專利名稱：用于往復運動鋸條的齒形設計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋸條，尤其是涉及一種齒形，該齒形用于往復運動夾具的往復運動鋸條、或者刀鋸以及孔鋸條。
背景技術：
利用往復運動鋸來切割金屬和木制材料。通常，當使用往復運動鋸條時，用戶一般要注意鋸條的多個方面。當選擇往復運動鋸條時，用戶要考慮鋸條的預期壽命在鋸條更換之前進行多少次切割。其次，用戶要考慮鋸條速度鋸條能如何快地切過材料。還有，用戶要考慮鋸條的耐久性它在正常磨損和破裂情況下能堅持多久。最后，用戶要考慮鋸條的精確性鋸條沿它的預定切割線運動的情況如何良好。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了用于切割金屬材料的往復運動鋸條。該鋸條增加了鋸條的壽命以及鋸條的切割速度。
本發(fā)明提供了一種鋸條，該鋸條減小了齒上的力矩和應力。本發(fā)明通過減小在齒之間的節(jié)距來減小對齒的沖擊。這也在更小直徑的鋸上提供了更多的齒。本發(fā)明提供了具有多種齒槽深度的齒。齒的圖形將使得齒對能提供附加增強。
根據(jù)本發(fā)明，往復運動鋸條包括前刀面，該前刀面有形成頂端的第一端以及與第一齒槽連續(xù)的第二端。后角面從前刀面的頂端延伸，并與第二齒槽連續(xù)。后角面確定了在大約38°至大約50°之間的后角。前刀面和后角面確定了大約40°至50°的夾角。前刀面有所要求的齒深度，其中，該齒深度為最大齒槽深度的大約30％至70％以及節(jié)距長度的大約18％至77％。第一和第二齒槽的半徑為最大齒槽深度的大約30％至70％。另外，前刀面的角度從大約0°至大約3°。后角為大約40°至46°，且夾角為大約44°至50°。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，往復運動鋸條具有多個齒，這些齒包括具有包括前刀面的齒形的齒，該前刀面有形成頂端的第一端以及與第一齒槽連續(xù)的第二端。后角面從前刀面的頂端延伸并與第二齒槽連續(xù)。后角面確定了在大約38°至大約50°之間的后角。前刀面和后角面確定了大約40°至50°的夾角。前刀面有所要求的齒深度，這樣，該齒深度為最大齒槽深度的大約30％至70％以及節(jié)距長度的大約18％至77％。鋸條包括偏移齒和未偏移齒(set andunset)，其中，未偏移齒認為是耙形齒(raker)。在一個實施例中，后角在40°至50°之間，夾角在40°至50°之間，齒深度為最大齒槽深度的大約30％至70％以及節(jié)距長度的大約50％至77％。在另一實施例中，后角在38°至42°之間，夾角在45°至50°之間，齒深度為最大齒槽深度的大約30％至70％以及節(jié)距長度的18％至26％之間。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，鋸條包括具有第一和第二重復齒形的齒。第一齒形有角度為從大約0°至3°的第一前刀面。后角面鄰接前刀面，以便形成切割刃。后角面的角度為大約30°至40°。第一齒槽與后角面連續(xù)。齒槽有所要求的深度，這樣，第一齒形具有第一高度。第二齒形有與第一齒槽連續(xù)的第二前刀面。第二前刀面確定了從大約0°至3°的前角。第二后角面鄰接第二前刀面以便形成切割刃。第二后角面的角度為大約30°至40°。第二齒槽與第二后角面連續(xù)。第二齒槽有所要求的深度，這樣，第二齒形具有第二齒高度。第二齒高度大于第一齒高度。