专利名称：防止带锯条的锯齿连续崩刃的方法和锯齿结构以及带锯条的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种防止带锯条的锯齿连续崩刃的方法，该方法所用带锯条的锯齿结构，以及包含有这种锯齿结构的锯齿的带锯条。更确切地说，涉及一种防止用于切割金属时(如切割型钢，管子，板桩，盖板等等时)伴有巨大震动情况下带锯条的锯齿连续崩刃的方法，该方法所用带锯条的锯齿结构，以及包含有这种锯齿结构的锯齿的带锯条。
传统上，在切割型钢，管子、板桩、盖板等等时，为了防止由于切割时的巨大震动所引起的带锯条齿尖的碎裂和崩刃，已进行过这样的设计，例如，美国专利5018421和5501129所披露的内容。
然而，在美国专利5018421中，后角面呈圆弧形以提高齿尖的强度，避免锯齿碎裂和崩刃，但是，在上述结构中，推压性能不好，因而存在着难以高速切割的问题。
再者，在美国专利5501129中，其特点是，通过将美国专利5018421所披露的结构与传统锯齿结合，能够进行高速切割，同时又有可防止锯齿碎裂和崩刃的强度，但是，当由于某些原因产生一个大崩刃时，后面那个锯齿上会产生一个大的切割纹涤(grain depth)，形成较大的切割阻力，因而就存在崩刃一个接一个连续产生的问题。
再进一步说，作为一种强化以防止锯齿碎裂和崩刃的方法，已采用一种独特的方法将后角的角度和锯齿的前倾面制作得较小，以增强齿尖，然而，当后角的角度特别小时，齿尖强度变大。但这时切割阻力也变大，因而存在切割困难的矛盾。
从型钢市场上随机选取的使用者手中回收使用寿命完结的使用过的锯条并研究崩刃的状态，获得的结果如
图15所示，这时，忽略碎裂形成的小崩刃，只考虑那些使切割完全无法进行的大崩刃。从结果可以看出，在所调查的48个锯条中，只有8个锯条没有产生大崩刃，实际上83％的锯条上产生有大崩刃。
更确切地说，在调查中明显发现，产生有大崩刃的锯条中，半数或半数以上连续产生崩刃。
如上所述，在型钢市场上，由于锯齿崩刃和碎裂导致锯条偏离预定的和所要求的切割线，由此存在着切割面退化和切割偏差的大问题，因而使锯条的使用寿命完结。
下面，结合图14描述连续崩刃的机理。在此，当带锯条BS沿箭头所示的运动方向V移动并在箭头所示的切割方向C上进行切割时，由于某些原因在锯齿B上形成崩刃(图14中在锯齿B的齿尖所示的阴影线部分)，从而在切割工件W时，带锯条BS的齿尖线T1到达T2位置，考虑此时的情况。此时，因为带锯条BS由于受到切割阻力的推压力而在弯曲的状态下切割，当崩刃发生的瞬间，弯曲立即从切割时的齿尖线T2降到齿尖线T3位置，以便进行线性回复。
因此，后面的锯齿A的切割纹涤变为X，相比于正常的切割纹涤迅速变大。因而，由于锯齿A的切割阻力迅速变大，锯齿A无法承受，而产生崩刃。当以上述方式产生连续崩刃时，后面的锯齿就会一个接一个地崩刃。
在此，以英国专利未审定公开2009670作为现有技术的例子，该例子中显示的齿尖后部设有突出部分的锯条是用于切割木材的，然而，其主要目的是齿尖后部设有的突出部分可插入由齿尖锯切的槽中作为一导向齿，目的在于提高线性。这种方法只有在锯齿的切割纹涤至少等于或大于齿尖和齿尖后部上的突出部分间的高度差值时才有效。
一般来说，锯切木材和锯切金属时锯齿的锯切纹涤有很大差别，锯切木材时锯切纹涤更大。因此，上述现有技术适用于锯齿切割纹涤很大的锯切，例如锯切木材等，它肯定不同于切割金属的锯条。另外，在上述的现有技术例子中，主要目的在于提高线性，考虑到其目的不是提供一种防止连续崩刃的方法，而本发明目的在于防止连续崩刃，因此二者有明显的不同。
