專利名稱：鋸片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋸片，尤其涉及一種在工件切削(切斷)加工時可減少切削阻力、 提高耐剝落性、提高耐磨耗性的鋸片。
背景技術(shù)：
一般在鋸片中的雙金屬鋸片是指刃部和體部的材料不同的鋸片，是在體部使用強(qiáng) 力彈簧鋼，在鋸片的刃部使用了硬質(zhì)合金、含陶合金、陶器、高速度工具鋼等的硬質(zhì)材料，而 在業(yè)界中所稱的雙金屬鋸條可以是在刃部使用了高速度工具鋼的鋸片。觀察鋸片的一個偏齒，可知道該偏齒與一般的切削鉆相同地以前角、后角及齒尖 的角度即齒角(前面和后面所形成的角)所定義，該前角和后角和齒角之和是90°。鋸片有多種，該鋸片甚至包括手持工具，該手持工具包括作為在人拿著進(jìn)行切削 的、手鋼鋸或木工使用的手鋸等樣式，在這里主要對利用電動馬達(dá)的動力進(jìn)行切削加工的 鋸機(jī)進(jìn)行說明。從鋸片的形狀考慮，鋸機(jī)大致分為圓鋸機(jī)和帶鋸機(jī)，從用途考慮，鋸機(jī)大致分為木 工用和金屬用。在圓鋸機(jī)和帶鋸機(jī)的每一個具有木工用和金屬用，按鋸片的形狀和用途分 類時有四種。在圓鋸機(jī)使用圓鋸片，在帶鋸機(jī)使用帶鋸條。在木工用和金屬用所使用的鋸片的大的區(qū)別在于前角。木工用鋸片是因為工件是 木材，從而設(shè)置了重視了切削質(zhì)量的大的前角，一般是20° 30°。并且，金屬用鋸片的前 角一般設(shè)置為0° 15°。即，在木工用和金屬用中，由于所切斷的工件的特性明顯不同， 所使用的鋸片的齒尖形狀的基本設(shè)計思想不同。其次，利用金屬用對圓鋸片和帶鋸條的大的區(qū)別進(jìn)行說明。株式會社天田(Amada Co.，Ltd.)切削的網(wǎng)站所揭示的金屬切斷用的圓鋸片的代 表性尺寸的刃厚是2. 0 2. 7mm，但是觀察標(biāo)有圓鋸片的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(即，一般的代表例)的 HSS(高速鋼)的圓鋸片，發(fā)現(xiàn)刃厚是2. 5mm。所謂刃厚是指，相當(dāng)于切槽幅度的齒尖末端部 的幅度，作為圓鋸本體的厚度的鋸厚一般為大約85%，從而是2. 5 X0. 85 = 2. 1mm。并且，使用該圓鋸片的圓鋸機(jī)，是使用稱之為CM-400的圓鋸機(jī)。該圓鋸機(jī)CM-400 是記載于與前述相同的株式會社天田切削的網(wǎng)站的結(jié)構(gòu)。其中記載有，可通過CM-400切斷 的工件的最大直徑是在固體材料的情形下直徑是60mm、管子的情形下直徑90mm。S卩，是可 切斷鋸厚2. 1mm、直徑90mm以下的工件的結(jié)構(gòu)。同樣，記載于與前述相同的株式會社天田切削的網(wǎng)站的金屬切斷用的鋸片中記載 為暢銷鋸片(即，一般的代表例)的稱之為SGLB的商品的帶厚是0. 9 1. 6mm。帶厚是指 相當(dāng)于所述圓鋸片的鋸厚的結(jié)構(gòu)，而不是指相當(dāng)于切槽幅度的尺寸。并且，在前述相同的株式會社天田切削的網(wǎng)站對使用該帶鋸條的帶鋸機(jī)進(jìn)行檢 索，發(fā)現(xiàn)是最小型的帶鋸機(jī)，即稱之為HA-250的產(chǎn)品。用于該HA-250的帶鋸條的帶厚是 0. 9mm，可切斷的工件的最大直徑是250mm。對以上內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，SP 圓鋸片鋸厚2. 1mm、切斷工件最大直徑90mm ；帶鋸條 帶厚0. 9mm、切斷工件最大直徑250mm，其中，支持齒尖的鋸片本體的厚度，帶鋸條的情形下 是圓鋸片情形下的大約一半。這表示，在帶鋸條的情形下，與圓鋸片相比較時相對切削阻力的剛性明顯小、齒尖的強(qiáng)度小。并且，在對切斷用工件的大小進(jìn)行比較時，剛性高于帶鋸條 的圓鋸片的一方小，從而直徑90mm以下的小直徑材料的切削效率是圓鋸機(jī)的一方明顯優(yōu) 秀，從而所使用的圓鋸片的設(shè)計思想與帶鋸條完全不同。金屬用的圓鋸片，由于鋸厚大而可支持大的切削阻力，可使得與每個齒對應(yīng)的切 入增大。使得該齒尖以可承受大的切入的方式設(shè)置成具有大約75°的較大的齒角。一般來 講，前角也是10°以下的小角，在其中設(shè)置了負(fù)前角的結(jié)構(gòu)。即，金屬用的圓鋸片，雖然齒尖 有剛性、耐剝落性強(qiáng)、切削能力強(qiáng)，但切削質(zhì)量差。但是切削質(zhì)量差的部分，因為圓鋸片本體 的剛性大而通過圓鋸機(jī)一方進(jìn)行強(qiáng)制切入而抵消。在實際上在帶鋸條并無具體化該樣式的 切削方法的例子，在圓鋸片和帶鋸條的基本設(shè)計思想不同，帶鋸條彎曲為兩個弧度，以使得 齒尖指向工件方向的方式以兩個輪扭曲，從而對增加鋸片本體的剛性方面存在限制。