CN102161217A - 一种绳锯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绳锯，尤其是一种用于切割石材的绳锯，包括绳状条索与若干锯片，且若干锯片固定于绳状条索上，所述的锯片包括中体、中体下方的研磨切割部，并且，中体上设有用来传递外来压力的承压部。本发明通过外部给力的方式来增加正压力，从而解决了传统线锯切割效率低、浪费石材严重的问题，具有效率高、切缝小，浪费少；使用寿命长；功耗小，节电节能；切割时产生的粉末少，环保；制作成本低，利于推广等优点。

Description

一种绳锯

技术领域

本发明涉及一种绳锯，尤其是一种用于切割石材的新型绳锯。

背景技术

线锯（wire saw，或rope saw）或绳锯通常是超硬材料制得的研磨切割元件附着在一金属绳上构成，通过机轮带动线锯作高速往复运动或单向移动来实现对材料的切割。

线锯中的典型代表之一是金刚石线锯，其多用于晶体切割，通常此类金刚石线锯的直径在1mm以内，其上附着的金刚石磨粒粒径大约在0.1mm，因此在切割时具有切缝小、浪费材料少的优点。另一个是用于石材切割的金刚石绳锯，一般外经在5.5—11mm左右。

但上述金刚石线锯直径在1mm的金刚石线锯却不能用来对石材进行有效切割，原因有以下两点：一是切割效率低下，远不能满足实际生产的需求；二是其很容易断裂，使用寿命很短。为了克服这两个缺点，目前石材加工领域中常采用一种金刚石绳锯，是通过使用一根钢丝绳将表面或里面含有金刚石的圆筒状珠子串在一起获得的，其直径大都在5.5mm～11mm之间。由于该金刚石绳锯直径较大，且其上的研磨切割元件即金刚石串珠上可附着粒径达0.3mm～1mm的金刚石磨粒，因此其切割效率较高，使用寿命也相应得到了提高，因此其被广泛应用于石材切割加工工业。但这种直径较大金刚石绳锯在提高效率的同时，却失去了传统晶体切割时使用的金刚石线锯所具有的切缝小、浪费材料少的优点，其次，它较大的直径相应的切割时要克服较大的阻力，进而需要提供较大的动力，因此使用时耗电严重；再次，它的制造成本较高，也不利于大面积推广。

导致上述技术难题的深层原因在于，在使用绳锯切割材料时，一是要通过在不增加直径的前提条件下增加绳锯的切割寿命；二是要增加向下的压力，使金刚石容易压入被切割材料，提高研磨切割元件与材料接触所产生的磨削力，从而提高切割效率。这样，在机轮转速、绳锯、切割材料确定的情况下，正压力的大小就决定了切割效率的高低。但，现有技术中，都将正压力的提高完全依赖于金刚石绳锯的钢丝绳的张力；还有，使用寿命的提高也依赖于绳锯直径的增加。为何不通过外部给力的方式来增加正压力，并不通过增加直径的方式也能提高线锯的使用寿命？故，有本发明的产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绳锯，一是通过在不增加直径的前提条件下增加线锯的切割寿命；二是要增加向下的压力，使金刚石容易压入被切割材料，提高研磨切割元件与材料接触所产生的磨削力，切割效率高且切缝小。

