颗粒构成的磨蚀颗粒组中的磨蚀颗粒位置和基体高度。
图7A示意其中构成磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒数目为2的情形。图7B示意其中构成磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒数目为3的情形。图7C示意其中构成磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒数目为4的情形。
在由三个磨蚀颗粒2构成的磨蚀颗粒组中,如图7B所示,能够在延长的时期中执行切削过程。这是因为,即使当外部磨蚀颗粒中的一个被分离时,仍然剩余两个磨蚀颗粒。
当构成磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒数目增加时,利用两个或者更多个相邻颗粒的磨蚀颗粒组的保持时间增加。相应地,能够在延长的时期中执行切削过程。
图8示意当外部磨蚀颗粒2中的一个分离时围绕构成磨蚀颗粒组的三个磨蚀颗粒2的基体3的高度变化,以及其中在外部磨蚀颗粒2分离之后磨蚀颗粒组仍由剩余两个磨蚀颗粒2保持的状态。
例如,即使当两个外部磨蚀颗粒从由四个磨蚀颗粒构成的磨蚀颗粒组分离时,如图7C所示,仍然能够利用剩余两个磨蚀颗粒保持磨蚀颗粒组。
然而,当构成磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒数目增加时,必须添加所增加数目的磨蚀颗粒参与切削操作。在此情形中,在磨蚀颗粒组内部中布置的磨蚀颗粒直至在磨蚀颗粒组的外部中布置的磨蚀颗粒被分离才具体地参与切削操作。因此,产生载荷增加,这引起切削效率降低。为此,磨蚀颗粒组应该根据基体种类、所添加磨蚀颗粒的数目,以及应用领域而由适当数目的磨蚀颗粒构成。
虽然由三个磨蚀颗粒构成的磨蚀颗粒组具有以下优点,即,即使在外部的一个磨蚀颗粒被分离之后,仍能够通过剩余磨蚀颗粒连续地执行切削过程,但是应该根据使用条件而适当地选择构成磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒数目。这是因为在磨蚀颗粒组中的每一个磨蚀颗粒参与切削操作的时间,或者每一个磨蚀颗粒的切削载荷不同于剩余磨蚀颗粒。
即,在磨蚀颗粒组的内部中布置的磨蚀颗粒直至外部磨蚀颗粒被分离才参与切削操作。换言之,内部磨蚀颗粒在后期参与切削操作。
关于最优的磨蚀颗粒布置,必须将每一个磨蚀颗粒的位置确定为使得磨蚀颗粒能够最大地实现其功能。
相应地,在由三个或者更多个磨蚀颗粒构成的磨蚀颗粒组的情形中,优选的是根据施加到磨蚀颗粒的载荷不同地设计磨蚀颗粒的质量等级以及磨蚀颗粒态势从而减小每一个磨蚀颗粒与剩余磨蚀颗粒的工作差异的总量,并且因此,磨蚀颗粒最大地实现其功能,这是因为磨蚀颗粒的位置不同使得施加到磨蚀颗粒的载荷是不同的。
图9A到9D示意在由三个磨蚀颗粒构成的磨蚀颗粒组中内部磨蚀颗粒与外部磨蚀颗粒的态势差异。
图9A示意一种情形,其中中间磨蚀颗粒具有稍微低于外部磨蚀颗粒的态势。这里,一个磨蚀颗粒的较低态势意指该磨蚀颗粒具有低于其它磨蚀颗粒的凸出高度。
当在切削过程期间外部磨蚀颗粒中的一个被分离时,利用剩余的磨蚀颗粒,即,起初布置在外侧处的外部磨蚀颗粒和起初布置在内侧处的内部磨蚀颗粒以磨蚀颗粒对的形式保持磨蚀颗粒组。
当切削过程继续时,起初布置在外侧处的磨蚀颗粒被分离。在该状态中,在相应于与起初布置在外侧处的磨蚀颗粒的态势差异的时期中进一步执行切削操作之后,起初布置在内侧处的磨蚀颗粒被分离。因此,与由具有相同态势的磨蚀颗粒构成的磨蚀颗粒组相比,由具有不同态势的磨蚀颗粒构成的磨蚀颗粒组在更长的时期中参与切削操作。
即,因为在磨蚀颗粒组中的中间位置处布置的磨蚀颗粒较晚地参与切削操作,所以即使在外部磨蚀颗粒被分离之后,它也继续执行切削操作,并且然后被分离。
