CN104416229A - Pcd锯片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种PCD锯片及其制备方法，该锯片包括基体和刀头，所述基体的外周面设置有多个镶刀槽，所述基体上还设有膨胀槽和切缝，所述刀头设置在所述镶刀槽中，所述刀头的顶面包括平面部与凸台部。本发明克服了现有PCD锯片易崩齿的弊端，提高了被切割材料的加工表面光洁度，大大提高了生产效率，提高了锯片的抗崩性能和切割寿命。

Description

PCD锯片及其制备方法

技术领域

本发明涉及超硬工具及其制备技术领域，尤其涉及一种PCD（聚晶金刚石）锯片及其制备方法。

背景技术

相对于硬质合金锯片，PCD锯片具有加工表面质量好、寿命超长、切割速度快以及性价比高等优点，因此被广泛地用于除黑色金属以外的耐磨性材料加工，例如木质材料、线路板材料、复合纤维塑料等。

此外，PCD锯片已很好的解决了合金锯片换刀时间长带来的误工问题。例如，在地板和家具行业，PCD锯片逐渐被用于强化地板、刨花板等板材的加工。

PCD锯片通常包括钢基体和PCD刀头，钢基体的镶刀槽内焊上刀头，刀头常见的刃形有梯平齿交替、左右齿交替、尖平齿交替等，一般梯齿的作用为预开槽防止崩齿、平齿的作用为抛光以提高表面加工质量。如常见的用于切割刨花板的梯平齿主锯片一般有300x3.2x96TxH30、350x4.4x84TxH80等规格，其中300x3.2x96TxH30梯平齿交替的PCD锯片可由48个梯齿、48个平齿组成，这种常规的PCD锯片缺点：1、无法满足高档家具加工表面质量要求，寿命低，易崩齿；2、齿数过多过密，难以精密刃磨，性价比低，无法有效发挥PCD的优势。图7为目前常规的梯平齿交替锯片，图中倾斜部分2e不但减少了有用的工作面，且增加了刃磨量，浪费工时。

例如，专利号为2006/0112799、名称为纤维水泥锯片（fiber cement sawblade）的美国专利提供一个4齿锯片，而专利号为2006/0283436、名称为用于切割纤维水泥的锯片（Saw blade for cutting fiber cement）的美国专利提出6齿锯片切割才能基本平稳，并设计有消音孔、散热孔、排屑槽等，其提出基体采用冲压工艺降低成本，并做消除基体应力、保证焊接精度的半圆槽。由于电火花切割相对于激光切割来说效率稍低但聚晶金刚石表面光洁度高，该专利还提出锯片成品刀头应当直接电火花切割成型，而不是激光切割成方形焊接后电火花刃磨，这样可以大大降低工时；如果切割刀头可以不计入锯片生产工时，则可大量节约后续刃磨工时，但其实由于切割难度增加同样增加了刀头采购成本。该专利还提出锯片设计成负前角，以便切割平稳。

总体而言，为使PCD刀头与基体的镶刀槽焊接紧密，一般将PCD刀头的齿坯进行倒角，费时费力；某些生产者一般只简单将PCD齿坯切割为方形，这既浪费了材料，又增加了刃磨时间；刃磨时由于不同齿形交替需要多次调整电火花磨刀机，也浪费了大量时间；另外，由于刃磨过的PCD刃尖韧性差，且刃磨形成的刃尖较薄，在非正常使用过程中，经常崩刃。

发明内容

本发明的目的在于提供一种更加经济的PCD锯片，以提高锯片的表面加工质量和抗崩性能、降低锯片的制作成本及工时。

本发明的另一目的在于提供一种PCD锯片的制备方法，以生产更加经济的PCD锯片。

为了实现上述目的，本发明提供一种PCD锯片，其包括基体和刀头，所述基体的外周面设置有多个镶刀槽，所述基体上还设有膨胀槽和切缝，所述刀头设置在所述镶刀槽中，其特征在于，所述刀头的顶面包括平面部与凸台部。