通常，第一和第二后角以及第一和第二前角相同。第一和第二齒形的切割刃基本在相同高度。第一和第二齒形形成具有偏移齒或未偏移齒或兩種齒的重復圖形。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，鋸條包括具有第一和第二重復齒形的齒。第一齒形有角度為從大約5°至12°的第一前刀面。后角面鄰接前刀面以便形成切割刃。后角面的角度為大約30°至40°。第一齒槽與后角面連續(xù)。齒槽有所要求的深度，這樣，第一齒形具有第一高度。第二齒形有與第一齒槽連續(xù)的第二前刀面。第二前刀面確定了從大約5°至12°的前角。第二后角面鄰接第二前刀面以便形成切割刃。第二后角面的角度為大約30°至40°。第二齒槽與第二后角面連續(xù)。第二齒槽有所要求的深度，這樣，第二齒形具有第二齒高度。第二齒高度大于第一齒高度。通常，第一和第二后角以及第一和第二前角相同。第一和第二齒形的切割刃基本在相同高度。第一和第二齒形形成具有偏移齒或未偏移齒或兩種齒的重復圖形。
通過下面的詳細說明并結合附圖和權利要求，本領域技術人員將清楚本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的往復運動鋸條的側視圖；圖2是本發(fā)明的齒形的放大側視圖；圖3是圖1的鋸條的一部分的放大俯視平面圖；圖4是本發(fā)明的齒形的示意圖；圖5是本發(fā)明的齒形的示意圖；圖6是本發(fā)明第二實施例的往復運動鋸條的側視圖；圖7是本發(fā)明的齒形的放大側視圖；圖8是圖6的鋸條的一部分的放大俯視平面圖；圖9是本發(fā)明第三實施例的往復運動鋸條的側視圖；圖10是本發(fā)明的齒形的放大側視圖；圖11是圖9的鋸條的一部分的放大俯視平面圖；圖12是本發(fā)明的孔鋸的透視圖；圖13是圖12的孔鋸的切割刃的一部分的側視圖；圖14是本發(fā)明的齒圖形的平面圖；圖15是本發(fā)明的第二齒圖形的平面圖；圖16是本發(fā)明的第三齒圖形的平面圖。
具體實施例方式
參考附圖，往復運動鋸條以附圖標記10來表示。鋸條10包括本體12、連接部分14和切割部分16。切割部分16包括多個齒18。齒18可以有耙式偏移(raker style set)，其中，第一齒在中心或在本體的平面內，而第二齒向左偏移，且第三齒向右偏移，從而有如圖3中所示的重復圖形。
參考圖2，圖中表示了放大的齒形。齒18有前刀面22和后角面24。前刀面22垂直于水平方向，因此為零度角前刀面。前刀面22或棱面的齒深度由附圖標記26表示。后角面24由在40至50度之間的后角α來確定。優(yōu)選是，后角在44至46度之間。后角面24與齒槽30的彎曲部分28連續(xù)。
后角面24和前刀面22確定了夾角β。該夾角的角度在40°至50°之間。優(yōu)選是，夾角為44°至46°。
齒槽30有由附圖標記32表示的半徑。齒深度26和齒槽半徑32確定了最大齒槽深度或齒高度34。由附圖標記36表示的節(jié)距是在相鄰齒的頂端之間的距離。本發(fā)明特別適用于每英寸具有18齒的往復運動鋸條。
齒深度26是從齒18的頂端至齒槽30的彎曲部分28的長度。齒深度26的長度為齒高度或最大齒槽深度的大約30％至大約70％。優(yōu)選是，齒深度為齒高度或最大齒槽深度的50％至70％之間。
齒槽半徑32的長度為齒高度或最大齒槽深度34的30％至70％之間。優(yōu)選是，齒槽半徑32的長度為齒高度或最大齒槽深度的30％至50％之間。另外，齒槽半徑32為節(jié)距36的長度的15％至27％之間。優(yōu)選是，齒槽半徑32為節(jié)距36的長度的20％至25％之間。