本发明考虑到了以上几点。
因此，本发明的目的在于提供一种防止带锯条的锯齿连续崩刃的方法，由此即使在产生大崩刃时，也能防止连续崩刃；以及本方法所用带锯条的锯齿结构和包含有这种锯齿结构的锯齿的带锯条。
为达到这一目的，本发明的第一方面是提供了一种防止带锯条的锯齿连续崩刃的方法，包括以下几步纵向移动带锯条并沿与带锯条的移动方向垂直的切割方向移动带锯条以切割工件；当带锯条的锯齿发生崩刃时，使在崩刃锯齿齿尖背面处的后角表面的后部上设置的突出部分与工件上的切割槽的底部接触；以及限制后一锯齿的切割量，从而防止后一锯齿崩刃。
在上述结构中，按照切割时在带锯条上产生的挠曲，由于锯齿的崩刃，带锯条会突然线性地回复，然而，在锯齿齿尖后部的突出部分与工件上切割槽的底部接触，从而限制了回复量。
因此，由于锯齿崩刃，带锯条在切割时产生的挠曲突然线性地回复，后一锯齿的切割纹涤的增加受到限制，从而防止了后一锯齿上切割阻力的突然增加，由此阻止了后面锯齿的继续崩刃。因此，可以使带锯条的使用寿命大大延长，并可以预期切割成本也降低了。
本发明的第二方面是提供了一种带锯条的锯齿结构，它包括锯齿；设置在锯齿后角面的后端部位的突出部分，其高度低于锯齿的突出高度。
根据上述结构，即使构成用于锯切工件的带锯条的锯齿上产生崩刃，在齿尖背部的突出部分也会与工件上的切割槽的底部接触。
因此，可以防止带锯条在切割时产生的挠曲的突然减小，并且可以限制紧接崩刃锯齿的随后锯齿上产生过大的切割阻力，从而阻止了继续崩刃。
本发明的第三方面是提供了一种带锯条的锯齿结构，它包括锯齿；设置在锯齿齿尖后部的后角面上的突出部分，突出部分从后角面伸向靠着工件的带锯条的切割方向，其特征在于，在突出部上沿着在带锯条运动方向的后部的最接近切割方向的方向的突出部分的端点与带突出部的锯齿的齿尖间的距离不超过有突出部分的锯齿和紧靠该锯齿的后部设置的下一个锯齿间间距的2/3；以及端点与齿尖的高度差在0.05mm到1.0mm之间。
按照上述结构，由于突出部分与工件上切槽的底部接触，崩刃时带锯条线性地回复的挠曲量可以受到限制。
因此，因为可以限制在后面锯齿上施加过大的切割阻力，可以防止连续崩刃。
从本发明的第二或第三方面引出的第四方面是，锯齿为燕尾齿。
按照上述结构，因为带锯条的锯齿按燕尾齿设置，可以减小带锯条上锯齿的横向摆动。
因此，切割表面上的粗糙是有利的，并且可防止连续崩齿。
由第二方面到第四方面中的一个方面引出的本发明第五个方面是后角面上的后角角度在15°到45°的范围内。
因此，设定锯齿上后角的角度在固定范围15°到45°之间，将使锯齿的刚度和切割性在一个恰当的范围内。
按照由第二到第五方面中的一个方面引出的本发明的第六个方面，本发明提供了一种通过许多锯齿持续锯切工件的带锯条，其中在多个锯齿中至少有合适数目的锯齿具有在第二到第五方面之一中记载的锯齿结构。
在上述结构中，并不限定带锯条的所有锯齿有突出部分，及突出部分有所述第一到第五方面的结构，即使在部分锯齿具有突出部分的情况下，同样也可以达到第一到第五方面的效果。
因此，可以防止连续崩刃。
由第六方面引出的第七方面是，多个锯齿的齿尖线和锯条背面中至少有一个是按竖直地波动的方式变化的。
因此，可以限制切割时的共振，从而减少了噪音和振动，当使锯条背面起伏时，还可获得缩短切割长度的进一步效果。
