CN105478818A - 一种加工锯片锯隙的机床以及锯隙锯片 - Google Patents

Abstract

一种加工锯片锯隙的机床及锯隙锯片，包括机座、机身、电机、主轴箱和机身中部的横向通槽，通槽两侧设置沿横向水平运动的左滑台及右滑台，左滑台和右滑台设置相对的车刀架；车刀架包括底座、浮动座、车刀部、触点部，底座为沿纵向滑动的滑动块；底座通过导向杆设置浮动座，导向杆上远离锯片的一端套装压簧；车刀部设置在浮动座的中部，浮动座上车刀部的正上方和/或正下方设置触点部。锯隙锯片的锯片体厚度方向两侧加工对称的锯隙，锯隙是与中心孔同心的、从夹持盘外缘延伸到锯齿内缘的环带形状的凹弧槽。本发明设计浮动车刀架，始终保持恒定的吃刀深度，保证锯片锯隙的对称度，提高了锯隙锯片的预应力。

Description

一种加工锯片锯隙的机床以及锯隙锯片

技术领域

本发明涉及一种加工设备及带锯隙的锯片，具体的说是一种用于加工圆锯片锯隙的机床以及利用该机床加工的预应力增强型锯隙锯片。

背景技术

金属圆锯片是一种常用的冷热切断工具，主要用于金属材料的切断，包括型钢、扁钢、圆钢、方钢、钢管等黑色金属以及铝材、铜材等有色金属、钛合金、碳纤维等新材料。锯片主要由一个钢质的大而薄的圆盘状锯片体组成，锯片体的外缘分布一定数量的锯齿；锯片体的中心加工安装定位用的中心孔；中心孔外的一定直径范围内为夹持盘，夹持盘上均布数个同心分布的用于紧固及传递扭矩的传动孔；夹持盘上或者锯齿与夹持盘之间的锯片体上还加工有数个吊装孔。

锯片属于薄型工件，抵抗侧向力的能力很差，受力后容易发生侧向变形。尤其当受到来自于锯片双侧面的摩擦或侧向冲击时，会造成锯片扭曲，导致锯路偏斜，甚至锯片碎裂。目前普遍采用调质处理的方法控制锯片组织的转变，但是由于硬度与韧性相互制约，当锯片的硬度高时，刚性得到提高，韧性却比较差，容易开裂破坏；而锯片的硬度降低时，韧性变好，刚性又变差。

理想状态下锯片使用时，锯片需要既有韧性、刚性又好，锯片还要保持锯片体的片面度和内应力的均匀。于是有另一种解决方案，就是设计带减薄槽的锯片，在锯片体的厚度方向做双面对称的减薄处理，以此降低锯片与被切工件的摩擦，避免锯片双面与锯路切口摩擦产生的锯片体变形和应力改变，同时兼顾锯片自身性能。然而现有技术的加工现状却不容乐观，目前采用对磨或对铣的方式加工锯隙锯片，锯片通过转轴连接主轴箱，由电机控制锯片做绕自身中心旋转的圆周运动，锯片体的两侧设置对称的磨刀或铣刀，对锯片体厚度方向的双侧面进行锯隙加工。但是由于锯片本身直径厚度相差较大，锯片偏摆变形无法避免，锯片向某一侧的偏离必然导致该面吃刀深度加大，而另一面吃刀深度减少，从而导致双面不对称度加大。对称度增加量是锯片偏摆量的2倍，按锯片国家标准以直径2000mm为例，锯片偏摆为1.2mm，对称度增加量是2.4mm，这样锯隙便无法加工。只有把锯片偏摆量控制在0.1mm乙内，对称度增加量是0.2mm才勉强可行，但工艺很难保证，这也是目前带锯隙锯片质量难以提高的主要原因。即便加工得到勉强合格的锯隙锯片，也会由于锯片对称度差，导致锯片刚性降低，锯切时切口不平直，出现锯斜呈马蹄形切口，甚至造成锯片碎裂，是造成锯片失效的重要原因。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种能够自动保持双面吃刀深度、保证锯片对称度的加工锯片锯隙的机床以及锯隙锯片。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种加工锯片锯隙的机床，包括机座、机身，机身的一端设置驱动锯片旋转运动的电机和主轴箱，主轴箱的输出端设置连接锯片的夹具，机身的中部开设横向的供锯片在垂直面内做旋转运动的通槽，改进后，