图9C示意一种情形,其中中间磨蚀颗粒具有稍微高于外部磨蚀颗粒的态势。如图9D所示,与图9B的情形相反,当在切削过程期间外部磨蚀颗粒中的一个被分离时,在磨蚀颗粒组中的内部的一个磨蚀颗粒具有稍微增加的态势。
在此情形中,支撑中间磨蚀颗粒的基体高度较高,并且中间磨蚀颗粒的态势也较高。相应地,中间磨蚀颗粒具有增强切削效率的效果。
因此,通过根据应用领域在构成磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒间选择性地提供轻微态势差异而能够实现切削效率增强和寿命增加。
图10是示意其中四个磨蚀颗粒构成磨蚀颗粒组的实例的概略视图。
如上所述,根据本发明的磨蚀颗粒组由两个或者更多个磨蚀颗粒构成。优选的是磨蚀颗粒组由2到4个磨蚀颗粒构成。这是因为,与所添加的磨蚀颗粒数量相比,当构成磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒数目多于四个时,参与切削操作的磨蚀颗粒比率较低,由此引起工作载荷增加。
被排列以构成磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒应该布置成使得磨蚀颗粒的至少一部分相交迭。这是因为,当磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒保护在其间布置的基体时,基体能够支撑磨蚀颗粒。
图11A概略地示意磨蚀颗粒组中的两个磨蚀颗粒2沿垂直于切削方向的方向以及沿平行于厚度方向的方向的错位度。
磨蚀颗粒组中的一个磨蚀颗粒从另一磨蚀颗粒的中心错位。
在下文中,一个磨蚀颗粒从另一磨蚀颗粒中心的错位度被称作“偏移”。
0偏移意指磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒沿着切削方向正确地排列,从而磨蚀颗粒沿着切削方向的错位度为0。
理想地,0偏移是可能的。虽然0偏移是最优选的,但是当然存在高于0的偏移,因为磨蚀颗粒实际上具有不同尺寸或者不同形状。
优选的是沿着垂直于切削方向以及平行于厚度方向的方向在磨蚀颗粒组中相邻磨蚀颗粒之间的距离,即,沿着宽度方向的偏移,是磨蚀颗粒尺寸的50%或者更小。这是因为,当偏移高于以上数值时,磨蚀颗粒不能防止在磨蚀颗粒之间布置的基体被磨损,从而基体易于被磨蚀,由此使得磨蚀颗粒容易分离。
图11B概略地示意垂直于切削方向以及垂直于厚度方向延伸的磨蚀颗粒组的两个磨蚀颗粒2。
即,图11B示出磨蚀颗粒关于切削刀片厚度方向的位置。
图11B示出磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒具有不同态势。理想地,有可能沿着高度方向磨蚀颗粒的偏移,即,在磨蚀颗粒之间的态势差异为0。虽然0偏移是最优选的,但是当然存在高于0的偏移,因为磨蚀颗粒实际上具有不同的尺寸或者不同的形状。
图11B基于具有最高态势的磨蚀表面部分限定磨蚀颗粒的偏移。当基于一个磨蚀颗粒的中心测量偏移时,难以实现偏移测量。相应地,以上述方式对偏移进行定义从而能够在切削表面上实现偏移测量。
优选的是磨蚀颗粒组中的磨蚀颗粒之间沿着垂直于切削方向以及垂直于厚度方向的方向的距离,即,关于高度方向的偏移,是磨蚀颗粒尺寸的50%或者更低。这是因为,当偏移高于以上数值时,一个磨蚀颗粒不能防止在磨蚀颗粒之间布置的基体被磨蚀,从而磨蚀颗粒可以被容易地分离。
在上述切削刀片中,多组磨蚀颗粒可以被排列以形成磨蚀颗粒线。
沿着平行于切削方向的方向可以存在至少两个磨蚀颗粒组。在这种布置中,优选的是在相邻磨蚀颗粒组之间的间隔被适当地确定。这将在下文中描述。
图12是示意在磨蚀颗粒组之间的间隔(在下文中,被称作“磨蚀颗粒组间隔”)定义的概略视图。
在每一个磨蚀颗粒组中的相邻磨蚀颗粒之间的间隔应该足够窄以使得磨蚀颗粒能够实现用于抑制在磨蚀颗粒之间存在的基体磨蚀的功能,并且因此支撑基体。然而,在相邻磨蚀颗粒组之间的间隔应该足够宽以使得磨蚀颗粒组的外部颗粒能够参与切削操作。