并且，在金屬切斷用的帶鋸條，特別是雙金屬帶鋸條的刃材的材料，普及化的是使 用高速度工具鋼的結(jié)構(gòu)和以硬質(zhì)合金作為主成分的超硬合金的結(jié)構(gòu)。一般來講，超硬合金 非常硬，但同時非常脆弱，因此容易發(fā)生剝落，很難形成銳利的齒尖邊緣。關(guān)于這一點，在帶 鋸條的情形下也相同，使用了超硬合金的金屬切斷用的帶鋸條的齒角大，前角也是10°以 下。以下對金屬切斷用帶鋸條的一般前角及齒角具體是哪種程度的結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。以下的參考文獻(xiàn)是金屬切斷用的帶鋸條，作為參考而使用包括理解為在齒尖使用 高速度工具鋼(HSS，也被稱為高速鋼)的例子的專利文獻(xiàn)。首先，USP4，292，871是1979年2月1日的申請。其中，記載有規(guī)格刃的一般角度、齒角 55°、后角35° 36°的結(jié)構(gòu)，其中 規(guī)格刃是指前角為0°的結(jié)構(gòu)(參照第一項(Action)的50 65行)。即，(1)前角0°、 齒角 55°。并且，至今也使用前角0°的帶鋸條。同樣，在USP4，292，871的說明書中作為典型的鉤型刃(正前角)記載有(2)前角 5° 10°、齒角50° 51°、后角30°的結(jié)構(gòu)。其次，日本特開平8-1743 是主張了優(yōu)先權(quán)日1994年9月27日的申請。其中，作為現(xiàn)有的帶鋸條記載有(3)前角10°、齒角48°、后角32°的結(jié)構(gòu)(參照 0010 0017 段)。并且，日本特開2005-118949是2003年10月17日的申請。在這里，作為一般鋸片記載有前角10° 士5°、后角30° 士 10°的結(jié)構(gòu)(參 照0008段)。在此情形下，前角可以是5° 15°、后角是20° 40°，但由于常被 認(rèn)為在前角5°時后角是40°，在前角15°時后角是20°，因此一般被認(rèn)為齒角是從 90° -5° -40° =45° 到 90° -15° -20° =55° 之間。BP, (4)前角是 5° 15°、齒角是 45° 55°。如前所述，就金屬切斷用帶鋸條的一般前角、齒角的情形下，1979年和現(xiàn)在比較時 也沒有大的變化，如果取上述最小值和最大值時，前角是0° 15°、齒角是大約45°
。特別是前角不超過15°是因為在金屬切斷用帶鋸條用的切削機(jī)的規(guī)格不超過15°。 在下述的特殊的發(fā)明的現(xiàn)有例中沒有記載前角或齒角的情形下，可參照這些值。以下觀察特殊的現(xiàn)有例，即觀察至今為止的研究事例。在前述USP4，292，871記載有(5)前角4° 7°、齒角53° 61°、后角25° 31°的結(jié)構(gòu)(參照第三項的35行)。在所述日本特開平8-174334中作為具有大的齒角的 齒，記載有(6)前角7° 10°、齒角55° 68°、后角15° 30°的結(jié)構(gòu)，具體說明是， 就實驗中使用的鋸片，記載有(7)前角7.5°、齒角59. 5°、后角23° (參照0010 0017 段)。日本特開2005-349512是2004年6月9日的申請，記載有前角10°、背角(kick angle) 70° (參照0018段)。所謂背角是指齒角和前角之和，齒角是70° -10° =60°。 即，(8)前角10°、齒角60°。USP5，018，421是1988年4月7日的申請，記載有(9)前角7° 12. 5。、齒角 61° 64° (參照第二項的35 40行)。并且，作為該發(fā)明的實驗用的鋸片，記載有(10) 前角 7. 5°、齒角 62. 5° (參照 TABLE1)。日本特開平6-716是1992年6月18日的申請，記載有后角32.5°、前角9° (參 照圖3)。即，(11)前角9°、齒角48. 5°。日本特開平11-19821是主張了優(yōu)先權(quán)日1997年5月8日的申請。在其中記載有，后角優(yōu)選為15° 45°、特別優(yōu)選為20° 35°，在后角是45° 以上時雖然提高了對工件的切削性，但齒尖變?yōu)殇J角而減少剛性的同時容易發(fā)生磨耗，被 認(rèn)為在后角45°時的前角是0°、齒角是45°。并且記載有，在后角是15°以下時雖然會提高剛性，但容易減少切入性(參照 0036段)。雖然沒有所述后角是15°的情形下的前角、齒角的記載，如果推測前述的一般金 屬切斷用帶鋸條的前角的最大值是15°，則可推測齒角是90° -15° -15° =60°。即，可 推測(12)前角是0° 15°、齒角是45° 60°。日本特開平11-147201是主張了優(yōu)先權(quán)日1997年9月8日的申請。