所述通槽两侧的机身上对称设置沿锯片径向同步水平运动的左滑台及右滑台，左滑台和右滑台上设置相对的车刀架；所述车刀架包括底座、浮动座、车刀部、触点部，底座为在左滑块或右滑块上预设的纵向滑道上沿锯片轴向滑动的滑动块；所述底座上设置至少两根纵向的导向杆，浮动座通过预设的导向孔穿设在导向杆上，导向杆上远离锯片的一端套装压簧，压簧的一端连接浮动座，压簧的另一端连接导向杆远离锯片的一端；所述车刀部设置在浮动座的中部，浮动座上车刀部的正上方和/或正下方设置触点部，车刀部包括纵向穿设在浮动座内的丝杠、以及驱动丝杠的车刀伺服电机，还包括与丝杠配合的沿浮动座预设滑轨滑动的车刀滑块，车道滑块正对锯片侧面的一端安装车刀或压头；所述触点部包括安装在浮动座上的滚轮座及安装在滚轮座上的用于与锯片侧面滚动接触的导向滚轮；所述加工锯片锯隙的机床还包括PLC控制系统。

上述加工锯片锯隙的机床，所述通槽两侧的机身上对称设置沿锯片径向布置的滚珠丝杠，滚珠丝杠的两侧设置与滚珠丝杠平行的轨道，滚珠丝杠相对主轴箱的一端连接伺服电机，左滑块及右滑块设置配合滚珠丝杠的螺孔沿轨道做横向水平运动。

上述加工锯片锯隙的机床，所述驱动锯片的电机为变频调速电机，车刀架由电子手轮驱动，PLC控制系统分别连接控制变频调速电机、伺服电机、电子手轮和车刀伺服电机。

一种利用上述加工锯片锯隙的机床加工的锯隙锯片，包括带中心孔、吊装孔和锯齿的锯片体、位于中心孔外沿的带传动孔的夹持盘，改进后，所述锯片体厚度方向的两侧加工对称的锯隙，锯隙是与中心孔同心的、从夹持盘外缘延伸到锯齿内缘的环带形状的凹弧槽，凹弧槽在锯片单侧的任意半径上的截面均为尺寸相同的凹弧线，凹弧线以夹持盘外缘与锯齿内缘之间的中垂面为对称面左右对称。

上述锯隙锯片，所述凹弧槽在槽底的弧顶处加工环形带状结构的加强带，加强带由压头滚压成具有连续的多边形的凹凸压痕。

上述锯隙锯片，所述加强带以凹弧槽槽底的弧顶为对称，加强带的弧长为凹弧槽在锯片单侧的任意半径上的截面的凹弧线长度的1/3～1/4。

上述锯隙锯片，所述凹弧槽槽底的弧顶处的弦高为锯片体厚度的1/1500～1/9。

上述锯隙锯片，所述凹弧槽在锯片单侧的任意半径上的截面的凹弧线的弦长与半径之比为1000:0.01～1000:5。

上述锯隙锯片，所述锯片的厚度范围为1.5mm～18mm，直径范围为300mm～2500mm，锯片体的硬度范围为HRC20～50。

本发明在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果：

本发明利用触点部抵住锯片的侧面，保证车刀或压头的吃刀深度恒定，即锯片发生偏摆变形，由于设置压簧，浮动座会随偏摆同向移动相同的进给量，车刀或压头也随之浮动，同时由于车刀与压头相对触点部的相对位置固定，因而吃刀深度始终为设定值，不会发生锯隙偏斜。通过PLC控制系统，左滑台及右滑台驱动车刀或压头径向进给，车刀架的手轮控制触点部保持抵触锯片侧面，车刀部的车刀伺服电机控制车刀或压头的轴向进给，从而实现车刀或压头径向和轴向的双向运动，配合锯片的旋转运动，由此产生与锯齿切口锯路形成锯路间隙（简称锯隙），实现了任意形状的锯隙加工，并能保证对称线，使锯片具有良好的刚性和韧性，避免锯斜出现马蹄形切口。

