CN109807393A - 一种具有2/3t变分齿量扭转齿形的双金属带锯条 - Google Patents

Abstract

一种具有2/3T变分齿量扭转齿形的双金属带锯条，包括齿条本体，齿条本体上分布有若干锯齿，所述锯齿沿齿条本体的长度方向成组排列，每组锯齿由五个分齿组合而成，分别为中间导向齿、左分齿Ⅰ、右分齿Ⅰ、左分齿Ⅱ和右分齿Ⅱ，每组锯齿分齿的分齿量为变分齿量，其中左分齿Ⅰ的分齿量F₁＝0.24‑0.26mm，左分齿Ⅱ的分齿量F₂＝0.40‑0.42mm，右分齿Ⅰ的分齿量F₃＝0.40‑0.42mm，右分齿Ⅱ的分齿量F₄＝0.24‑0.26mm，每组锯齿的分齿高度B＝2.4‑2.6mm，所述分齿的扭转角为θ＝4°‑6°，所述相邻两个分齿之间形成的齿槽为圆弧形，齿槽半径R＝2.4‑3.9mm；使用本发明切削钛合金和镍基高温合金的板材和棒材，切屑效率可提高30％‑40％，带锯条使用寿命提高20％‑30％。

Description

一种具有2/3T变分齿量扭转齿形的双金属带锯条

技术领域

本发明属于切割工具技术领域，特别涉及一种具有2/3变分齿量扭转齿形的双金属带锯条。

背景技术

双金属带锯条主要由两种金属材料焊接而成，齿尖材料为高速钢，齿背材料为弹簧钢，目前主要应用于纯铁、灰铁、球铁、不锈钢、模具钢、碳钢、钛合金、铜合金、镍基高温合金等材料的切割，锯切的材料结构有棒材、管材、工字型、槽钢及各种常见的形状。企业为了提高双金属带锯条的锯切质量和锯切效率，降低成本，选择锯切不同规格材料、形状的工件时，需要选择不同的材质双金属带锯条和不同的齿形参数。双金属带锯条的使用性能除了受到带锯条齿尖和齿背原材料以及热处理工艺的影响外，在很大程度上还取决于齿形参数设计，例如同样材质和热处理工艺的带锯条齿形不同，锯切相同规格材料时锯切质量和使用寿命却大不相同。双金属带锯条的齿形参数主要包括齿前角、齿后角、齿距、齿深、齿槽半径、分齿高度、分齿量等，这些齿形参数在带锯条切割过程中会影响切削力、进给力、切削热、分齿回弹、锯屑形貌以及切面光洁度等，因此如果齿形参数设计不合理，双金属带锯条在锯切硬度高和弹性模量大的材料时会存在切削效率不高、夹锯、排屑困难、打齿、切面质量差等现象，造成了企业加工成本和材料成本居高不下，影响了企业经济效益。

为克服双金属带锯在锯切弹性模量和硬度较大的模具钢和钛合金以及镍基高温合金板材时易出现的夹锯、排屑困难、切削效率低、齿裂、撸齿、切面质量差等问题，需要对双金属带锯条的锯切过程进行分析，通过计算机数值模拟方法来分析锯切时齿尖的受力和受热状态，提出优化齿形参数设计方法，设计出符合锯切钛合金等材质要求的新齿形。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有2/3T变分齿量扭转齿形的双金属带锯条，主要用于锯切模具钢、钛合金、镍基高温合金，充分利用扭转角度加大分齿的刚性，以克服现有双金属带锯条齿形锯切硬度和弹性模量较高材料时出现分齿回弹导致的夹锯、排屑不畅、齿尖磨损严重，切削效率不高、齿裂、撸齿、切面质量差等现象。

一种具有2/3T变分齿量扭转齿形的双金属带锯条，包括齿条本体，齿条本体上分布有若干锯齿，所述锯齿沿齿条本体的长度方向成组排列，每组锯齿由五个分齿组合而成，分别为中间导向齿、左分齿Ⅰ、右分齿Ⅰ、左分齿Ⅱ和右分齿Ⅱ，每组锯齿分齿的分齿量为变分齿量，其中左分齿Ⅰ的分齿量F₁＝0.24-0.26mm，左分齿Ⅱ的分齿量F₂＝0.40-0.42mm，右分齿Ⅰ的分齿量F₃＝0.40-0.42mm，右分齿Ⅱ的分齿量F₄＝0.24-0.26mm，每组锯齿的分齿高度B＝2.4-2.6mm，所述分齿的扭转角为θ＝4°-6°，所述相邻两个分齿之间形成的齿槽为圆弧形，齿槽半径R＝2.4-3.9mm。

