一种木工用硬质合金带锯条的制作方法

本发明专利涉及锯切木材的刀具技术领域，具体涉及一种木工用硬质合金带锯条。

背景技术：

目前硬质合金带锯条在木材加工行业的应用主要有3等齿(13mm宽锯条)2等齿(27mm宽锯条)、2/3齿(27mm宽锯条)以及1.3等齿(27mm宽锯条)；其中3等齿表示每英寸里面的锯齿数量，也就是每25.4mm长的锯条里面有3齿，也可以用3tpi表示，类似的1.3等齿表示每25.4mm长的锯条里面有1.3齿，2/3齿表示每25.4mm长的锯条里面最多有3个齿，最少有两个齿。

从目前现有的木工硬质合金带锯条产品来看，主要分为单金属带锯条、双金属带锯条以及硬质合金带锯条三大类。硬质合金木工带锯条主要是不分齿型带锯条(nonsetstyle)。硬质合金带锯条有使用寿命长、切断面光滑、锯路小等优势，已被广泛应用。

从木工家具行业来看，木材由粗加工到精加工转化，目前国内的家居行业，尤其是拼板市场都在追求降成本，而从橡胶木、拼板的加工工序看，经过锯切加工后需要对板面进行砂光处理，但是如果锯切后，板面的光洁度能够达到要求，那么砂光工序则被锯切工序所替代，从而降低加工成本。因此，木材加工行业对锯条的要求随之提高，期望不断提供加工表面的光洁度。

另外，现有带锯条在切割橡胶木、拼板时，锯切振动、声音大，切削阻力过大；锯切切断面有水波浪纹，切断面粗糙，不能满足现有客户的需要。

技术实现要素：

为了克服现有带锯条锯切切断面有水波浪纹的问题，本发明提供一种木工用硬质合金带锯条，具体技术方案如下。

一种木工用硬质合金带锯条，包括带锯背材和硬质合金刀头，所述带锯背材包括有若干间隔设置的锯齿，所述硬质合金刀头焊接固定于所述锯齿，其特征在于：

连续分布的6个所述锯齿形成一个周期，一个周期内的相邻两个锯齿的间距呈等差数列逐渐减小或增大。

现有的等距齿木工硬质合金带锯条容易出现水波浪的纹路，而采用上述技术方案，可以很好地消除水波浪的纹路。

进一步地，该等差数列的公差δ取值范围为0.5～1.5mm，优选为1.0mm。

进一步地，所述木工用硬质合金带锯条的平均齿距为15.88mm，平均齿距为15.88mm对应于1.6tpi，也就是每25.4mm长的锯条里面平均有1.6个齿。

进一步地，所述锯齿的前角角度α为-5°～20°，优选为10°～15°。

进一步地，所述锯齿的后角角度β为1°～25°，优选为15°～25°。

进一步地，所述锯齿的导屑角γ为30°～50°，优选为35°。

进一步地，所述锯齿的焊接角度θ为为30°～45°；焊接面长度l2为0.70～1.20mm。

进一步地，所述锯齿的齿沟深度为平均齿距的30％～50％。

进一步地，所述硬质合金刀头以连续分布的三个为一个周期，分别为第一齿a、第二次b和第三齿c，第一齿a比第二次b高λ1，第二次b比第三齿c高λ2，λ1和λ2的取值范围为0.05～0.10mm。

进一步地，所述第一齿a的切削刃的宽度f1为所述第一齿a的两侧倒角，倒角角度ε为30°～50°；所述第二齿b的切削刃的宽度f2为所述第二齿b的两侧倒角，倒角角度η为20°～40°，且ε大于η；所述第三齿c的锯路宽度为k，k取1.40～1.60；所述第三齿c不倒角。

进一步地，所述第一齿a、第二次b和第三齿c的切向角均为ω，切向角ω取值为0°～5°。

进一步地，所述第一齿a、第二次b和第三齿c的切料角为σ，切料角σ取值为0°～5°。

本发明相比于现有技术，可以很好地消除水波浪的纹路，提高加工面的光洁度；另外，通过对硬质合金齿的设计，降低了单齿的切削力，并使得硬质合金齿具备磨损补偿功能，能够适应较大的加工范围。

附图说明

图1是本发明的木工用硬质合金带锯条的背材示意图(未示意硬质合金刀头)；

图2是图1的局部放大图；

图3是本发明的木工用硬质合金带锯条的俯视图；

图4是本发明的木工用硬质合金带锯条的刀头示意图；

图5是本发明的木工用硬质合金带锯条的刀头示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

参见图1-5，一种木工用硬质合金带锯条，包括带锯背材1和硬质合金刀头3，带锯背材1包括有若干间隔设置的锯齿2，硬质合金刀头3焊接固定于锯齿2，带锯条的设计包括两部分，一部分为齿形轮廓的设计，另一部分为磨齿形式设计。

齿形轮廓的设计

见图1所示，1.6tpi齿距的设计：根据齿距计算公式，1.6等齿的齿距为15.88mm，但是在实际锯切过程中，木材加工一般都会出现水波浪的纹路，为了更好的保证锯切断面质量，消除水波浪纹的影响，将原来的等齿距变为变齿距，连续分布的6个锯齿2形成一个周期，一个周期内的相邻两个锯齿2的间距呈等差数列逐渐减小或增大。等差数列的公差δ取值范围为0.5～1.5mm，本实施例中优选为1.0mm。

