WO2023058346A1 - 丸鋸刃 - Google Patents

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circular saw
saw blade
thickness
base metal
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亘秀 山田
遊 安田
史典 岡部
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兼房株式会社
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23D47/00—Sawing machines or sawing devices working with circular saw blades, characterised only by constructional features of particular parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D61/00—Tools for sawing machines or sawing devices; Clamping devices for these tools
    • B23D61/02—Circular saw blades
    • B23D61/04—Circular saw blades with inserted saw teeth, i.e. the teeth being individually inserted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27B—SAWS FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COMPONENTS OR ACCESSORIES THEREFOR
    • B27B33/00—Sawing tools for saw mills, sawing machines, or sawing devices
    • B27B33/02—Structural design of saw blades or saw teeth
    • B27B33/08—Circular saw blades

Definitions

  • a circular saw blade is used, for example, for cutting work materials of various metals, and has a plurality of tips attached to its outer periphery.
  • a circular saw blade for metal cutting cuts a work material such as a steel material or a non-steel material such as aluminum by forming grooves in the work material.
  • the circular saw blade has a disk-shaped base metal and a plurality of tips mounted on the outer periphery of the base metal at predetermined intervals.
  • the tip is a hard tip made of cemented carbide or cermet, for example.
  • a conventional circular saw blade for cutting metal has a tip.
  • the chip is formed thicker than the thickness of the base metal and has a planar side surface.
  • the joint portion of the chip that is joined to the base metal protrudes in the thickness direction from the base metal.
  • chips are generated at the cutting edge.
  • generated chips are stored in tooth chambers provided between circumferentially adjacent tips.
  • a breaker is formed on the rake face of the tip.
  • the breaker is arc-shaped when viewed from the thickness direction of the chip. Chips produced by the cutting edge are bent like a spiral spring by being fed along the arcuate surface of the breaker. The elastic force of the spring-shaped chips can be used to eject the chips from the tooth chamber of the circular saw blade.
  • Circular saw blades for metal cutting are used, for example, to cut pipes, tubes, or solid materials.
  • the amount of chips generated per insert turn is greater than when cutting a pipe, tube, or the like.
  • the volume of the tooth chamber of the circular saw blade is insufficient for the size of the work material.
  • the generated chips may be excessively compressed within the breaker. In such a case, chips may not be successfully discharged from the tooth chamber, resulting in chip clogging. Therefore, the application range of the circular saw blade is limited depending on the cutting conditions such as the size of the work material. Therefore, there is a demand for circular saw blades for metal processing that can be applied to a wide range of work materials that can be cut.
  • a circular saw blade for cutting metal includes a disk-shaped base, a tooth chamber that opens radially outward on the outer periphery of the base, and a rear end of the tooth chamber in the rotational direction. It has a recessed tip seat.
  • the circular saw blade has a tip attached to the tip seat and protruding radially outward from the base metal.
  • the insert has a cutting edge where the rake face and the flank face intersect.
  • the blade thickness of the tip is thicker than the thickness of the base metal.
  • the chip has a thin-walled portion having a thickness equal to or less than the thickness of the base metal on the radially inner side. The thin portion is positioned within the thickness of the chip sheet in the thickness direction.
  • the side surface of the thin portion on the radially inner side of the tip does not protrude in the thickness direction from the base metal. Therefore, chips can be prevented from hitting the radially inner joint portion of the tip, and breakage of the tip can be suppressed. In addition, it is possible to suppress the occurrence of chip clogging at the joint portion on the radially inner side of the tip. Thus, it is possible to suppress the deterioration of the cutting performance due to chip breakage, chip clogging, etc. caused by chips.
  • the rake angle between the rake face and the radial line of the base metal is negative. Therefore, the rotational length of the thin portion provided on the radially inner side of the tip can be ensured to be longer than the rotational direction length of the radially outer region of the tip. Therefore, it is possible to secure a large area of the joint portion on the radially inner side of the tip 10 with respect to the tip sheet. As a result, the chip can be prevented from being peeled off from the chip sheet, and the deterioration of the cutting performance can be suppressed.
  • the tip has an inner region radially inward of the rotationally forward end of the tip seat.
  • the thin portion occupies the entire area of the inner region. Therefore, it is possible to suppress protrusion in the thickness direction in the entire region of the joint portion of the thin portion of the chip, which is likely to be hit by chips. Therefore, chip breakage and chip clogging can be more reliably suppressed in the vicinity of the front end in the rotational direction of the joint portion of the chip.
  • the thinned portion has a first surface extending radially inward from the front surface of the tip toward the rear in the direction of rotation.
  • the thin portion has a second surface extending rearward in the rotational direction from the first surface.
  • the thin portion has a third surface extending radially outward from the rear end of the second surface in the rotational direction.
  • the chip has a rake face on the forward side in the rotational direction.
  • An arc-shaped breaker is recessed toward the rear in the rotational direction on the radially inner side of the rake face.
  • the thin portion can be formed in a convex shape facing radially inward by the first to third surfaces. Therefore, the chip can be firmly attached to the chip sheet. Further, displacement of the tip in the rotational direction with respect to the tip seat is suppressed. The radial length of the radially outer region is ensured to be longer than the thinned portion, and the radius of curvature of the breaker is increased. As a result, it is possible to suppress the occurrence of chip clogging within the breaker. Thus, for example, it is possible to cut solid materials having a diameter larger than those for which conventional circular saw blades are applicable.
  • FIG. 2 is a side view of a circular saw blade;
  • FIG. 2 is an enlarged side view of part II in FIG. 1; It is the front view seen from the rake face side of the tip. It is a top view seen from the flank side of the chip.
