CN217256460U - 用于锯切纤维复合材料的左右齿、锯片及切割设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及切割设备技术领域,提供一种用于锯切纤维复合材料的左右齿、锯片及切割设备。该用于锯切纤维复合材料的左右齿包括：位于前刀面外侧形成的主刃、副刃和侧刃，主刃、副刃和侧刃之间依次形成斜磨角，使得前刀面由外侧至内侧的宽度依次增加。该锯片包括本实用新型的用于锯切纤维复合材料的左右齿，该切割设备包括上述的左右齿或锯片。本实用新型通过在副刃和侧刃进行斜磨形成斜磨角，从而使得整体齿形为上窄下宽的双梯形结构，可以使刀齿切入材料过程中的切削力渐进式增加，减小切削冲击力。采用本实用新型的用于锯切纤维复合材料的左右齿，可用于纤维复合材料直线锯切，能够提升锯切动态稳定性和锯切速度，延长锯片使用寿命。

Description

用于锯切纤维复合材料的左右齿、锯片及切割设备

技术领域

本实用新型涉及切割设备技术领域，尤其涉及一种用于锯切纤维复合材料的左右齿、锯片及切割设备。

背景技术

由于纤维复合材料具有各向异性、非均一性，在具体切削过程中，不管何种方向切削，刀齿的切削刃应主要体现为垂直于或尽可能垂直于纤维切削，这样纤维更趋向于剪断，切削效率更高，切削力更小，刀具寿命更长。纤维复合材料中的树脂具有一定弹性，因此在切削后容易出现弹性恢复，如果刀具锯路小于或者等于锯身厚度，容易出现夹刀现象。纤维复合材料锯切过程中升温，树脂融化或软化后容易出现黏刀，所以应尽可能减小刀具与材料的接触面，还应具有较大的容屑空间。此外，纤维复合材料强度较高，纤维也是硬质点，刀具磨损较快；而且各向异性、非均质，对刀具动态稳定性要求较高，否则容易崩齿。

现有技术中，纤维复合材料切削刀具包括金刚石砂轮、金刚石锯片。金刚石砂轮为磨削，绝大多数刀齿以负前角切削，去除效率极低；砂轮组织较密，容屑空间小，树脂融化或软化后极易堵塞容屑空间，使刀具发热严重和切削失效，并有可能造成砂轮崩裂。此外，金刚石砂轮由于锯路小于或者等于锯身宽度，极易造成夹锯现象，这种刀具不适用于自动化切割，刀具使用寿命短。金刚石锯片有两种，一种是无齿锯，切削机理类似于砂轮，同样不适用于纤维复合材料切削；还有一种金刚石锯片是多齿锯，该类型锯片的锯齿有多种类型，根据材料类型不同可进行选择，如平行于纤维方向纵剖可以选择平齿，横截可以选择左右齿。锯路大于锯身厚度，不易造成夹锯，且容屑空间较大，有利于排屑，锯切温度不高。因此从刀具整体设计角度来说多齿锯的结构是较为合理的一种解决方案。

但在实际使用中，现有金刚石多齿锯寿命短，切削过程动态稳定性较差，容易崩齿和磨损，其主要原因是现有多齿锯片的齿形设计不合理，包括以下几个方面：

1)锯齿通常为上宽下窄或者上下等宽，刀齿初入材料时冲击力过大，而金刚石是脆性材料，受冲击后极易破碎。

2)锯齿侧刃后刀面不进行斜磨(侧刃不具备后角)，会使刀齿后刀面与已加工表面发生摩擦，侧刃后刀面磨损加快，而且会产生震动和摩擦热，使刀具寿命及动态稳定性下降。

3)切削刃不具备副刃时，刀齿存在尖锐切削刃，易造成应力集中，切削刃尖锐部分易破碎或快速磨损，使刀具寿命下降。

4)切削刃具备副刃时，副刃后刀面不经斜磨，副刃后刀面与材料发生摩擦，副刃后刀面磨损加快，而且会产生震动和摩擦热，使刀具寿命及动态稳定性下降。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于锯切纤维复合材料的左右齿、锯片及切割设备，用以解决现有技术中金刚石多齿锯由于齿形设计不合理导致的稳定性较差，容易崩齿和磨损，寿命短的缺陷

本实用新型提供一种用于锯切纤维复合材料的左右齿，包括：位于前刀面外侧形成的主刃、副刃和侧刃，所述主刃、所述副刃和所述侧刃之间依次形成斜磨角，使得所述前刀面由外侧至内侧的宽度依次增加。

