一種仿生圓盤(pán)鋸的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種仿生圓盤(pán)鋸，包括圓盤(pán)基體1和具有仿生結(jié)構(gòu)的鋸齒2。其中鋸齒2用鉚釘通過(guò)鋸齒安裝孔3固定在圓盤(pán)基體1上。鋸齒2參數(shù)按圓盤(pán)鋸片常用規(guī)格取，鋸片齒高H與寬b之比取為0.6～1.2，這里所說(shuō)的齒高是從齒尖到齒根與圓盤(pán)基體交界處的垂直距離；齒寬是指鋸齒沿圓盤(pán)基體圓弧上的直線(xiàn)距離。鋸齒具有以下特點(diǎn)：鋸齒上部為刺入段，占刃口曲線(xiàn)的0.2～0.3，曲線(xiàn)為，0<x<0.8；切割段占刃口曲線(xiàn)的0.7～0.8，曲線(xiàn)為，0<x<3；鋸齒的背部為滑動(dòng)段，曲線(xiàn)為，0<x<5.6，上述方程均以mm為單位。對(duì)鋸齒的硬度進(jìn)行處理，使鋸齒從刃口到背部有一個(gè)硬度梯度。本發(fā)明較普通的硬質(zhì)合金圓盤(pán)鋸鋸切效率高、阻力小、抗震性能好及能耗小。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種仿生圓盤(pán)據(jù)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋸切器具【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種仿生圓盤(pán)鋸。

【背景技術(shù)】
[0002] 圓盤(pán)鋸是鋸切加工的主要工具，因切割速度快、切割面比較光滑及操作方便等優(yōu) 點(diǎn)，在林木加工以及工程領(lǐng)域等方面得到廣泛的應(yīng)用。尤其是在木材和石材方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)世 界上70%左右的工業(yè)金剛石用于制造石材加工工具，其中金剛石圓鋸片占了絕大多數(shù)。
[0003]目前，現(xiàn)有圓盤(pán)鋸在鋸切作業(yè)的過(guò)程中通過(guò)邊旋轉(zhuǎn)、邊移動(dòng)對(duì)切割對(duì)象（石材、木 材）逐次沖擊，產(chǎn)生沖擊破裂，以達(dá)到切割目的。這種鋸切方式的切割效率低，鋸切阻力大， 鋸齒易磨損，而且在切割的過(guò)程中還容易引起強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪音。這樣不僅增加了作業(yè)的 功耗，鋸片的損傷，另外，嘈雜的噪音還會(huì)惡化工人的工作環(huán)境。因此如何找出一條減少鋸 切阻力，降低磨損、振動(dòng)，提高鋸片的壽命的途徑，成為了許多科研工作者所面臨的問(wèn)題。傳 統(tǒng)的提高圓盤(pán)鋸的鋸切效率、壽命的方法主要是從材料入手。這些方法雖然能在一定程度 上發(fā)揮作業(yè)，但也增加了圓盤(pán)鋸的生產(chǎn)成本，從而造成將品質(zhì)高、價(jià)格貴的材料應(yīng)用于普通 工況的浪費(fèi)現(xiàn)象。
[0004] 某些肉食動(dòng)物如獾、非洲獵狗、狼等經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的進(jìn)化，已經(jīng)進(jìn)化出非常堅(jiān)硬、耐磨 的身體器官，如牙齒，能輕易地刺穿、咬斷動(dòng)物的骨骼，甚至鐵制品。研究發(fā)現(xiàn)，這些動(dòng)物牙 齒沿縱剖面方向有一條優(yōu)化的曲線(xiàn)，以減小牙齒在"工作"過(guò)程中的阻力。作為代表，獾的牙 齒是由釉質(zhì)層和本質(zhì)層組成，本質(zhì)層的硬度小于釉質(zhì)層的硬度，當(dāng)釉質(zhì)層受到外加載荷時(shí)， 本質(zhì)層對(duì)其有支撐和緩沖的作用。因此，如果將獾（Melesmeles)牙齒所具有的幾何形態(tài) 和具有減震作用的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于圓盤(pán)鋸的仿生設(shè)計(jì)制造之中，不僅可以有效減小工作阻力和 震動(dòng)，而且能夠提高工作效率，減少能源消耗，延長(zhǎng)使用壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種仿生圓 盤(pán)鍋。