环状带锯齿的制造方法及制造装置与流程

本发明涉及环状带锯齿的制造方法及制造装置。

背景技术：

日本国专利公开公报特开2012－035383号(专利文献1)示例了在齿尖具备硬质的切削刀片的带锯齿的切削刀片的研磨方法。另外，日本国专利公开公报特开2013－010170号(专利文献2)示例了通过作为电阻焊的一种的闪光对焊接合带锯齿的两端制造连续状(环状)的带锯齿的方法。

在使用在齿尖具备硬质的切削刀片的带锯齿制造环状的带锯齿的情况下，一般使用以下方法。首先，在环状化前的预定长度的带锯齿的齿尖通过焊接等接合切削刀片。然后，利用金刚石砂轮研磨接合的切削刀片，成形为预定的齿尖形状。之后，通过电阻焊接合带锯齿的两端，形成环状带锯齿。

在该方法中，切削刀片的研磨作业在以齿尖和主体部的与齿尖相反的一侧的端部为定位的基准将主体部的一方的面抵碰于平台利用虎头钳夹住带锯齿的状态下进行。

但是，主体部有时在带宽方向及厚度方向产生由带锯齿的制造时的热处理而引起的形变。根据该形变的程度，产生如下问题：通过研磨作业形成的多个齿尖的形状的精度降低，或者多个齿尖间的形状的不均变大。

在将这样的环状带锯齿用于加工的情况下，存在切割面的品质降低的风险。

另外，环状化得到接合部容易产生伴随着焊接的鼓起，在产生了鼓起的情况下，也执行利用磨床等磨削进行平坦化的操作。但是，由于磨削量的不均等，容易在主体部的表面存留轻微的凹凸，在将在接合部残存有凹凸的带锯齿用于切割加工时，在产品的切割面产生盘旋刀痕，存在切割面的品质降低的风险。

由此，需求可得到良好的切割面品质的环状带锯齿。

技术实现要素：

发明所要解决的课题

根据本发明，能够提供可得到良好的切割面品质的环状带锯齿的制造方法及制造装置。

用于解决课题的方案

根据本发明的技术性的方案，环状带锯齿的制造方法的特征在于，包括：环状化工序，将具有带状的主体部和齿部的带锯齿的两端焊接而环状化，上述齿部包括形成于上述主体部的一方的侧部的多个齿；研磨工序，对进行了上述环状化的上述带锯齿的内表面、外表面以及与上述齿部相反的一侧的端面进行研磨；以及刀片齿尖形成工序，在上述研磨工序之后，将进行了上述环状化的上述带锯齿以上述内表面及外表面的任一方和上述端面为基准定位，通过焊接在上述多个齿的齿尖接合切削刀片，并对进行了接合的上述切削刀片进行研磨，形成齿尖形状。

根据本发明的另一技术性的方案，环状带锯齿的制造装置制造具有接合于齿尖的硬质的切削刀片的环状带锯齿，该环状带锯齿的制造装置的特征在于，具备：循环移动部，其使具有带状的主体部及齿部的环状带锯齿循环移动，上述齿部包括形成于上述主体部的一方的侧部的多个齿；表面研磨部，其对通过上述循环移动部循环移动的上述环状带锯齿的上述主体部的内表面及外表面进行研磨；以及端面研磨部，其对通过上述循环移动部循环移动的上述环状带锯齿的上述主体部的与上述齿部相反的一侧的端面进行研磨。