  • a circular saw blade 1 for metal working is exemplified.
  • a circular saw blade 1 has a disk-shaped base metal 2 and a plurality of tips 10 attached to the outer circumference of the base metal 2 .
  • each tip 10 forms a groove in the work material and finally cuts the work material.
  • the work material is, for example, steel materials such as carbon steel, general structural rolled steel, chromium molybdenum steel, stainless steel, cast iron, or non-ferrous metals such as aluminum and aluminum alloys, copper and copper alloys.
  • the work material is, for example, a tubular tube material or pipe material, a rod-like solid material, or the like.
  • a work material is cut to a predetermined length by a circular saw blade 1 .
  • the work material is cut at room temperature, for example.
  • the base metal 2 has a disk-shaped main body 2a and a substantially circular mounting hole 3 penetrating through the base metal 2 in the thickness direction at the center of the main body 2a.
  • a rotating shaft of a circular saw is inserted into the mounting hole 3 .
  • the circular saw blade 1 rotates in the circumferential direction of the body portion 2a around the base metal axis 2b.
  • a plurality of tips 10 arranged on the outer circumference of the base metal 2 sequentially reach the work material from the front in the rotation direction and cut the work material.
  • the outer diameter of the circular saw blade 1 is preferably between 200 mm and 500 mm, for example 285 mm.
  • the base metal 2 is made of steel, for example.
  • the thickness 2c (see FIG. 3) of the base metal 2 is preferably 0.6-1.8 mm, for example 1.7 mm.
  • the base metal 2 has a plurality of protrusions 4 that protrude radially outward from the outer periphery of the main body 2a.
  • the plurality of protruding portions 4 are formed at regular pitches 4a in the circumferential direction of the outer circumference of the main body portion 2a.
  • a tooth chamber 5 is formed between adjacent protrusions 4 .
  • a tip seat 6 that opens radially outward is formed on the projecting portion 4 on the front side in the rotational direction.
  • a chip 10 is attached to each chip sheet 6 .
  • the circular saw blade 1 preferably has 40 to 200, for example 120, tips 10 .
  • the chip 10 has a rectangular box-shaped chip body 10a and a rectangular box-shaped thin portion 15 provided radially inside the chip body 10a.
  • the chip body 10a has a radial height 10f of 2.0 mm, for example.
  • the chip body 10a has a rake face 12 on the forward side in the rotational direction and a flank face 13 on the radially outer side.
  • a cutting edge 11 is formed at the intersection of the rake face 12 and the flank face 13 .
  • the cutting edge 11 extends in the thickness direction with a blade thickness 10e that is slightly larger than the thickness 2c of the base metal 2.
  • the blade thickness 10e is preferably 0.8 mm to 2.0 mm, for example 2.0 mm.
  • the tip 10 shown in FIG. 2 is a hard tip made of cemented carbide or cermet, for example.
  • Cemented carbide is obtained by, for example, mixing tungsten carbide and cobalt as a binder and sintering the mixture.
  • the cermet is obtained by mixing TiN, TiC, TiCN, etc. with cobalt as a binder and sintering the mixture.
  • the surface of tip 10 may be coated to improve wear resistance.
  • the flank 13 is formed with a groove 13a extending in the circumferential direction.
  • the groove 13a extends from the cutting edge 11 at the front end of the flank 13 in the rotational direction to the rear end of the flank 13 in the rotational direction.
  • the groove 13a is substantially U-shaped when viewed from the front in the rotational direction of the circular saw blade 1.
  • the cutting edge 11 is divided into left and right sides of the groove 13a. Therefore, chips cut from the work material are divided into left and right by the cutting edge 11 divided by the groove 13a.
  • the groove 13a is provided at a position offset by a predetermined distance to either the left or the right with respect to the center of the chip 10 in the thickness direction.
  • the chip 10 includes a first chip 7 in which the groove 13a is biased to the left with respect to the center in the thickness direction, and a second chip 8 in which the groove 13a is biased to the right with respect to the center in the thickness direction.
  • the first chips 7 and the second chips 8 are alternately mounted on the base metal 2 in the circumferential direction.
  • the clearance angle 10d between the circumferential tangent of the base metal 2 and the clearance surface 13 is preferably 5° to 15°, for example 10°.
  • the rake angle 10c of the rake face 12 inclined with respect to the radial direction of the base metal 2 is preferably -30° to -5°, for example -20°.
  • a breaker 12a recessed rearward in the rotational direction is provided in the radially inner region of the rake face 12.
  • the breaker 12a is provided over the entire thickness direction of the chip body 10a.
  • the breaker 12a has an arc shape when viewed from the thickness direction. Chips cut by the cutting edge 11 are sent to the rake face 12 side and bent like a spiral spring by the breaker 12a. Chips bent by the breaker 12a are ejected from grooves or tooth chambers 5 formed in the work material using elastic force.
  • the radius of curvature of the breaker 12a is 50% or more of the height 10f of the tip body 10a, for example 1.2 mm.
  • the chip body 10a has a front surface 20 extending radially inwardly of the base metal 2 from the radially inner side of the breaker 12a.
  • An angle 12b at which the radially inner side of the breaker 12a intersects the front surface 20 is, for example, 35°.
  • An angle 12c between the radial outer surface of the breaker 12a and the extended surface of the rake face 12 is, for example, 30°.
  • the chip body 10a has side surfaces 14 at both ends of the flank 13 in the thickness direction.
