CN101585099A - 一种可加强焊缝强度的双金属带锯条加强齿 - Google Patents
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Abstract
一种可加强焊缝强度的双金属带锯条加强齿，由背材部分和齿材部分构成，齿缘依次有第三后角边缘、第二后角边缘、前缘，第三后角边缘下端接齿沟线，所述前缘顶端与第二后角边缘之间有第一后角边缘而使齿型成为三后角形状，第一后角a2大于第二后角a3，第二后角a3小于第三后角a4，且20°≤a2≤45°，10″≤a3≤35°，45°≤a4≤85°，第一后角的齿尖高度为0.2mm－0.40mm，刃口与切削方向的夹角a5为：70°≤a5≤85°，主副偏角a6为：3°≤a6≤25°。它具有较好的柔韧性并在锯切复杂形状工件时仍可保持高效高速的锯切，且锯带使用寿命延长。
Description
技术领域
本发明涉及双金属带锯条，进一步是指它的锯齿结构。
背景技术
随着制造业的日益发展，双金属带锯条的应用领域越来越广，同时，锯切工件的多样化也对锯切的齿型以及锯切效率提出了更高的要求。
现有技术中，双金属带锯条是由高速钢齿尖和弹簧钢背材组成，齿尖和背材之间的焊缝是通过电子束焊、激光焊或其他焊接方式来完成，由于锯切时齿部圆角大约到0.25mm即不能继续使用，因此齿尖高速钢部分的高度一般控制在1mm-1.7mm之间。由于齿尖部分高速钢高度有限，焊缝离齿尖相对较近，焊缝长度在正常齿的情况下相对较短，一般只有1mm-1.7mm左右，同时焊缝及其受热影响区的强度较高速钢或背材部分都低，因此在双金属带锯条锯切过程中，如果锯切震动过大，或被锯切材料中含杂质较高，则齿尖很容易在强度最脆弱的焊缝区或热影响区(焊缝3的边缘外0.05mm-0.2mm与高速钢或背材的连接区域)断开，俗称“拉齿”，这种现象经常在锯切45号钢，A3钢以及形状复杂的钢材锯切中出现.
为了解决上述问题，本申请人开发出一种如图1所示的双后角齿型，但该齿型在使用中存在一对矛盾，如果要使焊缝足够长，则第一后角要尽可能小，但第一后角减小后，齿尖的切入能力就大大下降，因此该齿型在应用过程中，只适合锯切那种非常容易切割，对切削力要求不大的厚壁管材；反之如果将第一后角加大到30度到45度，则焊缝的长度又不能明显增加，焊缝部位的强度不能显著提高，达不到所需的设计强度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，设计一种可加强焊缝强度的双金属带锯条加强齿，它具有较好的柔韧性并在锯切复杂形状工件时仍可保持高效高速的锯切。
本发明的技术方案是，所述可加强焊缝强度的双金属带锯条加强齿由背材部分2和焊接在该背材部分上的齿材部分1构成，齿缘依次有第三后角边缘11、第二后角边缘9、前缘12，且所述第三后角边缘11与第二后角边缘9之间有过渡圆角10，第三后角边缘11下端接齿沟线6，其结构特点是，在所述前缘12顶端与第二后角边缘9之间设有第一后角边缘7而使齿型成为三后角形状，第二后角边缘9与第一后角边缘7之间有过渡圆角8，且第一后角a2大于第二后角a3，第二后角a3小于第三后角a4，并有：
20°≤a2≤45°，
10″≤a3≤35°，
45°≤a4≤85°，
第一后角的齿尖高度h1在0.2mm-0.40mm之间，刃口与切削方向的夹角a5为：70°≤a5≤85°，主副偏角a6为：3°≤a6≤25°。
进一步地，连接背材部分2和齿材部分1的焊缝3和热影响区在第三后角a4的部位，背材部分2与齿材部分1相焊接的焊缝3中心离齿尖(刃口5)的高度为1.0mm-1.7mm之间，焊缝3长度w1为1.7mm-2.5mm。
第二后角边缘9可以为弧线，也可以为直线；第三后角边缘7可以为弧线，也可以为直线。
以下对本发明做出进一步说明。
本发明在已有双后角齿型的基础上，于刃口部位增加了一个有小的切入角的齿尖(即第一后角边缘7的相应结构)，我们称该结构的齿型为三后角齿型或加强齿齿型(如图2或图3)；并且通过分齿的偏摆(如图4)，增大主副偏角a6，减少锯切的后角和主副偏角对锯切造成的锯切阻力。
如图2和图3所示，由于常规锯切中，刃口5处的齿尖圆角在0.25左右就完全失去锯切能力，因此，可将第一后角a2的齿尖高度h1设计为0.20mm-0.45mm的高度，并且为了增加切入力，适应难切材料的锯切，将第一后角a2从原来双后角的第一后角的角度范围10秒-20度增大到20度和45度之间。同时根据锯切材料的不同，可适当加大前角a1，一般可将前角a1设置在3度到7度之间。锯切材料越硬，第一后角a2的角度应越大，最高可提高到45度左右(与正常齿一致)。
焊缝长度W1设计在1.7mm-2.5mm之间，如果用于锯切实心且杂质较少的材料，焊缝长度适当的选小，如选在1.8mm-2mm之间，但如果为针对造成震动较大的被锯切材料，则将W1适当延长，在同样的焊缝组织状况下，焊缝强度与焊缝长度成正比.