根据本实用新型提供的一种用于锯切纤维复合材料的左右齿，所述侧刃包括第一侧刃和第二侧刃，所述第一侧刃设于所述主刃的一侧，所述第二侧刃设于所述主刃的另一侧。

根据本实用新型提供的一种用于锯切纤维复合材料的左右齿，所述副刃包括第一副刃和第二副刃，所述第一副刃为所述主刃与所述第一侧刃之间形成的倒角，所述第二副刃为所述主刃与所述第二侧刃之间形成的倒角。

根据本实用新型提供的一种用于锯切纤维复合材料的左右齿，所述第一副刃的斜磨角和所述第二副刃的斜磨角不相等。

根据本实用新型提供的一种用于锯切纤维复合材料的左右齿，所述第一侧刃的斜磨角和所述第二侧刃的斜磨角相等。

根据本实用新型提供的一种用于锯切纤维复合材料的左右齿，所述主刃、所述副刃和所述侧刃的法向后角均大于零。

根据本实用新型提供的一种用于锯切纤维复合材料的左右齿，所述前刀面形成负角度前角。

本实用新型还提供一种用于锯切纤维复合材料的锯片，包括：多齿锯片，所述多齿锯片形成周向设置的锯身、刀齿基体和本实用新型实施例的用于锯切纤维复合材料的左右齿，所述用于锯切纤维复合材料的左右齿通过所述刀齿基体对应固定于所述锯身的前端。

根据本实用新型提供的一种用于锯切纤维复合材料的锯片，所述用于锯切纤维复合材料的左右齿的最大宽度大于所述锯身的宽度。

本实用新型还提供一种切割设备，包括：本实用新型实施例的用于锯切纤维复合材料的左右齿或本实用新型实施例的用于锯切纤维复合材料的锯片。

本实用新型提供的一种用于锯切纤维复合材料的左右齿，通过在副刃和侧刃进行斜磨形成斜磨角，从而使得整体齿形为上窄下宽的双梯形结构，可以使刀齿切入材料过程中的切削力渐进式增加，减小切削冲击力，避免金刚石刀齿受冲击而碎裂，充分发挥金刚石刀齿耐磨特性。采用本实用新型的用于锯切纤维复合材料的左右齿，可用于纤维复合材料直线锯切，能够提升锯切动态稳定性和锯切速度，延长锯片使用寿命。

进一步地，本实用新型还提供一种用于锯切纤维复合材料的锯片，由于采用了上述实施例的用于锯切纤维复合材料的左右齿，该锯片可用于纤维复合材料直线锯切，能够提升锯切动态稳定性和锯切速度，延长锯片使用寿命。

更进一步地，本实用新型还提供一种切割设备，由于其包括了上述实施例的用于锯切纤维复合材料的左右齿或上述实施例的用于锯切纤维复合材料的锯片，因此具有上述同样的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的用于锯切纤维复合材料的左右齿的第一视角结构示意图；

图2是本实用新型提供的用于锯切纤维复合材料的左右齿的第二视角结构示意图；

图3是本实用新型提供的用于锯切纤维复合材料的左右齿的主视图；

图4是本实用新型提供的用于锯切纤维复合材料的左右齿的左视图；

图5是本实用新型提供的用于锯切纤维复合材料的左右齿的俯视图；

图6是本实用新型提供的用于锯切纤维复合材料的锯片的结构示意图；

图7是图6中本实用新型提供的用于锯切纤维复合材料的左右齿的局部示意图。

附图标记：

100：用于锯切纤维复合材料的左右齿；200：锯身；300：刀齿基体；

110：主刃；140：前刀面；

111：主刃后刀面；

121：第一副刃；122：第二副刃；123：第一副刃后刀面；124：第二副刃后刀面；

131：第一侧刃；132：第二侧刃；133：第一侧刃后刀面；134：第二侧刃后刀面。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1-图5描述本实用新型的一种用于锯切纤维复合材料的左右齿100。该用于锯切纤维复合材料的左右齿100包括：位于前刀面140外侧形成的主刃110、副刃和侧刃，主刃110、副刃和侧刃之间依次形成斜磨角，使得前刀面140由外侧至内侧的宽度依次增加。

具体来说，本实施例的左右齿由主刃110、副刃和侧刃三部分组成，其中副刃位于主刃110两侧并形成斜磨角，使得主刃110与两侧的副刃之间形成梯形结构，位于两侧的副刃分别与对应侧的侧刃形成斜磨角，使得两侧的侧刃形成梯形结构，因此，主刃110、副刃和侧刃在前刀面140上形成了在高度方向上上窄下宽的双梯形结构。在图4中，侧刃的斜磨角为ε₁和ε₂，副刃的斜磨角为σ₁和σ₂。其中，ε₁、ε₂、σ₁和σ₂角度可依据实际情况进行斜磨，本实施例中，1°≤ε₁≤10°，1°≤ε₂≤10°，20°≤σ₁≤70°，20°≤σ₂≤70°。