所述每组锯齿的齿形的轮廓均由圆弧线A、直线B、直线C和直线D四条线首尾相接组成，直线C与水平面之间的夹角为后角β₁，后角β₁为25°-26°；直线D与水平面之间的夹角为后角β₂，后角β₂为35°-36°；所述分齿的前角α＝10°-11°；所述直线C与直线B之间的夹角为齿形角γ₁，γ₁＝90°-β₁-α，所述直线B与直线D之间的夹角为齿形角γ₂，γ₂＝90°-β₂-α。

相邻两分齿之间的距离为齿距，所述中间导向齿与左分齿Ⅰ之间形成第一齿距，所述左分齿Ⅰ与右分齿Ⅰ之间形成第二齿距，右分齿Ⅰ与左分齿Ⅱ之间形成第三齿距，左分齿Ⅱ与右分齿Ⅱ之间形成第四齿距，右分齿Ⅱ与下一组锯齿的中间导向齿之间形成第五齿距，第五齿距为最大齿距L₁＝13.1-13.3mm，第二齿距为最小齿距L₂＝9.3-9.5mm，第一齿距、第三齿距和第四齿距位于9.3-13.3mm之间。

所述中间导向齿与左分齿Ⅰ之间形成的齿槽的齿深为第一齿深，左分齿Ⅰ与右分齿Ⅰ之间形成的齿槽的齿深为第二齿深，右分齿Ⅰ和左分齿Ⅱ之间形成的齿槽的齿深为第三齿深，左分齿Ⅱ与右分齿Ⅱ之间形成的齿槽的齿深为第四齿深，右分齿Ⅱ与下一组锯齿的中间导向齿之间形成的齿槽的齿深为第五齿深，第五齿深为大齿深H₁＝5.5-5.7mm，第二齿深为小齿深H₂＝4.1-4.3mm，第一齿深、第三齿深和第四齿深位于4.1-5.7mm之间。

本发明的有益效果为：

1、双金属带锯条在锯切过程中主要是齿尖部分受力，受到来自工件的切削阻力、进给阻力和垂直于带锯条厚度方向的切削压力作用，使的带锯条锯切过程中受到高阻力、高摩擦热作用以及分齿回弹压力综合作用，如果排屑不畅通，很容易导致带锯条的快速打齿或者开裂报废，本发明采用增加大前角齿形来提高切削进给量，提高切削效率，同时为了保证锯条齿尖的强度，采用了双后角设计来保证足够大的齿形角进而提高齿尖强度，提高使用寿命。

2、本发明通过采用变分齿量充分发挥了双金属带锯条锯切模具钢和不锈钢等硬度和粘度较大的材料时排屑的优势，也保证了分齿回弹变小，不发生夹锯的可能。

3、使用大前角可以大大提高双金属带锯条的锯切效率；使用双后角可以保证齿尖和齿根有足够的抗拉强度；使用变分齿量锯切粘性金属材料时，在不降低切削进给量的同时提高排削能力，使排屑更加顺畅。

4、本发明同时为了保证锯切过程排屑通畅和震动小以及减小分齿回弹，采用了变齿距和齿深，通过改变分齿模具角度来增加分齿过程中分齿的扭转角度，加大分齿的加工硬化效果，提高分齿刚度以减小分齿回弹，提高切面质量。