  • the side surface 14 has an angle of 0° to 2° with respect to the radial direction of the base metal 2, for example, an inward inclination angle (side centripetal angle) of 30'. This slight inclination of the side surface 14 reduces the contact area with the work material. Therefore, the cutting resistance of the side surface 14 is reduced. Moreover, since the side surface 14 is inclined so as not to protrude excessively with respect to the cut surface of the work material, the cut surface can be finished smoothly.
  • An upper chamfer 14a is formed between the flank 13 and the side 14 as shown in FIGS.
  • the upper chamfer 14a is inclined with respect to the flank 13 when viewed from the front in the direction of rotation and has a chamfer angle 14c of, for example, 45°.
  • the upper chamfer 14a is formed in a planar shape with substantially the same width in the thickness direction from the front to the rear in the rotation direction of the flank 13 .
  • the thickness direction width of the upper chamfer 14a is, for example, 0.05 mm to 0.1 mm.
  • the thin portion 15 is provided at least radially inward from the radially inner region of the front surface 20 of the chip 10 .
  • tip 10 has an inner region that is inside an arc that passes through the radially inner edge of front face 20 and through the center of base metal 2 .
  • the inner area of chip 10 is occupied by thinned portion 15 .
  • the thin portion 15 is also positioned radially outward of the inner region.
  • the thin portion 15 is located up to a tangent line L2 that passes through the radially inner end of the front surface 20 and touches an arc that passes through the center of the base metal 2 .
  • the thin portion 15 has a thickness 15a equal to or less than the blade thickness 10e.
  • the thickness 15a is equal to or less than the thickness 2c of the base metal 2, for example, 1.7 mm, which is the same as the thickness 2c.
  • the side surface 21 of the thin portion 15 attached to the tip sheet 6 is substantially flush with the side surface of the base metal 2 and does not protrude beyond the side surface of the base metal 2 at least to the left and right. Therefore, the thin portion 15 is attached to the tip sheet 6 within the thickness of the tip sheet 6 in the thickness direction.
  • the thin portion 15 has a substantially trapezoidal shape when viewed from the thickness direction.
  • the thin portion 15 has a first surface 16, a second surface 17, and a third surface 18, each of which faces radially inward and is planar.
  • the first surface 16 extends radially inward from the radially inner region of the front surface 20 toward the rear in the rotational direction.
  • the first surface 16 has an inclination angle 16 a with respect to a radial line L ⁇ b>1 extending radially of the base metal 2 .
  • the angle of inclination 16a is preferably between 30° and 60°, for example 45°.
  • the length in the rotational direction of the first surface 16 is, for example, 20 to 40% of the length in the rotational direction of the chip 10, eg, 0.5 mm.
  • the second surface 17 extends rearward in the rotational direction from the rear end of the first surface 16 in the rotational direction, substantially perpendicular to the radial line L1, and substantially parallel to the circumferential line L2. extend to The second surface 17 is arranged at the radially innermost position of the thin portion 15 .
  • the thin portion 15 has a radial height 15b that is, for example, 10 to 30% of the height 10f of the chip body 10a.
  • the height 15 b is, for example, 0.5 mm and corresponds to the radial distance from the radially inner region of the front surface 20 to the second surface 17 .
  • the third surface 18 extends radially outward from the rear end of the second surface 17 in the rotational direction.
  • the third surface 18 has an inclination angle 18a with respect to the radial line L1.
  • the angle of inclination 18a is preferably between 30° and 60°, for example 45°.
  • the length in the rotational direction of the third surface 18 is, for example, 10 to 30% of the length in the rotational direction of the tip 10, eg, 0.3 mm.
  • a rotational rear end 18 b of the third surface 18 is positioned radially inward of the radially inner region of the front surface 20 .
  • the tip 10 has a planar rear end face 19 extending radially outward from the radially outer side of the third face 18 to the flank face 13 .
  • the rear end surface 19 extends substantially parallel to the radial direction line L1.
  • the chip sheet 6 is provided with a planar first surface 6b, a second surface 6c, a third surface 6d, and a rear end surface 6e that are formed following the outline of the chip 10.
  • the chip 10 is brazed to the first surface 6b, the second surface 6c, the third surface 6d and the rear end surface 6e of the chip sheet 6 with silver brazing or the like.
  • the radially inner region of the front face 20 of the tip 10 is arranged at substantially the same position as the front end 6 a of the tip seat 6 in the rotational direction.
  • the thin portion 15 has side surfaces 21 extending in the radial direction on both sides in the thickness direction.
  • a lower chamfer 14b is formed between the radially outer region of the side surface 21 of the thin portion 15 and the radially inner region of the side surface 14 of the chip body 10a.
  • the lower chamfer 14b is inclined with respect to the rotation axis direction of the circular saw blade 1 and has a chamfer angle 14d of, for example, 45°.
  • the lower chamfer 14b is formed in a planar shape with substantially the same width in the direction of rotation.
  • the width of the lower chamfer 14b in the thickness direction is, for example, 0.10 to 0.15 mm.
  • the circular saw blade 1 for cutting metal has a disk-shaped base metal 2, a tooth chamber 5 which opens radially outward on the outer periphery of the base metal 2, A recessed tip seat 6 is provided at the rear end of the tooth chamber 5 in the rotational direction.
  • a circular saw blade 1 has a tip 10 mounted on a tip seat 6 and protruding radially outward from a base metal 2 .
  • the insert 10 has a cutting edge 11 where a rake face 12 and a flank face 13 intersect. Blade thickness 10 e of tip 10 is thicker than thickness 2 c of base metal 2 .
  • the chip 10 has a thin portion 15 having a thickness equal to or smaller than the thickness 2c of the base metal 2 on the radially inner side. The thin portion 15 is positioned within the thickness of the chip sheet 6 in the thickness direction.
