CN114311318A - 半圆弧烧结锯片基体及加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了半圆弧烧结锯片基体及加工工艺，它包括半圆弧锯片基体，半圆弧锯片基体上并靠近内圆弧所在位置加工有多个安装孔；所述半圆弧锯片基体的外圈上加工有若干个均布的水槽；相邻两个水槽之间形成的齿端面分布有多个凹凸面的齿头；在距离外圈一段长度的齿端面加工有对称布置的双面台阶。该新型半圆弧烧结锯片可以很好地解决传统烧结圆锯片的加工变形不足之处，压制模具和加工成本居高不下不利方面；同时有效解决了应力释放以及热膨胀延伸问题。

Description

半圆弧烧结锯片基体及加工工艺

技术领域

本发明涉及半圆弧烧结锯片基体及加工工艺，属于金刚石烧结圆锯片制造技术领域。

背景技术

烧结金刚石锯片是一种切割工具， 广泛应用于各种建筑材料，陶瓷、瓷砖、玻璃、花岗岩、大理石、玉石以及砖石混凝土等材料的切割。烧结金刚石是目前最硬的一种物质，它在许多行业中都得到了广泛的运用，在市场的使用中，它存在较大的使用优势，与其它同类产品相比，它更加能够受到用户的青睐。目前，金刚石刀具的主要加工方法分为四种，分别是薄膜涂层、厚膜金刚石焊接、金刚石烧结和单晶。不同的加工方法所加工出来的刀具种类不同，并且在使用时所发挥的作用也不同。它能够对各种不同的物质进行切割，即使被切割的物质很坚硬，也不会让它产生任何的影响，同样可以将切割工作完成。

金刚石锯片具有多种不同的分类，按照工艺划分，可以将它分为烧结型、焊接型以及电镀型，但由于电镀型的金刚石锯片的污染比较严重，因此，这种产品目前在市场中的产量已经非常少了。市场中销售的产品多以烧结型和焊接型的为主。广泛应用于石材、陶瓷、瓷砖、玻璃、花岗岩、大理石、玉石以及砖石混凝土等硬脆材料的加工，通过摩擦切割被加工对象，而金刚石颗粒则由金属包裹在刀头内部，在使用过程中，金属胎体与金刚石一起消耗，一般较理想的情况是金属胎体消耗较金刚石快，这样就既能保证刀头的锋利度又能确保刀头有较长的寿命，烧结金刚石锯片分为冷压烧结和热压烧结两种压制烧结而成。烧结金刚石圆锯片市场需求与产量不断扩大，近年来，随着粉末技术、生产设备等方面的提升，国产烧结型金刚石圆锯片得到较快的发展，目前烧结型金刚石圆锯片国内外市场，除部分高端产品外，基本由我国产品所占据，由于行业内中小厂家众多，总产量目前保守估计不低于1.5---2亿片/年，虽然总体发展形势较好，但也存在着整体质量不高、恶性竞争加剧等种种不利于行业发展的现象，烧结金刚石圆锯片市场主流产品的价格在各厂家的竞争下，受国家宏观调控政策的影响，国内房地产市场的降温，导致石材需求量下降，烧结锯片市场竞争也进入白热化，各厂家纷纷采取降价或者其他手段进行促销，进一步拉低了烧结金刚石圆锯片产品的平均价格，国外市场总体与国内市场相似，自金融危机后，欧美市场需求始终不足。

综上，传统烧结常规金刚石圆锯片在加工过程中变形厉害、质量无法保证，传统烧结常规金刚石圆锯片大规格烧结圆锯片的炉体设备和压制模具成本和消耗都很高，产品价格竞争方面没有优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供半圆弧烧结锯片基体及加工工艺，该新型半圆弧烧结锯片可以很好地解决传统烧结圆锯片的加工变形不足之处，压制模具和加工成本居高不下不利方面；同时有效解决了应力释放以及热膨胀延伸问题。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：半圆弧烧结锯片基体，其特征在于：它包括半圆弧锯片基体，半圆弧锯片基体上并靠近内圆弧所在位置加工有多个安装孔；