在上述任一方面所描述的本发明中，在不增加切割阻力的情况下通过使后角或前角角度变小来防止锯齿的连续崩刃，这不同于传统的提高齿尖强度的方法，因而在不降低切割速度的前提下大大提高了带锯条的使用寿命，从而降低了切割成本。
由第六或第七方面引出的本发明的第八方面是，带锯条包括大右偏置齿和大左偏置齿，小右偏置齿、小左偏置齿，以及无偏置齿；大右偏置齿和大左偏置齿比小右偏置齿和小左偏置齿的偏置量大。
按照上述结构，即使在被切割工件上以前残留的内部应力和残余应力减小了在工件上所形成的槽时，由带锯条在待切工件上形成的槽也可以保持必要的宽度，使带锯条可在槽中平稳移动。另外，由带锯条从待切工件上切去的废屑可以减少。
通过结合附图的详细的说明，本发明的上述和进一步的目的及新特征将更加清楚。其中图1A和1B是表示用于防止锯齿连续崩刃的基本思路的正视图和底视图；图2A和2B是表示用于防止锯齿连续崩刃的锯齿的一个实施例及带锯条的一个实施例的正视图和底视图；图3A和3B是表示用于防止锯齿连续崩刃的锯齿的另一实施例及带锯条的另一实施例的正视图和底视图；图4A和4B是表示用于防止锯齿连续崩刃的锯齿的另一实施例及带锯条的另一实施例的正视图和底视图；图5A和5B是表示用于防止锯齿连续崩刃的锯齿的另一实施例及带锯条的另一实施例的正视图和底视图；图6A和6B是表示用于防止锯齿连续崩刃的锯齿的另一实施例及带锯条的另一实施例的正视图和底视图；图7A和7B是表示用于防止锯齿连续崩刃的锯齿的另一实施例及带锯条的另一实施例的正视图和底视图；图8A和8B是表示用于防止锯齿连续崩刃的锯齿实施例的正视图和底视图；图9A、9B和9C是表示用于防止锯齿连续崩刃的锯齿的又一实施例及带锯条的又一实施例的正视图、底视图和截面图；图10是表示用于防止锯齿连续崩刃的带锯条另一实施例的正视图；图11A、11B和11C是示意图，表示在有图9A、9B和9C所示结构的锯条的燕尾齿的厚度方向的中部设有一切口的结构；图12A、12B、12C和12D为锯齿的几个改进实施例的示意图；图13A和13B是表示本发明的带有大右偏置齿，大左偏置齿、小右偏置齿、小左偏置齿和无偏置齿的带锯条的正视图和底视图；图14是表示锯齿连续崩刃的产生机理的简图；以及图15是表示一个在型钢市场上对崩刃的研究结果的图表。
下面参照附图详述本发明的较佳实施例，用相近的标号标注相似部分。
图1A、1B示出了按照本发明的防止带锯条BS连续崩刃的方法的基本思路，还示出了防崩刃方法所用的带锯条BS的锯齿TS的结构以及带锯条BS。因此，突出部5对应于作为崩刃保护件的一个突出部分，比齿尖1对应于基准线KL的高度H低高度t，它位于锯齿TS的齿尖1的后角面3上或者位于其它合适的位置，如后角表面3的后部位置或类似位置。
在正常切割时，突出部5不与工件W的切割部位上的切槽底部接触，但是，万一齿尖1发生崩刃时，突出部5的接触表面与工件W的切割部位上的切槽的底部接触，从而将由切割阻滞的推压力引起的挠曲的回复量限定到高度为t。因而，限定了后面锯齿2在与带锯条BS的运动方向V垂直的切割方向C上的切割纹涤。这样，可以防止后面锯齿2的切割纹涤突然加大，并可限制切割阻力的突然增加，从而也防止了发生连续崩刃。
下面将叙述锯齿TS和带锯条BS结构的一个具体实施例。
