CN1064876C - 带"j"形径向膨胀槽和弧形主体槽的圆锯片 - Google Patents

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Abstract

一个已经改进了稳定性的圆锯片(10)，锯片(10)有众多的径向膨胀槽(20)，最好呈一个“J”形。该锯片(10)可以有众多的弧形主体槽(30)，可以涂上一层“TEFLON”混合涂料。

Description

带"J"形径向膨胀槽和弧形主体槽的圆锯片
技术领域
本发明涉及到一个稳定性已经改进的圆锯片，锯片具有众多的径向膨胀槽，膨胀槽最好呈“J”形。该锯片也可以有众多的弧形主体槽，并可涂覆“TEFLON”(特氟隆)混合涂料。“TEFLON”是杜邦公司的商标。
发明背景
授予Miller的美国专利No．212，813(1879年)告诉人们一个有众多主体槽的圆锯，每个从一处伸向片周的槽都伸向片心。这种槽可以是径向的，或者是弧形的(见图4)。
授予Wettstein的美国专利No．1，083，645(1914年)告诉人们一个有很多主体槽或穿孔“d”的圆锯。丹麦专利20025(1915年)告诉人们在不同的锯片处有很多小主体槽的圆锯片。
德国说明书1，050，987(1959年)告诉人们一个为减少噪音而有不规则分布的主体槽的圆锯片。苏联专利说明书905，075(1982年)告诉人们一个有众多主体槽的圆锯片，每个槽从一处起伸向片周，并有一个对数螺旋伸向片心。
授予Wittkopp的美国专利No5，182，976(1993年)告诉人们一个有众多主体槽的圆锯片。图1A和1B示出具有相等半径的弧的两侧的槽。该槽具有内伸的止挡“S”。
PCT出版的申请WO／85／01242(1985年)告诉人们图1所示的一个先有技术的锯片有众多的向内延伸的具有一定宽度的径向铣槽4，每个槽4都向内终止于一个圆开口5中，开口5的直径大于槽4的宽度，开口5填有铜塞6。图2告诉人们众多的宽度相对很窄的隙缝10，例如，它们的宽度为0．005～0．006英寸(0．013～0．15厘米)。这些隙缝10端接在应力止挡11中，很像一个问号符号“？”，或者一个鱼钩。
PCT出版的申请WO93／08969(1993年)告诉人们一个具有防振部径向槽和张力分布孔的锯片。其他有的在锯片上还兼有膨胀槽和防振部位。例如，“FREUD”宣传过一种锯片，该锯片有众多的，不同尺寸的，间隔不一的“？”形槽，这些槽都有利用激光刻在锯片体内的细痕。
发明概要
本发明是指一个圆锯片，该锯片具有稳定的操作性能，易于锯切，有增长的使用寿命，锯切质量较好，锯片扭曲减小，锯片的操作噪音减低。本发明涉及到既可以是用在便携锯(手提锯)上的“较小”直径的圆锯片，也可以是用在台锯上的“较大”直径的圆锯片。一般说来，这些锯片都有一个用来接受心轴的中心圆穿孔。根据锯片所用的锯的不同，可以提供中心圆形或金钢石形顶件。
较大的锯片有众多的间距相等的外“J”形膨胀槽，每个槽先是按预选距离径向内伸，然后按旋转方向按预选半径再作半圆或弧形转弯，形成“J”形。因为容易制造，申请人希望将槽冲制在锯片上。而先有技术文件告诉人们，独特的小宽度的能减少噪音的槽的设计规定它必须切制到锯片上，这些小宽度的设计结构不能冲制在锯片坯料上。取而代之是要用较为复杂的、很费时间的加工过程。
例如，在先有技术的非J形冲槽上，径向槽端接在一个圆开口中，由于锯片旋转很快，就会产生噪音。而对于小宽度的冲压开口，申请人注意到这种J形可能会产生频率不太高的哨声。
在一般情况下用于台锯时，像用于一个径切或斜切／复合斜切锯那样，这些“较大”的锯片既可以和要锯的移过锯片的木料固定在一起，例如，像细凿锯那样；也可以和被锯的固定的木料在一起沿选择的单一方向导引，例如，像径切臂锯那样。由于有这样的结构，一般情况下只有切割刀片(刀刃)接触于被切的木料。由于锯切期间要产生热，J槽为锯片的膨胀提供了充分的空间。而且，这些“较大”的锯片一般都具有较高的齿，以便用于修边或抛光工作，锯片通常都不随便乱用，因而也就很少发热。
