专利名称：用于往复运动锯条的齿形设计的制作方法
技术领域：
本发明涉及锯条，尤其是涉及一种齿形，该齿形用于往复运动夹具的往复运动锯条、或者刀锯以及孔锯条。
背景技术：
利用往复运动锯来切割金属和木制材料。通常，当使用往复运动锯条时，用户一般要注意锯条的多个方面。当选择往复运动锯条时，用户要考虑锯条的预期寿命在锯条更换之前进行多少次切割。其次，用户要考虑锯条速度锯条能如何快地切过材料。还有，用户要考虑锯条的耐久性它在正常磨损和破裂情况下能坚持多久。最后，用户要考虑锯条的精确性锯条沿它的预定切割线运动的情况如何良好。
发明内容
本发明提供了用于切割金属材料的往复运动锯条。该锯条增加了锯条的寿命以及锯条的切割速度。
本发明提供了一种锯条，该锯条减小了齿上的力矩和应力。本发明通过减小在齿之间的节距来减小对齿的冲击。这也在更小直径的锯上提供了更多的齿。本发明提供了具有多种齿槽深度的齿。齿的图形将使得齿对能提供附加增强。
根据本发明，往复运动锯条包括前刀面，该前刀面有形成顶端的第一端以及与第一齿槽连续的第二端。后角面从前刀面的顶端延伸，并与第二齿槽连续。后角面确定了在大约38°至大约50°之间的后角。前刀面和后角面确定了大约40°至50°的夹角。前刀面有所要求的齿深度，其中，该齿深度为最大齿槽深度的大约30％至70％以及节距长度的大约18％至77％。第一和第二齿槽的半径为最大齿槽深度的大约30％至70％。另外，前刀面的角度从大约0°至大约3°。后角为大约40°至46°，且夹角为大约44°至50°。
根据本发明的第二方面，往复运动锯条具有多个齿，这些齿包括具有包括前刀面的齿形的齿，该前刀面有形成顶端的第一端以及与第一齿槽连续的第二端。后角面从前刀面的顶端延伸并与第二齿槽连续。后角面确定了在大约38°至大约50°之间的后角。前刀面和后角面确定了大约40°至50°的夹角。前刀面有所要求的齿深度，这样，该齿深度为最大齿槽深度的大约30％至70％以及节距长度的大约18％至77％。锯条包括偏移齿和未偏移齿(set andunset)，其中，未偏移齿认为是耙形齿(raker)。在一个实施例中，后角在40°至50°之间，夹角在40°至50°之间，齿深度为最大齿槽深度的大约30％至70％以及节距长度的大约50％至77％。在另一实施例中，后角在38°至42°之间，夹角在45°至50°之间，齿深度为最大齿槽深度的大约30％至70％以及节距长度的18％至26％之间。
根据本发明的第三方面，锯条包括具有第一和第二重复齿形的齿。第一齿形有角度为从大约0°至3°的第一前刀面。后角面邻接前刀面，以便形成切割刃。后角面的角度为大约30°至40°。第一齿槽与后角面连续。齿槽有所要求的深度，这样，第一齿形具有第一高度。第二齿形有与第一齿槽连续的第二前刀面。第二前刀面确定了从大约0°至3°的前角。第二后角面邻接第二前刀面以便形成切割刃。第二后角面的角度为大约30°至40°。第二齿槽与第二后角面连续。第二齿槽有所要求的深度，这样，第二齿形具有第二齿高度。第二齿高度大于第一齿高度。通常，第一和第二后角以及第一和第二前角相同。第一和第二齿形的切割刃基本在相同高度。第一和第二齿形形成具有偏移齿或未偏移齿或两种齿的重复图形。
根据本发明的第四方面，锯条包括具有第一和第二重复齿形的齿。第一齿形有角度为从大约5°至12°的第一前刀面。后角面邻接前刀面以便形成切割刃。后角面的角度为大约30°至40°。第一齿槽与后角面连续。齿槽有所要求的深度，这样，第一齿形具有第一高度。第二齿形有与第一齿槽连续的第二前刀面。第二前刀面确定了从大约5°至12°的前角。第二后角面邻接第二前刀面以便形成切割刃。第二后角面的角度为大约30°至40°。第二齿槽与第二后角面连续。第二齿槽有所要求的深度，这样，第二齿形具有第二齿高度。第二齿高度大于第一齿高度。通常，第一和第二后角以及第一和第二前角相同。第一和第二齿形的切割刃基本在相同高度。第一和第二齿形形成具有偏移齿或未偏移齿或两种齿的重复图形。
通过下面的详细说明并结合附图和权利要求，本领域技术人员将清楚本发明的其它目的和优点。