第二后角a3根据焊缝所需的强度以及齿尖的高度来设计，高速钢的齿尖高度一般在1.1mm-1.5mm之间；如果高速钢的量比较多，可适当增大第二后角a3的角度，如高速钢的量比较少，则适当减小a3的角度，使后者和前者达到相当的焊缝强度。因此，通过减小第二后角a3，降低第二后角a3下降的斜率，可显著延长焊缝的长度，提高焊缝的强度，弥补高速钢的量少引起的焊缝强度不够。在第二后角a3与第一后角a2的连接和第二后角a3与第三后角a4的连接时，为了防止形状突变造成应力集中，最好采用两个圆弧对这几段线进行连接。第二后角a3由于对锯切不直接形成刃口，只对锯切起到支撑作用，因此第二后角a3边缘可采用圆弧或直线，，只需保证各条边缘线之间连续过渡。但为了保证焊缝的强度，需将第二后角a3的角度控制在10秒到35度之间，且第二后角a3小于第一后角a2。
第三后角a4为了满足齿沟具有充分的容屑空间，必须尽可能大，因此，根据齿距设计的要求，第三后角a4选取45度到85度之间为宜，如4/6tpi变齿的小齿型，在第三后角a4可设计在80度到85度之间；而对于0.75tpi的大齿，容屑空间足够大，因此，可选45度的第三后角，而将第二后角减小，以延长焊缝长度.
由于焊缝长度较长，图2中的分齿变形位尤其重要，分齿部位如果太低，那么，分齿部位长度不一，从而导致分齿量波动很大，如果分齿部位太高，由于变形长度短，侧面弯曲的支撑强度过于集中，分齿量也容易回弹，经过反复摸索试验，图3中分齿高度h4应在2.5mm-5.0mm为宜；参见图4，分齿量s可按正常的量控制，即s＝0.38t±0.05mm，如果被切材料内应力大，容易卡锯，则分齿量可适当增大，即s＝0.50t±0.05mm(其中t表示锯齿厚度或锯带厚度，参见图4)。
图五中的主副偏角a6以及刃口与切削方向的夹角a5两个角的配合对切削效率的影响很大。如果a5大于85度，或者a6过小，在锯切过程中接触到切削工件齿尖回弹，将造成锯切工件与锯条的侧面摩擦面过大，严重者齿尖后端与工件接触的面比工件前端与工件摩擦的面还大，造成锯切时锯条所受的阻力很大，从而造成切斜或其他方面的失效。a5和a6的角度设定适宜后，由于齿尖单位面积所受的摩擦力相对较小，即使由于锯床钢性不足，造成震动，齿尖也可有一定的释放能力，而不会造成齿尖的损坏。同时由于锯切时所带来的摩擦力相对较小，可以加快锯条的速度，对工件进行快速切削。a6的设定范围一般在3度到25度之间，而a5的设定范围在70度和85度之间。
本锯条不仅可以应用于复杂形状材料的锯切，而且，通过提高a6的角度(如将a6设置在20度)和减小a5的角度(将a5设置在75度左右)，也可广泛用于实心材料的锯切，解决了实心材料和管件，型材锯切齿型不能共用的问题。
将本齿型的锯带的运行速度可以在20m/min-100m/min之间，最高较其他的正常齿锯条速度高40％左右，锯条寿命在锯切形状多样的金属材料时，寿命比常规锯条高30％左右。在切实心材料时，钢性不佳的锯床上运行时，其锯切效果比常规齿的寿命高20％左右。在切实心材料时，钢性较好，运行平稳的锯床上运行时，其锯切寿命与常规齿锯条相当。
由以上可知，本发明为一种可加强焊缝强度的双金属带锯条加强齿，它具有较好的柔韧性并在锯切复杂形状工件时仍可保持高效高速的锯切，且锯带使用寿命延长。
附图说明
图1是现有技术的双后角齿型。
图2是本发明一种实施例的齿型主视结构示意图；
图3是图2所示齿型的相关角度、高度标注图示；