对于便携锯用的“较小”直径的锯片来说，在锯切时一些操作者可能不是沿着直线在锯切。因此，更多的是锯片而不只是锯片刀片(锯刃)会接触于要锯切的木料。这就使锯切处而不只是锯刃产生更多的热。而且，这样也会在锯片上施以更多的应力。因此，正如下面要更为详细解释的那样，主体槽就包括在“较小”的锯片上。每个锯片的J槽数和主体槽数都相同。
每个圆锯片都有一个自然频率，这种自然频率可以视为一个实心圆片，会受到片径、片厚、片的结构材料和片心套环的大小等的影响。例如，可以通过利用较大直径的套环，使片做厚些，或者减少片径使锯片的自然频率变得高些，因为所有这些变化可以使锯片的刚性更高。
锯片达到临界速度时就会产生振动，也会不稳定。最好使锯片的临界速度设计得远离操作速度。每个节点直径的自然频率都有一个向前的和一个向后的移动波，它对保持锯片的稳定性具有某些抵消作用。在向后移动波等于零时的操作速度就是临界速度。例如，下列锯片的参数测出为：锯片号数         1           2            3锯片直径       7．25英寸    10英寸       12英寸
          18．4厘米    25．4厘米    30．5厘米锯片厚度      0．048英寸   0．064英寸   0．64英寸
          0．122厘米   0．163厘米   0．163厘米心轴孔径      0．625英寸   1．0英寸     1．0英寸
          1．59厘米    2．54厘米    2．54厘米套环直径      2．0英寸     2．0英寸     2．0英寸
          5．1厘米     5．1厘米     5．1厘米最低临界速度  12272转／分  7563转／分   4981转／分
1号和2号锯片的操作速度，例如，可以是5600转／分，3号锯片的操作速度可以是3800转／分。可是，如果没有径向膨胀槽和主体槽，实心锯片圆片在锯切过程中产生的热会向片心径向移动。看一下实心片的温度曲线，就会发现众多的同心圆，内圆的温度要比外圆的温度低。正由于这样的温度分布，同时又因为没有膨胀的余地，锯片就会产生扭曲或翘曲。加上J槽和主体槽后就可以改变这种同心温度的分布情况，同时可以在横跨半径的主要部位获得均匀的膨胀；可是，这些J槽和主体槽也能使锯片的刚性有所减低，锯片的自然频率也有所降低。槽越多，频率越低。因此，太多的槽会使频率降得太低，从而使锯片在操作速度下不稳定。申请人已确定了3或4J槽和主体槽能提供足够的膨胀区域，但却不足以降低锯片的刚性而造成锯片的不稳定。还有，具有不同半径的两相对侧的弧形主体槽，其两端在锯片上不径向对齐，这样能获得较好的刚性。
最后，本发明包括一种具有一个一般呈圆形的主体的圆锯用的锯片，主体有一个预选的锯片厚度，主体有一个具有预选形状的外周表面，外周表面有众多的相连的切凿，用于在一个锯切方向内锯切。锯片有一个中心心轴穿孔。锯片有一个假想的锯片中心点，锯片内至少有3个，但不超过4个相同的J膨胀槽，J膨胀槽之间有一个围绕所述外周表面的相等间距，每个J膨胀槽都有一个预选的开口宽度，开口宽度至少要和锯片的厚度相等，每个J膨胀槽都有一个径向部分和一个弧形部分，径向部分从外周表面径向内朝着假想的锯片中心点伸出一个预选的距离到一个最近的径向处，弧形部分从此最近的径向处开始沿着锯切方向弯成弧形，弧形部分有一个预选半径和一个假想的圆弧中心点，假想的圆弧中心点处在外周表面和弧形部分之间的锯片上，弧形部分有一个最靠近假想锯片中心点的J槽部位。
附图简介
参阅下面连同附图的介绍将对本发明有一个更好的了解，附图内的相同标号代表相同的零部件。
图1为按照本发明制造的第一个锯片的缩小比例的前左侧的透视图；
图2为图1的锯片的前视图；
图3为图2的锯片的左侧视图；
图4为图2的锯片的顶视图；
图5为图2的锯片的右侧视图；
图6为图2的锯片的底视图；
图7为图1的锯片的后视图；
图8为按照本发明制造的第二个锯片的缩小比例的前左侧透视图；
图9为图8的锯片的前视图；
图10为图9的锯片的左侧视图；