該齒形基本上比當前用于金屬切割往復運動鋸條的齒形更長。齒高度為節(jié)距長度的50％至77％之間。優(yōu)選是，齒高度為節(jié)距長度的65％至75％之間，在特定實例中，該節(jié)距長度為1.41mm。
參考圖6-8，往復運動鋸條以附圖標記110表示。鋸條110包括本體112、連接部分114和切割部分116。切割部分11 6包括多個齒118。齒118可以有耙式偏移，其中，第一齒在中心或在本體的平面內，而第二齒向左偏移，且第三齒向右偏移，從而有重復圖形。
參考圖7，圖中表示了放大的齒形。齒118有前刀面122和后角面124。前刀面122通常垂直于水平方向，因此為零度角前刀面。但是，可以變化前角達到3°的前刀面角。前刀面122或棱面的齒深度由附圖標記126表示。后角面124由在38°-42°之間的后角α來確定。優(yōu)選是，后角為大約40°。后角面124與齒槽130的彎曲部分128連續(xù)。
齒形具有在45°至50°之間的所要求的夾角β。該夾角β優(yōu)選是在47°至50°之間。夾角的增加使得齒具有附加質量，這又增加了齒的強度。
齒槽130有由附圖標記132表示的半徑。齒深度126和齒槽半徑132確定了最大齒槽深度或齒高度134。由附圖標記136表示的節(jié)距是在相鄰齒的頂端之間的距離。
前刀面長度126是從齒118的頂端至齒槽130的彎曲部分132的長度。前刀面長度126的長度為齒高度或最大齒槽深度的大約30％至大約50％。優(yōu)選是，齒深度為齒高度或最大齒槽深度的38％至46％之間。
齒槽最深點(定義為半徑132)的長度為齒高度或最大齒槽深度134的50％至55％之間。優(yōu)選是，半徑132的長度為齒高度或最大齒槽深度的52％至55％之間。另外，半徑132為節(jié)距136長度的20％至27％之間。優(yōu)選是，半徑132為節(jié)距136的長度的大約27％。
齒結構具有第二半徑128，該第二半徑128開始于齒槽的最大深度處直到后角面。該半徑增加了齒底部的材料，減小了應力，并增大了齒的耐久性。
該齒形比當前用于金屬切割往復運動鋸條的齒形更長。齒深度為節(jié)距長度的45％至55％之間。優(yōu)選是，齒深度為節(jié)距長度的49％至52％之間。另外，與當前用于金屬切割往復運動鋸條的齒形相比，齒槽有更大的面積和更大的圓弧。
參考圖9-11，往復運動鋸條以附圖標記210表示。鋸條210包括本體212、連接部分214和切割部分216。切割部分216包括多個齒224。齒224有第一齒形226和第二齒形228。
第一齒形226有前刀面232和后角面234。前刀面為大約0°的前角。但是，前角可以在0°至3°之間。前刀面232的齒深度由附圖標記236表示。后角面234由在30°-40°之間的后角來確定，優(yōu)選是，后角為大約35°。后角面與齒槽240的彎曲部分238連續(xù)。齒槽引入第二齒形228。
第一齒形226有在頂端處的大約50°至55°的所要求的夾角。齒形226有附加底部區(qū)域244，該附加底部區(qū)域244增加了齒226的質量，依次又增加了齒的強度，從而減小了齒底部244的力矩和應力。第一齒形的齒槽242具有由附圖標記246表示的半徑。第一齒形226的深度和齒槽半徑246確定了最大齒槽深度或齒高度248。由附圖標記250表示的第一節(jié)距是在第二齒形228和第一齒形226的頂端之間的距離。
