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

【背景技術(shù)】
[0002] 圓盤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，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)有圓盤鋸在鋸切作業(yè)的過程中通過邊旋轉(zhuǎn)、邊移動對切割對象（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，而且在切割的過程中還容易引起強(qiáng)烈的振動和噪音。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，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題。傳 統(tǒng)的提高圓盤鋸的鋸切效率、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)，但也增加了圓盤鋸的生產(chǎn)成本，從而造成將品質(zhì)高、價格貴的材料應(yīng)用于普通 工況的浪費現(xiàn)象。
[0004] 某些肉食動物如獾、非洲獵狗、狼等經(jīng)過長期的進(jìn)化，已經(jīng)進(jìn)化出非常堅硬、耐磨 的身體器官，如牙齒，能輕易地刺穿、咬斷動物的骨骼，甚至鐵制品。研究發(fā)現(xiàn)，這些動物牙 齒沿縱剖面方向有一條優(yōu)化的曲線，以減小牙齒在"工作"過程中的阻力。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， 本質(zhì)層對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)用于圓盤鋸的仿生設(shè)計制造之中，不僅可以有效減小工作阻力和 震動，而且能夠提高工作效率，減少能源消耗，延長使用壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種仿生圓 盤鍋。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種仿生圓盤鋸片，由圓盤基體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固接于圓盤基體1大徑邊緣上，如圖1和圖5所示；所述圓盤鋸片的參數(shù)采用圓盤鋸片 的常用規(guī)格（所述圓盤基體的直徑D為（)，內(nèi)孔直徑d為（)），4個直徑為20mm的消音孔4 孔均勻地分布于圓盤基體內(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，所述圓盤鋸片的鋸齒2的個數(shù)為60個，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結(jié)構(gòu)包括刺入段曲線、切割段曲線和滑動段曲線。
[0010]優(yōu)選地，刺入段曲線滿足方程710.0174f0.392h.2. 3.603% 1.5836,0〈x〈0.8, 占整個刃部的〇? 2?0? 3 ;切割段曲線滿足方程y2 〇.丨〇41/ 丨簡x: 5,1317; 〇? 5026， 0〈x〈3,占整個刃部的0.7?0.8,滑動段曲線滿足方程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)明所述的仿生圓盤鋸在自身仿生刃口曲線結(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，而且能夠提高工作效率，減 少能源消耗，延長使用壽命。

【專利附圖】

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

【具體實施方式】
[0025] 為了更好的理解本發(fā)明，結(jié)合附圖提供了以下實施例。
[0026] 實施例1一 一種木材仿生圓盤鍋片
[0027] 本發(fā)明的仿生圓盤鋸片包括圓盤基體1和具有仿生結(jié)構(gòu)的鋸齒2,其中鋸齒2 使用鉚釘通過鋸齒安裝孔3固定在圓盤基體1上，如圖1所示。鋸片采用超硬鎢鋼材 料。圓盤基體1的直徑D= 405mm，安裝孔5直徑d= 60mm，圓盤基體1上開有4個均勻 分布直徑為60mm的消音孔4 ;圓盤鋸片齒數(shù)Z= 60,厚度B= 3mm。單個鋸齒的高寬比 為0.8,齒間距p= 2.6mm。單個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yi0,0174rT 0,392bc2. 3.6039.1i.5836,0〈x〈0.8,占整個刃部的 0.2 ?0.3,如圖 3 中的y段；切割段具有仿生曲線y2〇.l〇4LrT 0,9198.^ 5,1317; 〇.5026,0〈x〈3,占整個 刃部的0. 7?0. 8,如圖3中的z段；單個鋸齒的背部設(shè)計為滑動段，并且具有仿生曲線 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)明的圓盤鋸鋸齒2還具有從刃口到背部的一個硬 度梯度，以緩沖鋸切過程中產(chǎn)生的沖擊力，降低振動。
[0028] 實施例2-一種石材仿生圓盤鋸片
[0029] 本發(fā)明的仿生圓盤鋸片包括圓盤基體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， 用鉚釘通過鋸齒安裝孔3固定在圓盤基體1上。圓盤基體1的直徑D= 900mm，安裝 孔5的直徑d= 80mm;圓盤鋸片齒數(shù)Z= 44,厚度B= 7mm。單個鋸齒的高度和寬度之 比為0.8,齒間距p= 3.6mm。單個鋸齒的刃口具有切割段，其中切割段具有仿生曲線 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)計有 具有仿獾牙齒的錐尖，如圖7中的z段；單個鋸齒的背部設(shè)計為滑動段，并且具有仿生曲線y3l,3866iT 5,9222x2. 8,8113專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)明的圓盤鋸鋸齒還具有從刃口到背部的一個硬度梯 度，以緩沖鋸切過程中產(chǎn)生的沖擊力，降低振動。
[0030] 本發(fā)明所述仿生圓盤鋸，仿生刃口曲線結(jié)構(gòu)和硬度梯度耦合協(xié)同作用，與普通的 圓盤鋸相比使用壽命提高了 8%?12%，震動明顯減小、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. 一種仿生圓盤鋸片，由圓盤基體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 鉚釘固接于圓盤基體1大徑邊緣上；所述圓盤鋸片的參數(shù)采用常用規(guī)格，（所述圓盤基體1 的直徑D為405mm，內(nèi)孔直徑d為30mm)，4個直徑為20mm的消聲孔4對稱地位于圓盤基體 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所述的仿生圓盤鋸，其特征在于：所述鋸齒的個數(shù)為44個，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所述的仿生圓盤鋸，其特征在于：所述鋸齒的刃口曲線結(jié)構(gòu)包 括刺入段曲線、切割段曲線和滑動段曲線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2和3所述的仿生圓盤鋸，其特征在于所述的鋸齒從刃口到背部有 一個硬度差。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3和4所述的仿生圓盤鋸，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】B27B33/08GK104400838SQ201410675162
【公開日】2015年3月11日 申請日期: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, 張鑫 申請人:吉林大學(xué)