切割與研磨用的複合工具的製作方法
2023-07-14 04:47:16
專利名稱：切割與研磨用的複合工具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種安裝在工具機上的工具，特別是一種安裝在加工石材、玻璃、硬木和高硬度脆性鋼材等的工具機上，能夠同時進行切割和研磨作業的複合工具。
以往在加工石材之類的高硬度脆性材料時，切割工序和研磨工序是分開的，使用兩種不同的工具。切割工具一般是鑲有高硬度刀片的平板形鋸片，而研磨工具是將金剛砂和磨料用粘結劑粘合而成的砂輪片。使用這種分開加工的工具存在著效率低，加工時間長，工具消耗大，切口寬，加工面的質量不高等等缺點。
中國實用新型專利ZL 96201123.1中公開了一種本發明人設計的「切割與研磨用的複合工具」。這種複合工具具有由中心部分、帶鋸齒的平板形周緣部分，和連接這兩部分的截頭圓錐形部分的組成的主體部分，以及用噴鍍方法粘結在周緣部分上的金剛砂。這種複合工具的剛度大，切口窄，可以同時進行切割和研磨，加工時間短。並且，由於在主體的周緣部分開設了通風孔，降低了工具在使用時溫度的升高程度，可以大大提高工具壽命和加工效率。
但是，經過若干年的實踐之後，發明人發現，上述複合工具還存在某些不足之處。
首先，由於主體的周緣部分上鋸齒的形狀和尺寸設計不夠合理，影響了複合工具的使用壽命，增大了加工過程中的切削阻力。具體的說，這種複合工具上的鋸齒為頂角在50°～70°之間的三角形，齒頂寬度在0.3～1mm之間，因此，在整個圓周上鋸齒的數量非常多。然而，使用這種在周緣部分噴鍍粘結了金剛砂的複合工具進行切割時，主要是利用金剛砂對堅硬材料的磨削功能磨掉被加工的材料，而不是依靠鋸齒來切割被加工材料。所以，以往的這種工具，鋸齒數量很多，但齒頂寬度只有0.3～1mm，在圓周上參加切割工作的面積很少，所以阻力大，切割速度比較緩慢。而每一個參加切割工作的齒又很容易磨損，很難進一步提高工具的壽命。另外，呈銳角的齒頂使鋸齒的強度降低，易於損壞。
其次，以往的複合工具在周緣部分用作研磨的平面上全部都噴鍍金剛砂，這樣就不利於在研磨加工過程中排出磨屑和發散因切削和摩擦所產生的熱量。
本實用新型的目的就是針對ZL96201123.1實用新型專利中所存在的上述問題，對鋸齒的數量，形狀和角度，以及噴鍍金剛砂的部位進行改進，提供一種切割阻力小，工具壽命更長的切割與研磨用的複合工具。
由於本實用新型的複合工具是在ZL96201123.1專利的基礎上改進的，因此，上述專利是本實用新型最接近的參考文獻，可用於說明本實用新型。
為達到上述目的，本實用新型的切割與研磨用的複合工具包括鋼板製成的主體和用作磨料的金剛砂。上述主體由帶有與工具機聯接的連接孔的平板形中心部分，圓周上帶有鋸齒的平板形周緣部分，和連接中心部分和周緣部分的截頭圓錐形部分組成；上述金剛砂噴鍍粘接在上述主體的周緣部分上，其特徵在於，上述鋸齒呈梯形，並且鋸齒的頂角都倒成圓角。
上述噴鍍在主體周緣部分上的金剛砂，在鋸齒的齒形部分和外圓周上覆蓋全部面積，在齒形部分以下，則只在用作研磨的底面上覆蓋一部分面積，以利於排屑和散發熱量。