图11为图9的锯片的顶视图；
图12为图9的锯片的右侧视图；
图13为图9的锯片的底视图；
图14为图8的锯片的后视图；
图15为按照本发明制造的第三个锯片的缩小比例的前左侧透视图；
图16为图15的锯片的前视图；
图17为图16的锯片的左侧视图；
图18为图16的锯片的顶视图；
图19为图16的锯片的右侧视图；
图20为图16的锯片的底视图；
图21为图15的锯片的后视图；
图22为按照本发明制造的第4个锯片的缩小比例的前左侧透视图；
图23为图22的锯片的前视图；
图24为图23的锯片的左侧视图；
图25为图23的锯片的顶视图；
图26为图23的锯片的右侧视图；
图27为图23的锯片的底视图；
图28为图22的锯片的后视图；
图29为按照本发明制造的第5个锯片的缩小比例的前左侧透视图；
图30为图29的锯片的前视图；
图31为图30的锯片的左侧视图；
图32为图30的锯片的顶视图；
图33为图30的锯片的右侧视图；
图34为图30的锯片的底视图；
图35为图29的锯片的后视图；
图36为按照本发明制造的第6个锯片的缩小比例的前左侧透视图；
图37为图36的锯片的前视图；
图38为图37的锯片的左侧视图；
图39为图37的锯片的顶视图；
图40为图37的锯片的右侧视图；
图41为图37的锯片的底视图；
图42为图36的锯片的后视图；
图43为图1-7的，表明所选锯片特性的锯片的前视图；以及
图44为图8-14的，表明热分布特性的锯片的前视图。
优选实施例的详细说明
图43示出一个优选的锯片10，它有众多的膨胀槽20，膨胀槽20为“J”形，还有众多的弧形主体槽30。锯片10有一个中心圆心轴接收孔40。锯片10有一个金刚石形的顶件(knock out)42，以便用于使锯片放在金刚石形的心轴上。已经知道顶件具有各种形状，金刚石形的，圆形的，等等。
锯片10有硬质合金切割刀片(刀刃)12，它具有从0°到更大的齿钩角，例如0°，20°，35°。齿钩角也就是锯片径向线和沿着刀片端面的一条线之间的角度，锯片10的齿钩角为20°。锯片10包括防倒转部分14。例如，锯片10在从刀片12到径向对置的刀片之间的直径为8．250英寸(20．955厘米)，从防倒转部分14到径向对置的防倒转部分14之间的直径为8．149英寸(20．698厘米)。
锯片10包括众多的齿槽16。示出的锯片10有24个刀片12。每隔6个齿槽16有一个“J”形膨胀槽20，它的宽度“W”是均匀的。锯片10的锯片厚度为0．064英寸(0．163厘米)。为了易于制造，槽20最好用片料冲制或压成。因此，槽的宽度“W”具有大约等于锯片10的厚度的较小值。如图所示槽20的宽度“W”等于锯片的厚度，为0．064英寸(0．163厘米)。
槽20有一个径向部分22和一个弧形或半圆形部分24。接触J槽20到中心孔40的最近点的第一个同心圆的直径和等于锯片直径的圆的直径比率最好在0．32到0．77的范围内，一般在0．7到0．8的范围内。对图43所示的锯片10来说，这种比率为6．27／8．25=0．76。而且，从J槽在它相应的齿槽开始，“J”向内延伸的距离最好大约等于锯片直径除以12，或半径除以6。
锯主体槽30有一个外弧线32和一个内弧线34。弧线32有一个第一半径，弧线34有一个不同的第二半径。每个槽30是对称的，其中形成每个槽30的弧线32和34的“圆”的“中心点”正好落在平分槽30的一条线上。例如，图43的锯片10的外弧线32的半径为4．830英寸(12．27厘米)，内弧线34的半径为8．540英寸(21．69厘米)。图1-7，8-14和22-28所示的锯片都具有这些尺寸，其中槽30的两个远距离点之间的线性距离约为2．7英寸(6．9厘米)。图36-42所示的较小直径的锯片，以后将详细介绍，其外弧线32的半径为5英寸(12．7厘米)，内弧线34的半径为11英寸(28厘米)，其中槽30的两个远距离点之间的线性距离约为2．4英寸(6．1厘米)。
如果划经向线和两个相邻的J槽20相连接，一个主体槽30的位置将在一个靠近平分线或这些径向线的一个锯片位置上最靠近锯片的外周边。槽30向内弯弧，但不向中心孔40弯弧。
