一种刀轮的制作方法

本申请涉及刀具加工领域，尤其涉及一种刀轮。

背景技术：

切割玻璃等脆性材料的工具普遍为盘状的刀轮，普遍使用的刀轮由轴孔、两侧对称的盘面、相交的两锥面及刃口等部分组成。刀轮的基本结构是盘面中心设置安装刀轴的轴孔，两侧盘面的外缘分别向外延伸为两对称的锥面，两锥面相交形成刀轮的圆周刃口，沿圆周刃口周向间隔的分布有内凹的齿形槽，齿形槽是由两锥面顶端形成的两个对称的槽面构成的，两槽面的相交线形成齿形槽的内刃口，其与圆周刃口共同构成线性的刀轮刃口。

但是刀轮沿圆周刃口周向分布的切割齿与齿形槽存在夹角，在切割产品时易产生粉尘及废屑，废屑进入刀轮与刀轴的缝隙、刀轮与刀架的缝隙容易发生卡死及转动不畅的情况；粉尘及废屑也会大量粘附在刀轮刃口的齿缝间，当碎屑附着在齿形槽中间时会导致切割断面不平整，从而降低切割品质。

技术实现要素：

本申请提供了一种刀轮，以解决现有刀轮圆周刃口分布的齿形槽存在夹角，易产生粉尘和废屑，导致刀轮出现卡死情况或导致切割面不平的问题。

第一方面，为实现上述目的，本申请提供了一种刀轮，包括两侧对称的盘面和用于安装刀轴的轴孔，所述轴孔位于盘面中心，两侧的盘面分别沿外缘向刀轮纵向中心截面延伸相交，形成对称的刃口面，两侧的刃口面的相交线构成圆周刃口，所述刃口面(2)上均匀间隔分布有刃口齿和刃口齿槽，两侧的刃口齿槽从盘面的最高点延伸至圆周刃口，两侧刃口齿槽的相交线构成内刃口。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式，所述刃口齿槽为U形槽，槽深＞2um，槽宽＞3um，槽宽从盘面的最高点至圆周刃口逐渐减小，槽数Z≥5。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式，所述刃口齿的表面为第一外凸弧面，第一外凸弧面的半径为10～45mm；所述外凸弧面被第一中心截面所截圆弧的圆心角为30°～45°。

结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式，所述盘面为两侧平行设置的平面，与刃口面的相交处为圆滑过度，刀轮的直径D为2.0～4.0mm，轴孔的直径d为0.8～1.2mm，刀轮的厚度T为0.65～1.0mm。

结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式，所述盘面为第二外凸弧面，与刃口面的相交处为圆滑过渡，所述第二外凸弧面的半径为0.7～1.2mm；所述第二外凸弧面被第一中心截面所截圆弧的圆心角0.5°～3.5°，优选为1°。

结合第一方面，在第一方面第五种可能的实现方式，所述盘面为内凹弧面，所述内凹弧面的半径为0.7～1.2mm；所述内凹弧面被第一中心截面所截圆弧的圆心角0.5°～3.5°，优选为1°。

结合第一方面第三种至第五种任一项可能的实现方式，在第一方面第六至第八种可能的实现方式中，所述盘面上均匀间隔分布有盘面齿和盘面齿槽，两侧的盘面齿以轴孔为起点，随着盘面齿槽的槽宽逐渐增加延伸至盘面的最高点，所述盘面齿和盘面齿槽与刃口齿和刃口齿槽对应设置。

结合第一方面第四种或第五种可能的实现方式，在第一方面第九种可能的实现方式中，刀轮的厚度T范围为0.65～1.0mm，轴孔厚度t为0.45～0.8mm。

结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第十种可能的实现方式中，两侧的第一外凸弧面与圆周刃口相交处的切线之间的刃口齿角θ为100°～160°，优选为120°～150°。

结合第一方面第六至第八种任一项可能实现的方式，在第一方面第十一至第十三种可能的实现方式中，所述盘面齿和刃口齿为一体成型结构。

本申请所述的刀轮，刃口面上的刃口齿槽从盘面的最高点延伸至圆周刃口，起到引屑及排屑功能，使刀轮在切割过程中维持良好的渗透性能；另外齿槽较长，能使废屑沿齿槽排出，不易出现堵齿现象。

本申请中刀轮盘面的弧形结构，能减小轴孔与刀轴的接触面积，使废屑不易进入，不易出现滑道及卡屑的风险。

另外，本申请所述的刀轮可以经由一次性完成角度及齿型加工，去除了修磨角度及齿加工工艺环节，可以大大提高生产效率，节约生产成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的刀轮的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的刀轮的主视结构示意图；