为了达成上述目的，本发明的技术方案为：

一种新型绳锯，包括绳状条索与若干锯片，且若干锯片固定于绳状条索上，所述的锯片包括中体、中体下方的研磨切割部，并且，中体上设有用来传递外来压力的承压部。

所述的中体上设有贯穿孔，所述绳状条索穿入该贯穿孔，且该锯片固定于所述条状绳索上。

所述中体的贯穿孔的两端延伸设置有固定端，该固定端外形可以制成方形、圆形或其它形状，通过夹紧所述固定端而将所述锯片紧固于条状绳索上。

所述承压部上设有凸起或凹槽。

所述锯片通过夹紧所述固定端，也可通过橡塑材料与所述绳状条索固定。

所述贯穿孔为一个或多个，其间贯穿并固定一条或多条条状绳索。

所述研磨切割部由一个方形条或多个平行的方形条构成。

所述锯片在垂直于所述绳状条索方向上的截面可以是长方形、椭圆形、圆形或者它们的组合，且截面高度一般大于宽度。

所述绳状条索，是由单根钢丝或多根钢丝形成的钢丝绳，也可用橡塑材料制成，绳状条索的截面是圆形的，也可以是方形的。当然优选是多根钢丝形成的钢丝绳。

本发明通过在锯片上设置承压部而将线锯切割时所需正压力从仅由绳状条索的张力提供改进为可以额外输入正压力，因此开创性地提高了切割效率。

本发明中，所述贯穿孔为一个或多个，其间贯设并固定一条或多条条状绳索，当贯穿孔贯设多条条状绳索时，各贯穿孔上下平行、排列一致，可以更好地将锯片固定于绳状条索上，当锯片随着条状绳索高速移动切割时，可以方向一致排列，减少晃动。

本发明中，通过在条状绳索边上固定设置包含承压部的锯片，条状绳索的作用只是固定所排列的若干锯片与承受较小的牵引力，而切割石材所需要的正压力由承压部将外力导入，所以条状绳索所要求承受的拉力较小，故，相对的可以由较细的材质制成，例如钢丝绳，因此可以将整个锯片的宽度制作得很小，进而使得利用本发明的绳锯切割石材时切缝很小。

在一优选的实施例中，所述承压部上设有凸起或凹槽，该凸起可以和绳锯切割机上的导压元件导压板上设置的相应的凹槽配合，在该实施例中的绳锯切割过程中，锯片通过承压部在导压板下面切割滑动，一方面承压部与导压板的配合作用使得线锯在运动过程中锯片不会晃动，因而始终保持着竖直的方向切割石材，即可以起到定向作用；另一方面线锯切割机导压板施加向下的压力可以通过承压部传递给锯片上的研磨切割元件，使得其顺利压入被切割材料而进行研磨切割。当然，承压部也可以不设凸起，而是设置有凹槽，而在线锯切割机的导压板上设凸起，或者，作为一种凸起的变型，也可以使承压部的宽度与中体一致，而在导压板上设相应宽度与深度的凹槽来实现，或者，可以设计成承压部和导压板可以相互配合的任意几何形状。

上述的绳锯，其中，所述研磨切割部由一个方形条或多个平行的方形条构成，优选的实施例中研磨切割部由两个平行的方形条构成，它具有如下两个优点：首先，它可作为磨粒的载体，有利于将磨粒通过电沉积、钎焊、烧结等方法加载在该研磨切割部上；其次，在切割时，两个小方块逐渐向下磨损形成两个凹下去的小沟槽，其中，研磨切割部与小沟槽槽边接触的部分可以附着厚一点的磨粒层。此二个小沟槽既能够减少切割过程的切割面积，从而减少阻力，又可以起到导向作用，使得研磨切割部锯切割时，每个锯片能比较容易定向通过切缝。

当然，研磨切割部也可以是先通过热压烧结成方形的、含有金刚石的节块，然后直接焊接在中体上。

本发明所述锯片在垂直于所述绳状条索方向上的截面可以是长方形、椭圆形、圆形或者它们的组合，且截面高度大于宽度。本发明将锯片区隔成承压部和研磨切割部，显著区别于传统的串珠金刚石研绳锯的圆筒状串珠圆周外围不同方向上都含有金刚石磨粒而都需起到研磨切割作用。本发明这种单向接触即下端的研磨切割部与被切材料接触并切割使得锯片的宽度很窄，且高度大于宽度。在优选的实施例中，总高度为9mm，宽度为2.4mm，其中工作层高度3 mm左右，而宽度与最终切缝的宽度比较接近，在该实施例中，切缝宽度约为2.6mm，因而大大优于传统串珠金刚石绳锯的5.5mm～11mm。