进一步地，本实施例中的左右齿在制作过程中，在齿尖两侧位置进行梯形倒角，倒角后主切削刃由三部分组成，主刃110和两个斜角副刃，主刃110主要用于切割垂直于主刃110的纤维，斜角副刃主要用于切割平行于主刃110的纤维，这样的刀齿设计可使纤维产生剪切破坏，而避免纤维拉断，从而减小切削力，提升切削速度。在纵向锯切时(刀具进给方向和纤维方向垂直)，该锯片主刃110锯切垂直于纤维方向，且先于侧刃接触到材料，因此主刃110可充分发挥剪切作用，因此在纵向锯切时效果更好。

另外，对主刃110进行斜磨倒角后，可以进一步降低刀齿冲击力，提升切削稳定性和刀具寿命；副刃斜磨为不等边斜磨，使主刃110偏向一侧，这样副刃就可更有效切断横向纤维，而且根据主刃偏向位置分别形成左齿和右齿，主刃在左齿和右齿的位置为对称设置；另外，左齿和右齿在锯齿排列中进行“左-右”排列，即如图6和图7所示，左齿和右齿可以交替设置，会使横向锯切时切削力更小，动态稳定性更加好。

本实用新型提供的一种用于锯切纤维复合材料的左右齿100，通过在副刃和侧刃进行斜磨形成斜磨角，从而使得整体齿形为上窄下宽的双梯形结构，可以使刀齿切入材料过程中的切削力渐进式增加，减小切削冲击力，避免金刚石刀齿受冲击而碎裂，充分发挥金刚石刀齿耐磨特性。采用本实用新型的用于锯切纤维复合材料的左右齿100，可用于纤维复合材料直线锯切，能够提升锯切动态稳定性和锯切速度，延长锯片使用寿命。

在本实用新型的其中一个实施例中，侧刃包括第一侧刃131和第二侧刃132，第一侧刃131设于主刃110的一侧，第二侧刃132设于主刃110的另一侧。在本实施例中，在主刃110的两侧分别形成侧刃，如图1和图2所示，分别为第一侧刃131和第二侧刃132，二者分别位于主刃110的两侧，二者进行斜磨形成如图4中的ε₁和ε₂斜磨角。进一步地，第一侧刃131的斜磨角和第二侧刃132的斜磨角相等，即如图4中所示，第一侧刃131的ε₁角与第二侧刃132的ε₂角相等，当然二者也可以不相等，根据实际使用条件可以相应设计ε₁和ε₂的角度大小。

在本实用新型的其中一个实施例中，副刃包括第一副刃121和第二副刃122，第一副刃121为主刃110与第一侧刃131之间形成的倒角，第二副刃122为主刃110与第二侧刃132之间形成的倒角。在本实施例中，分别在主刃110的两侧切削倒角，从而形成第一副刃121和第二副刃122，通过对主刃110两侧进行斜磨形成副刃，可以进一步降低刀齿冲击力，提升切削稳定性和刀具寿命；整体刀刃无尖锐齿尖，可以避免齿尖由于冲击力过大而导致破碎或磨损严重。进一步地，第一副刃121的斜磨角和第二副刃122的斜磨角不相等，即如图4中所示，第一副刃121的σ₁角与第二副刃122的σ₂角不相等。

在本实用新型的其中一个实施例中，主刃110、副刃和侧刃的法向后角均大于零。具体来说，主刃110、第一副刃121、第二副刃122、第一侧刃131和第二侧刃132的法向后角均大于零。在本实施例中，对刀齿主刃110、副刃和侧刃的后刀面均进行斜磨，使其具有法向后角，避免锯切过程中后刀面与材料发生摩擦和冲击，提升切削稳定性，延长金刚石锯齿使用寿命，降低切削阻力。如图3所示，以主刃110为例，主刃后刀面111进行斜磨后会具有法向后角α₁，优选地，10°≤α₁≤30°；如图5所示，第一副刃后刀面123进行斜磨后存在法向后角，第二副刃后刀面124进行斜磨后存在法向后角，第一侧刃后刀面133进行斜磨后存在法向后角，第二侧刃后刀面134进行斜磨后存在法向后角。例如，通过后刀面斜磨，使得第二副刃后刀面124的宽度逐渐减小，第二副刃122的外端与水平线之间的角度形成如图5所示的τ角。

在本实用新型的其中一个实施例中，前刀面140形成负角度前角，如图3所示，前刀面140具有负角度前角γ₁，负角度前角切削时更利于横截，优选地，10°≤γ₁≤30°。