图3为本申请实施例提供的刀轮的侧视图；

图4为本申请实施例提供的刀轮的第一外凸弧面的侧视剖面结构示意图；

图5为本申请实施例提供的第一中心截面的示意图；

图6为本申请实施例提供的刀轮的A-A剖面结构示意图；

图7为本申请实施例提供的刀轮的A-A剖面结构示意图；

图8为本申请实施例提供的刀轮的A-A剖面结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一体齿刀轮的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一体齿刀轮的俯视结构示意图；

图11为本申请实施例提供的一体齿刀轮的B-B剖面结构示意图。

具体实施方式

下面通过对本申请进行详细说明，本申请的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于本申请工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本申请人发现，现有刀轮结构中，为增加切割深度，在刃口上加工出规律性的齿形槽，这种结构的刀轮，其线性刃口固然提高了切割的渗透力，但是齿形槽数量多，分布在圆周刃口上，由锥面顶端形成的两个对称的槽面构成而存在夹角，在切割产品时易产生粉尘和废屑，废屑易进入刀轮与刀轴的缝隙，容易出现刀轮卡死或不转的情况。粉尘和废屑也会大量粘附在刀轮刃口的齿缝间，当碎屑附着在齿形槽中间时会导致切割断面不平整，从而降低切割品质。

除此之外，本申请人还发现，现有刀轮的两个锥面所形成的夹角需要通过加工盘面形成，在加工的过程中，容易使两盘面与锥面形成的夹角发生崩缺，形成崩口，无法后续加工使用，降低生产效率；在加工的过程中刀轮毛坯需进行研孔、修磨角度、齿型加工等，工序复杂且严格，导致生产成本高、生产周期较长，影响合格率。

下面结合附图，详细介绍本申请的具体实施例。

图1为根据一优选实施例示出的刀轮的结构示意图，图2为图1所示刀轮的主视图，图3为图1所示刀轮的侧视图。如图1至图3所示，刀轮包括两侧对称的盘面1和用于安装刀轴的轴孔3，所述轴孔3位于盘面1的中心，两侧的盘面1分别沿外缘向刀轮纵向中心截面S1延伸相交，形成对称的刃口面2，两侧的刃口面2的相交线构成圆周刃口21，所述刃口面2上均匀间隔分布有刃口齿22和刃口齿槽23，两侧刃口齿槽23从盘面1的最高点延伸至圆周刃口21，两侧刃口齿槽23的相交线构成内刃口24。

本申请人发现，与分布在圆周刃口的齿形槽相比，本申请中刃口齿槽23从盘面的最高点延伸至圆周刃口，较长的刃口齿槽23能起到良好的引屑及排屑功能，能使废屑沿刃口齿槽23排出，不易出现堵齿现象；而且刀轮在切割过程中可以维持良好的渗透性能。

所述刃口齿槽23为U形槽，槽深＞2um，槽宽＞3um，槽宽从盘面1的最高点至圆周刃口21逐渐减小，槽数Z≥5，刃口齿数等于刃口槽数。

刃口齿槽23的槽宽从圆周刃口至盘面逐渐增加，使离心力增加，废屑易被甩出，避免堵齿；而且刃口齿22的齿宽随着槽宽的增加而逐渐减小，刃口齿22的表面积从盘面最高点至圆周刃口逐渐增大，切入玻璃时接触面积大，对玻璃的破坏作用小，不容易起粉，切割后的玻璃抗压强度值更大；由于刃口齿槽23为U形槽，槽底是圆弧过渡结构，不起粉，不容易卡屑，所以排屑效果更好，同时保持了对玻璃的较强渗透力，给实际应用带来显著效果。

本申请人还发现，现有刀轮两锥面所形成的锥面夹角是通过加工盘面形成的，在加工的过程中，容易使锥面夹角发生崩缺，形成崩口，无法后续加工使用，降低生产效率；同时刀轮在切割的过程中，锥面夹角由于受力面积较小，磨损比较大，影响刀轮寿命；而且锥面夹角是尖角，在刀轮的旋转过程中，由于尖角处较为凸出，在切割过程中该凸起部位受到的冲击力较大。

如图2、4所示，在本发明的一个实施例中，所述刃口齿22的表面为第一外凸弧面，第一外凸弧面的半径为10～45mm；所述外凸弧面被第一中心截面所截圆弧的圆心角为30°～45°；两侧的第一外凸弧面与圆周刃口21相交处的切线之间的刃口齿角θ为100°～160°，优选为120°～150°。

在本申请中，圆周刃口21由弧面相交形成，相比传统的由直线形锥面形成的圆周刃口，本申请中的圆周刃口21与切割材料的接触面积更大，耐磨损，在切割过程中受到的冲击力比较小，切割范围及切割压力广，切割寿命更长。

需要说明的是，本申请所述的第一中心截面为能够同时将刃口面和盘面进行切割且经过所述刀轮中心的平面，如图5示出了其中一个第一中心截面的示意图，S2为第一中心截面。

本申请人还发现，现有刀轮中盘面与锥面的相交处为尖角，由于尖角处较为凸出，在切割过程中该凸起部位受到的冲击力较大，同时尖角处增加了刀轮两侧盘面与刀架内壁之间的摩擦面积，增大刀轮旋转过程中的阻力，会导致刀轮转动不畅，易造成切割不良率升高。