本发明设计预应力增强型锯隙锯片，内弧槽结构的锯隙，弧线设计为力学优化分析的结构，提高了夹持盘外缘与锯齿内缘的过渡处的预应力，通过加强带的设计提高了中心带的预应力，在低硬度状态下提高了锯片的刚性，提高了锯片抵抗侧面变形以及侧向受力的能力。

本发明通过浮动车刀架的设计，能够始终保持设定的吃刀深度，保证锯片锯隙的对称度，并通过同时控制轴向和径向的双向进给，加工得到具有凹弧槽的锯隙锯片，大大提高了锯片的预应力。

附图说明

图1是加工锯片锯隙的机床的主要结构示意图（锯片未示出）；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的局部左视图；

图4是车刀架的另一种实施例结构示意图；

图5是本发明的锯隙锯片的主视图；

图6是图5的A-A向视图。

图中各标号表示为：1、锯片，11、锯齿，12、夹持盘，13、传动孔，14、吊装孔，15、锯隙，16、加强带，17、中心孔，2、机座，3、机身，31、主轴箱，32、变频调速电机，4、通槽，5、左滑台，51、伺服电机，6、右滑台，7、车刀架，8、底座，81、电子手轮，82、滑道，83、滚珠丝杠，9、浮动座，91、导向杆，92、压簧，93、车刀部，931、车刀伺服电机，932、车刀滑块，933、车刀，94、触点部，941、滚轮座，942、导向滚轮，10、PLC控制系统。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：

一种加工锯片锯隙的机床，如图1～图4所示，包括机座2、机身3、锯片安装台、车刀安装台、PLC控制系统。

所述机身3沿横向开设一道通槽4，将机身3分为左机身和右机身。通槽4的宽度大于待加工锯片1的厚度，约为锯片1厚度的两倍，通槽4的高度大于锯片1的半径。

所述锯片安装台固定在左机身或右机身横向方向的一端。锯片安装台包括驱动锯片1旋转运动的变频调速电机32和主轴箱31，主轴箱31的输出端通过固定夹盘和可拆卸压盘连接锯片1。锯片1安装后，锯片1厚度方向的侧面正对横向通槽4的槽帮，受变频调速电机32的驱动，锯片1在横向通槽的垂直面内做绕自身圆心旋转的圆周运动。

所述车刀安装台包括左滑台5、右滑台6和相对安装在左滑台5和右滑台6上的两组车刀架7。左机身和右机身上对称设置沿锯片1径向布置的滚柱丝杠83，滚珠丝杠83的两侧设置两条与滚珠丝杠83平行的轨道。各滚珠丝杠83的与主轴箱31相对的一端连接驱动滚珠丝杠83的伺服电机51。滚珠丝杠83上安装与滚珠丝杠螺纹配合的左滑台5及右滑台6。受伺服电机51驱动，左滑台5及右滑台6通过螺纹配合沿轨道在水平面内沿径向做靠近或远离锯片1的运动。

所述车刀架7相对设置在左滑台5和右滑台6上。所述车刀架7包括底座8、浮动座9、车刀部93、触点部94。左滑块5或右滑块6上设置纵向的（锯片1的轴向方向）滚珠丝杠83和滑道82，滚珠丝杠83远离锯片1的一端安装驱动用的电子手轮81。底座8配合滚珠丝杠83，沿滑82道做靠近或远离锯片1厚度方向的侧面的运动。

所述底座8上设置至少两根纵向的导向杆91，如图3在底座的水平板上设置两道沿锯片1轴向布置的导向杆91，或者如图4在底座的垂直侧板上设置两道沿锯片1轴向布置的导向杆91。浮动座9上对应导向杆91设置导向孔，浮动座穿设在导向杆91内。导向杆91的两端设置限位块。浮动座9远离锯片1一侧的导向杆91上套装压簧92，压簧92的一端连接浮动座9，另一端连接导向杆91远离锯片1一端的限位块。

所述车刀部93设置在浮动座9的中部，浮动座9上车刀部93的正下方和正下方、或仅为正上方或正下方设置触点部94，当设置两组触点部94时，在车刀部93的上下两侧对称设置。在浮动座9的中部设置沿纵向穿过浮动座9的丝杠及滑道，丝杠远离锯片1的一端连接车刀伺服电机931。丝杠及滑道上设置配合滑动的车刀滑块932，车道滑块932正对锯片侧面的一端安装加工锯片用的车刀933或压头。车道滑块932受车刀伺服电机931的驱动，沿滑道做靠近或远离锯片侧面的运动。

