一种多边形金刚石串珠绳锯的制作方法

1.本发明涉及一种绳锯，具体涉及一种多边形金刚石串珠绳锯。


背景技术：

2.现有的绳锯工作时，圆形串珠表面为弧形，一方面轴向运动且做切削，即轴向受力；一方面径向进给，即径向受力；同时由于预置的旋转应力，还周向受力。对于孕镶式的串珠，由于整个圆周金刚石工作层很难做到均质和等厚度的，所以，圆周的消耗也不能是就等量消耗的，那么消耗快的部位，更靠近轴心，也就更容易被自动转向优先使用，致使偏量越来越大，造成串珠使用不充分而失效，寿命大幅度缩短。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种多边形金刚石串珠绳锯，涉及具有棱边的串珠，解决由于串珠使用不充分而失效、寿命大幅度缩短的问题。
4.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多边形金刚石串珠绳锯，包括串珠和串绳，串珠的内径与串绳的外径之间适配套接，串珠的外壁上设置有棱边，棱边沿串珠的中心轴周向设置。
5.本发明的有益效果是：在绳锯上的串珠的外壁上设置有棱边，棱边沿串珠的中心轴周向设置，非圆形的串珠在切割槽内不易转动，不会出现由于金刚石工作层比较薄，更靠近轴心，也就更容易被自动转向优先使用，致使偏量越来越大，造成串珠使用不充分，薄的一侧金刚石被磨掉而使得串珠失效，导致绳锯寿命大幅度缩短的问题。
6.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
7.进一步地，串珠包括圆筒基体，圆筒基体外部设置有用于切割的金刚石工作层，圆筒基体内部设置有与串绳适配的胶合填充物层，棱边设置在金刚石工作层上。
8.进一步地，设置的棱边越多，即可降低多边形串珠进入工件时的冲击，棱边设置至少四条。
9.进一步地，保证进入切割工作时，使得每次使用的部位处于随机状态，以保证多边形串珠金刚石工作层周面的均衡性磨耗，棱边沿串珠的中心轴周向均匀设置。
10.进一步地，为了防止金刚石冲击过大，被瞬间崩坏，棱边处设置有倒角。倒角设置为倒圆角。
11.进一步地，为了保证金刚石工作层的强度，且保证绳锯工作时，串珠尽量不会转动，各个棱边之间通过连接面连接。
12.进一步地，为了确保尖角处有更多的金刚石来保型，串珠端部边缘处设置有倒圆角。
13.进一步，为确保多边形的形状保持，采用抗变形技术手段，如金刚石工作层在棱角处的实体轴向长度大于棱边连接面处的实体轴向长度，金刚石工作层在棱角处的实体轴向长度大于棱边连接面处的实体轴向长度，其长度的比值关系不小于多边形的外接圆直径/
多边形内切圆直径。
14.进一步地，棱边与所在串珠的中心轴平行设置。
15.进一步地，为了降低多边形串珠在初始进入工件时的撞击、振，串珠沿串珠的轴线方向设置有导入端，导入端的横截面积小于另一端的横截面积。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：
17.1.多边形串珠限制旋转幅度，使得每次使用的部位处于随机状态，以保证多边形串珠金刚石工作层周面的均衡性磨耗，即使金刚石工作层周面磨耗已经失衡，也不会加速进一步失衡，规避或减少周向切向力对金刚石脱落造成的负面影响。
18.2.多边形串珠，每个多边形串珠进入工件时的角度是随机的，造成切割时，前后多边形串珠的切割面不是重合的概率极大，减小了多边形串珠切割时和工件的接触面积，加大了多边形串珠切割时的压强，有利于接触工件这部分金刚石的刻取，即切割效率的提高；上述特性，还有利于提高金刚石浓度，从而提高绳锯的寿命。
19.3.多边形串珠的切割面不是重合的概率极大，形成的间隙有利于冷却/排屑即有利于金刚石热损耗的降低、刃角的保持以及加工负载的降低；上述特性，有利于选择更小直径的串绳，并缩小串珠的直径，使绳锯加工的缝隙更小而提高出材率；由于负载更小，更适合组锯机上的使用。
20.4.多边形串珠的旋转，进入工件即被棱边所限制，金刚石的周向切向力大幅度下降，大大降低金刚石脱落的比例。
21.5.加工负载及周向切向力的降低，对结合剂把持金刚石力的要求降低，即可降低密实度要求，这将有利于采用制造成本更低的无压烧结粉末冶金加工工艺技术制造。
附图说明
22.图1为本发明绳锯的三维图结构示意图；
23.图2为本发明绳锯的正视图结构示意图；
24.图3为本发明绳锯的横截面结构示意图；
25.图4为本发明绳锯的正视图的剖面图结构示意图；
26.图5为本发明绳锯的绳锯在加工件内加工时的结构示意图；
27.图6为本发明绳锯在加工件内加工时的三维图结构示意图；
28.图7为本发明串珠为正六边形且带导入端的三维图结构示意图。
29.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