齿形轮廓设计：齿形轮廓设计见图2所示。

ⅰ：α为前角角度，锯齿前角在切削过程中主要是影响对工件的切入性，一般地前角越大，切入性越好；前角的大小能够改善切削力，前角越大，锯齿在切削过程中，所受切削力越小。α的范围一般在-5°～20°，在本实施案例中，由于锯切工件是较软的木材，且根据实际锯切工况，硬质合金木工锯锯齿需要进行反复研磨使用，因此α为10°～15°，本实施例中优选为13°。

ⅱ：β为后角角度，锯齿后角在切削过程中主要是影响抗振动能力以及进给方向的切削力。一般地后角越大，抗振动能力越差，进给方向所受切削力越小。β的范围一般在1°～25°，在本实施案例中，由于锯切工件是较软的木材，且在进给方向上所受切削力不大，因此β为15°～25°，优选18°。

ⅲ：γ为导屑角，一般为将锯屑带出工件内部的承接角度。γ的大小一般由锯切材料的软硬程度、齿距大小等决定。γ的范围一般在30°～50°，在本实施案例中，由于木材材质较软，另外在橡胶木以及拼板的锯切过程中含有胶水，因此需要很好的导屑性能，因此γ的取值范围为30°～50°，优选35°。

ⅳ：θ为焊接角度，一般地，焊接角度根据设备不同而取值不同。但是为了获得更好的焊接接头强度，以及后续硬质合金刀头的刃磨，因此θ的取值范围为30°～45°，优选37°。

ⅴ：h为齿沟深度，齿沟深度又称为容屑深度，一般地齿沟深度越深，容屑空间越大，排屑效果越好，反之，排屑效果越差。齿沟深度的大小一般根据被切工件的软硬程度决定，且一般为齿距的30％～50％，在本实施案例中，为了保证宽板锯切的排屑效果，h的取值范围为30％～40％。

ⅵ：r1为齿喉圆弧半径，齿喉圆弧的大小由刃磨砂轮的大小、被切材料的软硬程度、齿距大小、应力集中程度等决定。由于木工锯切过程中，锯床的张紧力较大，因此要避免齿喉处的应力集中效应，在本实施案例中，r1的取值范围一般为1.50～3.00mm，优选2.50mm。

ⅶ：r2为导屑圆弧半径，r2的大小一般由锯切材料的软硬程度、齿距大小等决定。r2的范围一般在2.5～25mm，在本实施案例中，由于木材材质较软，另外在橡胶木以及拼板的锯切过程中含有胶水，因此需要很好的导屑性能，因此r2的取值范围为8～12mm，优选11mm。

ⅷ：l2为焊接面长度，一般地，l2的长度根据焊接硬质合金刀头的大小、焊接角度决定。在本实施案例中，为了更好的保证焊接强度，l2的取值范围为0.70～1.20mm，优选0.80mm。

ⅸ：l1、l3分别为后角直线段长度和前角直线段长度，根据焊接面长度、后角大小、齿喉圆弧半径等决定。在本实施案例中，l1优选为1.95，l3优选为1.63。

磨齿形式设计

磨齿(硬质合金刀头)齿形设计：

参见图3-5，硬质合金刀头以连续分布的三个为一个周期，分别为第一齿a、第二次b和第三齿c，第一齿a比第二次b高λ1，第二次b比第三齿c高λ2，λ1和λ2的取值范围为0.05～0.10mm，本实施例中λ1＝λ2＝0.10mm。

第一齿a的切削刃的宽度为在本实施案例中优选为0.38mm；a齿两侧倒角，倒角角度ε为30°～50°，在本实施案例中优选为45°；

第二齿b的切削刃的宽度为在本实施案例中优选为0.79mm；b齿两侧倒角，倒角角度η为20°～40°，在本实施案例中优选为30°；

第三齿c的锯路宽度为k，一般地k取1.40～1.60mm，在本实施案例中优选为1.45mm；

通过上述对切削刃的宽度的设计，使得每个齿承受的切削力大体是一致的。

a、b、c三齿的切料角为σ，切料角大小对板面的光洁度影响非常大，一般地，切料角σ取值为0°～5°，在本实施案例中优选为3°；

a、b、c三齿的切向角为ω，一般地，切向角ω取值为0°～5°，在本实施案例中优选为5°；

通过对磨齿的优化设计，优化设计后的齿形为三齿/组，其单齿切削力为1.75n/齿，而优化设计之前现有为2齿/组，单齿切削力为2.08n/齿，切削力降低15.86％。

优化设计后的齿形具备磨损补偿功能。该齿形设计中见图5所示，a、b、c三齿依次进入工件参与切削，当切削一定时间后，a齿的顶切削刃口a1最先出现磨损，而此时的b齿的顶切削刃口b1是不参与切削的，当a齿的顶切削刃口a1磨损到一定的程度后，b齿的顶切削刃口b1则会补偿a齿的顶切削刃口a1的作用参与切削。当b齿的顶切削刃口b1未参与切削时，即此时的齿距是大于15.88mm的，因此可以相当于1.0tpi(齿距大于2*15.88)，而当b齿的顶切削刃口b1参与切削时，即此时的齿距是小于或等于15.88mm的，因此可以相当于1.6tpi～2.0tpi。同理，a、b两齿的斜切削刃口a2和b2也具有磨损补偿以及降低单齿切削力的功能。1.6tpi介于2tpi和1.3tpi之间，对于木材的加工，2tpi主要加工范围为10mm～300mm，而1.3tpi主要加工范围为300mm～650mm，而本申请的1.6tpi加工范围从10mm～650mm都可以满足使用要求。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。