图1是本发明的往复运动锯条的侧视图；图2是本发明的齿形的放大侧视图；图3是图1的锯条的一部分的放大俯视平面图；图4是本发明的齿形的示意图；图5是本发明的齿形的示意图；图6是本发明第二实施例的往复运动锯条的侧视图；图7是本发明的齿形的放大侧视图；图8是图6的锯条的一部分的放大俯视平面图；图9是本发明第三实施例的往复运动锯条的侧视图；图10是本发明的齿形的放大侧视图；图11是图9的锯条的一部分的放大俯视平面图；图12是本发明的孔锯的透视图；图13是图12的孔锯的切割刃的一部分的侧视图；图14是本发明的齿图形的平面图；图15是本发明的第二齿图形的平面图；图16是本发明的第三齿图形的平面图。
具体实施例方式
参考附图，往复运动锯条以附图标记10来表示。锯条10包括本体12、连接部分14和切割部分16。切割部分16包括多个齿18。齿18可以有耙式偏移(raker style set)，其中，第一齿在中心或在本体的平面内，而第二齿向左偏移，且第三齿向右偏移，从而有如图3中所示的重复图形。
参考图2，图中表示了放大的齿形。齿18有前刀面22和后角面24。前刀面22垂直于水平方向，因此为零度角前刀面。前刀面22或棱面的齿深度由附图标记26表示。后角面24由在40至50度之间的后角α来确定。优选是，后角在44至46度之间。后角面24与齿槽30的弯曲部分28连续。
后角面24和前刀面22确定了夹角β。该夹角的角度在40°至50°之间。优选是，夹角为44°至46°。
齿槽30有由附图标记32表示的半径。齿深度26和齿槽半径32确定了最大齿槽深度或齿高度34。由附图标记36表示的节距是在相邻齿的顶端之间的距离。本发明特别适用于每英寸具有18齿的往复运动锯条。
齿深度26是从齿18的顶端至齿槽30的弯曲部分28的长度。齿深度26的长度为齿高度或最大齿槽深度的大约30％至大约70％。优选是，齿深度为齿高度或最大齿槽深度的50％至70％之间。
齿槽半径32的长度为齿高度或最大齿槽深度34的30％至70％之间。优选是，齿槽半径32的长度为齿高度或最大齿槽深度的30％至50％之间。另外，齿槽半径32为节距36的长度的15％至27％之间。优选是，齿槽半径32为节距36的长度的20％至25％之间。
该齿形基本上比当前用于金属切割往复运动锯条的齿形更长。齿高度为节距长度的50％至77％之间。优选是，齿高度为节距长度的65％至75％之间，在特定实例中，该节距长度为1.41mm。
参考图6-8，往复运动锯条以附图标记110表示。锯条110包括本体112、连接部分114和切割部分116。切割部分11 6包括多个齿118。齿118可以有耙式偏移，其中，第一齿在中心或在本体的平面内，而第二齿向左偏移，且第三齿向右偏移，从而有重复图形。
参考图7，图中表示了放大的齿形。齿118有前刀面122和后角面124。前刀面122通常垂直于水平方向，因此为零度角前刀面。但是，可以变化前角达到3°的前刀面角。前刀面122或棱面的齿深度由附图标记126表示。后角面124由在38°-42°之间的后角α来确定。优选是，后角为大约40°。后角面124与齿槽130的弯曲部分128连续。
齿形具有在45°至50°之间的所要求的夹角β。该夹角β优选是在47°至50°之间。夹角的增加使得齿具有附加质量，这又增加了齿的强度。
齿槽130有由附图标记132表示的半径。齿深度126和齿槽半径132确定了最大齿槽深度或齿高度134。由附图标记136表示的节距是在相邻齿的顶端之间的距离。
前刀面长度126是从齿118的顶端至齿槽130的弯曲部分132的长度。前刀面长度126的长度为齿高度或最大齿槽深度的大约30％至大约50％。优选是，齿深度为齿高度或最大齿槽深度的38％至46％之间。
齿槽最深点(定义为半径132)的长度为齿高度或最大齿槽深度134的50％至55％之间。优选是，半径132的长度为齿高度或最大齿槽深度的52％至55％之间。另外，半径132为节距136长度的20％至27％之间。优选是，半径132为节距136的长度的大约27％。
齿结构具有第二半径128，该第二半径128开始于齿槽的最大深度处直到后角面。该半径增加了齿底部的材料，减小了应力，并增大了齿的耐久性。
该齿形比当前用于金属切割往复运动锯条的齿形更长。齿深度为节距长度的45％至55％之间。优选是，齿深度为节距长度的49％至52％之间。另外，与当前用于金属切割往复运动锯条的齿形相比，齿槽有更大的面积和更大的圆弧。