优选地，所述刀头的顶面的凸台部为梯形，所述梯形的高度为0.1-0.5mm，宽度为所述刀头的齿坯的宽度的1/4-1/2，所述梯形的两斜边的夹角为0°-90°。

优选地，所述刀头的顶面的凸台部为三角形，所述三角形的高度为0.1-0.5mm，宽度为所述刀头的齿坯的宽度的1/4-1/2，顶角角度为90°-160°。

优选地，所述刀头的顶面设置有0.5x45°的倒钝。

优选地，所述膨胀槽内镶铜，所述切缝内镶橡胶。

优选地，所述镶刀槽为60个，每个所述镶刀槽中设置有所述刀头，所述PCD锯片的齿长为16mm。

为了实现上述目的，本发明提供一种PCD锯片的制备方法，所述PCD锯片包括基体和刀头，其包括以下步骤：激光切割基体，并形成用于镶嵌刀头的镶刀槽，在所述镶刀槽上设置镂空；激光切割刀头的楔形齿坯，在整块PCD复合片圆盘上，按照左右方向上楔形齿坯的上部与另一楔形齿坯的下部相邻，上下方向上楔形齿坯的凸台部与另一楔形齿坯的凸台部相对、下部与另一楔形齿坯的下部相对的方式进行激光切割，切割出多个楔形齿坯，一次性形成刀头顶面的平面部与凸台部；将所述楔形齿坯通过银钎焊至所述基体的所述镶刀槽上，喷砂，调整基体应力；石墨成型电极同时刃磨刀头的顶面由平面部与凸台部构成的齿形；用双电极同时刃磨刀头的两侧齿形；涂防锈油。

优选地，利用夹持块将楔形齿坯焊接于基体的镶刀槽上，焊接楔形齿坯所用的夹持块的斜度与楔形齿坯的向心角相等。

优选地，所述楔形齿坯的向心角为1°。

优选地，在涂防锈油之前，用砂轮打磨刀头形成倒钝。

优选地，可以取代激光而使用电火花线切割基体和刀头的楔形齿坯。

本发明的优点在于：

克服了现有PCD锯片多种齿形交替的刃磨弊端；既满足了被切割材料的加工表面光洁度要求，又适当减少了刀头的数量和种类，大大提高了生产率，提高了锯片的抗崩性能和切割寿命。

附图说明

图1为本发明的PCD锯片实施例一的侧面结构的示意图；

图2为图1中的刀头部分A的放大图；

图3为图1中刀头部分的正面示意图；

图4为图1中刀头部分的俯视图；

图5为图3中刀头部分的齿坯切割示意图；

图6为本发明的PCD锯片实施例二的刀头正面示意图；

图7为目前常见的梯平齿的正面示意图。

图8为加工图3所示刀头使用的高效石墨电极的示意图。

图9为图6中刀头部分的齿坯切割示意图。

图10为加工图6所示刀头使用的高效石墨电极的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

实施例一

如图1-图3所示，本发明的PCD锯片实施例一包括基体1（一般材质为钢）和刀头2，基体1的外周面设置有多个镶刀槽1a。基体1上还设有膨胀槽1c和切缝1d。刀头2设置在镶刀槽1a中。刀头2的顶面2d呈凸台形状，具有平面部和较平面部凸出的凸台部，平面部在凸台部的两边。

优选地，如图3，刀头2的顶面2d的凸台部为梯形，更优选为等腰梯形。凸台部的高度t（即梯形凸台部的顶端面至平面部的距离）为0.1-0.5mm，宽度b1为如图5所示的齿坯2b的宽度的1/4-1/2，梯形的两斜边的夹角β为0°-90°。

优选地，如图2，刀头2的顶面2d设置有倒钝2a。

更具体而言，图1-图5所示本发明的实施例一为一种用于切割刨花板的PCD主锯片，其外径为300mm，齿厚3.2mm，中孔直径30mm。基体1的外周面设置有60个镶刀槽1a，每个镶刀槽1a内分别设置有“凸”型的刀头2，也即本发明实施例一的PCD锯片具有60个刀头2。

如图3，向心角（刀头侧面与切割速度方向的夹角）λ为1°，刀头2的顶面2d的凸台部为梯形，其宽度b1=1.4mm，是切割形成的楔形齿坯2b的宽度的40%，高度t为0.25mm，角度β为60°；每一个顶面2d分为平面部与梯形凸台部的刀头2都相当于一对梯齿和平齿，因此整张锯片的60个刀头2相当于60个梯齿和60个平齿。相较于此，目前本领域常用的300x3.2x96T锯片具有梯齿和平齿各48个，即相当于由96个齿组成了48对梯齿和平齿，较本发明的梯平齿组数少，因此该实施例在理论上提高了锯片的抗崩性能和被切割对象的表面光洁度；其次经过大量的切割试验证明，加工质量满足使用需求，振动和噪音也极小。同时由于需要加工的齿数从96个减少到60个，材料成本、加工成本及工时降低。

如图1，该PCD锯片的齿长L为16mm，比本领域目前常见的PCD锯片齿长稍长，在切割较厚的刨花板时，更易于排屑。基体1上的膨胀槽1c内镶铜，切缝1d内镶橡胶，以便减震降噪。