所述触点部94包括滚轮座941及导向滚轮942。滚轮座941固定安装在浮动座9上，导向滚轮942安装在滚轮座941上，用于与锯片1的侧面滚动接触，导向滚轮942的滚动方向与接触点处锯片1的圆周线相切。

所述加工锯片锯隙的机床还包括PLC控制系统10，PLC控制系统分别连接控制变频调速电机32、伺服电机51、电子手轮81和车刀伺服电机931。

下面以直径2000mm、厚度13mm、锯片材料45Mn2V、锯齿600齿，齿形角56度、齿形为等腰三角形、中心孔480mm、并加工有数个传动孔和吊装孔、经调质处理及平面加工后的锯片为例，说明本加工锯片锯隙的机床的使用操作步骤：

a.将准备进行锯隙加工的锯片吊装放置在固定夹盘的定位台阶处，用可拆卸压盘和夹持盘锁母固定锯片；

b.开启PLC控制系统驱动使各电机、手轮回到初始位置，之后分步操作各部件；

c.启动伺服电机，驱动左滑台及右滑台带动车刀架到锯片径向加工位置；

d.启动调节电子手轮，调整车刀架底座靠近锯片厚度方向的侧面，使浮动座借助压簧弹力，使触点部抵住锯片，保持对锯片的两侧面时间相同的压力；

e.启动锯片旋转变频调速电机至合适转速；

f.启动车刀伺服电机，车刀滑块带动车刀或压头沿轴向按设计进刀量进行加工；

g.启动伺服电机，左滑块及右滑块驱动整个车刀架按设定程序沿径向进给，直至完成锯隙加工；

h.对加工完锯隙的锯片校平并调整应力；

i.对锯片做平衡机检测和去重处理。

一种锯隙锯片，使用上述加工锯片锯隙的机床对成型锯片进行锯隙加工、加强带滚压工艺得到。如图5和图6所示，锯隙锯片主要由一个钢质的大而薄的圆盘状锯片体组成，锯片体的外缘分布一定数量的锯齿11；锯片体的中心加工安装定位用的中心孔17；中心孔17外的一定直径范围内为夹持盘12，夹持盘12上均布数个同心分布的用于紧固及传递扭矩的传动孔13；夹持盘上或者锯齿与夹持盘之间的锯片体上还加工有数个吊装孔14。所述锯片体厚度方向的两侧加工对称的锯隙15，锯隙15是与中心孔同心的、从夹持盘12外缘延伸到锯齿11内缘的环带形状的凹弧槽，凹弧槽在锯片1单侧的任意半径上的截面均为尺寸相同的凹弧线，凹弧线以夹持盘12外缘与锯齿11内缘之间的中垂面为对称面左右对称。

所述凹弧槽在槽底的弧顶处加工环形带状结构的加强带16，加强带16由压头滚压成具有连续的多边形的凹凸压痕。所述加强带16以凹弧槽槽底的弧顶为对称，加强带16的弧长为凹弧槽在锯片单侧的任意半径上的截面的凹弧线长度的1/3～1/4。

所述凹弧槽槽底的弧顶处的弦高为锯片体厚度的1/1500～1/9，优选1/50。所述凹弧槽在锯片单侧的任意半径上的截面的凹弧线的弦长与半径之比为1000:0.01～1000:5，优选2000：0.35；即可换算为1m的半径对应加工后的弦长为0.01mm～5mm，优选2m的半径对应加工后的弦长为0.35mm；优选比例能使锯片的预应力性能最佳。

上述锯隙锯片适用的厚度范围为1.5mm～18mm，直径范围为300mm～2500mm，锯片体的硬度范围为HRC20～50，锯齿数量范围为50～800个，齿尖硬度范围为HRC40～65，凹弧线的弧弦高h大于0.01mm、小于2mm。

Claims (9)

1.一种加工锯片锯隙的机床，包括机座（2）、机身（3），机身（3）的一端设置驱动锯片（1）旋转运动的电机和主轴箱（31），主轴箱（31）的输出端设置连接锯片（1）的夹具，机身（2）的中部开设横向的供锯片（1）在垂直面内做旋转运动的通槽（4），其特征在于：