在图2A和2B所示的带锯条BS1的锯齿TS1上，在齿尖1的后部(图2A的左侧)形成作为突出部分的突出部7，其结构可以例如是在图2A中向下突出，从假想线K形成一个三角形，该假想线K位于齿尖1的后角面3上沿带锯条BS向后延伸(图2中左向)，并且保持后角为θ。形成突出部7的接触面9平行于齿尖线T，形成一平面部分。
位于从带锯条BS1的移动方向V来看突出部7的最后部分处的端点F与齿尖1的距离被设定为不超过相邻齿11和13间的锯齿间距P的2/3。因此，当上述距离L太大时，容纳锯屑的齿槽变小，不合乎要求。而且，当齿尖1和突出部7的端点F间的高度差t在0.05到1.0mm之间时，即，当高度差t等于或小于0.05mm时，由于齿尖磨损导致使用寿命减小，而当高度差t等于或大于1.00mm时，产生崩刃时后面的齿的切割纹涤很容易增加，从而容易产生连续崩刃，因而也不合乎要求，所以高度差t最好在0.15到0.40mm之间。
另外，在以同样的方式描述的下面实施例中，后角的角度θ被设定为在15°到45°的范围内，具体地说，最佳角度为在25°到35°间。因此，当后角角度θ等于或大于45°时，对工件的切割性能提高，但齿尖变成锐角，这样使刚性降低，而且磨损易于提高。另外，当后角角度θ等于或小于15°时，刚性增加，但切割性能易于降低，因而后角的角度最好设定在15°到40°之间，进一步说，考虑到齿尖的刚性和对工件的切割性能等方面，角度最好为25°到35°。带锯条BS1由这种锯齿TS1组成。
图3A和3B所示的带锯条BS2的锯齿TS2通过以这样一种方式在与突出部分相对应的突出部15的接触面17的一部分上形成一个凹部19而构成，以延续后角面3。
这时，齿间距P和突出部15的尺寸L间的关系(与端点F和齿尖1间的距离L的意义相同)，以及突出部15的端点F与齿尖1间的高度差t的关系等等，与图2所示的锯齿TS1的情况相同。带锯条BS2由这种锯齿TS2组成。
图4A和4B所示的带锯条BS3的锯齿TS3的突出部21上，接触面没有象上述图2中锯齿TS1上的突出部7那样形成一个平面，而是接触面的整个结构不包括一个具体的平面部分，其形成部分的圆弧形或任意曲线表面。
这时，齿间距P和突出部21的尺寸L间的关系，以及突出部21的端点F与齿尖1间的高度差t的关系，等等，与图2所示的锯齿TS1的情况相同。带锯条BS3由这种锯齿TS3组成。
在图5A和5B所示的带锯条BS4的锯齿TS4的突出部23上，没有如上述图2中锯齿TS1上的形成突出部7的突出部分9那样，形成与齿尖线T平行的平面部分，而是收缩突出部23的顶点F的前部和后部，使端点F的角度变成锐角。
这时，齿间距P和突出部23的尺寸L的关系，以及突出部23的端点F与齿尖1间的高度差t的关系，等等，与图2中所示锯齿TS1的情况相同，带锯条BS2由这种锯齿TS4组成。
图6A和6B所示的带锯条BS5的锯齿TS5上与突出部分相对应的突出部25与上述图5中锯齿TS4的突出部23的形状相同，但是在突出部25的端点F的背面形成一后角面27。
这时，齿间距P和突出部25的尺寸L的关系，以及突出部25的端点F与齿尖1间的高度差t的关系，等等，与上述图2中所示锯齿TS1的情况相同。带锯条BS5由这种锯齿TS5组成。
图7A和7B中所示的带锯条BS6的锯齿TS6在齿尖1的后部形状大致与齿尖1相同，并且对应于突出部分的突出部29相对于在前端的齿尖线T形成高度差t。突出部29的前端为端点F。
这时，齿间距P和突出部29的尺寸L的关系，以及突出部29的端点F与齿尖1间的高度差t的关系等等，与上述图2中所示的带锯条BS1的结构相同。带锯条BS6由这种锯齿TS6组成。