在其中記載有通過塑性變形來增大前角的鋸片的發(fā)明，前角是5° 30° (參照 權(quán)利要求3)。雖然沒有對齒角的記載，在此情形下被認(rèn)為是前述的一般金屬切斷用帶鋸條的齒 角45° 55°。SP，推測為(13)前角5° 30°、齒角45° 55°。日本特開平11-28615是1998年5月15日的申請(參照0039段)。在將前角設(shè) 為規(guī)定值時，后角αΑ:30° 40°、αΒ:27° 40°、α C :20° ；35° ；在將后角設(shè)為規(guī) 定值時，前角ΘΑ:4° 15°、ΘΒ:3° 13°、θ C :0° 11° ；不考慮前角、后角時，齒 角βΑ:40° 50°、βΒ:40° 55°、3C:45° 75°。在該模式中，個別記載了齒尖的 角度，雖然對前角和齒角的關(guān)系未進(jìn)行明確記載，但可以知道至少在前角0° 15°、齒角 40° 75°的范圍內(nèi)進(jìn)行了研究。但是，前角15°、齒角75°此一組合是不可實現(xiàn)的。那是由于后角不可能成為 0°。在前述日本特開平11-19821所示的模式中，有必要考慮后角是大約15°，很自然到 考慮到在前角是15°時齒角是60°。即，本發(fā)明的研究范圍，考慮到組合時應(yīng)為(14)前角 0° 15°、齒角40° 75°的范圍，最小后角是15°。日本發(fā)明專利第3870158號是主張了優(yōu)先權(quán)日2000年7月18日的申請。其中記 載有(15)前角5° 10° (在圖中是8° )、齒角45° 65° (在圖中是55° )，后角是 20° 35° (在圖中是27° )(參照0015段 0020段)。對以上專利申請的說明中所賦予的數(shù)字總結(jié)如下。
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(1)前角0°、齒角M 55° (后角；35° 36° );(2)前角5° 10°、齒角 50° 51° (后角四。 35° ) ； (3)前角10°、齒角48° (后角32° );(4)前角5° 15°、齒角45° 55° (后角20° 40° ) ;(5)前角4° 7°、齒角53° 61° (后 角22° 33° ) ； (6)前角V 10°、齒角55° 68° (后角12° 28° ) ； (7)前角 7.5°、齒角59. 5° (后角23° ) ； (8)前角10°、齒角60° (后角20° );(9)前角7° 12.5°、齒角 61° 64° (后角 13.5° 22° );(10)前角 7.5°、齒角 62.5° (后角 20° ) ；(11)前角 9°、齒角 48.5° (后角 32.5° ) ； (12)前角 0° 15°、齒角 45° 60° (后角15° 45° ) ； (13)前角5° 30°、齒角45° 55° (后角5° 40°);
(14)前角0° 15°、齒角40° 75°的范圍、最小后角是15°(后角15° 50° );
(15)前角5° 10°、齒角45° 65°(后角15° 40° )。在這些例子，(6)例的范圍 包括后角過小的范圍，但(6)、(13)及(14)此三例的范圍，包含了其他所有的例子。并且， 在(1) (1 中，括號內(nèi)所示的后角是計算值，因此根據(jù)其計算方法而與文獻(xiàn)記載的值多 少有些不同。使用帶鋸條的鋼材的切斷，在與圓鋸片相比時可切斷大尺寸的工件而大大優(yōu)于使 用圓鋸片的情形，但將帶鋸條與圓鋸片相比時，發(fā)現(xiàn)帶鋸條相對圓鋸片無剛性而單位時間 的切斷面積小。并且，由于切斷的工件大于使用圓鋸片的情形下的工件，因此切削一個工件 的時間長。近年來，因為在鋼材銷售行業(yè)中對縮短交貨期限的要求不斷增強(qiáng)，也相應(yīng)地要求 縮短帶鋸條的切斷時間。在以現(xiàn)有的帶鋸條進(jìn)行高速切斷時，會由于切削阻力會變大、鋸片本體無剛性而 容易發(fā)生切削偏差或剝落，存在必須減少切削阻力的問題。并且，在以現(xiàn)有的帶鋸條進(jìn)行高速切斷時，會導(dǎo)致在齒槽內(nèi)充滿切屑而發(fā)生堵塞， 使得切斷面變粗糙。在所述專利文獻(xiàn)4中記載的鋸片，是在齒尖不使用補(bǔ)強(qiáng)部、不發(fā)生剝落地順利排 出切屑的結(jié)構(gòu)。如前所述，此鋸齒的構(gòu)成是前角10°、齒角60°，特別是在使得齒角變小來進(jìn)行 高速切斷的情形下的切削阻力的減少不充分。并且，雖然在前面設(shè)置有可卷曲切屑的形狀，但在說明書的內(nèi)容中未設(shè)置可緊湊 化切屑的結(jié)構(gòu)，由此在進(jìn)行高速切斷的情形下切屑會充滿到齒槽內(nèi)而導(dǎo)致齒槽被切屑阻 塞，導(dǎo)致切斷面變粗糙。