為了散發加工過程中因摩擦而產生的熱量，還在上述主體的周緣部分上開設了若干排自內向外隔開距離的通風孔。這樣，在工具加工時的高速旋轉過程中，周圍的空氣便會流過這些通風孔，強化工具的冷卻，降低工具的溫度。
上述若干排通風孔最好均勻分布在周緣部分的環形面積上，通風孔的直徑在2～8mm範圍內，並且，每一排通風孔的中心的連線，與通過該排通風孔的中間通風孔中心的半徑之間的夾角為30°～60°。
上述主體的截頭圓錐形部分的錐角在60°～150°的範圍內。
上述梯形鋸齒的前頂角為90°，後頂角在110°～150°之間，最好是125°；鋸齒的齒頂寬度在6～22之間，最好是14mm；齒高在2.5～12mm之間，最好是6mm。
上述主體所用的鋼板的厚度，應根據主體的最大外徑選擇，直徑越長，鋼板越厚，一般在0.5～1.0mm範圍內。鋼板的材質可採用高強度中碳結構鋼或合金結構鋼。
下面參照附圖詳細描述本實用新型的實施例。附圖中
圖1是本實用新型的複合工具的一個實施例的立體圖；圖2是本實用新型的複合工具的一個實施例的底視圖；圖3是本實用新型的複合工具的一個實施例的頂視圖；圖4是本實用新型的複合工具的一個實施例的側視圖；圖5A、5B、5C是本實用新型的複合工具的一個實施例的齒形的局部放大圖；圖6是本實用新型的複合工具安裝在工具機上的使用狀態圖。
請參閱
圖1，
圖1表示本實用新型的一個切割與研磨用的複合工具。該複合工具具有由中心部分1、截頭圓錐部分2和周緣部分3組成的，用整塊50號鋼板衝壓成的主體，以及用噴鍍方法粘結在周緣部分3上的金剛砂5。此外，在周緣部分3的外圓周上有許多等距分布的鋸齒4。由圖4可見，截頭圓錐部分的錐頂角β為100°。在中心部分1的中央有中心孔1′，用於把複合工具裝在工具機上。
圖2是表示複合工具的底面3′的構造的底視圖。從圖2中可以看出，在周緣部分3的圓周上有許多齒4，這些齒4的齒頂很寬。在底面3′和頂面3″上有用噴鍍方法粘結在上面的金剛砂5和5′，其中，標號5表示噴鍍在齒頂的外圓周表面上和沿著齒的兩側面寬度大約為齒高的一半的金剛砂噴鍍部位。而標號5′則表示只噴鍍在底面3′上的圓點狀的金剛砂噴鍍部位，這些噴鍍的金剛砂圓點不是連續的，而是分散的。上述圓點狀金剛砂的直徑可在2～12mm範圍內，一般以4mm為好。各圓點狀金剛砂中心之間的距離視圓點的直徑而定，一般比圓點的直徑大0.5～6mm，最好是比圓點直徑大2mm，即各圓點外圓周之間離開2mm。
由圖3可見，在周緣部分3上還開有6排通風孔6，用於通風散發摩擦熱量，每排3個，每一排通風孔的中心連線與複合工具的中心線的夾角為45°。通風孔6的直徑為3mm。
圖5A、5B和5C表示周緣部分外圓周上齒形的幾何參數。圖5A中的箭頭A表示複合工具的旋轉方向。齒的幾何形狀為梯形，該梯形的向著旋轉方向A的前側邊與工具的中心線之間大致成直角，而背向工具旋轉方向A的後側邊與複合工具的中心線之間成α角，此α角可在20°～60°範圍內，最好是35°。圖5B中所示的齒高h可在2.5～12mm範圍內，最好是6mm。圖5C中所示的齒寬b可在6～22mm的範圍內，最好是14mm。梯形齒的頂角都倒成圓角，圓角的半徑r在0.5～2mm範圍內，最好是1mm。