通常,在每一个磨蚀颗粒的更高凸出高度下获得更好的切削效率。这里,利用从基体态势凸出的磨蚀颗粒的高度限定每一个磨蚀颗粒的凸出高度。
为了实现切削效率增强,相应地,磨蚀颗粒组间隔应该足够宽以允许在磨蚀颗粒组之间存在的基体被适当地磨蚀从而磨蚀颗粒的凸出高度增加。
当磨蚀颗粒组间隔大于磨蚀颗粒尺寸的大约5倍时,能够获得足够的颗粒凸出高度。优选地,磨蚀颗粒组间隔是磨蚀颗粒尺寸的大约10倍或者更多。在此情形中,能够进一步加强磨蚀颗粒的切削作用力。
实际上,切削刀片包括沿着垂直于切削方向的方向(切削刀片的厚度方向)在切削表面上以多个层的形式分层的多个磨蚀颗粒线。每一个磨蚀颗粒线包括多个磨蚀颗粒组。
图13A到13C概略地示意根据本发明的切削刀片的切削表面的实例。
图13A到13C的每一个均示意切削刀片的切削表面。如图13A到13C的每一个所示,切削刀片包括沿着切削刀片厚度方向在切削表面上以多个层的形式分层的多个磨蚀颗粒线111。每一个磨蚀颗粒线111包括多个磨蚀颗粒组。
图13A示意切削刀片101,其中每一个奇数磨蚀颗粒线111的每一个磨蚀颗粒对和每一个偶数磨蚀颗粒线111的相应的磨蚀颗粒对在切削表面110上沿着切削方向被布置在不同位置处。图13B示意切削刀片102,其中每一个奇数磨蚀颗粒线111的每一个磨蚀颗粒对和每一个偶数磨蚀颗粒线111的相应的磨蚀颗粒对在切削表面110上沿着切削方向被布置在相同位置处。图13C示意切削刀片103,其中一个磨蚀颗粒线111的每一个磨蚀颗粒对的位置与另一磨蚀颗粒线111的每一个磨蚀颗粒对的位置无关。
图13A到13C的每一个示意了磨蚀颗粒线间隔大于磨蚀颗粒的尺寸的情形。当磨蚀颗粒线间隔大于磨蚀颗粒尺寸时,在其中不存在磨蚀颗粒的区域中在相邻磨蚀颗粒线之间形成凹槽。
在此情形中,能够通过凹槽通道移除切屑。相应地,能够实现切削效率增强。然而,存在如下缺陷,即因为在每一个磨蚀颗粒的相对侧面处存在的基体量较小,所以磨蚀颗粒分离过早发生。
在图14中示意用于补偿这种现象的磨蚀颗粒布置的实例。
图14示意其中磨蚀颗粒线的间隔不大于磨蚀颗粒尺寸的切削刀片200。在这种布置中,存在以下优点,即磨蚀颗粒2防止平行于切削方向形成深的凹槽,从而实现了磨蚀颗粒支撑作用力的增强。
然而,在此情形中,由于磨蚀颗粒的凸出高度降低,可能发生切削效率降低。相应地,必须根据切削刀片的应用而适当地设定磨蚀颗粒线间隔。
在图15A和15B中示意能够展示图13A到13C的情形以及图14的情形的优点的磨蚀颗粒布置的实例。
图15A示意一种切削刀片301,其中磨蚀颗粒2成直线布置为使得三个相邻磨蚀颗粒线301a、301b和301c中的一个例如磨蚀颗粒线301a不与剩余两个相邻磨蚀颗粒线301b和301c交迭,同时更加靠近两个磨蚀颗粒线301b和301c中的一个。
图15B示意一种切削刀片302,其中磨蚀颗粒2成直线布置为使得三个相邻磨蚀颗粒线302a、302b和302c中的一个例如磨蚀颗粒线302a中的磨蚀颗粒与剩余两个相邻磨蚀颗粒线302b和302c中的一个即磨蚀颗粒线302b中的磨蚀颗粒交迭,而不与另一剩余磨蚀颗粒线302c中的磨蚀颗粒交迭。
当以上述方式布置磨蚀颗粒线的磨蚀颗粒时,能够抑制支撑磨蚀颗粒的基体的磨蚀,并且在基体处形成凹槽,并且因此容易地移除碎屑。相应地,能够加强切削效率和提高寿命。
在图16A和16B中示意能够获得类似于图15A和15B的那些效果的切削刀片的实例。
图16A示意一种切削刀片400。切削刀片400包括至少两个区域401和402,其中磨蚀颗粒2成直线布置为使得每一个磨蚀颗粒线均包括两个或者更多个磨蚀颗粒组。而且,磨蚀颗粒线在区域401和402中布置为使得通过区域401和402中的后一区域例如区域402中的磨蚀颗粒线在工件中形成的每一个切削凹槽被布置在由区域401和402中的前一区域例如区域401中的磨蚀颗粒线在工件中形成的相邻凹槽之间。