并且，在專利文獻(xiàn)6記載的鋸齒，是用于生成有效卷曲的切屑的結(jié)構(gòu)，是將可卷曲 切屑的結(jié)構(gòu)設(shè)置在齒尖的代表性的帶鋸條。如果以此帶鋸條進(jìn)行高速切斷時，雖然切屑緊湊化而發(fā)揮解決阻塞的效果，但如 前所述地，鋸齒的結(jié)構(gòu)是前角9°、齒角48. 5°，特別是在通過將前角變小來進(jìn)行高速切斷 的情形下，切削阻力的減少不充分。并且，可卷曲切屑的形狀，在未設(shè)置成對應(yīng)于齒尖距離時不能發(fā)生有效的功能，對 該點沒有任何說明，通過齒尖距離不足以實現(xiàn)切屑的緊湊化。并且，在所述專利文獻(xiàn)10中記載的鋸片，是將在雙金屬邊界部，即，在刃部和體部 焊接在一起的部分的長度尺寸變大，從而提高強(qiáng)度而可應(yīng)對剝落的結(jié)構(gòu)。
雖然在前面部分設(shè)置有可卷曲切屑的形狀，但從說明書的內(nèi)容考慮，未記載有可 緊湊化切屑的內(nèi)容，因此效果不明確。并且，這也如前所述地，前角5° 10°、齒角45° 65°，特別是在通過將前角 變小來進(jìn)行高速切斷的情形下，切削阻力的減少不充分。并且，在所述專利文獻(xiàn)8中記載的鋸片的鋸齒的結(jié)構(gòu)，記載有前角5° 30° (參 照權(quán)利要求3)，無齒角的記載，在此情形下所述一般的金屬切斷用帶鋸條的齒角被認(rèn)為是 45° 55°。前角5° 30°的范圍廣，包含從一般值到較大的值，在說明書中可根據(jù)齒高而 不同，例如，引導(dǎo)齒的前角是15°、第一對連接齒是17° ...19°、…21° (參照0008段)。 這些值大于一般值，在以此模式的帶鋸條進(jìn)行高速切斷時預(yù)計切削阻力也相對減小。但是， 在該帶鋸條并未采取減少切屑阻塞的對策，在進(jìn)行高速切斷的情形下會在齒槽內(nèi)充滿切屑 而引起齒槽阻塞，使得切斷面變粗糙。并且，在進(jìn)行齒切削加工后使用稱為鐓鍛工具(upsetting tool) (0022段)的工 具進(jìn)行塑性變形，使得前角變大。S卩，在進(jìn)行齒切削加工后進(jìn)行了二次加工，從而導(dǎo)致了成本的提高。并且，為了在引導(dǎo)齒設(shè)置傾斜而在熱處理后進(jìn)行磨削加工，從而進(jìn)一步提高了成 本。如上所述，專利文獻(xiàn)8中記載的鋸片，存在使得切斷面粗糙的問題和導(dǎo)致成本升 高的問題，從而有必要提高切削性能和制造成本的減少。如上所述，推測為齒角45° 55°，但因為存在進(jìn)行齒尖的塑性加工、為在引 導(dǎo)齒設(shè)置傾斜而進(jìn)行磨削加工等的與一般帶鋸條不同的特殊性，從而對推測齒角45°
是否恰當(dāng)是值得考慮的。并且，在該說明書中記載有“在賦予鋸齒狀后具有大約10°的前角…”(0008段)、 “在這種情況下的前角，是不能通過銑刀制造的…”(0023段)，意味著可通過一般的齒切削 加工機(jī)(銑床)所獲得的帶鋸條的前角是10°。并且，記載有“將在賦予鋸齒狀后具有大約10°的前角的引導(dǎo)齒塑性變形為前角 具有大約15°是具有意義的”(0008段)，推測在進(jìn)行齒切削加工后所獲得的最大前角是 10°。最大前角是10°的齒切削加工機(jī)是舊型機(jī)，在現(xiàn)狀可以到大約15°。這也表示一 般齒切削機(jī)的規(guī)格不超過15°。S卩，在現(xiàn)有鋸片的開發(fā)中未考慮耐剝落性、減少切削阻力的效果、耐磨耗性此三個 要素之間的相互關(guān)聯(lián)。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 美國發(fā)明專利第號公報；專利文獻(xiàn)2 日本國特開平 8-174334號公報；專利文獻(xiàn)3 日本國特開2005-118949號公報；專利文獻(xiàn)4 日本國特開 2005-349512號公報；專利文獻(xiàn)5 美國發(fā)明專利USP5018421號公報；專利文獻(xiàn)6 日本國特 開平6-716號公報；專利文獻(xiàn)7 日本國特開平11-19821號公報；專利文獻(xiàn)8 日本國特開 平11-147201號公報；專利文獻(xiàn)9 日本國特開平11-28615號公報；專利文獻(xiàn)10 日本國發(fā) 明專利第3870158號公報。發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題為解決上述問題的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種可提高鋸片的鋸齒的耐剝落性、減少切削阻力、提高耐磨耗性及抑制切屑在齒槽內(nèi)阻塞的鋸片。