第一齒形深度是從齒的頂端至齒槽的彎曲部分的長度。齒深度為齒高度或最大齒槽深度的大約10％至18％。優(yōu)選是，齒深度為齒高度或最大齒槽深度的大約14％。
齒槽半徑246為齒高度和最大齒槽深度的大約53％至65％之間。優(yōu)選是，齒槽半徑246為齒高度或最大齒槽深度的大約53％和54％之間。另外，齒槽半徑在第一節(jié)距250長度的大約18％至25％之間。優(yōu)選是，齒槽半徑246為節(jié)距250的大約21％。
第二齒形228有前刀面262，該前刀面為大約0°的前角。但是，前角可以在0°至3°之間。前刀面262的齒深度由附圖標記266表示。后角面264由在30°-40°之間的后角來確定，優(yōu)選是，后角為大約35°。后角面264與齒槽242的彎曲部分連續(xù)。
齒形的頂端處有50°至55°之間的所要求的夾角。該夾角優(yōu)選是大約55°。另外，齒有擴大的根部區(qū)域268。該擴大根部區(qū)域268增加了齒的強度。增大的強度減小了在齒底部的力矩和應力。
齒槽240有由附圖標記270表示的半徑。齒深度266和齒槽深度270確定了最大齒槽長度或齒長度272。由附圖標記274表示的節(jié)距是在第一齒形和第二齒形的頂端之間的距離。
第二齒形深度266是從齒形228的頂端至齒槽240的彎曲部分的長度。齒深度266為齒高度或最大齒槽深度的大約15％至25％。優(yōu)選是，齒深度為齒高度或最大齒槽深度的大約19％。
齒槽半徑270長度為齒高度或最大齒槽深度的大約55％至65％之間。優(yōu)選是，齒槽半徑270為齒高度或最大齒槽深度的大約53％。此外，齒槽半徑為節(jié)距長度的大約1 0％至25％之間。優(yōu)選是，齒槽半徑270為節(jié)距長度的大約24％。
重復的第一齒形第二齒形提供了在相鄰較大齒槽240之間的增大的根部。因此，兩個齒都在兩個相鄰較大齒槽240之間的較大根部部分而增強。因此，當受到更大沖擊時，在各較大齒后面的較小齒槽242將增強該齒的底部。具有不同尺寸的重復節(jié)距減小了在切割過程中對齒的沖擊。而且，較小節(jié)距使得在鋸條上每英寸的齒數(shù)更多。優(yōu)選是，該較小齒尺寸將是每英寸14齒，而該較大齒尺寸將是每英寸10齒。圖形通常為耙形、向內偏移(insideset)、耙形向外偏移(outside set)、耙形，如圖11中所示。
參考圖12-16，孔鋸以附圖標記310表示。孔鋸310包括杯形本體312、主軸314和鉆頭316。主軸314和鉆頭316類似于普通使用的類型。主軸314包括孔，以便以普通方式接收鉆頭316。
本體部件312包括底部318、柱形壁320和切割刃322。底部318包括主軸孔以便接收主軸314。柱形壁320能夠有所要求的直徑，并通常通過例如對底部318進行壓制而形成。切割刃322在離開底部318延伸的壁320的端部。
切割刃322包括多個齒324。齒324有第一齒形326和第二齒形328。
參考圖13，圖中表示了放大的齒形。第一齒形326有前刀面332和后角面334。前刀面為大約5°至12°的前角。優(yōu)選是，前角為大約10°。前刀面332的齒深度由附圖標記336表示。后角面334由在30°至40°之間的后角來確定，優(yōu)選是，后角為大約35°。后角面與齒槽340的彎曲部分338連續(xù)。齒槽引入第二齒形328。