附图说明

图1是用于说明本发明的实施方式的环状带锯齿的制造方法的实施例的环状带锯齿1e的制造步骤的第一图。

图2是用于说明环状带锯齿1e的制造步骤的第二图。

图3是表示作为本发明的实施方式的环状带锯齿的制造装置的实施例的研磨装置81的俯视图。

图4是图3中的s4－s4位置的剖视图。

图5是用于说明研磨装置81的表面研磨部2及端面研磨部3的相当于图4中的s5－s5位置的剖视图的图。

图6是用于说明研磨工序的初期的环状带锯齿1e的研磨区域fa1、fb1的图，图6(a)是内表面14a，图6(b)是外表面14b。

图7是用于说明研磨工序实施后的环状带锯齿1e的研磨区域fa2、fb2的状态例的图，图7(a)是内表面14a，图7(b)是外表面14b。

图8是用于说明研磨工序实施后进行的刀片接合装置91将齿部1b向切削刀片15接合的接合作业状态的功能结构图。

图9是表示实施例及比较例的切割面粗糙度的图表。

具体实施方式

通过环状带锯齿1e的制造步骤，说明本发明的实施方式的环状的带锯齿的制造方法的实施例。

在该制造步骤中，使用了作为本发明的实施方式的环状带锯齿的制造装置的实施例的表示于图3的研磨装置81。

环状带锯齿1e形成为环状，是通过一般的带锯盘可连续循环移动的带锯齿。环状化前的带锯齿1具有：带状的主体部1a；以及包括形成于主体部1a的一方的侧部的多个齿的齿部1b(图1)。

首先，如图1所示，将具有主体部1a及齿部1b的带状的带锯齿1作成轮状，使一方的端部11和另一方的端部12对置配置。

该状态下，在主体部1a中，将成为轮的内侧的表面设为内表面14a，将成为外侧的表面设为外表面14b。另外，将主体部1a的与齿部1b相反的一侧的端面设为端面13。

带锯齿1还未接合切削刀片15(参照图8)。

(环状化工序)

接下来，如图2所示，通过焊接将端部11和端部12接合而环状化。即，将带锯齿1作成环状带锯齿1e。焊接的方法使用在带锯齿的环状化中使用的电阻焊等公知的方法。

在环状带锯齿1e中，将接合端部11和端部12的部位称为接合部1ea。在接合部1ea的附近以标注斜线表示地形成有因伴随着焊接的加热的影响而可能产生形变的热影响区域f。

环状带锯齿1e挂设于图3的作为环状带锯齿的制造装置的研磨装置81，进行预定部分的研磨。预定部分是主体部1a的端面13、内表面14a以及外表面14b。

参照图3～图5，对研磨装置81进行说明。研磨装置81具有驱动轮6及从动轮7。作业者将进行研磨的环状带锯齿1e挂设于驱动轮6及从动轮7。

驱动轮6具有马达61。马达61沿图3所示的箭头dr61旋转，使挂设的环状带锯齿1e沿图3的顺时针方向(箭头dr1)循环移动。

从动轮7具有反张力赋予部71。反张力赋予部71输出向图3的虚线箭头dr71方向的旋转驱动力。

由此，对循环移动的环状带锯齿1e赋予预定的反张力。这样，构成了含有驱动轮6和从动轮7，并使环状带锯齿1e循环移动的循环移动部67。

研磨装置81在环状带锯齿1e的循环移动路径上，从上游侧起，具有上游导向部5、表面研磨部2、下游导向部4以及端面研磨部3。

上游导向部5及下游导向部4具有相同的构造，分别配置于表面研磨部2的上游侧及下游侧的附近。上游导向部5以在厚度方向上夹着循环移动的环状带锯齿1e的方式具有对其内表面14a进行导向的内导向部5a及对外表面14b进行导向的外导向部5b。下游导向部4以在厚度方向上夹着循环移动的环状带锯齿1e的方式具有对其内表面14a进行导向的内导向部4a及对外表面14b进行导向的外导向部4b。

由此，环状带锯齿1e循环移动通过表面研磨部2时的厚度方向的振动被抑制为实质上能够忽视的程度。

表面研磨部2具有：与环状带锯齿1e的内表面14a对应地配置且用于研磨内表面14a的内研磨部2a；以及与外表面14b对应地配置且用于研磨外表面14b的外研磨部2b。