  • the side surface 14 of the thin portion 15 on the radially inner side of the tip 10 is formed so as not to protrude beyond the base metal 2 in the thickness direction. Therefore, chips can be prevented from hitting the radially inner joint portion of the tip 10 , and breakage of the tip 10 can be suppressed. Moreover, it is possible to suppress the occurrence of chip clogging at the joint portion on the radially inner side of the tip 10 . Thus, it is possible to suppress the deterioration of the cutting performance due to chipping of the tip 10 caused by chips, clogging of chips, and the like.
  • the rake angle 10c between the rake face 12 and the radial line L1 of the base metal 2 is negative.
  • the rake face 12 extends radially inward and rotationally from the cutting edge 11 . Therefore, the length in the rotational direction of the thin portion 15 provided on the radially inner side of the tip 10 can be ensured to be longer than the length in the rotational direction of the radially outer region of the tip 10 . Therefore, it is possible to ensure a large area of the joint portion on the radially inner side of the tip 10 with respect to the tip sheet 6 . As a result, it is possible to prevent the chip 10 from being detached from the chip sheet 6, thereby suppressing deterioration in cutting performance.
  • the tip 10 has an inner region radially inside the front end 6a of the tip seat 6 in the rotational direction.
  • the thin portion 15 occupies the entire area of the inner area. Therefore, it is possible to suppress protrusion in the thickness direction in the entire region of the joint portion of the thin portion 15 of the tip 10, which is likely to be hit by chips. Therefore, it is possible to more reliably prevent chipping of the tip 10 and chip clogging in the vicinity of the front end in the rotation direction of the joint portion of the tip 10 .
  • the thin portion 15 has a first surface 16 extending radially inward from the radially inner side of the front surface 20 toward the rear in the rotational direction.
  • the thin portion 15 has a second surface 17 extending rearward in the rotational direction from the first surface 16 .
  • the thin portion 15 has a third surface 18 extending radially outward from the rear end of the second surface 17 in the rotational direction.
  • the insert 10 has a rake face 12 on the front side in the rotational direction.
  • An arcuate breaker 12a is formed radially inwardly of the rake face 12 toward the rear in the rotational direction.
  • the first surface 16, the second surface 17, and the third surface 18 can form the thin portion 15 in a convex shape facing radially inward. Therefore, the tip 10 can be firmly attached to the tip sheet 6 . Moreover, displacement of the tip 10 in the rotational direction with respect to the tip seat 6 is suppressed.
  • the radial length (height 10f) of the radially outer region is ensured to be longer than the thin portion 15, and the radius of curvature of the breaker 12a is increased. As a result, the chips are not formed into a distorted shape inside the breaker 12a, and the occurrence of chip clogging inside the breaker 12a can be suppressed.
  • the number of teeth of the circular saw blade 1 can be increased, and the maximum number of working teeth (the maximum number of teeth in the grooves formed in the work material during cutting) can be increased more than before.
  • the maximum number of working teeth was approximately 3.5 teeth for a conventional circular saw blade, but could be increased to 5 teeth for the circular saw blade 1 of the present disclosure.
  • a solid material having a larger diameter than the solid material to which the conventional circular saw blade 1 can be applied can be cut.
  • the circular saw blade 1 of this embodiment described above can be made to the circular saw blade 1 of this embodiment described above.
  • the circular saw blade 1 in which the protruding portions 4 are arranged at regular pitches 4a in the circumferential direction of the base metal 2 is illustrated.
  • the pitch 4a may be changed to an uneven interval.
  • An example is given of a configuration in which two types of tips 10 (the first tip 7 and the second tip 8) with different lateral positions of the grooves 13a are used to divide the grooves of the workpiece in the horizontal direction for cutting.
  • the circular saw blade 1 may have three or more types of tips 10 with different lateral positions of the grooves 13a.
  • a V-shaped groove may be provided in the flank surface 13 instead of the U-shaped groove 13a.
  • the thickness 2c of the base metal 2 and the thickness 15a of the thin portion 15 are the same, and the chip 10 is mounted on the chip sheet 6 so that the side surface of the base metal 2 and the side surface 21 of the thin portion 15 are flush with each other. exemplified.
  • the thickness 15a of the thin portion 15 may be thinner than the thickness 2c of the base metal 2.
  • the center of the chip 10 in the thickness direction is left or right with respect to the center in the thickness direction of the base metal 2 as long as the side surface 21 of the thin portion 15 does not exceed the side surface of the base metal 2 in the thickness direction. It may be displaced in either direction.
  • a ridgeline where the front surface 20 of the tip 10 and the first surface 16 intersect may be arranged radially outside the front end 6a of the tip seat 6 in the rotational direction.