所述半圆弧锯片基体的外圈上加工有若干个均布的水槽；

相邻两个水槽之间形成的齿端面分布有多个凹凸面的齿头；

在距离外圈一段长度的齿端面加工有对称布置的双面台阶。

使用时，两块半圆弧锯片基体通过安装孔和内圆弧与切割设备配合相连，并组装形成同圆心布置的整片圆锯片；且两块半圆弧锯片基体的对剖切割端面的间距小于水槽的宽度，并且保证剖切割端面刚好位于水槽所在位置。

所述半圆弧锯片基体采用优质碳钢制成，并采用不淬火处理；所述半圆弧锯片基体在真空烧结超硬磨具磨料时一并调质处理HRC硬度值，达到30多度即可。

所述半圆弧锯片基体采用75Cr1或者50Mn2V原材料制成。

所述水槽的宽度和深度都要满足金刚石激光锯片产品的要求。

所述齿头采用三角齿头，且三角齿头的顶角呈90°夹角。

所述双面台阶的台阶半径大于水槽底部到中心孔的半径，且差值为：6-8mm。

所述半圆弧锯片基体的厚度与双面台阶的厚度比值为：1.5-1.7mm。

所述双台阶面上固定有刀头；所述刀头采用超硬磨具磨料材料并通过烧结压制固定在半圆弧锯片基体的双面台阶边缘；

所述刀头的厚度比双面台阶的外侧圈厚度大，且两者的厚度比取值为：1.8-2.0mm；

所述刀头的厚度比半圆弧锯片基体的厚度大，且两者的厚度比取值为1.3-1.5mm；

所述双面台阶的外侧面与半圆弧锯片基体所在平面单边预留0.7-0.85mm。

半圆弧烧结锯片基体的加工工艺，包括以下步骤：

步骤一，激光切割下料：采用激光切割方式对半圆弧锯片基体进行切割下料成基体圆板；

步骤二，粗磨：采用同心圆平面圆台磨床精细加工基体圆板的双面，若材料有变形情况应用磨削与校平结合处理；

步骤三，二校：将厚度磨削到尺寸的基体圆板的双面平面精细校平处理至双面平面度≤0.15以内，双面端跳≤0.15以内，内应力值偏正即可；

步骤四，精铰孔：将校平加工合格的基体圆板通过高精度的立钻定芯精铰孔至常规应用中心孔，通过此中心孔最终确保定芯激光切割内圆弧的精度以及外圈和凹凸面的齿头的几何尺寸；

步骤五，精磨：进一步的将基体圆板中心孔周边的毛刺及异物清洗处理干净后应用高精度的同心圆平面圆台磨床精细加工基体的双面至产品成品尺寸厚度；

步骤六，精校：进一步的将精磨后的基体圆板应用人工反复锤击的方法配合电脑检测端跳仪器设备将双面平面精细校平处理至双面平面度≤0.10以内，双面端跳≤0.10以内，内应力值偏正，内应力值0≤f≤0.08mm即可；

步骤七，精车外圆：进一步的将精校后的基体圆板通过车床及配套工装夹具对基体圆板进行外圆激光精车加工；

步骤八，精车双面台阶：进一步的将精校、精车外圆后的基体圆板通过高精度的数控车床及配套工装夹具将基体圆板的外圈附近的两个平面进行台阶车削加工，反复多次直至台阶和台阶半径都符合其要求：

步骤九，二次激光切割：进一步的将精车双面台阶后的基体圆板通过高精度的中心孔与激光切割机床工作台面上安装的定位定芯的装置紧密配合后将其整体一起切割完成，包括：内圆弧的精度以及外圈附近水槽、凹凸面的齿头、对剖切割端面以及内圆弧、安装孔；

步骤十，基体终检：进一步的将对剖切割后的半圆弧锯片基体按要求按标准检测；

步骤十一，烧结刀头，进一步的将对剖切割后的半圆弧锯片基体通过专用刀头齿部模具配比专用配方的超硬磨具磨料粉末按特定的工艺制备而成，刀头将台阶紧密包裹附着于凹凸面的齿头表面。