圖6是本實用新型的複合工具安裝在工具機上的使用狀態圖。當緊固件7通過中心孔把複合工具固定在工具機上之後，開動工具機，並且使周緣部分3的平面垂直於被加工材料，就可以利用噴鍍粘結了金剛砂的帶齒的周緣部分切割材料，並且在切割的過程中對切割面進行研磨。此外，如果使周緣部分3的底面3′與被加工材料的平面接觸，就可以進行單一的研磨工序。
如上所述，本實用新型的切割與研磨用的複合工具，除了具有ZL96201123.1實用新型所具備的功能和優點之外，還進一步增強了切割齒的強度，減小了加工阻力，提高了工具的排屑性能和通風冷卻性能，從而進一步提高了使用壽命和加工效率。
權利要求1．一種切割與研磨用的複合工具，它包括用鋼板製成的主體和用作磨料的金剛砂，上述主體由帶有與工具機聯接的連接孔的平板形中心部分、圓周上帶有鋸齒的平板形周緣部分、連接中心部分與周緣部分的截頭圓錐形部分組成；上述金剛砂噴鍍粘接在上述主體的周緣部分上，其特徵在於，上述鋸齒呈梯形，並且鋸齒的頂角都倒成圓角。
2．如權利要求1所述的複合工具，其特徵在於，上述噴鍍在主體周緣部分上的金剛砂，在鋸齒的齒形部分和外圓周上覆蓋全部面積，而在齒形部分以下，則只在用作研磨的底面上覆蓋一部分面積。
3．如權利要求2所述的複合工具，其特徵在於，在底面上覆蓋一部分面積的金剛砂噴鍍成分散的圓點狀，圓點的直徑在2～12mm範圍內，最好是4mm，各圓點中心之間的距離比圓點的直徑大0.5～6mm，最好是大2mm。
4．如權利要求1或2或3所述的複合工具，其特徵在於，上述鋸齒的梯形中，向著工具旋轉方向的前側邊與工具的中心線之間大致成直角，而背向工具旋轉方向的後側邊與工具的中心線之間成α角，α角可在20°～60°內，最好是35°。
5．如權利要求1或2或3所述的複合工具，其特徵在於，上述鋸齒的梯形高在2.5～12mm範圍內，最好是6mm；齒頂寬度在6～22mm範圍內，最好是14mm。
6．如權利要求4所述的複合工具，其特徵在於，上述鋸齒的梯形高在2.5～12mm範圍內，最好是6mm；齒頂寬度在6～22mm範圍內，最好是14mm。
7．如權利要求1或2或3所述的複合工具，其特徵在於，在上述主體的周緣部分上開設了若干排自內向外隔開距離的通風孔，上述通風孔的直徑在2～8mm範圍內。
8．如權利要求7所述的複合工具，其特徵在於，上述每一排通風孔的中心的連線，與通過工具的中心線之間的夾角為30°～60°。
9．如權利要求1至3中任何一項所述的複合工具，其特徵在於，上述主體中截頭圓錐部分的錐角在60°～150°範圍內。
10．如權利要求1至3中任何一項所述的複合工具，其特徵在於，製作上述主體的鋼板的材料為高強度中碳結構鋼或合金結構鋼，鋼板的厚度在0.5～1mm範圍內。
專利摘要本實用新型提供了一種經過改進的切割與研磨用的複合工具,特別適合於石材、玻璃、高硬度鋼材等的切割和研磨。這種複合工具用鋼板製成的主體和噴鍍的金剛砂組成。主體由帶連接孔的中心部分、帶鋸齒的周緣部分和連接這兩部分的截頭圓錐部分組成。金剛砂用噴鍍的方法粘結在主體的周緣部分上。其改進之處在於加寬了鋸齒的寬度和深度,而金剛砂則採用點噴鍍與連續噴鍍相結合的方式,從而進一步提高了工具的壽命和加工效率。
文檔編號B24D5/00GK2342933SQ98207059
公開日1999年10月13日 申請日期1998年7月20日 優先權日1998年7月20日
發明者車鍾培 申請人:車鍾培