图8A和8B所示的带锯条BS7的锯齿TS7与上述图2所示锯齿TS1的形状相同。而且，在带锯条BS7上，正常且普通形状的锯齿31与上述锯齿TS7交叉使用。这时，锯齿TS7也可以是上述的其它锯齿形状。
在图9A、9B和9C所示的带锯条BS8的锯齿TS8上，齿尖1的前端窄缩，并设定从基准线KL起的齿高为H1，而且在锯齿TS9上，齿尖1的前端加宽，从基准线KL起的齿高被设定为H2，并且将锯齿TS9做成燕尾齿，其高度比整个齿高H1低。锯齿TS8和TS9都有对应于突出部分的突出部33和35，它们从基准线KL起的高度比齿尖1低t。另外，带锯条BS8设有上述锯齿TS8和TS9。
这时，锯齿TS8和TS9上的突出部33和35的形状可以采用图2到图8所示的各种形状。而且，齿间距P和突出部33及35的尺寸L间的关系，以及突出部33及35的端点F与齿尖1的高度差t的关系，等等与上述锯齿TS1的情况相同。
此外，在图11显示的结构中，基本上在齿尖的齿尖线厚度方向的中部形成一切口D，以代替图9中的燕尾齿TS9，从而形成了右偏置齿1R和左偏置齿1L。
图10所示带锯条BS9的结构为沿每一锯齿的齿尖形成的齿尖线T为一沿垂直方向波动变化的平滑曲线。齿尖线T的竖向变化可以是有规律的变化，也可以是无规律的变化。而且，具有正常锯齿37和对应于突出部分的突出部39的锯齿TS10可以任意配置在带锯条BS9上。但是，在接近波动的顶部设有锯齿TS10时效果好。当锯齿TS10构成带锯条BS9时，可以使用上述锯齿TS1到TS9中的任意一种。另外，在图10中，显示的是齿尖线竖直波动和变化的实施例，然而，也可以应用锯条背面或齿尖线与锯条背面一起竖直波动和变化的带锯条。而且，在图10中，显示的是有正常锯齿37和突出部39的实施例，然而，在图1到9所示的任一带锯条上都可以有上述的波动变化。
按照上述结构，在锯齿发生崩刃的情况下，因为对应于设在锯齿上的突出部分的突出部与工件W的切槽的底部相接触，切割时带锯条BS产生的挠曲不会回复到预定值的程度，从而限制了后一锯齿的切割纹涤，因而通过阻止后面的锯齿的切割阻力突增，可以防止连续崩刃。因此，大大提高了带锯条BS的使用寿命，并且可以降低切割成本。
这时，当距离L大于间距P的2/3时，齿槽空间的体积变小，并且可以容纳的锯屑量变小，因而无法用于处理切割长度长的工件。因此，距离L最好是等于或小于间距P的2/3，这时，因为齿槽空间不小，可以容纳的锯屑量变大，因而可以用于处理切割长度长的工件。
另外，当齿尖1与端点F的高度差t小于0.05mm时，对应于突出部分的突出部5(7,15,21,23,25,29,33,35)与工件W接触，这样摩擦阻力变大；当高度差大于1.0mm时，容易产生崩刃；高度差t最好在0.15到0.40mm之间。
当后角面的后角角度θ小于15°时，齿尖强度变大，但是推压性能变小。此外，当后角角度大于45°时，推压性能变大，但齿尖强度变小。因此，后角面的后角角度最好在15°到45°之间。在此情况下，本发明并不仅限于上述实施例，也可以用其它方法实施，例如如图12A、12B、12C、和12D所示，将后角面适当地成形为一个半径为R并带有不均匀度的圆弧形，或适当地修整突出部，从而形成一个半径为R的圆弧形。