内研磨部2a具有砂轮21a、轴23a以及马达22a。外研磨部2b具有砂轮21b、轴23b以及马达22b。

即，表面研磨部2具有一对砂轮21a、21b。

砂轮21a具有盘状的基底21a1和安装于其周缘的圆形磨石21a2。圆形磨石21a2例如呈环状。

砂轮21a的旋转轴线cl2a相对于环状带锯齿1e的内表面14a向循环移动方向的前方侧(下游侧)倾斜倾斜角度θa，且相对于宽度方向正交(参照图5)。

砂轮21a在沿旋转轴线cl2a延伸的轴23a的前端固定为与旋转轴线cl2a正交的姿势。轴23a经由按压部24a连接于马达22a的输出轴且可旋转。按压部24a通过压缩弹簧等的作用对轴23a以使砂轮21a用作用力fa挤压并抵接内表面14a的方式进行加压。

通过马达22a的驱动，砂轮21a一边使圆形磨石21a2接触内表面14a一边旋转。马达22a的旋转方向是将砂轮21a设为循环移动方向的前方侧向下(图4中的逆时针方向：参照箭头dr2)，即从齿部1b朝向端面13的方向。该方向为研磨方向。

由此，圆形磨石21a2一边使环状带锯齿1e的循环移动方向的前方侧的前端部分以预定的作用力fa挤压内表面14a，一边研磨。

砂轮21b具有盘状的基底21b1和安装于其周缘的圆形磨石21b2。圆形磨石21b2例如呈环状。砂轮21b的旋转轴线cl2b相对于环状带锯齿1e的外表面14b向作为带方向的移动方向的前方(下游侧)倾斜倾斜角度θb并与宽度方向正交(参照图5)。

砂轮21b在沿旋转轴线cl2b延伸的轴23b的前端固定为相对于旋转轴线cl2b正交的姿势。轴23b经由按压部24b连接于马达22b的输出轴，并可旋转。按压部24b对轴23b以使砂轮21b用作用力fb挤压抵接外表面14b的方式进行加压。

通过马达22b的驱动，砂轮21b一边使圆形磨石21b2接触外表面14b一边旋转。马达22b的旋转方向是将砂轮21b设为循环移动方向的前方侧向下(与砂轮21a同步的朝向)、即从齿部1b朝向端面13的方向。该方向为研磨方向。

由此，圆形磨石21b2一边使环状带锯齿1e的循环移动方向的前方侧的前端部分以预定的作用力fb挤压外表面14b，一边研磨。

如图5所示，旋转轴线cl2a及旋转轴线cl2b在环状带锯齿1e的宽度方向(图5的上下方向)上处于相同位置，且设定于将环状带锯齿1e的主体部1a和齿部1b加起来的全宽wa的中央位置。

端面研磨部3相对于表面研磨部2配置于环状带锯齿1e的循环移动方向的前方及后方的一方侧。

在该例中，端面研磨部3在下游导向部4的下游侧(前方侧)配置为与环状带锯齿1e的和齿部1b相反的一侧的端面13对置。端面研磨部3具有杯状的杯磨石31和马达32。

马达32使杯磨石31绕旋转轴线cl3以任意的方向旋转。旋转轴线cl3相对于环状带锯齿1e的端面13沿直交方向延伸。

具有上述的结构的研磨装置81利用表面研磨部2研磨环状带锯齿1e的内表面14a及外表面14b，利用端面研磨部3研磨环状带锯齿1e的端面13。

对各个研磨具体地进行说明。

作业者将接合带锯齿1的两端成为环状的环状带锯齿1e挂设于驱动轮6和从动轮7。此时，使环状带锯齿1e穿过上游导向部5的内导向部5a与外导向部5b之间、表面研磨部2的砂轮21a与砂轮21b之间、以及下游导向部4的内导向部4a与外导向部4b之间。

研磨装置81在将环状带锯齿1e挂设于驱动轮6及从动轮7的状态下，使环状带锯齿1e的端面13接触杯磨石31的环状的前端面31a。

作业者使马达61驱动而使驱动轮6旋转，使环状带锯齿1e沿图3的箭头dr1方向循环移动。随着马达61的驱动，反张力赋予部71也动作，对环状带锯齿1e赋予预定的反张力。由此，环状带锯齿1e以适度拉伸的状态稳定地循环移动。