如附图2所示，PCD锯片的前角γ为10°，后角α为14°。刀头的顶面设置的倒钝2a为0.5x45°，如此，可以减少在非正常使用过程中的崩刃现象，增加耐用度。

如图4，本实施例一的PCD锯片的侧后角（刀头侧面与进给速度方向的夹角）θ°刃磨到3.5°，以减小切割时的摩擦力。

在制备图1-图5所示的PCD锯片时，可以遵循以下步骤：

激光切割基体1：硬度HRC48±2，电镀硬铬，膨胀槽1c处镶铜，张力范围0.05-0.15，基体1的镶刀槽1a内设置有R0.3mm的镂空1b，如图2，一方面减小基体应力，另一方面可直接将齿坯2b焊接在镶刀槽1a内，免去齿坯倒角的工序，节约大量工时。

激光切割刀头2：图5为刀头2部分的齿坯2b切割示意图，在整块PCD复合片圆盘上进行激光切割，形成楔形齿坯。在切割时，可以按图5所示，按照楔形齿坯的上部下部（本说明书为便于说明，将楔形齿坯的具有凸台部的部分作为上部，与具有凸台部的部分相对的部分作为下部）交错的方式进行切割。即，如图5所示，左右方向上，每个楔形齿坯的上部都与相邻齿坯的下部相邻，而上下方向上，每个楔形齿坯的凸台部与另一楔形齿坯的凸台部相对，每个楔形齿坯的下部与另一楔形齿坯的下部相对。由此，提高了PCD圆盘的材料利用率。并且，由于一次性形成了顶面2d的平面部与凸台部，有效减小了刃磨量。齿坯2b长6.2mm，宽3.5mm。

锯片焊接：在自动焊接机上，将楔形齿坯2b通过银钎焊至基体1的镶刀槽1a上，其焊接夹持块倾斜1°，喷砂，调整基体偏摆≤0.05mm，应力在0.05-0.15范围内；用砂轮打磨齿坯的合金部位（如图4中的刀头2，左半部分为合金，右半部分为聚晶金刚石）。

锯片刃磨：利用图8所示的石墨成型电极同时刃磨刀头2的顶面2d中由平面部与凸台部构成的齿形，其中PCD锯片的总齿数是石墨电极齿数的整数倍，其次用双侧面电火花磨刀机同时刃磨“凸”型刀头2的两侧齿形2c，这大大减少工时；最后可用砂轮打磨刀头2的倒钝2a。

涂防锈油：在整个锯片上涂抹防锈油。

实施例二

如图6所示，在本发明的PCD锯片实施例二中，与上述实施例一不同的是，“凸”型刀头2顶面2d的凸台部的形状为三角形，三角形凸台部的高度t（三角形凸台部的顶端到平面部的距离）为0.1-0.5mm，宽度b1为齿坯2b宽度的1/4-1/2，三角形的两斜边的夹角β（三角形的顶角）为90°-160°。

更具体而言，实施例二的线路板切割PCD锯片，外径325mm，齿厚4.0mm，中孔直径60mm。其包括基体1和刀头2，基体1的外周面设置有多个镶刀槽1a，基体1上还设有膨胀槽1c和切缝1d，刀头2设置在镶刀槽1a中，刀头2的顶面2d分为平面部与三角形的凸台部。三角形凸台部的高度t为0.29mm，宽度b为1.6mm，角度β为140°mm。

该PCD锯片的齿长L为16mm，比本领域目前常见的PCD锯片齿长稍长，在切割较厚的刨花板时，更易于排屑。基体1上的膨胀槽1c内镶铜，切缝1d内镶橡胶，以便减震降噪。

参考上述实施例一的相应图示，图6所示实施例二的前角γ为10°，后角α为14°，侧后角θ为3.5°，向心角λ为1°。刀头2的顶面2d设置的倒钝2a为0.5x45°。

如图6，每一个顶面2d分为平面部与三角形凸台部的刀头2的都相当于一对尖齿和平齿，因此整张锯片的60个刀头2相当于60个尖齿和60个平齿，。相较于此，目前本领域常用的325x4.0x72T锯片具有尖齿和平齿各36个，即相当于由72个齿组成了36对尖齿和平齿，较本发明的尖平齿组数少，因此本实施例二在理论上保证被切割对象的表面光洁度；其次经过大量的切割试验证明，加工质量满足使用需求，振动和噪音也极小。同时由于需要加工的齿数从72个减少到60个，材料成本、加工成本及工时降低。

在制备图1、图2、图4、图6所示的PCD锯片时，可以遵循以下步骤：

激光切割基体1，硬度HRC48±2，电镀硬铬，膨胀槽1c处镶铜，张力范围0.05-0.15，在基体1的镶刀槽1a内设置R0.3mm的镂空1b，如图2，这一方面减小了基体应力，另一方面可直接将齿坯2b焊接在镶刀槽1a内，免去了齿坯倒角的工序，节约大量工时。