参考图9-11，往复运动锯条以附图标记210表示。锯条210包括本体212、连接部分214和切割部分216。切割部分216包括多个齿224。齿224有第一齿形226和第二齿形228。
第一齿形226有前刀面232和后角面234。前刀面为大约0°的前角。但是，前角可以在0°至3°之间。前刀面232的齿深度由附图标记236表示。后角面234由在30°-40°之间的后角来确定，优选是，后角为大约35°。后角面与齿槽240的弯曲部分238连续。齿槽引入第二齿形228。
第一齿形226有在顶端处的大约50°至55°的所要求的夹角。齿形226有附加底部区域244，该附加底部区域244增加了齿226的质量，依次又增加了齿的强度，从而减小了齿底部244的力矩和应力。第一齿形的齿槽242具有由附图标记246表示的半径。第一齿形226的深度和齿槽半径246确定了最大齿槽深度或齿高度248。由附图标记250表示的第一节距是在第二齿形228和第一齿形226的顶端之间的距离。
第一齿形深度是从齿的顶端至齿槽的弯曲部分的长度。齿深度为齿高度或最大齿槽深度的大约10％至18％。优选是，齿深度为齿高度或最大齿槽深度的大约14％。
齿槽半径246为齿高度和最大齿槽深度的大约53％至65％之间。优选是，齿槽半径246为齿高度或最大齿槽深度的大约53％和54％之间。另外，齿槽半径在第一节距250长度的大约18％至25％之间。优选是，齿槽半径246为节距250的大约21％。
第二齿形228有前刀面262，该前刀面为大约0°的前角。但是，前角可以在0°至3°之间。前刀面262的齿深度由附图标记266表示。后角面264由在30°-40°之间的后角来确定，优选是，后角为大约35°。后角面264与齿槽242的弯曲部分连续。
齿形的顶端处有50°至55°之间的所要求的夹角。该夹角优选是大约55°。另外，齿有扩大的根部区域268。该扩大根部区域268增加了齿的强度。增大的强度减小了在齿底部的力矩和应力。
齿槽240有由附图标记270表示的半径。齿深度266和齿槽深度270确定了最大齿槽长度或齿长度272。由附图标记274表示的节距是在第一齿形和第二齿形的顶端之间的距离。
第二齿形深度266是从齿形228的顶端至齿槽240的弯曲部分的长度。齿深度266为齿高度或最大齿槽深度的大约15％至25％。优选是，齿深度为齿高度或最大齿槽深度的大约19％。
齿槽半径270长度为齿高度或最大齿槽深度的大约55％至65％之间。优选是，齿槽半径270为齿高度或最大齿槽深度的大约53％。此外，齿槽半径为节距长度的大约1 0％至25％之间。优选是，齿槽半径270为节距长度的大约24％。
重复的第一齿形第二齿形提供了在相邻较大齿槽240之间的增大的根部。因此，两个齿都在两个相邻较大齿槽240之间的较大根部部分而增强。因此，当受到更大冲击时，在各较大齿后面的较小齿槽242将增强该齿的底部。具有不同尺寸的重复节距减小了在切割过程中对齿的冲击。而且，较小节距使得在锯条上每英寸的齿数更多。优选是，该较小齿尺寸将是每英寸14齿，而该较大齿尺寸将是每英寸10齿。图形通常为耙形、向内偏移(insideset)、耙形向外偏移(outside set)、耙形，如图11中所示。
参考图12-16，孔锯以附图标记310表示。孔锯310包括杯形本体312、主轴314和钻头316。主轴314和钻头316类似于普通使用的类型。主轴314包括孔，以便以普通方式接收钻头316。
本体部件312包括底部318、柱形壁320和切割刃322。底部318包括主轴孔以便接收主轴314。柱形壁320能够有所要求的直径，并通常通过例如对底部318进行压制而形成。切割刃322在离开底部318延伸的壁320的端部。
切割刃322包括多个齿324。齿324有第一齿形326和第二齿形328。
参考图13，图中表示了放大的齿形。第一齿形326有前刀面332和后角面334。前刀面为大约5°至12°的前角。优选是，前角为大约10°。前刀面332的齿深度由附图标记336表示。后角面334由在30°至40°之间的后角来确定，优选是，后角为大约35°。后角面与齿槽340的弯曲部分338连续。齿槽引入第二齿形328。