作业者使马达22a、22b、32驱动。由此，圆形磨石21a2、21b2以及杯磨石31旋转，分别执行内表面14a、外表面14b以及端面13的研磨。

如上述地，圆形磨石21a2、21b2的旋转方向设定为在图4中直行方向前端侧为向下(箭头dr2)。由此，对环状带锯齿1e在表面研磨部2赋予向下的力。因此，在位于表面研磨部2的下游侧的端面研磨部3中，端面13对杯磨石31稳定地施力。因此，端面13被杯磨石31可靠且良好地研磨。

另外，杯磨石31旋转，因此杯磨石31的前端面31a均匀地用于端面13的研磨。由此，杯磨石31的磨损在周向上不偏倚而是平均化。因此，端面13的研磨量也每一周均匀化，端面13被良好地研磨。

环状带锯齿1e的内表面14a及外表面14上的作为被表面研磨部2研磨的区域的研磨区域，随着研磨时间而变化，在宽度方向上扩张。对于该变化，参照图6(a)、图6(b)以及图7(a)、图7(b)进行说明。

另外，即使在为了成为环状而接合的接合部1ea附近的热影响区域f产生了鼓起的情况下，鼓起也被表面研磨部2研磨而除去，进行平坦化。

图6(a)、图6(b)用斜线范围示出了内表面14a及外表面14b各自的研磨开始初期的研磨区域fa1、fa2。即，研磨区域fa1、fa2在研磨开始初期仅砂轮21a、21b的下游侧前端部分分别抵接进行研磨，且从端面13朝向齿部1b，将全宽wa的一半(wa/2)的高度位置p1形成为中心。

随着研磨通过环状带锯齿1e的循环移动和圆形磨石21a2、21b2的施力抵接进行，研磨区域fa1、fb1向齿部1b侧及其相反侧以大致相同的速度扩张。

研磨深度(研磨量)在主体部1a的宽度向中央部位设为0.02～0.03mm。例如，主体部1a的厚度在研磨前为1.60mm～1.61mm的情况下，将宽度方向中央部的厚度设为1.58mm左右。

宽度方向中央部的研磨量成为0.02～0.03mm的情况下，以内表面14a及外表面14b的大致全面大部分被研磨的方式预先设定接下来的项目。详细而言，如接下来示例地预先调整设定倾斜角度θa、θb、圆形磨石21a2、21b2的直径da、db(图3)以及旋转速度va、vb、等。

·直径da：150mm、直径db：150mm

·旋转速度va：1500转/分、旋转速度vb：1500转/分

·倾斜角度θa：0.8°左右(0.5°～1.0°)、倾斜角度θb：0.8°左右(0.5°～1.0°)

环状带锯齿1e相对于全宽wa，厚度比较小，相对于全宽wa的厚度一般为3～5％左右。因此，随着研磨进行而圆形磨石21a2、21b2相对于环状带锯齿1e在厚度方向上陷入，有时齿部1b侧及其相反侧的缘部向一方的圆形磨石21a2、21b2如图5中用箭头dr3表示地弯曲。

该情况的研磨结束时刻的研磨区域fa2、fb2分别如图7(a)、图7(b)所示。在此，对环状带锯齿1e向研磨外表面14b的圆形磨石21b2侧弯曲并而被研磨的情况进行说明。即，由于弯曲的曲率中心侧的圆形磨石21b2，外表面14b的包括齿部1b的大致整个面被研磨。

另一方面，就弯曲的与曲率中心相反的一侧而言，宽度方向的齿部1b侧区域和端面13侧的两缘部区域不接触圆形磨石21a2，成为作为微小的研磨残留区域的非研磨区域fa3、fa4。当然，也有时不产生弯曲，该情况下，内表面14a及外表面14b这两面均整个面分别成为研磨区域fa2及研磨区域fb2。