第一齒形326有在頂端處的大約38°至55°的所要求的夾角。齒形326有附加底部區(qū)域344，該附加底部區(qū)域344增加了齒326的質量，這依次又增加了齒的強度，從而減小了齒底部344的力矩和應力。第一齒形的齒槽342具有由附圖標記346表示的半徑。第一齒形326的深度和齒槽半徑346確定了最大齒槽深度或齒高度348。由附圖標記350表示的第一節(jié)距是在第二齒形328和第一齒形326的頂端之間的距離。
第一齒形深度是從齒的頂端至齒槽的彎曲部分的長度。齒深度為齒高度或最大齒槽深度的大約18％至24％。優(yōu)選是，齒深度為齒高度或最大齒槽深度的大約21％。
齒槽半徑346為齒高度和最大齒槽深度的大約53％至65％之間。優(yōu)選是，齒槽半徑346為齒高度或最大齒槽深度的大約53％和54％之間。此外，齒槽半徑在第一節(jié)距350長度的大約18％至25％之間。優(yōu)選是，齒槽半徑346為節(jié)距350的大約21％。
第二齒形328有前刀面362，該前刀面有從大約5°至12°的前角。優(yōu)選是，前角為大約10°。前刀面362的齒深度由附圖標記366表示。后角面364由大約30°至40°的后角來確定，優(yōu)選是，后角為大約35°。后角面與齒槽342的彎曲部分連續(xù)。
齒形的頂端處有38°至55°之間的所要求的夾角。該夾角優(yōu)選是大約45°。另外，齒有擴大的根部區(qū)域368。該擴大根部區(qū)域368增加了齒的強度。增大的強度減小了在齒底部的力矩和應力。
齒槽340有由附圖標記370表示的半徑。齒深度366和齒槽深度370確定了最大齒槽深度或齒長度372。由附圖標記374表示的節(jié)距是在第一齒形和第二齒形的頂端之間的距離。
第二齒形深度366是從齒形328的頂端至齒槽340的彎曲部分的長度。齒深度366為齒高度或最大齒槽深度的大約30％至40％。優(yōu)選是，齒深度為齒高度或最大齒槽深度的大約30％。
齒槽半徑370為齒高度或最大齒槽深度的大約55％至65％之間。優(yōu)選是，齒槽半徑370為齒高度或最大齒槽深度的大約54％。此外，齒槽半徑為節(jié)距長度的大約10％至25％之間。優(yōu)選是，齒槽半徑370為節(jié)距長度的大約24％。
重復的第一齒形第二齒形提供了在相鄰較大齒槽340之間的增大的根部。因此，兩個齒都在兩個相鄰較大齒槽340之間的較大根部部分而增強。因此，當受到更大沖擊時，在各較大齒后面的較小齒槽342將增強該齒的底部。具有不同尺寸的重復節(jié)距減小了在切割過程中對齒的沖擊。另外，較小的節(jié)距使得在孔鋸上每英寸的齒數(shù)更多，特別是對于較小直徑的孔鋸。
圖14-16表示了各種類型的偏移圖形。在圖14中，齒是未偏移耙形、向內偏移、未偏移耙形、向外偏移、未偏移耙形。在圖15中，圖形為向內偏移、向外偏移、向內偏移、向外偏移。在圖16中表示了附加圖形。在此，齒圖形為未偏移耙形、未偏移耙形、向內偏移、未偏移耙形、未偏移耙形、向外偏移、未偏移耙形、未偏移耙形。因此，盡管它們能夠提供優(yōu)化的切割，但是也可以使用其它設計。
該孔鋸增加了每個鋸條的切割。另外，該孔鋸減少了對于特定材料的切割時間。此外，該孔鋸減小了鋸條的齒的磨損斜度。這意味著在使用過程中，當齒磨損時，減小了齒形的斜度或前刀面角從它的初始斜度的變化。
所述的齒形可以用于幾種往復運動夾具或刀鋸條。另外，齒形可以用于孔鋸條。同樣，在孔鋸條中所述的齒形也可以用于往復運動鋸條。
本發(fā)明的往復運動鋸條優(yōu)選是進行熱處理。熱處理為這樣，即鋸條在1950-2200F的溫度下熱處理5-25分鐘。這在鋸條中提供了所要求的碳化物微結構。優(yōu)選是，在2100-2150F的溫度下暴露10-20分鐘。通常，鋸條在所要求的回火溫度下回火至少兩次或更多次。