本发明有如下有益效果：

1、本发明中的半圆弧锯片基体通过特殊工艺控制，半圆弧锯片基体原材料不用淬火处理、不用回火处理，符合国家的节能减排要求，本发明与传统的金刚石圆锯片基体不同，其半圆弧锯片基体由普通的优质碳钢制成，不必淬火处理硬度，半圆弧锯片基体材料不淬火、不回火处理可以大大降低制作成本和精车双面台阶的难度，真正符合节能减排、低碳绿色发展理念，半圆弧锯片基体内圆弧附近有多个安装孔且与内圆弧形成的轴线成45°夹角，内圆弧与切割设备相连，有多点同时稳定牢固受力，用2个半圆弧拼接安装而成连续切割时并待其转动，更利于排渣同时还减轻了锯片基体的总重量，可以有效的节能环保。

2、本发明中的半圆弧锯片基体在半圆锯片本体厚度减薄、基体轻量化、真空烧结炉选型选择优势广泛、模具压制基体最终形状成型快、改善磨粒把持力方面都有很好的效果，水槽深度大于台径深度增大磨具容屑空间，提升排渣能力还减轻了锯片基体的总重量，可以有效的节能环保并提高其切割品质。

3、本发明中的半圆弧锯片基体在距外圈附近的2个平面上设有均匀的台阶面且台阶半径大于水槽底部到中心孔的半径，所述的齿端面凹凸面的齿头若干个围绕锯片本体沿圆周均匀分布，锯片基体平面的厚度与台阶面的厚度比值在1.5--1.7mm ，台阶半径大于水槽底部到中心孔的半径，差值在6--8mm为宜，烧结超硬磨具磨料刀头的厚度比半圆弧锯片基体台阶的外侧圈厚度大，且两者的厚度比取值为：1.8---2.0mm。 烧结超硬磨具磨料的接触面更充分、具有耐冲击、耐磨损、长寿命、磨粒把持和锯片本体形状保持更好的优点。

4、本发明中的半圆弧锯片基体在距外圈附近的2个均匀的台阶面在半圆弧锯片本体厚度减薄，双面台阶与烧结超硬磨具磨料的齿座高度预留0.70--0.85mm、基体更轻量化、真空烧结炉选型选择优势更广泛、模具压制刀头基体最终形状成型快、改善磨粒把持力方面都有更好的效果，降低了加工难度，提高了效率，水槽深度大于台径深度增大锯片本体磨具容屑空间，提升排渣能力，提高其切割品质。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明整体结构主视图。

图2为本发明剖面图。

图中：半圆弧锯片基体1、安装孔2、内圆弧3、水槽4、齿头5、中心点6、双面台阶7、台阶半径8、刀头9、剖切割端面10、锯片轴线11、外圈12。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

参见图1-2，半圆弧烧结锯片基体，其特征在于：它包括半圆弧锯片基体1，半圆弧锯片基体1上并靠近内圆弧3所在位置加工有多个安装孔2；所述半圆弧锯片基体1的外圈12上加工有若干个均布的水槽4；相邻两个水槽4之间形成的齿端面分布有多个凹凸面的齿头5；在距离外圈12一段长度的齿端面加工有对称布置的双面台阶7。通过采用上述结构的锯片基体可以很好地解决传统烧结圆锯片的加工变形不足之处，压制模具和加工成本居高不下不利方面；同时有效解决了应力释放以及热膨胀延伸问题。

进一步的，使用时，两块半圆弧锯片基体1通过安装孔2和内圆弧3与切割设备配合相连，并组装形成同圆心布置的整片圆锯片；且两块半圆弧锯片基体1的对剖切割端面10的间距小于水槽4的宽度，并且保证剖切割端面10刚好位于水槽4所在位置。剖切割端面10接头处需要圆角处理，保证其对称性和动平衡小于10克。