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種仿生圓盤(pán)鋸片，由圓盤(pán)基體1和鋸齒2組成，其特征在于：所述鋸齒2具有仿 生結(jié)構(gòu)，鋸齒2外形輪廓和內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別具有獾犬齒的幾何結(jié)構(gòu)特征和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，鋸 齒2固接于圓盤(pán)基體1大徑邊緣上，如圖1和圖5所示；所述圓盤(pán)鋸片的參數(shù)采用圓盤(pán)鋸片 的常用規(guī)格（所述圓盤(pán)基體的直徑D為（)，內(nèi)孔直徑d為（)），4個(gè)直徑為20mm的消音孔4 孔均勻地分布于圓盤(pán)基體內(nèi)，如圖1所示，鋸齒2的高度H與寬度b之比為0.6?1.2。
[0008] 優(yōu)選地，所述圓盤(pán)鋸片的鋸齒2的個(gè)數(shù)為60個(gè)，鋸片的直徑D為405mm，鋸片安裝 孔5的直徑d為30mm，鋸片厚度B為3mm。鋸齒2的高寬比取0? 6,齒間距p為3mm。
[0009] 優(yōu)選地，所述鋸齒的刃口曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)包括刺入段曲線(xiàn)、切割段曲線(xiàn)和滑動(dòng)段曲線(xiàn)。
[0010]優(yōu)選地，刺入段曲線(xiàn)滿(mǎn)足方程710.0174f0.392h.2. 3.603% 1.5836,0〈x〈0.8, 占整個(gè)刃部的〇? 2?0? 3 ;切割段曲線(xiàn)滿(mǎn)足方程y2 〇.丨〇41/ 丨簡(jiǎn)x: 5,1317; 〇? 5026， 0〈x〈3,占整個(gè)刃部的0.7?0.8,滑動(dòng)段曲線(xiàn)滿(mǎn)足方程73 1.3866/ 5,92221丨8,8113為-2. 7763,0〈x〈5. 6,上述方程均以mm為單位，如圖3所示，它們的曲線(xiàn)圖像如圖9、10、11所 /_J、i〇
[0011] 優(yōu)選地，所述鋸齒從刃口到背部有一個(gè)硬度差。
[0012] 優(yōu)選地，所述鍋齒的鍋切部位有突起的錐尖，如圖6所示。
[0013] 有益效果：本發(fā)明所述的仿生圓盤(pán)鋸在自身仿生刃口曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)和硬度梯度耦合協(xié) 同作用，與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅可以有效減小工作阻力和震動(dòng)，而且能夠提高工作效率，減 少能源消耗，延長(zhǎng)使用壽命。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本發(fā)明提供的木材仿生圓盤(pán)鋸的主視圖；
[0015] 圖2是本發(fā)明提供的圖1中I的局部放大圖；
[0016] 圖3是本發(fā)明提供的圖1中單個(gè)鋸齒的主視圖；
[0017]圖4是本發(fā)明提供的圖1中單個(gè)鋸齒的左視圖；
[0018]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的石材仿生圓盤(pán)鋸的主視圖；
[0019]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的圖6中II的局部放大圖；
[0020] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的圖6中單個(gè)鋸齒的主視圖；
[0021] 圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的圖6中單個(gè)鋸齒的側(cè)視圖；
[0022] 圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的圖4中y段曲線(xiàn)，即獾的犬齒刺入段的曲線(xiàn)；
[0023] 圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的圖4中z段曲線(xiàn)，即獾的門(mén)齒上具有切割功能段的曲 線(xiàn).