总之，本发明具有如下之有益效果：

1.    效率高、切缝小，被切材料浪费少，能大大提高被切材料的成材率；

2.    使用寿命长；

3.    减少污染，节能环保；

4.    切割时产生的粉末少，环保；

5.    制作成本低，有利于大面积推广。

附图说明

图1为本发明一个实施例的绳锯结构示意图。

图2为图1中锯片的结构示意图。

图3为本发明另一个实施例中锯片结构示意图。

图4为本发明另一个实施例中锯片结构示意图。

图5为与本发明上述实施例中绳锯配合使用的导压板结构示意图。

图6为本发明另一个实施例中锯片结构示意图。

具体实施方式

一种绳锯，包括绳状条索与若干锯片，且若干锯片固定于绳状条索上，所述的锯片包括中体2、中体下方的研磨切割部3，并且，中体2上设有用来传递外来压力的承压部1。

所述的中体2上设有贯穿孔5，所述绳状条索穿入该贯穿孔5，且该锯片固定于所述条状绳索上。

所述中体2的贯穿孔5的两端延伸设置有固定端8，通过夹紧所述固定端8而将所述锯片紧固于条状绳索上。

所述承压部1上设有凸起或凹槽。也可以是其它互相配合的形状。本发明图1-图6中所示的承压部的边角是90度，当然也可制成有倒角状的或弧形的。

所述锯片通过夹紧固定套管或通过橡塑材料与所述绳状条索固定，也可通过夹紧固定套管和通过橡塑材料同时固定。

所述贯穿孔5为一个或多个，其间贯设并固定一条或多条条状绳索。

所述研磨切割部由一个方形条或多个平行的方形条构成。

所述锯片在垂直于所述绳状条索方向上的截面可以是长方形、椭圆形、圆形或者它们的组合，且截面高度大于宽度。在下述优选的实施例中，该截面为长方形组合，其他几何形状也可以实现本发明的技术方案。

以下以具体实施例进一步详细描述本发明的内容：

实施例1：

如图1所示的绳锯的制作方法如下：用45#钢制造出如图2所示的锯片基体，其侧面宽度为2.4mm，高度为7.5mm，长度为8mm，再用化学溶液电沉积的方法将50目的金刚石颗粒4沉积到锯片的研磨切割部部分，制成锯片备用。制得的锯片包括承压部1、中体2、研磨切割部3，其中，承压部1位于中体2上方，研磨切割部3位于中体2下方。承压部1设为凸起，以与图5中所示导压板的凹槽配合，中体上有一个贯穿孔5，研磨切割部3由两块平行的方形条组成。

将直径为1.5mm的钢丝绳6，用溶剂洗净表面后涂覆环氧树脂7，然后将上述制备好的锯片穿入钢丝绳6中，并调整好锯片间的距离为20mm以及各锯片的方向，使它们保持同一方向。在环氧树脂7固化后，再在锯片间的间隔涂覆环氧树脂7加固，固化后便制得本实施例的线锯。

在使用上述绳锯时，通过在切割机上配置一如图5所示的导压板，该导压板的凹槽与线锯的承压部上的凸起配合，随着切割机向下移动，将带动导压板向锯片施加向下的正压力，切割机上的机轮带动钢丝绳作高速转动，速度可达25米/秒左右，籍此锯片在一个较大的正压力下高效地切割石材。在本实施例中，切缝约2.6mm，相比传统的串珠金刚石绳锯而言（以直径8.5mm为例），可以将切割的石材荒料利用率提高22%左右。

实施例2：

用45#钢制造出如图3所示的锯片基体，其侧面宽度为2.4mm，高度为9mm，长度为10mm，该基体的两侧含有4mm长的固定套管。再在每个锯片基体上的研磨切割部3部分涂上钎焊料和金刚石颗粒4，然后放置于真空炉中缓慢升温到860℃钎焊，冷却后即制成钎焊金刚石锯片，备用。