30.1-串珠，101-棱边，102-金刚石工作层，103-胶合填充物层，104-基体，105-连接面，2-串绳，3-加工件，4-导入端。
具体实施方式
31.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
32.实施例1
33.一种多边形金刚石串珠绳锯，如图1-6所示，包括串珠1和串绳2，串珠1的内径与串绳2的外径之间适配套接，串珠1的外壁上设置有棱边101，棱边101沿串珠1的中心轴周向设
置。串珠1包括圆筒基体104，圆筒基体104外部设置有用于切割的金刚石工作层102，圆筒基体104内部设置有与串绳2适配的胶合填充物层103，棱边101设置在金刚石工作层102上。
34.现有技术产品，金刚石串珠1，为绳锯上用于切割的核心主件，一般采用金属粉末及粉末冶金技术制造，为孕镶式工作层；也有用钎焊、电铸技术制造的，有单层、或孕镶式工作层。串珠1为一母线的回转体，大部分母线为直线；少量母线为曲线、或直线加曲线、或分段曲线的回转体。使用过程中，串珠1的前后端用一直线一假想连线，以此连线做回转体，那么轴向各点的直径小于连线直径的，使用过程中，基本不做切削功，但可作为容屑、通水的空间。
35.现有技术产品绳锯工作时，串珠1一方面轴向运动且做切削，即轴向受力；一方面径向进给，即径向受力；同时由于预置的旋转应力，还周向受力。对于孕镶式的串珠1，由于整个圆周金刚石工作层102很难做到均质和等厚度的，所以，圆周的消耗也不能是就等量消耗的，那么消耗快的部位，更靠近轴心，也就更容易被自动转向优先使用，致使偏量越来越大，造成串珠1使用不充分而失效，寿命大幅度缩短。
36.现有技术产品串珠1在切割时，把持金刚石颗粒的结合剂在颗粒的前部、两侧部位磨耗较快，后部有拖尾效应即支撑性较好，金刚石必须具有一定的出露高度，以确保能够刻取工件，同时还应具有出露高度空间，实现容屑/容水，但是出露高度越高，抵御周向切向力对金刚石脱落造成危害的能力越差。
37.现有技术产品串珠1切割工作时，和工件接触段成圆弧状，具有宏观定心的作用，但是难以限制串珠1的旋转，这个旋转动作，虽在串珠1形状正常时，有利于串珠1的均衡消耗，但也使得金刚石受到周向切向力的作用，这是造成金刚石无谓脱落的最大受力源之一，是造成串珠1寿命无谓缩短的关键因素之一。
38.本技术在绳锯上的串珠1的外壁上设置有棱边101，棱边101沿串珠1的中心轴周向设置，非圆形的串珠1在切割槽内不易转动，不会出现由于金刚石工作层102比较薄，更靠近轴心，也就更容易被自动转向优先使用，致使偏量越来越大，造成串珠1使用不充分，薄的一侧金刚石被磨掉而使得串珠1失效，导致绳锯寿命大幅度缩短的问题。保证进入切割工作时，使得每次使用的部位处于随机状态，以保证多边形串珠1金刚石工作层102周面的均衡性磨耗，棱边101沿串珠1的中心轴周向均匀设置。为了保证金刚石工作层102的强度，且保证绳锯工作时，串珠1尽量不会转动，各个棱边101之间连接面连接，上述的连接面105可以是平面或者弧面，选择平面更优。
39.实施例2
40.在本实施例中，设置的棱边101越多，即可降低多边形串珠1进入工件时的冲击，棱边101设置至少四条。上述的多边形指的是选择正多边形的方式，并且要求外接圆的直径为所需要的直径，边数＝n+4(n为自然数)，线速度越高，n取值越大，可降低多边形串珠1进入工件时的冲击。在n无限大的时候，会形成类曲线，类曲线的冲击最小，但是由于滚动问题，会导致金刚石工作层102被利用得不均匀，缩短串珠1的寿命。
41.现有技术产品串珠1在进入工作位置时，前后的串珠1无法绝对的保持一致，若前后端串珠1直径不一，后端串珠1进入工件时接触面的位置和比例及受力大小是变化的，从而造成同一绳锯上的各个串珠1利用率差别较大，间接降低了绳锯的使用寿命。本技术的多边形串珠1，每个多边形串珠1进入工件时的角度是随机的，造成切割时，前后多边形串珠1
的切割面不是重合的概率极大，各个串珠1均会被利用，并且前后串珠1切出来的槽和槽中间的微小凸起也会被机械式挤压破碎掉，从而减少了金刚石工作层的磨损，有效提高了绳锯的使用寿命。另外，减小了多边形串珠1切割时和工件的接触面积，则加大了多边形串珠1切割时的压强，有利于金刚石的刻取，即切割效率的提高；这一特点，还给增大金刚石浓度提供了空间，可提高多边形串珠1的寿命，金刚石工作层102的浓度越高，串珠1使用时间更长，则绳锯使用寿命更长。
42.相较于传统串珠1堵死整个缝隙来说，本发明的串珠1在进行加工时也留有较多的缝隙用于容屑/冷却，另有利于金刚石热损耗的降低、刃角的保持，即寿命、锋利度的提高。
43.由于金刚石的周向切向力大幅度下降，大大降低金刚石无谓脱落的比例，这使得采用无压烧结工艺制造的多边形串珠1有和现有技术热压烧结串珠1性能接近的机会，更有比拼成本的优势，在适配性结合剂配方及金刚石浓度进一步研究后，有望在性价比上大幅超越现有技术热压烧结工艺的串珠1。