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Abstract

金属切断用の丸鋸刃（１）は、円盤状の台金（２）と、台金（２）の外周で径方向外方に向けて開口する歯室（５）と、歯室（５）の回転方向後端に凹設されたチップシート（６）を有する。丸鋸刃（１）は、チップシート（６）に装着されて台金（２）よりも径方向外方に突出するチップ（１０）を有する。チップ（１０）の刃厚は台金（２）の厚さ（２ｃ）よりも厚い。チップ（１０）は、径方向内側に台金（２）の厚さ（２ｃ）以下の厚さである薄肉部（１５）を有する。薄肉部（１５）は、厚み方向においてチップシート（６）の厚み内に位置する。

Description

丸鋸刃
　本開示の１つの形態は、円盤状の丸鋸刃に関する。丸鋸刃は、例えば各種金属の被削材の切断加工に用いられ、外周に複数のチップが装着される。
　従来知られている丸鋸切断機は、例えば各種金属の被削材を高速で切断する。このような丸鋸切断機は、例えば刃厚が２ｍｍで円盤状の丸鋸刃を利用する。金属切断用の丸鋸刃は、鉄鋼材料あるいはアルミニウム等の非鉄鋼材料の被削材に溝を形成することで被削材を切断する。丸鋸刃は、円盤状の台金と、台金の外周に所定間隔で装着された複数のチップを有する。チップは、例えば超硬合金やサーメットで形成された硬質チップである。
　特許第３８９５９０６号公報に記載されるように、従来の金属切断用の丸鋸刃は、チップを有する。チップは、台金の厚みよりも厚く形成されかつ側面形状が平面状である。台金に接合されるチップの接合部は、台金よりも厚み方向に張出す。被削材を切削する際、切れ刃で切屑が生成される。また、生成された切屑は、周方向に隣接するチップの間に設けられた歯室に収納される。丸鋸刃を回転させる際、厚み方向に出張ったチップの接合部に切屑が衝突する。切屑が衝突した箇所を起点にしてチップに欠損が発生する場合がある。特に接合部に近い領域で欠損が発生し易い。そのため接合部の欠損を抑制できるチップが望まれている。
　従来の金属切断用の丸鋸刃では、例えばチップのすくい面にブレーカーが形成される。ブレーカーは、チップの厚み方向から見て弧状に形成される。切れ刃で生成される切屑は、ブレーカーの弧状面に沿って送り出されることによりぜんまいばね状に曲げられる。ばね状に形成された切屑の弾性力を利用して、切屑を丸鋸刃の歯室から排出できる。
　金属切断用の丸鋸刃は、例えばパイプやチューブ、あるいは中実材の切断に用いられる。チップが中実材を切削する際、パイプやチューブ等を切削する場合よりも１チップが１回転して生成される切屑の量が多くなる。被削材の大きさに対して丸鋸刃の歯室容積が不十分である場合がある。あるいは生成された切屑がブレーカー内で過度に圧縮される場合等がある。このような場合、切屑が歯室から上手く排出されず、切屑詰まりが発生する場合がある。そのため被削材の大きさ等の切断条件によって丸鋸刃の適用範囲は限定される。そのため切断可能な被削材の適用範囲が広い金属加工用の丸鋸刃が求められている。
　上述のように金属切断用の丸鋸刃において、切屑の衝突によるチップの欠損や切屑詰まりが発生する場合がある。その結果、丸鋸刃の切断性能が低下する場合がある。したがって切屑の影響による切断性能の低下を抑制できる金属切断用の丸鋸刃が望まれている。
　本開示の一つの特徴によると金属切断用の丸鋸刃は、円盤状の台金と、台金の外周で径方向外方に向けて開口する歯室と、歯室の回転方向後端に凹設されたチップシートを有する。丸鋸刃は、チップシートに装着されて台金よりも径方向外方に突出するチップを有する。チップは、すくい面と逃げ面が交差する切れ刃を有する。チップの刃厚は、台金の厚さよりも厚い。チップは、径方向内側に台金の厚さ以下の厚さである薄肉部を有する。薄肉部は、厚み方向においてチップシートの厚み内に位置する。
　したがってチップの径方向内側の薄肉部の側面は、台金よりも厚み方向に出っ張らない。そのためチップの径方向内側の接合部に切屑が当たることを抑制でき、チップの欠損を抑制できる。また、チップの径方向内側の接合部で切屑詰まりが発生することを抑制できる。かくして切屑の影響で発生するチップの欠損、切屑詰まり等による切断性能の低下を抑制できる。
　本開示の他の特徴によると切れ刃において、すくい面と台金の径方向線がなすすくい角は負である。したがってチップの径方向内側に設けられる薄肉部の回転方向長さを、チップの径方向外側領域の回転方向長さに対して長く確保できる。そのためチップシートに対するチップ１０の径方向内側の接合部の面積を広く確保できる。これによりチップがチップシートから剥離することを抑制でき、切断性能の低下を抑制できる。
　本開示の他の特徴によるとチップは、チップシートの回転方向前端よりも径方向内側の内側領域を有する。内側領域の全領域において薄肉部が占めている。したがって切屑が当たり易いチップの薄肉部の接合部の全領域で厚み方向の出っ張りを抑制できる。そのためチップの接合部の回転方向前端付近においてチップの欠損、切屑詰まりをより確実に抑制できる。
　本開示の他の特徴によると薄肉部は、チップの前面から回転方向後方に向けて径方向内方に延出する第１面を有する。薄肉部は、第１面から回転方向後方に延出する第２面を有する。薄肉部は、第２面の回転方向後端から径方向外方に延出する第３面を有する。チップは、回転方向前側にすくい面を有する。すくい面の径方向内側には、回転方向後方に向けて円弧状にブレーカーが凹設されている。