5、使用本齿形切削钛合金和镍基高温合金的板材和棒材，切屑效率可提高30％-40％，带锯条使用寿命提高20％-30％。

附图说明

图1为一种具有2/3T变分齿量扭转齿形的双金属带锯条一组齿的示意图；

图2为一种具有2/3T变分齿量扭转齿形的双金属带锯条主视图；

图3为一种具有2/3T变分齿量扭转齿形的双金属带锯条侧视图；

图4为一种具有2/3T变分齿量扭转齿形的双金属带锯条分齿的分齿量变化图；

图5为一种具有2/3T变分齿量扭转齿形的双金属带锯条一个分齿的轮廓示意图；

1-齿条本体，2-锯齿，3-中间导向齿，4-左分齿Ⅰ，5-右分齿Ⅰ，6-左分齿Ⅱ，7-右分齿Ⅱ，8-齿槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-图4所示，一种具有2/3T变分齿量扭转齿形的双金属带锯条，包括齿条本体1，齿条本体1上分布有若干锯齿2，所述锯齿2沿齿条本体1的长度方向成组排列，每组锯齿2由五个分齿组合而成，下一组循环排列，分别为中间导向齿3、左分齿Ⅰ4、右分齿Ⅰ5、左分齿Ⅱ6和右分齿Ⅱ7，每组锯齿2分齿的分齿量F为变分齿量，其中左分齿Ⅰ4的分齿量F₁＝0.24-0.26mm，左分齿Ⅱ6的分齿量F₂＝0.40-0.42mm，右分齿Ⅰ5的分齿量F₃＝0.40-0.42mm，右分齿Ⅱ7的分齿量F₄＝0.24-0.26mm，每组锯齿2的分齿高度B＝2.4-2.6mm，所述分齿的扭转角为θ＝4°-6°，所述相邻两个分齿之间形成的齿槽8为圆弧形，齿槽8半径R＝2.4-3.9mm，圆弧形的齿槽8排屑顺畅，齿槽8越深齿槽半径越大，大齿槽8位置的齿距较大，小齿槽8位置的齿距较小。

如图5所示，所述每组锯齿2的齿形的轮廓均由圆弧线A、直线B、直线C和直线D四条线首尾相接组成，直线C与水平面之间的夹角为后角β₁，后角β₁为25°-26°；直线D与水平面之间的夹角为后角β₂，后角β₂为35°-36°；所述分齿的前角α＝10°-11°；所述直线C与直线B之间的夹角为齿形角γ₁，γ₁＝90°-β₁-α，所述直线B与直线D之间的夹角为齿形角γ₂，γ₂＝90°-β₂-α。

相邻两分齿之间的距离为齿距，所述中间导向齿3与左分齿Ⅰ4之间形成第一齿距，所述左分齿Ⅰ4与右分齿Ⅰ5之间形成第二齿距，右分齿Ⅰ5与左分齿Ⅱ6之间形成第三齿距，左分齿Ⅱ6与右分齿Ⅱ7之间形成第四齿距，右分齿Ⅱ7与下一组锯齿2的中间导向齿3之间形成第五齿距，第五齿距为最大齿距L₁＝13.1-13.3mm，第二齿距为最小齿距L₂＝9.3-9.5mm，第一齿距、第三齿距和第四齿距位于9.3-13.3mm之间。

所述中间导向齿3与左分齿Ⅰ4之间形成的齿槽8的齿深为第一齿深，左分齿Ⅰ4与右分齿Ⅰ5之间形成的齿槽8的齿深为第二齿深，右分齿Ⅰ5和左分齿Ⅱ6之间形成的齿槽8的齿深为第三齿深，左分齿Ⅱ6与右分齿Ⅱ7之间形成的齿槽8的齿深为第四齿深，右分齿Ⅱ7与下一组锯齿2的中间导向齿3之间形成的齿槽8的齿深为第五齿深，第五齿深为最大齿深H₁＝5.5-5.7mm，第二齿深为最小齿深H₂＝4.1-4.3mm，第一齿深、第三齿深和第四齿深位于4.1-5.7mm之间。

实施例1

本实施例中齿前角α＝10°；两个后角β₁和β₂分别为β₁＝26°，β₂＝36；齿形角γ₁＝54°，γ₂＝44°；最大齿深H₁＝5.5mm，最小齿深H₂＝4.1mm；每个齿的齿槽8半径R不同，R＝2.4-3.9mm；最大齿距L₁＝13.1mm，最小齿距L₂＝9.3mm；分齿高度B＝2.4mm；左分齿Ⅰ4的分齿量F₁＝0.24mm，左分齿Ⅱ6的分齿量F₂＝0.40mm，右分齿Ⅰ5的分齿量F₃＝0.40mm，右分齿Ⅱ7的分齿量F₄＝0.24mm；扭转角θ＝4°；锯切Φ160mm钛合金棒材需要20分钟，可连续锯切3天。

实施例2

本实施例中齿前角α＝10°30'；两个后角β₁和β₂分别为β₁＝25°30'，β₂＝35°30'；齿形角γ₁＝54°，γ₂＝44°；最大齿深H₁＝5.5mm，最小齿深H₂＝4.1mm；每个齿的齿槽8半径R不同，R＝2.4-3.9mm；最大齿距为L₁＝13.2mm，最小齿距为L₂＝9.4mm；分齿高度B＝2.5mm；左分齿Ⅰ4的分齿量F₁＝0.25mm，左分齿Ⅱ6的分齿量F₂＝0.41mm，右分齿Ⅰ5的分齿量F₃＝0.41mm，右分齿Ⅱ7的分齿量F₄＝0.25mm；扭转角θ＝5°；锯切Φ160mm钛合金棒材需要16分钟，可连续锯切3.5天。