第一齿形326有在顶端处的大约38°至55°的所要求的夹角。齿形326有附加底部区域344，该附加底部区域344增加了齿326的质量，这依次又增加了齿的强度，从而减小了齿底部344的力矩和应力。第一齿形的齿槽342具有由附图标记346表示的半径。第一齿形326的深度和齿槽半径346确定了最大齿槽深度或齿高度348。由附图标记350表示的第一节距是在第二齿形328和第一齿形326的顶端之间的距离。
第一齿形深度是从齿的顶端至齿槽的弯曲部分的长度。齿深度为齿高度或最大齿槽深度的大约18％至24％。优选是，齿深度为齿高度或最大齿槽深度的大约21％。
齿槽半径346为齿高度和最大齿槽深度的大约53％至65％之间。优选是，齿槽半径346为齿高度或最大齿槽深度的大约53％和54％之间。此外，齿槽半径在第一节距350长度的大约18％至25％之间。优选是，齿槽半径346为节距350的大约21％。
第二齿形328有前刀面362，该前刀面有从大约5°至12°的前角。优选是，前角为大约10°。前刀面362的齿深度由附图标记366表示。后角面364由大约30°至40°的后角来确定，优选是，后角为大约35°。后角面与齿槽342的弯曲部分连续。
齿形的顶端处有38°至55°之间的所要求的夹角。该夹角优选是大约45°。另外，齿有扩大的根部区域368。该扩大根部区域368增加了齿的强度。增大的强度减小了在齿底部的力矩和应力。
齿槽340有由附图标记370表示的半径。齿深度366和齿槽深度370确定了最大齿槽深度或齿长度372。由附图标记374表示的节距是在第一齿形和第二齿形的顶端之间的距离。
第二齿形深度366是从齿形328的顶端至齿槽340的弯曲部分的长度。齿深度366为齿高度或最大齿槽深度的大约30％至40％。优选是，齿深度为齿高度或最大齿槽深度的大约30％。
齿槽半径370为齿高度或最大齿槽深度的大约55％至65％之间。优选是，齿槽半径370为齿高度或最大齿槽深度的大约54％。此外，齿槽半径为节距长度的大约10％至25％之间。优选是，齿槽半径370为节距长度的大约24％。
重复的第一齿形第二齿形提供了在相邻较大齿槽340之间的增大的根部。因此，两个齿都在两个相邻较大齿槽340之间的较大根部部分而增强。因此，当受到更大冲击时，在各较大齿后面的较小齿槽342将增强该齿的底部。具有不同尺寸的重复节距减小了在切割过程中对齿的冲击。另外，较小的节距使得在孔锯上每英寸的齿数更多，特别是对于较小直径的孔锯。
图14-16表示了各种类型的偏移图形。在图14中，齿是未偏移耙形、向内偏移、未偏移耙形、向外偏移、未偏移耙形。在图15中，图形为向内偏移、向外偏移、向内偏移、向外偏移。在图16中表示了附加图形。在此，齿图形为未偏移耙形、未偏移耙形、向内偏移、未偏移耙形、未偏移耙形、向外偏移、未偏移耙形、未偏移耙形。因此，尽管它们能够提供优化的切割，但是也可以使用其它设计。
该孔锯增加了每个锯条的切割。另外，该孔锯减少了对于特定材料的切割时间。此外，该孔锯减小了锯条的齿的磨损斜度。这意味着在使用过程中，当齿磨损时，减小了齿形的斜度或前刀面角从它的初始斜度的变化。
所述的齿形可以用于几种往复运动夹具或刀锯条。另外，齿形可以用于孔锯条。同样，在孔锯条中所述的齿形也可以用于往复运动锯条。
本发明的往复运动锯条优选是进行热处理。热处理为这样，即锯条在1950-2200F的温度下热处理5-25分钟。这在锯条中提供了所要求的碳化物微结构。优选是，在2100-2150F的温度下暴露10-20分钟。通常，锯条在所要求的回火温度下回火至少两次或更多次。
本发明的往复运动锯条增加了每个锯条的切割。另外，本发明的锯条减小了穿过特定金属材料的切割时间。而且，本发明减小了锯条的齿的磨损斜度。这意味着在使用过程中，当齿磨损时，与当前使用的往复运动锯条相比减小了齿形的斜度或前刀面角从它的初始斜度的变化。
因此，本发明设计的齿基本上比现有技术的更长。同样，通过具有恒定的前刀面角，本发明在锯条的整个寿命中提供了恒定的切割角度。此外，通过具有所要求的的后角，本发明的锯条能更深地穿透入它所切割的材料。