图16B示意切削刀片500和600的组合。在切削刀片500和600的每一个中,磨蚀颗粒2成直线布置为使得每一个磨蚀颗粒线均包括两个或者更多个磨蚀颗粒组。而且,磨蚀颗粒线在切削刀片500和600中布置为使得通过切削刀片500和600中的后一切削刀片例如切削刀片600中的磨蚀颗粒线在工件中形成的每一个切削凹槽被布置在由切削刀片500和600中的前一切削刀片例如切削刀片500中的磨蚀颗粒线在工件中形成的相邻切削凹槽之间。
“前”和“后”的定义是基于沿着一个方向执行切削的情形。因为框锯往复运动,所以在下次摆动运动时,前区域或者前切削刀片可以变成后区域或者后切削刀片。
根据上述布置,能够防止在相邻磨蚀颗粒线之间形成过深凹槽,并且因此加强支撑磨蚀颗粒的作用力。
关于本发明中的磨蚀颗粒,可以使用任何磨蚀颗粒,只要它们广泛使用即可。磨蚀颗粒的代表性实例可以包括人造金刚石、天然金刚石、立方碳化硼以及钨颗粒。在这些材料中,人造金刚石颗粒是最优选的。
同时,本发明提供一种包括根据本发明的多个摆式切削刀片的框锯。
工业实用性
根据本发明,提供一种能够实现切削性能增强和寿命增加的摆式切削刀片以及一种设有所述切削刀片的框锯。
Claims (30)
1.一种摆式切削刀片,包括用于在摆动时切削工件的多个磨蚀颗粒,其中:
至少一部分磨蚀颗粒布置成磨蚀颗粒组的形式;
每一个磨蚀颗粒组均由至少两个磨蚀颗粒构成;
每一个磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒至少沿着切削方向交迭;并且
构成每一个磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒中的相邻磨蚀颗粒之间的距离等于或小于磨蚀颗粒尺寸的3倍。
2.根据权利要求1的摆式切削刀片,其中构成磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒的比率至少为全部磨蚀颗粒的30%。
3.根据权利要求1或者2的摆式切削刀片,其中构成每一个磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒的数目为2到4。
4.根据权利要求1或者2的摆式切削刀片,其中构成每一个磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒中的相邻磨蚀颗粒之间沿着垂直于切削方向并平行于厚度方向的方向上的距离,即沿着宽度方向的偏移,是磨蚀颗粒尺寸的50%或者更小。
5.根据权利要求3的摆式切削刀片,其中构成每一个磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒中的相邻磨蚀颗粒之间沿着垂直于切削方向并平行于厚度方向的方向上的距离,即沿着宽度方向的偏移,是磨蚀颗粒尺寸的50%或者更小。
6.根据权利要求1或者2的摆式切削刀片,其中构成每一个磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒中的相邻磨蚀颗粒之间沿着垂直于切削方向并垂直于切削表面的方向上的距离,即沿着高度方向的偏移,是磨蚀颗粒尺寸的50%或者更小。
7.根据权利要求3的摆式切削刀片,其中构成每一个磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒中的相邻磨蚀颗粒之间沿着垂直于切削方向并垂直于切削表面的方向上的距离,即沿着高度方向的偏移,是磨蚀颗粒尺寸的50%或者更小。
8.根据权利要求4的摆式切削刀片,其中构成每一个磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒中的相邻磨蚀颗粒之间沿着垂直于切削方向并垂直于切削表面的方向上的距离,即沿着高度方向的偏移,是磨蚀颗粒尺寸的50%或者更小。
9.根据权利要求5的摆式切削刀片,其中构成每一个磨蚀颗粒组的磨蚀颗粒中的相邻磨蚀颗粒之间沿着垂直于切削方向并垂直于切削表面的方向上的距离,即沿着高度方向的偏移,是磨蚀颗粒尺寸的50%或者更小。