基于上述实施例的用于锯切纤维复合材料的左右齿100进行测试，使用该左右齿的锯片在锯切高强度纤维复合材料时(如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等)，由于锯齿具有如上述实施例的特殊结构设计，其优势体现的更加明显，表现在冲击力小、耐磨、寿命长等方面。根据测试，本实用新型的用于锯切纤维复合材料的左右齿100比普通平齿和梯形齿金刚石锯片效率提升3.5倍，寿命提升1.8倍；比金刚石砂轮效率提升30倍，寿命提升150倍。

如图6和图7所示，本实用新型还提供一种用于锯切纤维复合材料的锯片。该用于锯切纤维复合材料的锯片包括：多齿锯片，多齿锯片形成周向设置的锯身200、刀齿基体300和上述实施例的用于锯切纤维复合材料的左右齿100，用于锯切纤维复合材料的左右齿100通过刀齿基体300对应固定于锯身200的前端。

具体地，本实施例提供的一种用于锯切纤维复合材料的锯片是一种圆盘锯片，锯身200沿圆盘周向设置多个，上述实施例提及到的用于锯切纤维复合材料的左右齿100通过刀齿基体300对应固定在锯身200上，可以理解的是，本实施例中的用于锯切纤维复合材料的左右齿100分为左齿和右齿为沿圆周方向交替布置，即如图7所示。

应当理解的是，本实用新型的用于锯切纤维复合材料的锯片可根据不同材料性质匹配使用的锯齿材料，从而达到最佳的锯切效果，如锯切钢材时可使用陶瓷锯齿；锯齿数量可根据材料性质和锯切参数进行调节，以达到最优的每齿进给量，从而实现最佳的锯切效果。

本实用新型提供的一种用于锯切纤维复合材料的锯片，由于采用了上述实施例的用于锯切纤维复合材料的左右齿100，该锯片可用于纤维复合材料直线锯切，能够提升锯切动态稳定性和锯切速度，延长锯片使用寿命。

在本实用新型的其中一个实施例中，用于锯切纤维复合材料的左右齿100的最大宽度大于锯身200的宽度，一般地，左右齿的侧刃内端的宽度大于锯身200的宽度，也即图4中侧刃下端的宽度大于锯身200的宽度。

本实用新型还提供一种切割设备。该切割设备包括：上述实施例的用于锯切纤维复合材料的左右齿100或上述实施例的用于锯切纤维复合材料的锯片。

本实用新型提供的一种切割设备，由于其包括了上述实施例的用于锯切纤维复合材料的左右齿100或上述实施例的用于锯切纤维复合材料的锯片，因此具有上述同样的优势。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于锯切纤维复合材料的左右齿，其特征在于，包括：位于前刀面外侧形成的主刃、副刃和侧刃，所述主刃、所述副刃和所述侧刃之间依次形成斜磨角，使得所述前刀面由外侧至内侧的宽度依次增加。

2.根据权利要求1所述的用于锯切纤维复合材料的左右齿，其特征在于，所述侧刃包括第一侧刃和第二侧刃，所述第一侧刃设于所述主刃的一侧，所述第二侧刃设于所述主刃的另一侧。

3.根据权利要求2所述的用于锯切纤维复合材料的左右齿，其特征在于，所述副刃包括第一副刃和第二副刃，所述第一副刃为所述主刃与所述第一侧刃之间形成的倒角，所述第二副刃为所述主刃与所述第二侧刃之间形成的倒角。

4.根据权利要求3所述的用于锯切纤维复合材料的左右齿，其特征在于，所述第一副刃的斜磨角和所述第二副刃的斜磨角不相等。

5.根据权利要求2所述的用于锯切纤维复合材料的左右齿，其特征在于，所述第一侧刃的斜磨角和所述第二侧刃的斜磨角相等。

6.根据权利要求1所述的用于锯切纤维复合材料的左右齿，其特征在于，所述主刃、所述副刃和所述侧刃的法向后角均大于零。

7.根据权利要求1所述的用于锯切纤维复合材料的左右齿，其特征在于，所述前刀面形成负角度前角。

8.一种用于锯切纤维复合材料的锯片，其特征在于，包括：多齿锯片，所述多齿锯片形成周向设置的锯身、刀齿基体和权利要求1-7中任意一项所述的用于锯切纤维复合材料的左右齿，所述用于锯切纤维复合材料的左右齿通过所述刀齿基体对应固定于所述锯身的前端。

9.根据权利要求8所述的用于锯切纤维复合材料的锯片，其特征在于，所述用于锯切纤维复合材料的左右齿的最大宽度大于所述锯身的宽度。

10.一种切割设备，其特征在于，包括：权利要求1-7中任意一项所述的用于锯切纤维复合材料的左右齿或权利要求8或9所述的用于锯切纤维复合材料的锯片。

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