进一步的，所述半圆弧锯片基体1采用优质碳钢制成，并采用不淬火处理；所述半圆弧锯片基体1在真空烧结超硬磨具磨料时一并调质处理HRC硬度值，达到30多度即可。之所以不淬火处理，是因为半圆锯片本体1材料不淬火处理可以降低制作成本和精车双面台阶难度，真空烧结超硬磨具磨料时一并调质处理HRC硬度值，通过上述方式方法大大降低制造成本，符合国家节能减排要求，起到了很好的节能环保目的。

进一步的，所述半圆弧锯片基体1采用75Cr1或者50Mn2V原材料制成。通过采用上述上述材料，保证了锯片基体的结构强度。

进一步的，所述水槽4的宽度和深度都要满足金刚石激光锯片产品的要求。优选的，相邻所述水槽4之间形成的齿端面分布有6个凹凸面的齿头5且成90°夹角，形成三角形受力，刚性更充分且切割更锋利。

优选的，所述齿端面凹凸面的齿头5采用若干个围绕半圆弧锯片基体1沿圆周均匀分布，保证了烧结超硬磨具磨料的接触面更充分、具有耐冲击、耐磨损、长寿命、磨粒把持和半圆弧锯片基体1形状保持更好的优点。

进一步的，所述双面台阶7的台阶半径8大于水槽4底部到中心孔的半径，且差值为：6-8mm。通过上述尺寸关系保证水槽4深度大于双面台阶7深度，增大半圆弧锯片基体1磨具容屑空间，提升排渣能力，提高其切割品质，过采用上述结构增加表面积，减轻重量等方式改善磨粒把持力，提升锯片基体耐冲击、耐磨损、延长使用寿命等性能。

进一步的，所述半圆弧锯片基体1的厚度与双面台阶7的厚度比值为：1.5-1.7mm。

进一步的，所述双台阶面7上固定有刀头9，所述刀头9采用超硬磨具磨料材料并通过烧结压制固定在半圆弧锯片基体1的双面台阶7边缘；通过上述的固定安装方式，能够快速实现刀头9成型使用，能够节约原材料，刀头成本较低，降低了锯片产品成本。

进一步的，所述刀头9的厚度比双面台阶7的外侧圈厚度大，且两者的厚度比取值为：1.8-2.0mm；所述刀头9的厚度比半圆弧锯片基体1的厚度大，且两者的厚度比取值为1.3-1.5mm；通过采用上述的比例关系，保证了锯片在切割过程中，减少了半圆弧锯片基体1与被切割的对象之间的摩擦，半圆弧锯片基体1与被切割的材料之间形成空隙，既散热又有利于排渣。

进一步的，所述双面台阶7的外侧面与半圆弧锯片基体1所在平面单边预留0.7-0.85mm。通过采用上述的尺寸关系。保证了基体轻量化、真空烧结炉选型选择优势广泛、基体最终形状成型快、改善磨粒把持力方面都有更好的效果，耐磨系数更有保障。

进一步的，激光切割接头处需要圆角处理，保证其对称性和动平衡小于10克。

实施例2：

本发明中，半圆弧烧结锯片基体的加工工艺，包括以下步骤：

步骤一，激光切割下料：采用激光切割方式对半圆弧锯片基体1进行切割下料圆至φ312，并形成基体圆板；

步骤二，粗磨：采用同心圆平面圆台磨床精细加工基体圆板的双面，若材料有变形情况应用磨削与校平结合处理至厚度E:3.97;

步骤三，二校：将厚度磨削到尺寸的基体圆板的双面平面精细校平处理至双面平面度≤0.15以内，双面端跳≤0.15以内，内应力值偏正但不宜过大即可；

步骤四，精铰孔：将校平加工合格的基体圆板通过高精度的立钻定芯精铰孔至常规应用中心孔φ25.4，该中心孔的目在于最终确保定芯激光切割φ127mm的内圆弧3的精度以及外圈12和凹凸面的齿头5的几何尺寸；