(刀片齿尖形成工序)

对于被研磨装置81进行了研磨的环状带锯齿1e，通过刀片接合装置91接合切削刀片15。图8是表示刀片接合装置91的功能结构图。切削刀片15由超硬合金等硬质材料形成。

刀片接合装置91是电阻焊装置，且具有台座92、主体部电极93、刀片电极94、焊接电源95、以及驱动器96、97。台座92将环状带锯齿1e由主体部承接部921及端面承接部922定位并支撑。

具体而言，作业者使主体部承接部921施力抵接环状带锯齿1e的主体部1a的内表面14a的研磨区域fa2或外表面14b的研磨区域fb2。端面承接部922施力抵接环状带锯齿1e的主体部1a的端面13。

主体部电极93通过驱动器96施力抵接于环状带锯齿1e的主体部1a的内表面14a，将主体部1a挤压至台座92的主体部承接部921(箭头dr4)。

刀片电极94通过驱动器97施力抵接于在环状带锯齿1e的齿部1b的前端部所承载的切削刀片15，将切削刀片15挤压至齿部1b。

主体部电极93及刀片电极94连接于焊接电源95。焊接电源向主体部电极93与刀片电极94之间接通预定值的焊接电流预定时间。于是，刀片电极94与齿部1b的前端的接触部通过电阻热熔融，停止通电后冷却并固化。由此，刀片电极94接合于齿部1b。

之后，使主体部电极93及刀片电极94隔离，将进行了接合的切削刀片15利用金刚石砂轮研磨，形成预定的刀尖形状。

在该接合作业及进行了接合的切削刀片15的齿尖形状的形成作业中，环状带锯齿1e的被研磨装置81遍及环状的全周研磨的端面13及外表面14b为定位的基准部位。

因此，进行了定位的齿部1b的多个齿尖的位置被高精度地稳定确定，因此通过研磨作业形成的切削刀片15的齿尖形状高精度地形成。另外，环状带锯齿1e的全齿尖的形状的不均被抑制为较小。

另外，通过研磨装置81，环状带锯齿1e的主体部1a的内表面14a及外表面14b的一方的整个面及另一方的实质上整个面被研磨。由此，遍及环状的全周，表面的凹凸为被抑制为能够实质上忽视的程度的状态。

因此，在将使用研磨装置81制造出的环状带锯齿1e用于切割加工的情况下，在产品的切割面不产生环绕刀痕，没有切割面的品质降低的问题。

图9是表示使用利用上述的实施例的方法制造的环状带锯齿1e和利用作为比较例相关的方法制造的环状带锯齿1ep，通过一般的带锯盘切割以下两种材料时的切割面粗糙度的图表。切割面粗糙度用ra(算术平均粗糙度)及rz(最大高度粗糙度)评价。

作为比较例的相关的方法依次进行切削刀片的接合、切削刀片的齿尖形成、环状化的接合以及该接合部的鼓起的利用磨床的除去。

切割的材料为以下的a材料和b材料这两种。

·a材料：s45c(机械构造用碳钢)圆棒材料直径50mm

·b材料：suj2(高碳铬轴承钢)圆棒材料直径70mm

切割加工条件对于a材料、b材料共通，且如下。

·锯速：200m/min

·切割时间：4秒

切割面粗糙度表示使用三丰公司制造的表面粗糙度测定器“sj－210”测量切割面的切割开始附近位置、切割途中位置(圆棒的中心)、切割结束附近位置这三点的ra及rz各自的平均值。