先前曾经提到过，一个第一同心圆与J槽20到中心孔40的最近点接触。一个第二同心圆与所有的主体槽30在距锯片10的周边的最近处接触。第三个同心圆与所有的主体槽在它们距中心孔40的最近处接触。该第三个同心圆的直径稍大于接合锯片的操作套环。例如，一个套环可以有2英寸(5．1厘米)的直径。如图43所示的锯片10，其第一个同心圆的直径大于第二个同心圆的直径。可是，对图8-14所示的锯片来说，其第二个同心圆的直径大于第一个同心圆的直径。
各种锯片的特性为
图号的锯片  锯片直径  齿数  齿钩角  锯片厚度  J槽20数  槽30数
1-7和43  8.25英寸20.96厘米   24     20°  0.64英寸0.163厘米     4     4
8-14  7.25英寸18.42厘米   24     20°  0.48英寸0.122厘米     3     3
15-21  10英寸25.4厘米   24     20°  0.80英寸0.203厘米     4     0
22-38  7.25英寸18.42厘米   40     20°  0.48英寸0.122厘米     4     4
29-35  10英寸25.4厘米   60     0°  0.64英寸0.163厘米     4     0
36-42  6.5英寸16.5厘米   18     20°  0.48英寸0.122厘米     3     3
J形膨胀槽20的特性为：
图号的锯片 J形槽20数 J宽度“W” J径向部分22的长度 J弧形部分24的半径 J圆÷锯片的直径比
1-7和43     4  0.64英寸0.163厘米 0.453英寸1.15厘米 0.1 87英寸0.475厘米     0.76
8-14     3  0.50英寸0.127厘米 0.465英寸1.18厘米 0.160英寸0.406厘米     0.74
15-21     4  0.80英寸0.203厘米 0.600英寸1.52厘米 0.224英寸0.569厘米     0.77
22-28     4  0.50英寸0.127厘米 0.497英寸1.26厘米 0.160英寸0.406厘米     0.74
29-35     4  0.64英寸0.163厘米 0.588英寸1.49厘米 0.224英寸0.569厘米     0.77
36-42     3  0.50英寸0.127厘米 0.375英寸0.95厘米 0.1 60英寸0.406厘米     0.74
在这个优选实施例中，本发明包括临界地位于锯片10表面上的预选数目的曲线膨胀槽20的对称配置以及预选数目的主体槽30的对称配置，从而当锯片操作时所呈现出来的热变化率(热梯度)是最大的，因此就避免了使用过程中所产生的热应力集中的现象，同时可使膨胀槽和主体槽的数目减到最低，这样就保持了锯片的振动性能特征。对一个有3个J槽和3个主体槽的锯片来说，图44示出了锯片各处的温度。刀片处为300°F(149℃)，锯片中心为150°F(66℃)。其中的各条线表示其间所选定的温度，281°F(138℃)，262°F(128℃)，244°F(118℃)，206°F(97℃)和169°F(76℃)。
以前曾经提到过，特别是对便携锯来说，用户并不总是呈直线状的锯切，因此会产生过大的热量，从而形成翘曲(摆动)，造成较多的粘咬。申请人已经发现，在锯片上涂上含有约10％的“TEFLON”涂料，其生热就会降低，同时粘咬也会变小。作为一个例子，一个带约10磅(4．5公斤)负荷的普通钢锯片在锯切时会使锯片侧边加热到高过250°F(121℃)。而用同样的锯片涂上含有10％的“TEFLON”涂料，承受相同的侧边负荷，其温度只上升到约180°F(82℃)到190°(88 ℃)。较冷的锯片就不大可能产生翘曲，因此，锯在锯切时所用的电动机就可以用较小力矩。
上述详细的描述主要是给人们清晰的理解。对于那些本技术领域的技术人员来说，在阅读完本公开资料以后显然会作出一些修改。对于这些修改没有什么多余的限制，只要不偏离本发明的精神或不超出所附权利要求的范围。