步骤五，精磨：进一步的将基体圆板中心孔周边的毛刺及异物清洗处理干净后应用高精度的同心圆平面圆台磨床精细加工基体的双面至产品成品尺寸厚度E:3.87；

步骤六，精校：进一步的将精磨后的基体圆板应用人工反复锤击方法配合电脑检测端跳仪器设备将双面平面精细校平处理至双面平面度≤0.10以内，双面端跳≤0.10以内，内应力值偏正但不宜过大，内应力值0≤f≤0.08mm即可；

步骤七，精车外圆：进一步的将精校后的基体圆板通过车床及配套工装夹具将其基体圆板的激光切割圆精车加工至φ310；

步骤八，精车双面台阶：进一步的将精校、精车外圆后的基体圆板通过高精度的数控车床及配套工装夹具将其基体圆板的外圈12附近的两个平面进行台阶车削加工，反复多次直至台阶7和台阶半径8都符合其要求：

步骤九，二次激光切割：进一步的将精车双面台阶后的基体圆板通过高精度的中心孔φ25.4与激光切割机床工作台面上安装的专用定位定芯的装置紧密配合后将其整体一起切割完成，包含φ127mm内圆弧3的精度以及外圈12附近水槽4、凹凸面的齿头5、对剖切割端面10以及内圆弧3、安装孔2；

步骤十，基体终检：进一步的将对剖切割后的半圆弧基体按要求按标准检测；

步骤十一，烧结刀头，进一步的将对剖切割后的半圆弧基体通过专用刀头齿部模具配比专用配方的超硬磨具磨料粉末按特定的工艺制备而成，刀头9将台阶7紧密包裹附着于凹凸面的齿头5表面。

本发明的工作过程和原理：

在具体使用过程中，将半圆弧烧结锯片基体内圆弧3附近有多个安装孔2且与内圆弧3形成稳定可靠的装配条件，有多点同时稳定牢固受力，安全切割有保障。通过内圆弧3和安装孔2固定安装在切割设备的主轴法兰盘上，在切割过程中，利用锯机旋转的离心力以及水槽4和剖切割端面10有效的排渣，通过转动的速度以及齿部设计的凹凸面形状的齿头5减少了锯片基体与被切割的材料之间的摩擦，半圆弧烧结锯片基体加工有双面下沉的双面台阶7保证了烧结超硬磨具磨料的厚度，同时还保证与被切割的材料之间形成空隙，既散热又有利于排渣同时还减轻了锯片基体的总重量，可以有效的节能环保，经济耐用，进而实现了烧结超硬磨具磨料的接触面更充分、具有耐冲击、耐磨损、延长寿命、磨粒把持和半圆弧锯片基体1形状保持更好的优点。

Claims (10)

1.半圆弧烧结锯片基体，其特征在于：它包括半圆弧锯片基体（1），半圆弧锯片基体（1）上并靠近内圆弧（3）所在位置加工有多个安装孔（2）；

所述半圆弧锯片基体（1）的外圈（12）上加工有若干个均布的水槽（4）；

相邻两个水槽（4）之间形成的齿端面分布有多个凹凸面的齿头（5）；

在距离外圈（12）一段长度的齿端面加工有对称布置的双面台阶（7）。

2.根据权利要求1所述半圆弧烧结锯片基体，其特征在于：使用时，两块半圆弧锯片基体（1）通过安装孔（2）和内圆弧（3）与切割设备配合相连，并组装形成同圆心布置的整片圆锯片；且两块半圆弧锯片基体（1）的对剖切割端面（10）的间距小于水槽（4）的宽度，并且保证剖切割端面（10）刚好位于水槽（4）所在位置。

3.根据权利要求1所述半圆弧烧结锯片基体，其特征在于：所述半圆弧锯片基体（1）采用优质碳钢制成，并采用不淬火处理；所述半圆弧锯片基体（1）在真空烧结超硬磨具磨料时一并调质处理HRC硬度值，达到30多度即可。