实施例3

本实施例中齿前角α＝11°；两个后角β₁和β₂分别为β₁＝25°，β₂＝35°；齿形角γ₁＝54°，γ₂＝44°；最大齿深H₁＝5.5mm，最小齿深H₂＝4.1mm；每个齿的齿槽8半径R不同，R＝2.4-3.9mm；最大齿距为L₁＝13.3mm，最小齿距为L₂＝9.5mm；左分齿Ⅰ4的分齿量F₁＝0.26mm，左分齿Ⅱ6的分齿量F₂＝0.42mm，右分齿Ⅰ5的分齿量F₃＝0.42mm，右分齿Ⅱ7的分齿量F₄＝0.26mm；扭转角θ＝6°；锯切Φ160mm钛合金棒材需要18分钟，可连续锯切4天。

通过三个实施例可知，使用本发明齿形切削钛合金和镍基高温合金的板材和棒材，切屑效率可提高30％-40％，带锯条使用寿命提高20％-30％。

Claims (4)

1.一种具有2/3T变分齿量扭转齿形的双金属带锯条，其特征在于，包括齿条本体，齿条本体上分布有若干锯齿，所述锯齿沿齿条本体的长度方向成组排列，每组锯齿由五个分齿组合而成，分别为中间导向齿、左分齿Ⅰ、右分齿Ⅰ、左分齿Ⅱ和右分齿Ⅱ，每组锯齿分齿的分齿量为变分齿量，其中左分齿Ⅰ的分齿量F₁＝0.24-0.26mm，左分齿Ⅱ的分齿量F₂＝0.40-0.42mm，右分齿Ⅰ的分齿量F₃＝0.40-0.42mm，右分齿Ⅱ的分齿量F₄＝0.24-0.26mm，每组锯齿的分齿高度B＝2.4-2.6mm，所述分齿的扭转角为θ＝4o-6o，所述相邻两个分齿之间形成的齿槽为圆弧形，齿槽半径R＝2.4-3.9mm。

2.根据权利要求1所述的一种具有2/3T变分齿量扭转齿形的双金属带锯条，其特征在于：所述每组锯齿的齿形的轮廓均由圆弧线A、直线B、直线C和直线D四条线首尾相接组成，直线C与水平面之间的夹角为后角β₁，后角β₁为25°-26°；直线D与水平面之间的夹角为后角β₂，后角β₂为35°-36°；所述分齿的前角α＝10°-11°；所述直线C与直线B之间的夹角为齿形角γ₁，γ₁＝90°-β₁-α，所述直线B与直线D之间的夹角为齿形角γ₂，γ₂＝90°-β₂-α。

3.根据权利要求1所述的一种具有2/3T变分齿量扭转齿形的双金属带锯条，其特征在于：相邻两分齿之间的距离为齿距，所述中间导向齿与左分齿Ⅰ之间形成第一齿距，所述左分齿Ⅰ与右分齿Ⅰ之间形成第二齿距，右分齿Ⅰ与左分齿Ⅱ之间形成第三齿距，左分齿Ⅱ与右分齿Ⅱ之间形成第四齿距，右分齿Ⅱ与下一组锯齿的中间导向齿之间形成第五齿距，第五齿距为最大齿距L₁＝13.1-13.3mm，第二齿距为最小齿距L₂＝9.3-9.5mm，第一齿距、第三齿距和第四齿距位于9.3-13.3mm之间。

4.根据权利要求1所述的一种具有2/3T变分齿量扭转齿形的双金属带锯条，其特征在于：所述中间导向齿与左分齿Ⅰ之间形成的齿槽的齿深为第一齿深，左分齿Ⅰ与右分齿Ⅰ之间形成的齿槽的齿深为第二齿深，右分齿Ⅰ和左分齿Ⅱ之间形成的齿槽的齿深为第三齿深，左分齿Ⅱ与右分齿Ⅱ之间形成的齿槽的齿深为第四齿深，右分齿Ⅱ与下一组锯齿的中间导向齿之间形成的齿槽的齿深为第五齿深，第五齿深为大齿深H₁＝5.5-5.7mm，第二齿深为小齿深H₂＝4.1-4.3mm，第一齿深、第三齿深和第四齿深位于4.1-5.7mm之间。