所述通槽（4）两侧的机身（2）上对称设置沿锯片径向同步水平运动的左滑台（5）及右滑台（5），左滑台（5）和右滑台（6）上设置相对的车刀架；所述车刀架包括底座（8）、浮动座（9）、车刀部（93）、触点部（94），底座（8）为在左滑块（5）或右滑块（6）上预设的纵向滑道（82）上沿锯片轴向滑动的滑动块；所述底座（8）上设置至少两根纵向的导向杆（91），浮动座（9）通过预设的导向孔穿设在导向杆（91）上，导向杆（91）上远离锯片的一端套装压簧（92），压簧（92）的一端连接浮动座（9），压簧（92）的另一端连接导向杆（91）远离锯片（1）的一端；所述车刀部（93）设置在浮动座（9）的中部，浮动座（9）上车刀部（93）的正上方和/或正下方设置触点部（94），车刀部（91）包括纵向穿设在浮动座（9）内的丝杠、以及驱动丝杠的车刀伺服电机（931），还包括与丝杠配合的沿浮动座（9）预设滑轨滑动的车刀滑块（932），车刀滑块（932）正对锯片侧面的一端安装车刀（933）或压头；所述触点部（94）包括安装在浮动座（9）上的滚轮座（941）及安装在滚轮座上的用于与锯片侧面滚动接触的导向滚轮（942）；所述加工锯片锯隙的机床还包括PLC控制系统（10）。

2.根据权利要求1所述的一种加工锯片锯隙的机床，其特征在于：所述通槽（4）两侧的机身上对称设置沿锯片（1）径向布置的滚珠丝杠（83），滚珠丝杠（83）的两侧设置与滚珠丝杠（83）平行的轨道，滚珠丝杠（83）相对主轴箱的一端连接伺服电机（51），左滑块（5）及右滑块（6）设置配合滚珠丝杠（83）的螺孔沿轨道做横向水平运动。

3.根据权利要求2所述的一种加工锯片锯隙的机床，其特征在于：所述驱动锯片的电机为变频调速电机（32），车刀架由电子手轮（81）驱动，PLC控制系统（10）分别连接控制变频调速电机（32）、伺服电机（51）、电子手轮（81）和车刀伺服电机（931）。

4.利用权利要求1所述的一种加工锯片锯隙的机床加工的锯隙锯片，包括带中心孔（17）、吊装孔（14）和锯齿（11）的锯片体、位于中心孔（17）外沿的带传动孔（13）的夹持盘（12），其特征在于：所述锯片体厚度方向的两侧加工对称的锯隙（15），锯隙（15）是与中心孔（17）同心的、从夹持盘（12）外缘延伸到锯齿（11）内缘的环带形状的凹弧槽，凹弧槽在锯片单侧的任意半径上的截面均为尺寸相同的凹弧线，凹弧线以夹持盘（12）外缘与锯齿（11）内缘之间的中垂面为对称面左右对称。

5.根据权利要求4所述的一种加工锯片锯隙的机床加工的锯隙锯片，其特征在于：所述凹弧槽在槽底的弧顶处加工环形带状结构的加强带（16），加强带（16）由压头滚压成具有连续的多边形的凹凸压痕。

6.根据权利要求5所述的一种加工锯片锯隙的机床加工的锯隙锯片，其特征在于：所述加强带（16）以凹弧槽槽底的弧顶为对称，加强带（16）的弧长为凹弧槽在锯片单侧的任意半径上的截面的凹弧线长度的1/3～1/4。

7.根据权利要求6所述的一种加工锯片锯隙的机床加工的锯隙锯片，其特征在于：所述凹弧槽槽底的弧顶处的弦高为锯片体厚度的1/1500～1/9。

8.根据权利要求7所述的一种加工锯片锯隙的机床加工的锯隙锯片，其特征在于：所述凹弧槽在锯片单侧的任意半径上的截面的凹弧线的弦长与半径之比为1000:0.01～1000:5。

9.根据权利要求8所述的一种加工锯片锯隙的机床加工的锯隙锯片，其特征在于：所述锯片（1）的厚度范围为1.5mm～18mm，直径范围为300mm～2500mm，锯片体的硬度范围为HRC20～50。