将直径为1.5mm的钢丝绳6，用溶剂洗净表面后，将上述制备好的钎焊金刚石锯片穿入钢丝绳6中，并调整好锯片间的距离为25mm以及各锯片的方向，使它们保持同一方向，然后将锯片两侧的固定端通过液压钳压紧固定在钢丝绳上。此工序完成后再在锯片间的间隔涂覆聚胺脂加固，固化后便制得本实施例的线锯。

本实施例的绳锯使用方法和效果和实施例1类似。

实施例3：

在本实施例中，锯片结构如图4所示，在锯片的中体2上有两个相互平行且排列于同一竖直面的贯穿孔5，其他情形参见实施例1。

实施例4：

用45#钢制造出如图2所示的锯片基体，其侧面宽度为2.4mm，高度为7.5mm，长度为30 mm，在研磨切割部上涂覆钎焊料和金刚石颗粒4，然后放置于真空炉中缓慢升温到960℃，钎焊，冷却后制成长条状钎焊金刚石锯片，将此长条状锯片切断成每个长度为8mm的钎焊金刚石锯片，后续工序同实施例1。

实施例5：

用45#钢制造出如图6所示的锯片基体，其侧面宽度为2.4mm，高度为7.5mm，长度为10mm。如图6所示，该锯片的承压部1设有凹槽，与此相对应地，和该锯片配合的导压板的下端为一与该凹槽配合的凸起（图中未示出）。另，该锯片中研磨切割部为一个方形条，其与中体同宽。其他情形参见实施例1。

上述的绳锯，所述锯片的基材选自金属材料、合金材料或非金属材料，在所述研磨切割元件上附着磨粒。所述磨粒为金刚石颗粒、碳化钨颗粒、碳化硼颗粒、立方氮化硼颗粒、碳化硅颗粒，金刚石聚晶颗粒、金刚石厚膜颗粒或表面经过金属化处理的金刚石颗粒中的一种或它们中任意种的复合颗粒。其中，优选采用金刚石颗粒作为磨粒。所述磨粒的粒径为优选为70目～20目，更优选为60目～40目。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原料下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种绳锯，包括绳状条索与若干锯片，且若干锯片固定于绳状条索上，其特征在于：所述的锯片包括中体、中体下方的研磨切割部，并且，中体还连接有用来传递外来压力的承压部。

2.根据权利要求1所述的绳锯，其特征在于：所述的中体上设有贯穿孔，所述绳状条索穿入该贯穿孔，且锯片固定于所述条状绳索上。

3.根据权利要求2所述的绳锯，其特征在于：所述中体的贯穿孔的两端延伸设置有固定端，通过夹紧所述固定端而将所述锯片紧固于条状绳索上。

4.根据权利要求1所述的绳锯，其特征在于：所述承压部上设有凸起或凹槽。

5.根据权利要求1所述的绳锯，其特征在于：所述锯片通过橡塑材料与所述绳状条索固定。

6.根据权利要求2或3所述的绳锯，其特征在于：所述贯穿孔为一个或多个，其间贯设并固定一条或多条绳状条索。

7.根据权利要求1所述的绳锯，其特征在于：所述研磨切割部由一个方形条或多个平行的方形条构成。

8.根据权利要求1所述的绳锯，其特征在于：所述锯片在垂直于所述绳状条索方向上的截面可以是长方形、椭圆形、圆形或者它们的组合，且截面高度大于宽度。

9.根据权利要求1、7所述的绳锯，其特征在于：所述研磨切割部上设有磨粒。

10.根据权利要求9所述的绳锯，其特征在于：所述磨粒为金刚石颗粒、碳化钨颗粒、碳化硼颗粒、立方氮化硼颗粒、金刚石聚晶颗粒、金刚石厚膜颗粒或表面经过金属化处理的金刚石颗粒中的一种或它们中任意种的复合颗粒。

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