如图9所示，关于ra，在s45c、suj2中，以往分别为3.53(μm)、3.77(μm)，但在实施例中，分别减少为0.64(μm)、0.62(μm)。

关于rz，在s45c、suj2中，以往分别为19.82(μm)、19.69(μm)，但在实施例中，分别减少为3.53(μm)、3.19(μm)。

另外，在切割面的目视观察下，在比较例中，稍微确认到刀痕，另一方面，在实施例中，未确认到刀痕。

即，显然，通过实施例的连续状的带锯齿的制造方法，能够比以往降低切割面的表面粗糙度，并且能够防止刀痕的产生，得到良好的切割面品质。

研磨装置81的表面研磨部2对环状带锯齿1e的内表面14a及外表面14b分别利用圆形磨石21a2及圆形磨石21b2研磨。

研磨装置81在研磨动作中，使圆形磨石21a2及圆形磨石21b2绕相对于内表面14a及外表面14b分别非直交地设定的旋转轴线cl2a及旋转轴线cl2b旋转。旋转方向设定为使研磨方向为从齿部1b朝向端面13的方向。

由此，在研磨动作的初期，圆形磨石21a2及圆形磨石21b2的周缘的稍微的部位分别施力抵接内表面14a及外表面14b。因此，环状带锯齿1e的宽度方向的一部分的区域作为研磨区域fa1及fb1被以细带状研磨，随着研磨动作进行，该研磨区域fa1及研磨区域fb1的宽度扩大。因此，作业者能够视觉上掌握研磨的进度。

另外，通过将旋转轴线cl2a及旋转轴线cl2b设定于环状带锯齿1e的宽度方向的大致中央位置，研磨区域fa1及研磨区域fb1向齿部1b侧和端面13侧不偏倚地均等扩大。因此，为了研磨整个面而过度研磨最初研磨的研磨区域fa1及研磨区域fb1的可能性小。

另外，通过旋转方向的上述设定，端面13施力抵接于端面研磨部3的杯磨石31，因此能够稳定且良好地研磨端面13。

本发明的实施例不限于上述的结构及步骤，也可以在不脱离本发明的宗旨的范围内采用变形例。

也可以是，在将带锯齿1环状化之前，如下接合切削刀片15，实施齿尖形成，然后进行环状化。

该情况的步骤例如下。

首先，进行环状化前的带状的带锯齿1的状态下对其主体部1a的两表面和与齿部1b相反的一侧的端面13进行研磨(第一次研磨)。然后，以进行了研磨的两表面的一方和端面13为基准对切削刀片15进行焊接接合，并且形成齿尖形状。然后，对接合有切削刀片15的带锯齿1的一方的端部11和另一方的端部12进行焊接接合，形成为环状带锯齿1e。之后，对环状的主体部的两表面及与齿部相反的一侧的端面13进行研磨(第二次研磨)。

该情况下需要两次研磨工序，但在切削刀片15向齿部1b的接合及形状形成之前，作为第一次进行主体部1a的两表面及端面13的研磨，在环状之后，作为第二次进行将接合部1ea的凹凸平坦化的研磨。由此，切削刀片15的齿尖形状高精度且均匀地形成，成为实质上没有接合部1ea的凹凸的状态，因此可得到良好的切割面品质。

用于使圆形磨石21a2、21b2对环状带锯齿1e施力的按压部24a、24b的构造不受限定，能够应用公知的施力构造。也可以是，研磨装置81具备马达控制部，马达控制部将马达22a和马达22b的旋转控制为方向相反且速度同步。也可以将马达22a、22b采用一个马达作为驱动源，在力的传递路径上分离到两个系统。

砂轮21a、21b具备的圆形磨石21a2、21b2只要外形为圆形就不限定于环状。例如，也可以是圆盘状的平形磨石。也可以不必使砂轮21a、21b的旋转轴线cl2a、cl2b位于环状带锯齿1e的宽度方向的中央，而是设定于偏靠齿部1b侧或端面13侧的位置。

如在实施例中所说明地，通过使旋转轴线cl2a、cl2b在宽度方向的中央向循环移动方向倾斜，能够通过研磨区域fa1、fa2的向宽度方向的扩张程度掌握研磨的进行程度。

如以上所述地，根据本发明，可以获得可以得到良好的切割面品质的效果。

(美国指定)

本国际专利申请涉及美国指定，关于2018年6月8日申请的日本国专利申请第2018－110240号，基于美国专利法第119条(a)要求优先权的利益，并引用该公开内容。