4.根据权利要求1所述半圆弧烧结锯片基体，其特征在于：所述半圆弧锯片基体（1）采用75Cr1或者50Mn2V原材料制成。

5.根据权利要求1所述半圆弧烧结锯片基体，其特征在于：所述水槽（4）的宽度和深度都要满足金刚石激光锯片产品的要求。

6.根据权利要求1所述半圆弧烧结锯片基体，其特征在于：所述齿头（5）采用三角齿头，且三角齿头的顶角呈90°夹角。

7.根据权利要求1所述半圆弧烧结锯片基体，其特征在于：所述双面台阶（7）的台阶半径（8）大于水槽（4）底部到中心孔的半径，且差值为：6-8mm。

8.根据权利要求1所述半圆弧烧结锯片基体，其特征在于：所述半圆弧锯片基体（1）的厚度与双面台阶（7）的厚度比值为：1.5-1.7mm。

9.根据权利要求1所述半圆弧烧结锯片基体，其特征在于：所述双台阶面（7）上固定有刀头（9）；所述刀头（9）采用超硬磨具磨料材料并通过烧结压制固定在半圆弧锯片基体（1）的双面台阶（7）边缘；

所述刀头（9）的厚度比双面台阶（7）的外侧圈厚度大，且两者的厚度比取值为：1.8-2.0mm；

所述刀头（9）的厚度比半圆弧锯片基体（1）的厚度大，且两者的厚度比取值为1.3-1.5mm；

所述双面台阶（7）的外侧面与半圆弧锯片基体（1）所在平面单边预留0.7-0.85mm。

10.权利要求1-9任意一项所述半圆弧烧结锯片基体的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，激光切割下料：采用激光切割方式对半圆弧锯片基体（1）进行切割下料成基体圆板；

步骤二，粗磨：采用同心圆平面圆台磨床精细加工基体圆板的双面，若材料有变形情况应用磨削与校平结合处理；

步骤三，二校：将厚度磨削到尺寸的基体圆板的双面平面精细校平处理至双面平面度≤0.15以内，双面端跳≤0.15以内，内应力值偏正即可；

步骤四，精铰孔：将校平加工合格的基体圆板通过高精度的立钻定芯精铰孔至常规应用中心孔，通过此中心孔最终确保定芯激光切割内圆弧（3）的精度以及外圈（12）和凹凸面的齿头（5）的几何尺寸；

步骤五，精磨：进一步的将基体圆板中心孔周边的毛刺及异物清洗处理干净后应用高精度的同心圆平面圆台磨床精细加工基体的双面至产品成品尺寸厚度；

步骤六，精校：进一步的将精磨后的基体圆板应用人工反复锤击的方法配合电脑检测端跳仪器设备将双面平面精细校平处理至双面平面度≤0.10以内，双面端跳≤0.10以内，内应力值偏正，内应力值0≤f≤0.08mm即可；

步骤七，精车外圆：进一步的将精校后的基体圆板通过车床及配套工装夹具对基体圆板进行外圆激光精车加工；

步骤八，精车双面台阶：进一步的将精校、精车外圆后的基体圆板通过高精度的数控车床及配套工装夹具将基体圆板的外圈（12）附近的两个平面进行台阶车削加工，反复多次直至台阶（7）和台阶半径（8）都符合其要求：

步骤九，二次激光切割：进一步的将精车双面台阶后的基体圆板通过高精度的中心孔与激光切割机床工作台面上安装的定位定芯的装置紧密配合后将其整体一起切割完成，包括：内圆弧（3）的精度以及外圈（12）附近水槽（4）、凹凸面的齿头（5）、对剖切割端面（10）以及内圆弧（3）、安装孔（2）；

步骤十，基体终检：进一步的将对剖切割后的半圆弧锯片基体（1）按要求按标准检测；

步骤十一，烧结刀头（9），进一步的将对剖切割后的半圆弧锯片基体（1）通过专用刀头齿部模具配比专用配方的超硬磨具磨料粉末按特定的工艺制备而成，刀头（9）将台阶（7）紧密包裹附着于凹凸面的齿头（5）表面。

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