图4是图2所示齿型的左分齿俯视图；
图5是图2所示齿型组成图6或图7所示锯带左分齿开始后的右视图；
图6是图2所示齿型组成的锯带的主视图，其中线条L1、L2之间的锯带部分为一个周期内的齿型；
图7是图6所示锯带的俯视结构示意图，其中线条L1、L2之间的锯带部分为一个周期内的齿型。
在图中：
1-齿材(高速钢部分)，2-背材， 3-焊缝，
4-分齿变形位置， 5-刃口， 6-齿沟，
7-第一后角边缘， 8、10-过渡圆角，
9-第二后角边缘， 11-第三后角边缘， 12-前缘，
a1-前角， a2-第一后角， a3-第二后角，
a4-第三后角， a5-刃口与切削方向的夹角，
a6-主副偏角，a7-分齿的偏转角， h1-第一后角高度，
h2-齿材高度，h3-第二后角高度， h4-分齿部位至齿尖高度，
W1-焊缝长度，S-分齿量， t-锯齿厚度。
具体实施方式
如图2至图5所示，本发明所述可加强焊缝强度的双金属带锯条加强齿由背材部分2和焊接在该背材部分上的齿材部分1构成，齿缘依次有第三后角边缘11、第二后角边缘9、前缘12，且所述第三后角边缘11与第二后角边缘9之间有过渡圆角10，第三后角边缘11下端接齿沟线6；在所述前缘12顶端与第二后角边缘9之间设有第一后角边缘7而使齿型成为三后角形状，第二后角边缘9与第一后角边缘7之间有过渡圆角8，且第一后角a2大于第二后角a3，第二后角a3小于第三后角a4，并有：
20°≤a2≤45°，
10″≤a3≤35°，
45°≤a4≤85°，
第一后角的齿尖高度h1在0.2mm-0.40mm之间，刃口与切削方向的夹角a5为：70°≤a5≤85°，主副偏角a6为：3°≤a6≤25°。
进一步地，连接背材部分2和齿材部分1的焊缝3和热影响区在第三后角a4的部位，且焊缝中心离齿尖的高度约在1.0mm-1.7mm之间.焊缝长度w1在1.7mm-2.5mm之间。
第二后角边缘9和第三后角边缘7为直线。
图3、4、5中的水平线为锯带背材底边线的平行线，垂直线为垂直于所述水平线的线段。
Claims (3)
1、一种可加强焊缝强度的双金属带锯条加强齿，由背材部分(2)和焊接在该背材部分上的齿材部分(1)构成，齿缘依次有第三后角边缘(11)、第二后角边缘(9)、前缘(12)，且所述第三后角边缘(11)与第二后角边缘(9)之间有过渡圆角(10)，第三后角边缘(11)下端接齿沟线(6)，其特征是，在所述前缘(12)顶端与第二后角边缘(9)之间设有第一后角边缘(7)而使齿型成为三后角形状，第二后角边缘(9)与第一后角边缘(7)之间有过渡圆角(8)，且第一后角(a2)大于第二后角(a3)，第二后角(a3)小于第三后角(a4)，并有：
20°≤a2≤45°，
10″≤a3≤35°，
45°≤a4≤85°，
第一后角的齿尖高度(h1)在0.2mm-0.40mm之间，刃口与切削方向的夹角(a5)为：70°≤a5≤85°，主副偏角(a6)为：3°≤a6≤25°。
2、根据权利要求1所述可加强焊缝强度的双金属带锯条加强齿，其特征是，背材部分(2)与齿材部分(1)相焊接的焊缝(3)中心离齿尖的高度为1.0mm-1.7mm之间，焊缝(3)长度w1为1.7mm-2.5mm。
3、根据权利要求1所述可加强焊缝强度的双金属带锯条加强齿，其特征是，第二后角边缘(9)、第三后角边缘(7)为弧线或直线。
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