激光切割刀头2：图9是齿坯2b切割示意图，在整块PCD复合片圆盘上进行激光切割，形成楔形齿坯。切割时，按照实施例一中的方式交错切割相邻的齿坯，提高了PCD圆盘的材料利用率，并且能够一次性形成顶面2d的平面部与三角形凸台部，有效减小了刃磨量。该齿坯2b长7.2mm，宽4.3mm。

锯片焊接：在自动焊接机上，将楔形齿坯2b通过银钎焊至基体1的镶刀槽1a上，其焊接夹持块倾斜1°，喷砂，调整基体偏摆≤0.05mm，应力在0.05-0.15范围内；用砂轮打磨齿坯的合金部分。

锯片刃磨：利用图10所示的石墨成型电极同时刃磨图6中的刀头顶面2d的齿形，其次用双电极夹持锯片同时刃磨“凸”型刀头2的两侧齿形2c，大大减少工时；最后若要增加耐用度，可选用砂轮打磨刀头2的倒钝2a。

涂防锈油：在整个锯片上涂抹防锈油。

当然，本发明的“凸”型刀头的顶面的齿形，也即顶面上的凸台形状，不限于上述两种实施例。另外，本发明的规格优选为300x3.2x60T、305x4.0x48T、325x4.0x60T、350x4.0x60T、380x4.0x60T。

综上，本发明克服了现有PCD锯片多种齿形交替的刃磨弊端，同一刀头包括两种齿形。既满足了被切割材料的加工表面光洁度要求，又适当减少了刀头的数量和种类，大大提高了生产率。可见，本发明提供的锯片为更加经济的PCD锯片，提高锯片的表面加工质量和抗崩性能的同时，降低了锯片的制作成本及工时。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (11)

1.一种PCD锯片，包括基体和刀头，所述基体的外周面设置有多个镶刀槽，所述基体上还设有膨胀槽和切缝，所述刀头设置在所述镶刀槽中，其特征在于，所述刀头的顶面包括平面部与凸台部。

2.如权利要求1所述的PCD锯片，其特征在于，

所述刀头的顶面的凸台部为梯形，所述梯形的高度为0.1-0.5mm，宽度为所述刀头的齿坯的宽度的1/4-1/2，所述梯形的两斜边的夹角为0°-90°。

3.如权利要求1所述的PCD锯片，其特征在于，

所述刀头的顶面的凸台部为三角形，所述三角形的高度为0.1-0.5mm，宽度为所述刀头的齿坯的宽度的1/4-1/2，顶角角度为90°-160°。

4.如权利要求1所述的PCD锯片，其特征在于，

所述刀头的顶面设置有0.5x45°的倒钝。

5.如权利要求1所述的PCD锯片，其特征在于，

所述膨胀槽内镶铜，所述切缝内镶橡胶。

6.如权利要求1所述的PCD锯片，其特征在于，

所述镶刀槽为60个，每个所述镶刀槽中设置有所述刀头，

所述PCD锯片的齿长为16mm。

7.一种PCD锯片的制备方法，所述PCD锯片包括基体和刀头，其特征在于，包括以下步骤：

激光切割基体，并形成用于镶嵌刀头的镶刀槽，在所述镶刀槽上设置镂空；

激光切割刀头的楔形齿坯，在整块PCD复合片圆盘上，按照左右方向上楔形齿坯的上部与另一楔形齿坯的下部相邻，上下方向上楔形齿坯的凸台部与另一楔形齿坯的凸台部相对、下部与另一楔形齿坯的下部相对的方式进行激光切割，切割出多个楔形齿坯，一次性形成刀头顶面的平面部与凸台部；

将所述楔形齿坯通过银钎焊至所述基体的所述镶刀槽上，喷砂，调整基体应力，用砂轮打磨刀头的合金部分；

利用石墨成型电极同时刃磨刀头的顶面中由平面部与凸台部构成的齿形，其中所述PCD锯片的总齿数是石墨电极齿数的整数倍；

用双电极同时刃磨刀头的两侧齿形；

涂防锈油。

8.如权利要求7所述的PCD锯片的制备方法，其特征在于，

利用夹持块将楔形齿坯焊接于基体的镶刀槽上，

焊接楔形齿坯所用的夹持块的斜度与楔形齿坯的向心角相等。

9.如权利要求8所述的PCD锯片的制备方法，其特征在于，

楔形齿坯的向心角为1°。

10.如权利要求7所述的PCD锯片的制备方法，其特征在于，

在涂防锈油之前，用砂轮打磨刀头形成倒钝。

11.如权利要求7所述的PCD锯片的制备方法，其特征在于，

可以取代激光而使用电火花线切割基体和刀头的楔形齿坯。