　したがって第１～第３面によって薄肉部を径方向内方に向けて凸の形状に形成できる。そのためチップをチップシートに強固に装着できる。また、チップシートに対するチップの回転方向の変位が抑制される。薄肉部よりも径方向外側領域の径方向長さを長く確保し、ブレーカーの曲率半径を大きくする。これによりブレーカー内で切屑詰まりが発生することを抑制できる。かくして、例えば従来の丸鋸刃の適用範囲である中実材よりも径の大きい中実材を切断できる。
丸鋸刃の側面図である。 図１中ＩＩ部分の拡大側面図である。 チップのすくい面側から見た正面図である。 チップの逃げ面側から見た上面図である。
　本開示の好ましい実施形態を、図１～４に基づいて説明する。説明中の同じ参照番号は、重複する説明をしないが、同じ機能を有する同じ要素を意味する。本実施形態では、金属加工用の丸鋸刃１を例示する。図１に示すように丸鋸刃１は、円盤状の台金２と、台金２の外周に装着された複数のチップ１０を有する。台金２を回転させることで各チップ１０が被削材に溝を形成し、最終的に被削材を切断する。被削材は、例えば炭素鋼、一般構造圧延鋼、クロムモリブデン鋼、ステンレス鋼、鋳鉄等の鉄鋼材料、あるいはアルミ及びアルミ合金、銅及び銅合金等の非鉄金属である。被削材は、例えば管状のチューブ材またはパイプ材、棒状の中実材等である。被削材は、丸鋸刃１によって所定の長さに切断される。被削材は、例えば常温で切断される。
　図１に示すように台金２は、円盤状の本体部２ａと、本体部２ａの中心部で台金２の厚み方向に貫通する略円形の取付孔３を有する。取付孔３に丸鋸切断機の回転軸が挿入される。丸鋸刃１は、台金軸心２ｂを中心にして本体部２ａの周方向に回転する。台金２の外周に並ぶ複数のチップ１０は、回転方向前方から順に被削材に到達して被削材を切削する。丸鋸刃１の外径は、好ましくは２００ｍｍ～５００ｍｍで、例えば２８５ｍｍである。台金２は、例えば鋼製である。台金２の厚さ２ｃ（図３参照）は、好ましくは０．６～１．８ｍｍで、例えば１．７ｍｍである。
　図１，２に示すように台金２は、本体部２ａの外周から径方向外方に突出する複数の突出部４を有する。複数の突出部４は、本体部２ａの外周の周方向に等間隔のピッチ４ａを開けて形成される。隣接する突出部４の間には歯室５が形成される。突出部４には、回転方向前側において径方向外方に開口するチップシート６が形成される。各チップシート６にチップ１０が装着される。丸鋸刃１は、好ましくは４０個～２００個、例えば１２０個のチップ１０を有する。
　図２～４に示すようにチップ１０は、矩形箱形のチップ本体１０ａと、チップ本体１０ａの径方向内側に設けられる矩形箱形の薄肉部１５を有する。チップ本体１０ａは、径方向に例えば２．０ｍｍの高さ１０ｆを有する。チップ本体１０ａは、回転方向前側のすくい面１２と、径方向外側の逃げ面１３を有する。すくい面１２と逃げ面１３の交差部分には、切れ刃１１が形成される。切れ刃１１は、台金２の厚さ２ｃよりもわずかに大きい刃厚１０ｅで厚み方向に延出する。刃厚１０ｅは、好ましくは０．８ｍｍ～２．０ｍｍであって、例えば２．０ｍｍである。
　図２に示すチップ１０は、例えば超硬合金やサーメットで形成された硬質チップである。超硬合金は、例えば炭化タングステンと結合剤であるコバルトを混合し、焼結することで得られる。サーメットは、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ等と結合剤であるコバルトを混合し、焼結することで得られる。チップ１０の表面には、耐摩耗性を向上させるコーティングを施しても良い。
　図２～４に示すように逃げ面１３には、周方向に延出する溝１３ａが形成される。溝１３ａは、逃げ面１３の回転方向前端の切れ刃１１から逃げ面１３の回転方向後端まで延出する。溝１３ａは、丸鋸刃１の回転方向前方から見て略Ｕ字形状である。溝１３ａを設けることにより、切れ刃１１が溝１３ａの左右に分割される。そのため被削材から切削される切屑は、溝１３ａで分割された切れ刃１１によって左右に分割される。溝１３ａは、チップ１０の厚み方向の中心に対して左右いずれかに所定の距離で偏った位置に設けられる。チップ１０は、溝１３ａが厚み方向の中心に対して左方に偏った第１チップ７と、溝１３ａが厚み方向の中心に対して右方に偏った第２チップ８を含む。第１チップ７と第２チップ８は、台金２の周方向に交互に装着される。
　図２に示すように台金２の周方向接線と逃げ面１３の間の逃げ角１０ｄは、好ましくは５°～１５°であり、例えば１０°である。台金２の径方向に対して傾斜するすくい面１２のすくい角１０ｃは、好ましくは－３０°～－５°であり、例えば－２０°である。
　図２，３に示すようにすくい面１２の径方向内側領域には、回転方向後方に向けて凹設されたブレーカー１２ａが設けられる。ブレーカー１２ａは、チップ本体１０ａの厚み方向全体に亘って設けられる。ブレーカー１２ａは、厚み方向から見て円弧状である。切れ刃１１で切削された切屑は、すくい面１２側に送られてブレーカー１２ａによってぜんまいばね状に曲げられる。ブレーカー１２ａで曲げられた切屑は、弾性力を利用して被削材に形成された溝または歯室５から排出される。
　図２に示すようにブレーカー１２ａの曲率半径は、チップ本体１０ａの高さ１０ｆの５０％以上の長さであり、例えば１．２ｍｍである。チップ本体１０ａは、ブレーカー１２ａの径方向内側から台金２の径方向内方に延出する前面２０を有する。ブレーカー１２ａの径方向内側と前面２０が交差する角度１２ｂは、例えば３５°である。ブレーカー１２ａの径方向外側面とすくい面１２の延長面の角度１２ｃは、例えば３０°である。