10.根据权利要求1或者2的摆式切削刀片,其中相邻磨蚀颗粒组之间沿着切削方向的距离是磨蚀颗粒尺寸的5倍或者更大。
11.根据权利要求3的摆式切削刀片,其中相邻磨蚀颗粒组之间沿着切削方向的距离是磨蚀颗粒尺寸的5倍或者更大。
12.根据权利要求4的摆式切削刀片,其中相邻磨蚀颗粒组之间沿着切削方向的距离是磨蚀颗粒尺寸的5倍或者更大。
13.根据权利要求5的摆式切削刀片,其中相邻磨蚀颗粒组之间沿着切削方向的距离是磨蚀颗粒尺寸的5倍或者更大。
14.根据权利要求1或者2的摆式切削刀片,其中磨蚀颗粒被布置成直线。
15.根据权利要求3的摆式切削刀片,其中磨蚀颗粒被布置成直线。
16.根据权利要求14的摆式切削刀片,其中相邻磨蚀颗粒线之间的间隔大于磨蚀颗粒的尺寸。
17.根据权利要求15的摆式切削刀片,其中相邻磨蚀颗粒线之间的间隔大于磨蚀颗粒的尺寸。
18.根据权利要求14的摆式切削刀片,其中相邻磨蚀颗粒线之间的间隔不大于磨蚀颗粒的尺寸。
19.根据权利要求15的摆式切削刀片,其中相邻磨蚀颗粒线之间的间隔不大于磨蚀颗粒的尺寸。
20.根据权利要求14的摆式切削刀片,其中磨蚀颗粒被布置成直线,从而形成以大于磨蚀颗粒尺寸的距离相互间隔的磨蚀颗粒线,和以不大于磨蚀颗粒尺寸的距离相互间隔的磨蚀颗粒线。
21.根据权利要求15的摆式切削刀片,其中磨蚀颗粒被布置成直线,从而形成以大于磨蚀颗粒尺寸的距离相互间隔的磨蚀颗粒线,和以不大于磨蚀颗粒尺寸的距离相互间隔的磨蚀颗粒线。
22.根据权利要求14的摆式切削刀片,其中磨蚀颗粒成直线布置为使得三条相邻磨蚀颗粒线中的一条不与剩余两条相邻磨蚀颗粒线相交迭,同时更加靠近所述两条磨蚀颗粒线中的一条。
23.根据权利要求15的摆式切削刀片,其中磨蚀颗粒成直线布置为使得三条相邻磨蚀颗粒线中的一条不与剩余两条相邻磨蚀颗粒线相交迭,同时更加靠近所述两条磨蚀颗粒线中的一条。
24.根据权利要求14的摆式切削刀片,其中磨蚀颗粒成直线布置为使得三条相邻磨蚀颗粒线中的一条中的磨蚀颗粒与剩余两条相邻磨蚀颗粒线中的一条中的磨蚀颗粒相交迭,而不与另一剩余磨蚀颗粒线中的磨蚀颗粒相交迭。
25.根据权利要求15的摆式切削刀片,其中磨蚀颗粒成直线布置为使得三条相邻磨蚀颗粒线中的一条中的磨蚀颗粒与剩余两条相邻磨蚀颗粒线中的一条中的磨蚀颗粒相交迭,而不与另一剩余磨蚀颗粒线中的磨蚀颗粒相交迭。
26.根据权利要求14的摆式切削刀片,其中切削刀片被分成至少两个区域,在所述区域中磨蚀颗粒成直线布置为使得每一条磨蚀颗粒线均包括两个或者更多个磨蚀颗粒组,并且所述磨蚀颗粒线在所述区域中布置为使得在切削过程期间由后一区域中的磨蚀颗粒线在工件中形成的每一个切削凹槽被布置在由前一区域中的磨蚀颗粒线在工件中形成的相邻切削凹槽之间。
27.根据权利要求15的摆式切削刀片,其中切削刀片被分成至少两个区域,在所述区域中磨蚀颗粒成直线布置为使得每一条磨蚀颗粒线均包括两个或者更多个磨蚀颗粒组,并且所述磨蚀颗粒线在所述区域中布置为使得在切削过程期间由后一区域中的磨蚀颗粒线在工件中形成的每一个切削凹槽被布置在由前一区域中的磨蚀颗粒线在工件中形成的相邻切削凹槽之间。
28.根据权利要求14的摆式切削刀片,其中磨蚀颗粒成直线布置为使得每一条磨蚀颗粒线均包括两个或者更多个磨蚀颗粒组,并且在切削过程期间由后面的磨蚀颗粒线在工件中形成的每一个切削凹槽被布置在由前面的磨蚀颗粒线在工件中形成的相邻切削凹槽之间。
29.根据权利要求15的摆式切削刀片,其中磨蚀颗粒成直线布置为使得每一条磨蚀颗粒线均包括两个或者更多个磨蚀颗粒组,并且在切削过程期间由后面的磨蚀颗粒线在工件中形成的每一个切削凹槽被布置在由前面的磨蚀颗粒线在工件中形成的相邻切削凹槽之间。
30.一种框锯,包括根据权利要求1或者2的多个切削刀片。
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