44.多边形串珠1，一旦实施切割，多边形串珠1的旋转即被棱角所限制，金刚石的周向切向力大幅度下降，大大降低金刚石无谓脱落的比例；这一特点，给降低金刚石浓度提供了可能，降低金刚石浓度，可增大金刚石的刻取压强，提高锋利度，并且降低金刚石成本。
45.实施例3
46.如图3和5所示，所示，为了防止金刚石冲击过大，被瞬间崩坏，棱边101处设置有倒角。倒角设置为倒圆角。为了确保尖角处有更多的金刚石来保型，串珠1端部边缘处设置有倒圆角。多边形串珠1外周面边和边的交接，采用边和圆弧相切，其圆弧半径r≥3*金刚石粒径，确保尖角处有更多的金刚石来保型。棱角处和端部均采用倒圆角的形成，可以保证在金刚石工作面在进行切割会有一个比较好的圆滑的过渡，不会直接碰撞上坚硬的加工件3，导致金刚石工作层102直接崩坏，或者端部直接脱落。
47.在本实施例中，棱边101与所在串珠1的中心轴平行设置。平行设置是为了串珠1本身更方便加工。
48.实施例3
49.在本实施例中，如图7所示，以正六边形串珠1为例，为了降低多边形串珠1在初始进入工件时的撞击、振，串珠1沿串珠1的轴线方向设置有导入端4，导入端4的横截面积小于另一端的横截面积。棱边101设置与串珠1的中轴线相较为倾斜的，进入切割工件的位置时，金刚石工作层102接触加工件3的面积较小，且导入端4设置为圆台或者其他具有缓冲作用的形状，可以有效减缓金刚石工作层和加工件3之间的撞击，从而保护金刚石工作层102。
50.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
51.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
52.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
53.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
54.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
55.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种多边形金刚石串珠绳锯，其特征在于，包括串珠(1)和串绳(2)，所述串珠(1)的内径与所述串绳(2)的外径之间适配套接，所述串珠(1)的外壁为多边形具有多条棱边(101)，多条所述棱边(101)沿所述串珠(1)的中心轴周向间隔设置。2.根据权利要求1所述的一种多边形金刚石串珠绳锯，其特征在于，所述串珠(1)包括圆筒基体(104)，圆筒基体(104)外部设置有用于切割的金刚石工作层(102)，圆筒基体(104)内部设置有与串绳(2)适配的胶合填充物层(103)，所述棱边(101)设置在金刚石工作层(102)上。3.根据权利要求1所述的一种多边形金刚石串珠绳锯，其特征在于，所述棱边(101)设置至少四条。4.根据权利要求1所述的一种多边形金刚石串珠绳锯，其特征在于，多条所述棱边(101)沿所述串珠(1)的中心轴周向均匀设置。5.根据权利要求1所述的一种多边形金刚石串珠绳锯，其特征在于，所述棱边(101)处设置有倒圆角。6.根据权利要求1所述的一种多边形金刚石串珠绳锯，其特征在于，各个棱边(101)之间通过连接面连接。7.根据权利要求6所述的一种多边形金刚石串珠绳锯，其特征在于，金刚石工作层(102)在棱边处的实体轴向长度大于棱边连接面(105)处的实体轴向长度。8.根据权利要求1所述的一种多边形金刚石串珠绳锯，其特征在于，所述串珠(1)轴向两端端部边缘处设置有倒圆角。9.根据权利要求1-8任一项所述的一种多边形金刚石串珠绳锯，其特征在于，所述棱边(101)与所在串珠(1)的中心轴平行设置。10.根据权利要求1-8任一项所述的一种多边形金刚石串珠绳锯，其特征在于，所述串珠(1)沿串珠(1)的轴线方向的一端为导入端(4)，所述导入端(4)的横截面积小于另一端的横截面积。

技术总结
本发明涉及一种多边形金刚石串珠绳锯，包括串珠和串绳，串珠的内径与串绳的外径之间适配套接，串珠的外壁上设置有棱边，棱边沿串珠的中心轴周向设置。在绳锯上的串珠的外壁上设置有棱边，棱边沿串珠的中心轴周向设置，非圆形的串珠在切割槽内不易转动，不会出现由于金刚石工作层比较薄，更靠近轴心，也就更容易被自动转向优先使用，致使偏量越来越大，造成串珠使用不充分，薄的一侧金刚石被磨掉而使得串珠失效，导致绳锯寿命大幅度缩短的问题。导致绳锯寿命大幅度缩短的问题。导致绳锯寿命大幅度缩短的问题。


技术研发人员：宋京新 梁安宁 龙慧玲 谢明星 赵亮 王志勇 宋悠鹏
受保护的技术使用者：桂林创源金刚石有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/10/6