技術(shù)方案本發(fā)明是以如下方式實現(xiàn)的，本發(fā)明第一方面的鋸片，包括具有前面、前角Θ、齒 角β、后角α的多個鋸齒，其中，17°彡θ彡40°、35°彡β彡58°、α > 15° ；所述 前角θ、所述齒角β、所述后角α之和是90° ；與所述鋸齒的前面相切的圓弧狀切屑卷曲 部的半徑r設(shè)為鋸齒距離或該鋸片的平均鋸齒距離的10% 士4% ；所述切屑卷曲部的扇角 (fan angle) Φ是85° 士20° ；從所述切屑卷曲部和從該鋸齒的齒底側(cè)伸出的齒槽形成面 的交叉部到該鋸齒的齒尖的尺寸h是(2rXl. 1) 士0.2(2rXl. 1)。根據(jù)第一方面的本發(fā)明第二方面的鋸片，在鋸片所具有的多個鋸齒的齒高存在高低差。根據(jù)第一方面或第二方面的本發(fā)明第三方面的鋸片，在所述鋸齒的齒尖施有硬質(zhì)涂層。根據(jù)第一方面 第三方面中的任意方面的本發(fā)明第四方面的鋸片，所述鋸齒保持 進(jìn)行齒切削加工后的狀態(tài)。本發(fā)明第五方面的鋸片的制造方法，包括如下步驟進(jìn)行滿足如下條件的鋸 齒的齒切削加工在將該鋸片的鋸齒的前角設(shè)為θ、齒角設(shè)為β、后角設(shè)為α?xí)r， 17°彡θ彡40°、35°彡β彡58°、α > 15°且θ+β+ α =90°，與所述鋸齒的前面 相切的圓弧狀切屑卷曲部的半徑r設(shè)為鋸齒距離或該鋸片的平均鋸齒距離的10% 士4%， 所述切屑卷曲部的扇角是85° 士20°，從所述切屑卷曲部和從該鋸齒的齒底側(cè)伸出的齒 槽形成面的交叉部到該鋸齒的齒尖的尺寸h是(2rXl. 1) 士0.2(2rXl. 1)；以保持所述前 角Θ、齒角β、后角α無改變的狀態(tài)的方式進(jìn)行左右偏齒的彎曲。技術(shù)效果根據(jù)上述第一方面 第五方面記載的本發(fā)明，通過將鋸片的鋸齒的前角、齒角、后 角、切屑卷曲部的半徑、切屑卷曲部的扇角及從所述切屑卷曲部和齒槽形成面的交叉部到 該鋸齒的齒尖的尺寸成為適當(dāng)值，可減少鋸齒的切削阻力，提高耐剝落性、提高耐磨耗性的 同時防止齒槽被切屑阻塞。


圖1(a) 圖1(d)是概念地、概略地表示根據(jù)本發(fā)明 實施方式的帶鋸條的示意圖。圖2(a) 圖2(d)是本發(fā)明實施方式的帶鋸條，表示實際制 造時的各部尺寸的示意圖。圖3是表示根據(jù)實施例2的帶鋸條的鋸齒的構(gòu)成的示意圖。圖 4是表示作為比較例的鋸齒的構(gòu)成的示意圖。圖5是表示作為比較例的現(xiàn)有的代表性鋸齒 的構(gòu)成的示意圖。圖6是表示切斷工件的實驗結(jié)果的示意圖。圖7是(a)及圖7(b)是表 示根據(jù)帶鋸條的工件的切斷面的凹凸的大小的示意圖。圖8是表示鋸片的前角、齒角、后角 和耐剝落性、耐磨耗性、切削阻力的關(guān)系的實驗結(jié)果的示意圖。圖9(a) 圖9(d)進(jìn)一步表 示其他實施例的帶鋸條的示意圖。
具體實施例方式以下，結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。圖1是概念地、概略地表示根據(jù)本發(fā)明實施方式的帶鋸條1的結(jié)構(gòu)。帶鋸條1與 一般的帶鋸條相同地，作為一個組而具有如下部件在帶鋸條1的行走方向(箭頭A方向) 觀察時未進(jìn)行左右方向的彎曲的直齒S、進(jìn)行了右方向彎曲的多個右偏齒Rl、R2、進(jìn)行了左 方向的彎曲的多個左偏齒Ll、L2。并且，一個組中的直齒S的數(shù)量、左右的偏齒R、L的數(shù)量是任意的，且直齒S、左右 的偏齒R、L的配置順序是任意的。并且，直齒S、左右的偏齒R、L之間的距離Pl P5是任 意的，可以是具有彼此相同的距離或彼此不同的距離。并且，一個組內(nèi)的直齒S、左右的偏齒R、L的齒高尺寸也是任意的。并且，一個組內(nèi)的多個左右的偏齒R、L的左右方向的彎曲量 也是任意的。所述帶鋸條1，是通過例如壓力切斷加工、銑削加工、磨削加工或激光切削加工等 的適當(dāng)?shù)募庸し椒ㄋ庸さ慕Y(jié)構(gòu)，所述直齒S、左右的偏齒R、L分別齒切削加工成大致相同 的形狀。并且，左右的偏齒R、L設(shè)置成，在進(jìn)行齒輪加工后，為了對該左右的偏齒R、L的形 狀進(jìn)行變更(變形)僅進(jìn)行左右方向的彎曲加工，不需要進(jìn)行例如鍛造加工等的二次加工。在所述直齒S、左右的偏齒R、L的行走方向A的前側(cè)分別形成有齒槽G，在形成該 齒槽G的齒槽形成面3和在各鋸齒(S、R、L)的齒尖所具有的前面5之間，設(shè)置有用于對在 工件(未圖示)的切斷加工時連續(xù)發(fā)生的切屑進(jìn)行卷曲的圓弧狀的切屑卷曲部7。并且，在 各鋸齒(S、R、L)的齒尖分別形成有后面9。如圖1(d)所示，所述各鋸齒(S、R、L)的前角是θ，后角是α。并且，所述前面5 和后面9所形成的齒角是β。從而，上述前角θ和后角α和齒角β的和為90°。