[0024] 圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的圖4中x段曲線(xiàn)，即獾的犬齒上具有滑動(dòng)效果的曲 線(xiàn)。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 為了更好的理解本發(fā)明，結(jié)合附圖提供了以下實(shí)施例。
[0026] 實(shí)施例1一 一種木材仿生圓盤(pán)鍋片
[0027] 本發(fā)明的仿生圓盤(pán)鋸片包括圓盤(pán)基體1和具有仿生結(jié)構(gòu)的鋸齒2,其中鋸齒2 使用鉚釘通過(guò)鋸齒安裝孔3固定在圓盤(pán)基體1上，如圖1所示。鋸片采用超硬鎢鋼材 料。圓盤(pán)基體1的直徑D= 405mm，安裝孔5直徑d= 60mm，圓盤(pán)基體1上開(kāi)有4個(gè)均勻 分布直徑為60mm的消音孔4 ;圓盤(pán)鋸片齒數(shù)Z= 60,厚度B= 3mm。單個(gè)鋸齒的高寬比 為0.8,齒間距p= 2.6mm。單個(gè)鋸齒的刃口具有刺入段和切割段，其中刺入段具有仿生 曲線(xiàn)yi0,0174rT 0,392bc2. 3.6039.1i.5836,0〈x〈0.8,占整個(gè)刃部的 0.2 ?0.3,如圖 3 中的y段；切割段具有仿生曲線(xiàn)y2〇.l〇4LrT 0,9198.^ 5,1317; 〇.5026,0〈x〈3,占整個(gè) 刃部的0. 7?0. 8,如圖3中的z段；單個(gè)鋸齒的背部設(shè)計(jì)為滑動(dòng)段，并且具有仿生曲線(xiàn) y3 8>8113；| 2.7763,0〈叉〈5.6，上述方程均以1111]1為單位，如圖3中的叉 段。它們的圖像分別為圖9、10、11。本發(fā)明的圓盤(pán)鋸鋸齒2還具有從刃口到背部的一個(gè)硬 度梯度，以緩沖鋸切過(guò)程中產(chǎn)生的沖擊力，降低振動(dòng)。
[0028] 實(shí)施例2-一種石材仿生圓盤(pán)鋸片
[0029] 本發(fā)明的仿生圓盤(pán)鋸片包括圓盤(pán)基體1和具有仿生結(jié)構(gòu)的鋸齒2,如圖1所 示，其中基體1的材料采用65Mn，鋸齒2采用Cu、Co、Ni合金材料，并嵌入金剛石刀頭， 用鉚釘通過(guò)鋸齒安裝孔3固定在圓盤(pán)基體1上。圓盤(pán)基體1的直徑D= 900mm，安裝 孔5的直徑d= 80mm;圓盤(pán)鋸片齒數(shù)Z= 44,厚度B= 7mm。單個(gè)鋸齒的高度和寬度之 比為0.8,齒間距p= 3.6mm。單個(gè)鋸齒的刃口具有切割段，其中切割段具有仿生曲線(xiàn) y20.104brr 0.9198a-2. 5.1317.x〇? 5〇26, 〇〈x〈3,并且在切割段鋸齒的上部沖擊部位設(shè)計(jì)有 具有仿獾牙齒的錐尖，如圖7中的z段；單個(gè)鋸齒的背部設(shè)計(jì)為滑動(dòng)段，并且具有仿生曲線(xiàn)y3l,3866iT 5,9222x2. 8,8113專(zhuān)2.7763,0〈1〈5.6，上述方程均以臟為單位，如圖7中的叉 段。它們的圖像分別為圖1〇、11。本發(fā)明的圓盤(pán)鋸鋸齒還具有從刃口到背部的一個(gè)硬度梯 度，以緩沖鋸切過(guò)程中產(chǎn)生的沖擊力，降低振動(dòng)。
[0030] 本發(fā)明所述仿生圓盤(pán)鋸，仿生刃口曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)和硬度梯度耦合協(xié)同作用，與普通的 圓盤(pán)鋸相比使用壽命提高了 8%?12%，震動(dòng)明顯減小、工作阻力及能耗降低，鋸切性能明 顯提商。
[0031] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種仿生圓盤(pán)鋸片，由圓盤(pán)基體1和鋸齒2組成，其特征在于：所述鋸齒1具有仿生 結(jié)構(gòu)，鋸齒2外形輪廓和內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別具有獾犬齒的幾何結(jié)構(gòu)特征和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，利用 鉚釘固接于圓盤(pán)基體1大徑邊緣上；所述圓盤(pán)鋸片的參數(shù)采用常用規(guī)格，（所述圓盤(pán)基體1 的直徑D為405mm，內(nèi)孔直徑d為30mm)，4個(gè)直徑為20mm的消聲孔4對(duì)稱(chēng)地位于圓盤(pán)基體 1上，鋸齒2的高度H與寬度b之比為0. 6?1. 2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生圓盤(pán)鋸，其特征在于：所述鋸齒的個(gè)數(shù)為44個(gè)，鋸齒的 高度H為26. 5704mm，寬度為b為22. 142_，齒間距p為3. 6_。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的仿生圓盤(pán)鋸，其特征在于：所述鋸齒的刃口曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)包 括刺入段曲線(xiàn)、切割段曲線(xiàn)和滑動(dòng)段曲線(xiàn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2和3所述的仿生圓盤(pán)鋸，其特征在于所述的鋸齒從刃口到背部有 一個(gè)硬度差。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3和4所述的仿生圓盤(pán)鋸，其特征在于所述的鋸齒的鋸切部位有 突起的錐尖。
【文檔編號(hào)】B27B33/08GK104400838SQ201410675162
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】馬云海, 高知輝, 范雪瑩, 裴高院, 佟金, 劉玉成, 馬圣勝, 彭杰, 王虎彪, 尚文博, 張?chǎng)? 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)