　図３に示すようにチップ本体１０ａは、逃げ面１３の厚み方向両端に側面１４を有する。側面１４は、台金２の径方向に対して０°～２°の角度、例えば３０′の内側寄りの傾斜角（側面向心角）を有する。側面１４は、このわずかな傾斜によって被削材との間の接触面積が減る。そのため側面１４の切削抵抗が低減する。しかも側面１４が被削材の切断面に対して突出し過ぎない傾斜であるため、切断面の仕上がりを円滑にできる。
　図２～４に示すように逃げ面１３と側面１４の間には、上部面取り１４ａが形成される。上部面取り１４ａは、回転方向前方から見て逃げ面１３に対して傾斜しており、例えば４５°の面取り角度１４ｃを有する。上部面取り１４ａは、逃げ面１３の回転方向前方から回転方向後方まで略同じ厚み方向幅の平面状に形成される。上部面取り１４ａの厚み方向幅は、例えば０．０５ｍｍ～０．１ｍｍである。
　図２に示すように薄肉部１５は、少なくともチップ１０の前面２０の径方向内側領域よりも径方向内方に設けられる。詳しくは、チップ１０は、前面２０の径方向内側端を通りかつ台金２の中心を通る円弧の内側である内側領域を有する。チップ１０の内側領域は、薄肉部１５によって占められる。薄肉部１５は、前記内側領域よりも径方向外方にも位置する。例えば前面２０の径方向内側端を通りかつ台金２の中心を通る円弧に接する接線Ｌ２まで薄肉部１５が位置する。
　図２，３に示すように薄肉部１５は、刃厚１０ｅ以下の厚さ１５ａを有する。厚さ１５ａは、台金２の厚さ２ｃ以下の厚さであり、例えば厚さ２ｃと同じ１．７ｍｍである。チップシート６に装着された薄肉部１５の側面２１は、台金２の側面と略面一であり、少なくとも台金２の側面よりも左右外方に張り出さない。そのため薄肉部１５は、厚み方向においてチップシート６の厚み内でチップシート６に装着される。
　図２に示すように薄肉部１５は、厚み方向から見て略台形状である。薄肉部１５は、径方向内方を向きかつそれぞれ平面状である第１面１６と第２面１７と第３面１８を有する。第１面１６は、前面２０の径方向内側領域から回転方向後方に向けて径方向内方に延出する。第１面１６は、台金２の径方向に延出する径方向線Ｌ１に対して傾斜角度１６ａを有する。傾斜角度１６ａは、好ましくは３０°～６０°であり、例えば４５°である。第１面１６の回転方向長さは、例えばチップ１０の回転方向長さの２０～４０％であり、例えば０．５ｍｍである。
　図２に示すように第２面１７は、第１面１６の回転方向後端を起点として、回転方向後方に向けて径方向線Ｌ１と略直交して延出し、周方向線Ｌ２と略平行に延出する。第２面１７は、薄肉部１５の最も径方向内側の位置に配置される。薄肉部１５は、例えばチップ本体１０ａの高さ１０ｆの１０～３０％の径方向の高さ１５ｂを有する。高さ１５ｂは、例えば０．５ｍｍであり、前面２０の径方向内側領域から第２面１７までの径方向の距離に相当する。
　図２に示すように第３面１８は、第２面１７の回転方向後端から径方向外方に延出する。第３面１８は、径方向線Ｌ１に対して傾斜角度１８ａを有する。傾斜角度１８ａは、好ましくは３０°～６０°であり、例えば４５°である。第３面１８の回転方向長さは、例えばチップ１０の回転方向長さの１０～３０％であり、例えば０．３ｍｍである。第３面１８の回転方向後端１８ｂは、前面２０の径方向内側領域よりも径方向内方に位置する。チップ１０は、第３面１８の径方向外側から逃げ面１３まで径方向外方に延出する平面状の後端面１９を有する。後端面１９は、径方向線Ｌ１と略平行に延出する。
　図２に示すようにチップシート６には、チップ１０の外形に倣って形成される平面状の第１面６ｂ、第２面６ｃ、第３面６ｄ、後端面６ｅが設けられる。チップシート６の第１面６ｂ、第２面６ｃ、第３面６ｄ、後端面６ｅには、チップ１０が銀ろう等によってろう付けされる。チップ１０の前面２０の径方向内側領域は、チップシート６の回転方向前端６ａと略同じ位置に配置される。
　図３に示すように薄肉部１５は、厚み方向の両面に径方向に延出する側面２１を有する。薄肉部１５の側面２１の径方向外側領域と、チップ本体１０ａの側面１４の径方向内側領域との間には、下部面取り１４ｂが形成される。下部面取り１４ｂは、丸鋸刃１の回転軸方向に対して傾斜しており、例えば４５°の面取り角度１４ｄを有する。下部面取り１４ｂは、回転方向に略同じ幅の平面状に形成される。下部面取り１４ｂの厚み方向の幅は、例えば０．１０～０．１５ｍｍである。
　上述するように金属切断用の丸鋸刃１は、図２，３に示すように円盤状の台金２と、台金２の外周で径方向外方に向けて開口する歯室５と、歯室５の回転方向後端に凹設されたチップシート６を有する。丸鋸刃１は、チップシート６に装着されて台金２よりも径方向外方に突出するチップ１０を有する。チップ１０は、すくい面１２と逃げ面１３が交差する切れ刃１１を有する。チップ１０の刃厚１０ｅは、台金２の厚さ２ｃよりも厚い。チップ１０は、径方向内側に台金２の厚さ２ｃ以下の厚さである薄肉部１５を有する。薄肉部１５は、厚み方向においてチップシート６の厚み内に位置する。