并且， 在所述鋸齒(S、R、L)，所述圓弧狀的切屑卷曲部7是以具有與所述前面5相切的圓弧狀面 的方式構(gòu)成，該切屑卷曲部7的半徑為r，與圓弧狀面和所述齒槽形成面3的交叉部11、和 與所述前面5的接觸部13之間的扇角是Φ。并且，從所述交叉部11到鋸齒的齒尖(末端 部)的高度尺寸是h。在這里，所述高度尺寸h，通過與切屑卷曲部7的半徑r的關(guān)系而設(shè)為 (2rXl. 1) 士 0.2(2rXl. 1)。S卩，在工件的切斷(切削)時發(fā)生的切屑，是通過所述切屑卷 曲部7的半徑r和扇角Φ所確定的圓弧部引導(dǎo)而賦予卷曲方式。并且，切屑在上述切屑卷 曲部7旋轉(zhuǎn)1次時，此時該直徑變?yōu)?r。從而，考慮到連續(xù)發(fā)生的切屑在切屑卷曲部7卷 曲，高度尺寸h優(yōu)選為在2r以上。并且，高度尺寸h，是用于規(guī)定從鋸齒的齒尖到切屑卷曲 部7的高度位置。如果所述高度尺寸h過小時，切屑不會在切屑卷曲部7卷曲，會使得在切屑卷曲部 7發(fā)生阻塞。反之，所述高度尺寸h過大時，會使得從鋸齒的齒尖到切屑卷曲部7的距離變 長，導(dǎo)致在切削時連續(xù)發(fā)生的切屑達(dá)到切屑卷曲部7而賦予充分卷曲方式之前溫度減少， 不能對切屑賦予充分卷曲方式。從而，所述高度尺寸h，通過與切屑卷曲部7的半徑r的關(guān)系而優(yōu)選設(shè)為 (2rXl. 1) 士0. 2QrXl. 1)范圍內(nèi)。如前所述，在工件的切削加工時發(fā)生的切屑是在切屑卷曲部7進(jìn)行卷曲的結(jié)構(gòu)， 所發(fā)生的切屑的長度是由于與鋸齒(S、R、L)的前側(cè)的距離P的尺寸大致相同的長度，從而 切屑卷曲部7的半徑r是與鋸齒的前側(cè)的距離P對應(yīng)的尺寸。即，在如圖1所示的鋸片1 的情形下，例如在右偏齒Rl的情形下設(shè)為(PI X0. 1 士Pl X0.04)，左偏齒Ll的情形下設(shè)為 例如(P2X0. 1 士P2X0. 04)。并且，在一組內(nèi)發(fā)生的切屑的長度不會有大的不同，可將一組的距離Pt除以一組 的齒數(shù)而得的平均距離的值，用于所述距離P1、P2…等的替換。如此，使用平均距離的值設(shè) 定切屑卷曲部7的半徑r的情形下，使得各鋸齒(S、R、L)的切屑卷曲部7的半徑r變得相 同，更容易進(jìn)行各鋸齒(S、R、L)的加工。然而，在所述切屑卷曲部7的半徑r變?yōu)樾∮?PXO. I-PX0. 04)時，因與距離對 應(yīng)的切屑長度相比時，半徑r及與其對應(yīng)的尺寸h小而使得切屑充滿，存在發(fā)生阻塞的問題，在所述切屑卷曲部7的半徑變?yōu)榇笥?PXO. 1+PX0. 04)時，因與半徑r對應(yīng)的尺寸h 變大，從而在未對切屑賦予充分卷曲方式之前溫度下降，不能達(dá)到充分的卷曲而發(fā)生長長 地(long-drawn)伸出的切屑，該切屑夾入切槽和鋸片的體部而導(dǎo)致在切斷面發(fā)生凹凸的 問題，從而切屑卷曲部7的半徑r優(yōu)選設(shè)為(P X0. 1 士P X 0.04)。并且，所述切屑卷曲部7的扇角Φ設(shè)為85° 士20°。即，在切削工件時以鋸齒 的齒尖切取的切屬沿著前面5連續(xù)流到切屑卷曲部7，通過該切屑卷曲部7的半徑r、扇 角Φ的關(guān)系而確定切屑卷曲的端部的曲率的結(jié)構(gòu)。在此，所述扇角Φ小于(85° -20° ) 時與前相同地不能賦予足夠的卷曲，使得切斷面發(fā)生凹凸，大于(85° +20° )時切屑僅 收納到該扇形的內(nèi)部，其結(jié)果使得有效齒槽變小、發(fā)生阻塞的問題，從而扇角Φ優(yōu)選設(shè)為 85° 士20°。通過上述說明可知，優(yōu)選為，在對通過帶鋸條1進(jìn)行工件的切斷加工時發(fā)生的切 屑進(jìn)行緊湊卷曲時，與鋸齒的齒尖距離(或平均距離)P的尺寸對應(yīng)地設(shè)置切屑卷曲部7的 半徑r、扇角Φ，與上述半徑r對應(yīng)地設(shè)定齒尖的所述高度尺寸h。根據(jù)前述各部的設(shè)定條件如圖2所示地制造了 Pl = 8. 5mm、P2 = 10. 2mm、P3 = 12. 3mm、P4 = 12. 7mm、P5 = 11. 3mm、θ = 30°、α = 24°、β = 36°、Φ = 90°、h = 2. 42mm、r = 1. Imm的帶鋸條1。并且，如圖3所示地制造了鋸齒的距離Pl P5與鋸片1 的距離Pl P5是相同的尺寸、鋸齒的前角θ =20°、后角α =20°、齒角β =50°、高 度尺寸h = 2. 42mm、半徑r = 1. 1mm、扇角Φ =90°的帶鋸條1Α。