按照上述实施例的带锯条最好如图13A和13B所示的带锯条BS10那样，有一个包括大右偏置齿TS-LR和大左偏置齿TS-LL的第一锯齿组，以及一个包括小右偏置齿TS-SR和小左偏置齿TS-SL的第二齿组。如图13A和13B所示，每一个锯齿TS-LR,TS-LL,TS-SR和TS-SL都在后角面的背部有一个突出部分。第一锯齿组的大右偏置齿TS-LR和大左偏置齿TS-LL有比第二锯齿组的小右偏置齿TS-SR和小左偏置齿TS-SL大的偏置量，因而大右偏置齿TS-LR和大左偏置齿TS-LL处的齿宽“a”大于小右偏置齿TS-SR和小左偏置齿TS-SL处的齿宽“b”。
按照上述结构，即使待切割工件中以前残留在工件上的内应力和残余应力使工件上的槽变小时，由带锯条BS10在该工件上形成的槽也能保持必要宽度，使带锯条BS10在此槽中平稳移动。另外，由带锯条从被切工件上切去的切屑也可减少。
图13A和13B所示的带锯条BS10的第一锯齿组包括成组地连续配置的一对大右偏置齿TS-LR和大左偏置齿TS-LL。这种设计可以改成，大右偏置齿TS-LR，小左偏置齿TS-SL，大左偏置齿TS-LL，小右偏置齿TS-SR和一个无偏置直齿TS-S连续且恰当地随机配置，而不是象图13A和13B中那样配置。
尽管采用特定术语描述了本发明的较佳实施例，但这些描述的目的在于示例地说明，可以理解，在不背离下述权利要求的精神和范围的前提下，可以进行改变和修改。
权利要求
1．一种防止带锯条上的锯齿连续崩刃的方法，包括以下步骤纵向移动带锯条并沿与带锯条的移动方向垂直的切割方向移动带锯条，以切割工作；当带锯条的锯齿发生崩刃时，使一在崩刃齿齿尖背部的后角面的后端位置处设置的突出部分与工件上切割槽的底部相接触；以及限制随后的齿的切割量，从而防止随后的齿崩刃。
2．一种带锯条的锯齿结构，包括锯齿；以及位于锯齿后角面的后端位置处的突出部分，其高度低于锯齿的突出高度。
3．一种带锯条的锯齿结构，包括锯齿；以及位于设在锯齿齿尖的后部的后角面上的突出部分，该突出部分从后角面伸向抵靠工件的带锯条的切割方向；其特征在于，在突出部分上带锯条运动方向的后部最接近切割方向的突出部分的端点和带有突出部分的锯齿的齿尖间的距离，不超过有突出部分的锯齿和紧靠该锯齿后部的下一个锯齿间间距的2/3；以及端点与齿尖间的高度差在0.05mm到1.0mm之间。
4．按照权利要求2或3所述的带锯条的锯齿结构，其特征在于，锯齿为燕尾齿。
5．按照权利要求2、3或4所述的带锯条的锯齿结构，其特征在于，后角面上的后角角度在15°到45°之间。
6．一种用于由多个锯齿连续切割工件的带锯条，包括多个锯齿，其特征在于，在多个锯齿中至少有适当数目的锯齿具有前述权利要求2到5中任一项所述的锯齿结构。
7．按照权利要求6所述的带锯条，其特征在于，多个锯齿的齿尖线和锯条背面中至少有一个是以竖直波动的方式变化的。
8．按照权利要求6或7所述的带锯条，其特征在于，带锯条包括大右偏置齿和大左偏置齿，小右偏置齿、小左偏置齿和无偏置齿；以及大右偏置齿和大左偏置齿有比小右偏置齿和小左偏置齿大的偏置量。
全文摘要
一种防止带锯条上的锯齿连续崩刃的方法,包括以下步骤:纵向移动带锯条并沿与带锯条的移动方向垂直的切割方向移动带锯条,以切割工件;当带锯条上的锯齿崩刃时,在崩刃锯齿齿尖背部的后角面的后端位置处设置的突出部分与工件上切割槽的底部相接触;以及限制随后齿的切割量,从而防止随后的锯齿崩刃。
文档编号B23D55/08GK1207974SQ9811526
公开日1999年2月17日 申请日期1998年5月7日 优先权日1997年5月8日
发明者辻本晋 申请人:阿曼德有限公司