Claims (13)

1．一种圆锯的锯片(10)，它包括：一个一般呈圆形的主体，所述主体有一个预选的锯片厚度，所述主体有一个具有预选形状的外周表面，所述外周表面有许多与之相连的用于在一个锯切方向锯切的切齿(！2)，所述锯片(10)有一个中心心轴通孔(40)，所述的锯片(10)有一个假想的锯片中心点，所述的锯片在其中至少有3个，且不超过4个相同的J形膨胀槽(20)，所述J形膨胀槽(20)之间围绕所述外周表面具有相等的间距，每个所述J形膨胀槽(20)有一个预选的开口宽度(W)，所述的开口宽度至少等于所述锯片的厚度，每个所述J形膨胀槽(20)有一个径向部分(22)和一个弧形部分(24)，所述的径向部分(22)从所述的外周表面向所述假想的锯片中心点向内径向延伸一个预选距离直到一个最近的径向点，所述的弧形部分(24)从所述的最近的径向点开始沿所述的锯切方向呈弧形弯曲，所述的弧形部分(24)有一个预选半径和一个假想的弧线中心点，所述假想的弧线中心点位于所述外周表面和所述弧形部分之间并处在从所述径向部分沿所述锯切方向的锯片上，所述的弧形部分(24)有一个相对于所述假想的锯片中心点的J形膨胀槽的最近部位。
2．根据权利要求1的锯片(10)，其中，所述多个锯齿(12)具有距所述假想的锯片中心点的第一预选距离，和所述J形膨胀槽(20)离所述假想的锯片中心点的最近部位距所述假想的锯片中心点的第二预选距离，距所述假想的锯片中心点的第二预选距离除以距所述假想的锯片中心点的第一预选距离来限定一个比率，所述比率的值至少为0．7，但不超过0．8。
3．根据权利要求1的锯片(10)，其中，在所述锯片主体上有一个涂层，所述涂层包括“TEFLON”。
4．根据权利要求3的锯片(10)，其中所述“TEFLON”包括至少10％的所述涂层。
5．根据要求2的锯片(10)，其中，在所述锯片主体上有一个涂层，所述涂层包括“TEFLON”。
6．根据权利要求5的锯片(10)，其中，所述“TEFLON”包括至少10％的所述涂层。
7．根据权利要求1的锯片(10)，所述锯片(10)中还包括至少3个且不超过4个相同的主体膨胀槽(30)，所述锯片(10)具有数目相等的所述J形膨胀槽(20)和所述主体槽(30)，所述主体槽(30)围绕所述主体其间具有一个对称的间距，每个所述主体槽(30)有一个外弧形部分(32)和一个内弧形部分(34)以及连接所述外弧形部分和内弧形部分的对置的端部，所述外弧形部分(32)有一个预选的外弧形部分半径而所述的内弧形部分(34)有一个预选的内弧形部分半径，所述内弧形部分半径大于所述外弧形部分半径，所述内弧形部分半径标识出一个第一假想的槽弧线中心点，所述外弧形部分半径标识出一个第二假想的槽弧线中心点，所述第一和所述第二假想的槽弧线中心点落在平分所述主体槽的内和外弧形部分的一条假想线上。
8．根据权利要求7的锯片(10)，其中，对每一个所述J形膨胀槽(20)来说，在一条连接所述J形膨胀槽径向部分和所述假想的锯片中心点的相应的假想线上，所述假想线交接不超过一个所述主体槽(30)。
9．根据权利要求8的锯片(10)，其中，每一个所述的主体槽(30)都有一个最靠近所述外周表面的部位和一个最靠近所述假想的锯片中心点的部位，所述最靠近所述外周表面的部位处在一个第一假想圆的圆周上，所述最靠近所述假想锯片中心点的部位处在一个第二假想圆的圆周上，所述第一和所述第二假想圆为同心圆，以所述假想的锯片中心点作为其公共中心点。
10．根据权利要求1的锯片(10)，其中，所述J形膨胀槽(20)由冲压而成。
11．根据权利要求7的锯片(10)，其中，所述的J形膨胀槽(20)和所述的主体槽(30)都由冲压而成。
12．根据权利要求7的锯片(10)，其中，所述锯片主体有一个涂层，所述涂层包括“TEFLON”。
13．根据权利要求12的锯片(10)，其中，所述“TEFLON”至少包括10％的所述涂层。
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