為了進(jìn)行比較，同樣將 距離Pl Ρ5設(shè)為相同、省略切屑卷曲部7，如圖4所示地制造了鋸齒的前角θ =30°，后 角α = °，齒角β =36°的帶鋸條1Β，及如圖5所示地制造了作為現(xiàn)有帶鋸條的代表 性結(jié)構(gòu)而具有前角θ = 10°、后角α = 30°、齒角β = 50°的帶鋸條1C。并且，進(jìn)行了所述帶鋸條1、1Α、IB、1C，此四種帶鋸條的切斷實驗。所使用的帶鋸機(jī) 是株式會社天田的ΗΑ-400、工件是JIS SKD61，直徑是252mm。切削條件是帶鋸條的旋轉(zhuǎn)速 度是40m/min，切削率是40cm7min。以上述切削條件將所述工件切斷為20段時，將通過現(xiàn) 有的帶鋸條IC切削為20段時的切削阻力設(shè)為100%時的所述各帶鋸條1、1A、1B的值如圖 6所示。如圖6所示，對通過各帶鋸條1、1A、IB、IC切削為20段時進(jìn)行比較，帶鋸條IA的切 削阻力減少了 20%，而帶鋸條1、1B的切削阻力減少了 30%。即，現(xiàn)有的帶鋸條IC的鋸齒 的前角θ是10°，小于其他帶鋸條1、1Α、1Β的鋸齒的前角θ，從而帶鋸條的行走方向(主 分力方向)的切削阻力大的結(jié)構(gòu)。并且，帶鋸條1、1Β的鋸齒的前角θ均為30°，是大于帶 鋸條IA的鋸齒的前角θ =20°的結(jié)構(gòu)，從而帶鋸條1、1Β的切削阻力小于帶鋸條IA的切 削阻力。并且，帶鋸條1、1Β的的鋸齒的前角θ =30°而均相同，從而切削阻力的減少率大 致相同。上述帶鋸條1、1Β的鋸齒結(jié)構(gòu)的不同在于是否有切屑卷曲部7。在此，對通過前述 的帶鋸條1及帶鋸條IB對相同的工件進(jìn)行相同的加工條件的切斷時的切斷面的凹凸進(jìn)行 了測定，獲得了如圖7(a)、(b)所示的結(jié)果。即，通過帶鋸條1的切斷面的凹凸(工件中央 部附近，鋸片切入方向(與鋸片行走方向垂直的方向)大約50mm的凹凸形狀)是0.04mm， 通過帶鋸條IB的切斷面的凹凸是0. 11mm。即，確認(rèn)了因為帶鋸條的鋸齒具有切屑卷曲部7 而可使得切斷面的凹凸變小。
S卩，鋸片的鋸齒的前角θ越大的一方的切削阻力變得越小，且通過在鋸齒的前面 5連續(xù)具有切屑卷曲部7而可抑制工件切斷面的凹凸的結(jié)構(gòu)。如前所述，確認(rèn)了就切削阻力的情形下需要鋸齒的前角θ大的結(jié)構(gòu)。在此，因為 鋸齒的前角θ和后角α之和是90°，為確認(rèn)鋸齒的耐剝落性、耐磨耗性，制造了將所述帶 鋸條1的鋸齒的前角θ在10° 41°范圍內(nèi)每次變更1°的同時將齒角β在33° 59° 范圍內(nèi)每次變更1°的齒尖結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，且將切屑卷曲部7的半徑r設(shè)為平均鋸齒距離的 10% 士4%、扇角Φ設(shè)為85° 士20°、高度尺寸h設(shè)為(2rXl. 1) 士0. 2(2rXl. 1)的范圍 的帶鋸條，以與前述相同的切削條件進(jìn)行了工件的切削的結(jié)果列于圖8。如圖8所示，雖然通過粗的實線圍繞的范圍的耐剝落性良好，但以虛線所圍繞的 范圍發(fā)生了早期剝落。即，前角θ變小、并且齒角β變小時，存在容易發(fā)生早期剝落的傾 向。并且，如圖8所示地以▲表示的范圍，是在表示耐剝落性的范圍和容易發(fā)生早期剝落的 范圍之間，有時表示耐剝落性，并且有時表示早期剝落性，是一個不明確的范圍，因此判斷 為不屬于實用范圍。為了在具有優(yōu)秀的耐剝落性的范圍內(nèi)實現(xiàn)高速切斷，通過將前角θ變大來確認(rèn) 了可實現(xiàn)在現(xiàn)有帶鋸條IC的基礎(chǔ)上進(jìn)一步減少10%以上的切削阻力的范圍，發(fā)現(xiàn)是在圖8 中以T表示的范圍是其切削阻力的減少情況為10%以下的范圍，該范圍不是優(yōu)選范圍。從 而，確認(rèn)了前角θ優(yōu)選為17°以上。其次，對鋸齒齒尖的耐磨耗性進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)以后角α =90° _(前角Θ+齒角 β)的方式計算后角α?xí)r，后角α在14°以下的范圍，即，如圖8所示的以M表示的范圍 是容易發(fā)生早期磨耗的范圍。即，考慮到磨耗性，后角α優(yōu)選為15°以上。如圖8所示，以◎表示的范圍是已確認(rèn)了提高了耐剝落性、減少了切削阻力、 提高了耐磨耗性的范圍。在該范圍內(nèi)，在前角θ是17° ( θ <40°，在齒角β是 ；35°彡β彡58°。并且后角α在15°以上范圍，且保持前角θ +齒角β+后角α =90° 范圍。如前所述，鋸齒保持前角θ在17° 40°、齒角β在35° 58°、后角α在 15°以上的范圍，且保持前角Θ +齒角β +后角α =90°范圍，通過該鋸齒所具有的切屑 卷曲部7的半徑r是鋸齒距離P或平均鋸齒距離的10% 士4%范圍、扇角Φ是85° 士20° 的范圍，高度尺寸h是(2rX 1. 