如图6所示，本申请的一个实施例中，所述盘面1为两侧平行设置的平面11，与刃口面2的相交处为圆滑过渡，刀轮的直径D为2.0～4.0mm，轴孔3的直径d为0.8～1.2mm，刀轮的厚度T为0.65～1.0mm，轴孔3的厚度t等于或略小于刀轮厚度；盘面的直径D1范围为刀轮直径D-0.3mm～D-0.1mm。

在本申请中，盘面1与刃口面2的相交处为圆滑过渡，不形成尖角，能提高刀轮的抗冲击能力，同时降低刀轮两侧盘面与刀架内壁之间的摩擦面积，减小刀轮旋转过程中的阻力，降低刀轮因转动不畅造成的切割品质不良率。本申请人发现，现有刀轮的轴孔厚度等于或略小于盘面厚度，导致轴孔与刀轴接触面大，使刀轮在切割的过程中容易发生卡屑及切割不顺畅等问题。另外，直线平行的刀轮盘面与刀架内壁间的空隙体积较小，较大碎屑的排除不顺畅。

如图7所示，本申请的一个实施例中，所述盘面1为第二外凸弧面12，与刃口面2的相交处为圆滑过度，所述第二外凸弧面12的半径为0.7～1.2mm，所述第二外凸弧面12被第一中心截面S2所截圆弧的圆心角为0.5°～3.5°，优选为1°。第二外凸弧面12能减少轴孔与刀轴的接触面积，使切割更顺畅。

如图8所示，本申请的另一个实施例中，所述盘面1为内凹弧面13，所述内凹弧面13的半径为0.7～1.2mm，所述内凹弧面13被第一中心截面S2所截圆弧的圆心角为0.5°～3.5°，优选为1°。内凹弧面13使刀轮和刀架间隙增大，使切割更顺滑。

本申请人发现，当盘面的直径D1过小时，刀轮摆动偏大，使切割不稳定，而盘面的直径D1过大则刀轮摆动的角度小，导致刀轮在旋转过程中卷进刀轮盘面与刀架槽内壁之前的玻璃屑不容易排出；当轴孔厚度0＜t＜0.45mm时，刀轮与刀轴接触面过小，切割过程中易出现偏摆，轴孔厚度t过大又易出现偶发性滑刀及卡屑等风险，适当减小轴孔切割时与刀轴接触面积小，能使玻璃屑不易进入，不易出现滑刀及卡屑的风险。

因此在上述两个实施例中，所述盘面的直径D1为1.5～3.5mm，刀轮的厚度T为0.65～1.0mm±0.03mm，所述轴孔3厚度t为0.45～0.8mm±0.03mm。

本申请中，盘面1为弧面结构，这样可以减小轴孔厚度，即，轴孔3切割时与刀轴接触面积小，使玻璃屑不易进入，不易出现滑刀及卡屑的风险。

如图9-图11所示，本申请中，所述盘面1上间隔分布有盘面齿14和盘面齿槽15，两侧的盘面齿14以轴孔3为起点，随着盘面齿槽15的槽宽逐渐增加延伸至盘面1的最高点，所述盘面齿14和盘面齿槽15与刃口齿22和刃口齿槽23对应设置。

刃口齿槽23和盘面齿槽15可以为一体齿，加工时一体成型，两侧的盘面齿14以轴孔3为起点，随着盘面齿槽15的槽宽逐渐增加延伸至两侧盘面1的最高点，随着刃口齿槽23的槽宽逐渐减小，盘面齿4沿最高点向刀轮纵向中心截面S1延伸相交，形成对称的刃口齿22，两侧刃口齿的相交线构成圆周刃口21，两侧刃口齿槽23的相交线构成内刃口24，圆周刃口21与内刃口24组合成一条相连的轮齿状全刃口结构。

由于一体齿的齿槽较长，从圆周刃口延伸至轴孔处，能使废屑沿齿型槽排出，更不易出现堵齿现象。

进一步地，一体齿的刀轮在加工的过程中不需对毛坯进行研孔、修磨角度、齿型加工等工序，可以降低生产成本高、减少生产周期，提高产品合格率。

一体齿刀轮能通过超精密加工实现对刀轮参数的要求，在保持了传统切割刀具的性能的基础上，实现刀具切割的加工精简化。现有内外一体齿刀轮，盘面呈圆弧状，一次性完成角度及齿型加工，去除了修磨角度及齿加工工艺环节，大大提高了生产效率，节约了生产成本。同时减少了中心孔的面积，使切割更顺畅。一种内外一体齿刀轮经激光加工一次性完成圆弧盘面、圆弧锥面及齿型的加工，缩减了修磨角度及齿加工的时间，提高了生产效率。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。