　したがってチップ１０の径方向内側の薄肉部１５の側面１４は、台金２よりも厚み方向に出っ張らないように形成される。そのためチップ１０の径方向内側の接合部に切屑が当たることを抑制でき、チップ１０の欠損を抑制できる。また、チップ１０の径方向内側の接合部で切屑詰まりが発生することを抑制できる。かくして切屑の影響で発生するチップ１０の欠損、切屑詰まり等による切断性能の低下を抑制できる。
　図２に示すように切れ刃１１において、すくい面１２と台金２の径方向線Ｌ１がなすすくい角１０ｃは負である。例えば、すくい面１２は、切れ刃１１から径方向内側へかつ回転方向側へ延出する。したがってチップ１０の径方向内側に設けられる薄肉部１５の回転方向長さを、チップ１０の径方向外側領域の回転方向長さに対して長く確保できる。そのためチップシート６に対するチップ１０の径方向内側の接合部の面積を広く確保できる。これによりチップ１０がチップシート６から剥離することを抑制でき、切断性能の低下を抑制できる。
　図２，３に示すようにチップ１０は、チップシート６の回転方向前端６ａよりも径方向内側の内側領域を有する。内側領域の全領域において薄肉部１５が占めている。したがって切屑が当たり易いチップ１０の薄肉部１５の接合部の全領域で厚み方向の出っ張りを抑制できる。そのためチップ１０の接合部の回転方向前端付近においてチップ１０の欠損、切屑詰まりをより確実に抑制できる。
　図２に示すように薄肉部１５は、前面２０の径方向内側から回転方向後方に向けて径方向内方に延出する第１面１６を有する。薄肉部１５は、第１面１６から回転方向後方に延出する第２面１７を有する。薄肉部１５は、第２面１７の回転方向後端から径方向外方に延出する第３面１８を有する。チップ１０は、回転方向前側にすくい面１２を有する。すくい面１２の径方向内側には、回転方向後方に向けて円弧状にブレーカー１２ａが凹設されている。
　したがって図２に示すように第１面１６と第２面１７と第３面１８によって薄肉部１５を径方向内方に向けて凸の形状に形成できる。そのためチップ１０をチップシート６に強固に装着できる。また、チップシート６に対するチップ１０の回転方向の変位が抑制される。薄肉部１５よりも径方向外側領域の径方向長さ（高さ１０ｆ）を長く確保し、ブレーカー１２ａの曲率半径を大きくする。これにより切屑がブレーカー１２ａ内で歪な形状に形成されず、ブレーカー１２ａ内で切屑詰まりが発生することを抑制できる。そのため、丸鋸刃１の歯数を増加でき、最大作用歯数（切削時において被削材に形成された溝内に入っている歯数の最大値）を従来よりも増加できる。最大作用歯数は、従来の丸鋸刃では概ね３．５歯であったが、本開示の丸鋸刃１では５歯まで拡大できた。かくして、例えば従来の丸鋸刃１の適用範囲である中実材よりも径の大きい中実材を切断できる。
　以上説明した本実施形態の丸鋸刃１には様々な変更を加えることができる。突出部４が台金２の周方向に等間隔のピッチ４ａで配置される丸鋸刃１を例示した。これに代えてピッチ４ａを不等間隔に代えても良い。溝１３ａの左右位置が異なる２種類のチップ１０（第１チップ７と第２チップ８）を用いて、被削材の溝を左右方向に分割して切削する構成を例示した。これに代えて丸鋸刃１は、溝１３ａの左右位置が異なる３種類以上のチップ１０を有していても良い。Ｕ字状の溝１３ａに代えて、例えばＶ字状の溝を逃げ面１３に設けても良い。
　台金２の厚さ２ｃと薄肉部１５の厚さ１５ａが同じであり、台金２の側面と薄肉部１５の側面２１が面一になるようにチップ１０がチップシート６に装着される構成を例示した。これに代えて、薄肉部１５の厚さ１５ａを台金２の厚さ２ｃよりも薄くしても良い。チップ１０の厚み方向の中心は、薄肉部１５の側面２１が台金２の側面よりも厚み方向外方に超えない範囲であれば、台金２の厚み方向の中心に対して左方または右方に変位していても良い。チップ１０の前面２０と第１面１６が交差する稜線は、チップシート６の回転方向前端６ａよりも径方向外側に配置されていても良い。

Claims (5)

  1. 　金属切断用の丸鋸刃であって、
    　円盤状の台金と、
    　前記台金の外周で径方向外方に向けて開口する歯室と、
    　前記歯室の回転方向後端に凹設されたチップシートと、
    　前記チップシートに装着されて前記台金よりも径方向外方に突出するチップを有し、
    　前記チップは、すくい面と逃げ面が交差する切れ刃を有し、刃厚は前記台金の厚さよりも厚く、
    　前記チップは、径方向内側に前記台金の厚さ以下の厚さである薄肉部を有し、前記薄肉部は、厚み方向において前記チップシートの厚み内に位置する丸鋸刃。
  2. 　請求項１に記載の丸鋸刃であって、
    　前記すくい面のすくい角が負である丸鋸刃。
  3. 　請求項１または２に記載の丸鋸刃であって、
    　前記チップは、前記チップシートの回転方向前端よりも径方向内側の内側領域を有し、前記内側領域の全領域において前記薄肉部が占めている丸鋸刃。
  4. 　請求項１～３のいずれか１つに記載の丸鋸刃であって、
    　前記薄肉部は、前記チップの前面から回転方向後方に向けて径方向内方に延出する第１面と、前記第１面から回転方向後方に延出する第２面と、前記第２面の回転方向後端から径方向外方に延出する第３面を有する丸鋸刃。
  5. 　請求項１～４のいずれか１つに記載の丸鋸刃であって、
    　前記チップは、回転方向前側に前記すくい面を有し、前記すくい面の径方向内側には、回転方向後方に向けて円弧状にブレーカーが凹設されている丸鋸刃。
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