1) 士0. 2 (2rXl. 1)的范圍，在提高鋸齒的耐剝落性、耐磨耗 性的同時具有減少切削阻力的效果，且以在切屑卷曲部7不發(fā)生阻塞、抑制工件切斷面的 粗糙度的方式進(jìn)行工件的切斷，從而可如前述那樣地解決現(xiàn)有問題。如前所述，通過帶鋸條進(jìn)行工件的切斷時的耐剝落性、切削阻力、耐磨耗性是與各 鋸齒的齒角、前角、后角有關(guān)，且在齒槽內(nèi)的由于切屑所引起的阻塞是與為了卷曲切屑的切 屑卷曲部的有無有關(guān)，此切屑卷曲部的半徑、扇角、及從齒尖的高度位置是與鋸齒距離有 關(guān)，由此通過如前所述地規(guī)定所述齒角、前角、后角此三要素及切屑卷曲部的半徑、扇角及 從齒尖的高度位置，從而提高耐剝落性、減少切削阻力及提高耐磨耗性的同時有效防止齒 槽被切屑阻塞，如前所述地解決的現(xiàn)有問題的不足。并且，為了進(jìn)一步提高鋸齒的耐磨耗性而優(yōu)選為進(jìn)行例如氮化物、碳化物、氧化物
類的硬質(zhì)涂層。圖9是表示實施例2的帶鋸條的結(jié)構(gòu)，在該帶鋸條具有與左右的偏齒to、Ln相比齒高尺寸低的左右的偏齒Rw、Lw，將該低的左右的偏齒Rw、Lw的彎曲量設(shè)置成大于齒高尺 寸高的左右的偏齒to、Ln的彎曲量。并且，各鋸齒間的距離Pl P5及各鋸齒的前角Θ、 后角α、齒角β，切屑卷曲部7的半徑r、扇角Φ、高度尺寸h，設(shè)為如圖9所示。通過該帶 鋸條也可獲得與前述的帶鋸條相同的效果。并且，將日本國發(fā)明專利申請第2008-211674號(2008年8月20日)的全部內(nèi)容 作為參考而納入到本發(fā)明說明書中。本發(fā)明并不限于前述發(fā)明的實施方式的說明，可通過進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏鼇磉M(jìn)行多種 形態(tài)的實施。
權(quán)利要求
1.一種鋸片，包括具有前面、前角θ、齒角β、后角α的多個鋸齒，其中， 17°彡θ彡40°、35°彡β彡58°、α > 15° ；所述前角θ、所述齒角β、所述后角 α之和是90° ；與所述鋸齒的前面相切的圓弧狀切屑卷曲部的半徑r設(shè)為鋸齒距離或該 鋸片的平均鋸齒距離的10% 士4% ；所述切屑卷曲部的扇角Φ是85° 士20° ；從所述 切屑卷曲部和從該鋸齒的齒底側(cè)伸出的齒槽形成面的交叉部到該鋸齒的齒尖的尺寸h是 (2rXl. 1) 士0. 20rXl· 1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸片，在鋸片所具有的多個鋸齒的齒高存在高低差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸片，在所述鋸齒的齒尖施有硬質(zhì)涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋸片，所述鋸齒保持進(jìn)行齒切削加工后的狀態(tài)。
5.一種鋸片的制造方法，包括如下步驟進(jìn)行滿足如下條件的鋸齒的齒切削加工在將該鋸片的鋸齒的前角設(shè)為θ、齒角 設(shè)為β、后角設(shè)為α?xí)r，17°≤θ≤40°、35°≤β≤58 °、α > 15 °且θ + β + α =90°，與所述鋸齒的前面相切的圓弧狀切屑卷曲部的半徑r設(shè)為鋸齒距離或該鋸 片的平均鋸齒距離的10% 士 4%，所述切屑卷曲部的扇角是85° 士 20°，從所述切屑 卷曲部和從該鋸齒的齒底側(cè)伸出的齒槽形成面的交叉部到該鋸齒的齒尖的尺寸h是 (2rXl. 1) 士0. 2UrXl· 1)；以保持所述前角Θ、齒角β、后角α無改變的狀態(tài)的方式進(jìn)行左右偏齒的彎曲。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鋸片，在將該鋸片的鋸齒的前角設(shè)為θ、齒角設(shè)為β、后角設(shè)為α?xí)r，前角θ為17°≤θ≤40°、齒角β為35°≤β≤58°、后角α為α＞15°，所述前角θ、齒角β、后角α之和是90°，與所述鋸齒的前面(5)相切的圓弧狀切屑卷曲部(7)的半徑r設(shè)為鋸齒距離或該鋸片的平均鋸齒距離的10％±4％，所述切屑卷曲部(7)的扇角φ是85°±20°，從所述切屑卷曲部(7)和從該鋸齒的齒底側(cè)伸出的齒槽形成面(3)的交叉部(11)到該鋸齒的齒尖的尺寸h是(2r×1.1)±0.2(2r×1.1)。
文檔編號B23D61/12GK102123810SQ20098013197
公開日2011年7月13日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月20日
發(fā)明者押部勝彥, 辻本晉 申請人:株式會社天田, 株式會社天田機(jī)床