与现有技术设计相比，本发明的设计具有更大的齿槽区域。该更大的齿槽区域使得本发明能够将切屑更快地从切割区域排出，这依次又使得锯条能够快速切割。其与所要求角度的更长的齿组合而使得锯条能够更快切割和具有更长的寿命。
尽管上面的详细说明提供了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围和构思的情况下可以做出变化、改变和变形。
权利要求
1.一种往复运动锯条齿形，包括前刀面，其具有形成顶端的第一端和与第一齿槽连续的第二端；后角面，其从所述前刀面的顶端延伸并与第二齿槽连续；所述后角面确定了在大约38°至大约50°之间的后角；所述前刀面和后角面确定了大约40°至大约50°的夹角；所述前刀面具有所要求的齿深度，所述齿深度为最大齿槽深度的大约30％至大约70％以及节距长度的大约18％至77％。
2.根据权利要求1所述的往复运动锯条，其中，所述第一和第二齿槽的半径为最大齿槽深度的大约52％至大约55％。
3.根据权利要求1所述的往复运动锯条，其中，所述前刀面的角度从大约0°至大约3°。
4.根据权利要求1所述的往复运动锯条，其中，所述后角在大约38°至大约42°之间，所述夹角为大约44°至50°，所述齿深度为最大齿槽的大约30％至大约47％以及节距长度的大约18％至26％。
5.根据权利要求1所述的往复运动锯条，其中，所述后角在大约40°至大约50°之间，所述夹角为大约40°至50°，所述齿深度为最大齿槽的大约30％至大约70％以及节距长度的大约50％至77％。
6.一种具有多个齿的往复运动锯条，包括各所述齿具有的齿形，包括前刀面，其具有形成顶端的第一端和与第一齿槽连续的第二端；后角面，其从所述前刀面的顶端延伸并与第二齿槽连续；所述后角面确定了在大约38°至大约50°之间的后角；所述前刀面和后角面确定了大约40°至大约50°的夹角；所述前刀面具有所要求的齿深度，所述齿深度为最大齿槽深度的大约30％至70％以及节距长度的大约18％至77％。
7.根据权利要求6所述的往复运动锯条，其中，锯条包括偏移齿和未偏移齿。
8.根据权利要求6所述的往复运动锯条，其中，所述锯条包括耙形齿。
9.一种锯条，包括具有第一和第二重复齿形的齿；所述第一齿形具有与角度为大约0°至大约12°的前刀面连续的第一齿槽；邻接所述前刀面形成切割刃的后角面；所述后角面的角度为大约30°至大约55°，以及所述后角面，所述齿槽具有所要求的深度，这样所述第一齿形具有第一齿高度；所述第二齿形具有与所述第一后角面和第二前刀面连续的第二齿槽，所述第二前刀面确定了从大约0°至12°的前角；以及邻接所述前刀面形成切割刃的第二后角面，所述第二后角面的角度为大约30°至55°，所述第二齿槽具有所要求的深度，这样所述第二齿形具有第二齿高度，其中所述第二齿高度大于所述第一齿高度。
10.根据权利要求9所述的锯条，其中，所述第一和第二后角相同。
11.根据权利要求9所述的锯条，其中，所述第一和第二前角相同。
12.根据权利要求9所述的锯条，其中，所述第一和第二齿形的切割刃基本在相同高度。
13.根据权利要求9所述的锯条，其中，所述第一和第二齿形成重复图形。
14.根据权利要求13所述的锯条，其中，所述重复的第一和第二齿形可以偏移或未偏移。
15.根据权利要求14所述的锯条，其中，所述重复的第一和第二齿形为向左、向右、向左、向右偏移。
16.根据权利要求9所述的锯条，其中，所述重复的第一和第二齿形为由一个或多个未偏移耙形齿分开的向内偏移、向外偏移。
17.根据权利要求9所述的锯条，其中，所述第一齿和第二齿的前刀面角在0°至3°之间，所述后角为大约35°。
18.根据权利要求9所述的锯条，其中，所述第一齿和第二齿的前刀面角在5°至12°之间，所述后角为大约35°。
全文摘要
往复运动锯条具有一定的齿形，该齿形减小了锯条的切割时间并延长了锯条的寿命。齿高度大于普通金属切割往复运动锯。另外，齿形具有较大的齿槽。齿前角在锯条的寿命期间保持基本恒定。
文档编号B23D61/12GK101060960SQ200580009210
公开日2007年10月24日 申请日期2005年3月24日 优先权日2004年3月26日
发明者里基·J·托马斯, 戴维·S·布鲁纳, 马利克·乔治, 马库斯·罗姆佩尔, 拉塞尔·J·博哈特 申请人:布莱克和戴克公司