本發(fā)明的往復運動鋸條增加了每個鋸條的切割。另外，本發(fā)明的鋸條減小了穿過特定金屬材料的切割時間。而且，本發(fā)明減小了鋸條的齒的磨損斜度。這意味著在使用過程中，當齒磨損時，與當前使用的往復運動鋸條相比減小了齒形的斜度或前刀面角從它的初始斜度的變化。
因此，本發(fā)明設計的齒基本上比現(xiàn)有技術的更長。同樣，通過具有恒定的前刀面角，本發(fā)明在鋸條的整個壽命中提供了恒定的切割角度。此外，通過具有所要求的的后角，本發(fā)明的鋸條能更深地穿透入它所切割的材料。
與現(xiàn)有技術設計相比，本發(fā)明的設計具有更大的齒槽區(qū)域。該更大的齒槽區(qū)域使得本發(fā)明能夠將切屑更快地從切割區(qū)域排出，這依次又使得鋸條能夠快速切割。其與所要求角度的更長的齒組合而使得鋸條能夠更快切割和具有更長的壽命。
盡管上面的詳細說明提供了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本領域技術人員應當理解，在不脫離本發(fā)明的范圍和構思的情況下可以做出變化、改變和變形。
權利要求
1.一種往復運動鋸條齒形，包括前刀面，其具有形成頂端的第一端和與第一齒槽連續(xù)的第二端；后角面，其從所述前刀面的頂端延伸并與第二齒槽連續(xù)；所述后角面確定了在大約38°至大約50°之間的后角；所述前刀面和后角面確定了大約40°至大約50°的夾角；所述前刀面具有所要求的齒深度，所述齒深度為最大齒槽深度的大約30％至大約70％以及節(jié)距長度的大約18％至77％。
2.根據(jù)權利要求1所述的往復運動鋸條，其中，所述第一和第二齒槽的半徑為最大齒槽深度的大約52％至大約55％。
3.根據(jù)權利要求1所述的往復運動鋸條，其中，所述前刀面的角度從大約0°至大約3°。
4.根據(jù)權利要求1所述的往復運動鋸條，其中，所述后角在大約38°至大約42°之間，所述夾角為大約44°至50°，所述齒深度為最大齒槽的大約30％至大約47％以及節(jié)距長度的大約18％至26％。
5.根據(jù)權利要求1所述的往復運動鋸條，其中，所述后角在大約40°至大約50°之間，所述夾角為大約40°至50°，所述齒深度為最大齒槽的大約30％至大約70％以及節(jié)距長度的大約50％至77％。
6.一種具有多個齒的往復運動鋸條，包括各所述齒具有的齒形，包括前刀面，其具有形成頂端的第一端和與第一齒槽連續(xù)的第二端；后角面，其從所述前刀面的頂端延伸并與第二齒槽連續(xù)；所述后角面確定了在大約38°至大約50°之間的后角；所述前刀面和后角面確定了大約40°至大約50°的夾角；所述前刀面具有所要求的齒深度，所述齒深度為最大齒槽深度的大約30％至70％以及節(jié)距長度的大約18％至77％。
7.根據(jù)權利要求6所述的往復運動鋸條，其中，鋸條包括偏移齒和未偏移齒。
8.根據(jù)權利要求6所述的往復運動鋸條，其中，所述鋸條包括耙形齒。
9.一種鋸條，包括具有第一和第二重復齒形的齒；所述第一齒形具有與角度為大約0°至大約12°的前刀面連續(xù)的第一齒槽；鄰接所述前刀面形成切割刃的后角面；所述后角面的角度為大約30°至大約55°，以及所述后角面，所述齒槽具有所要求的深度，這樣所述第一齒形具有第一齒高度；所述第二齒形具有與所述第一后角面和第二前刀面連續(xù)的第二齒槽，所述第二前刀面確定了從大約0°至12°的前角；以及鄰接所述前刀面形成切割刃的第二后角面，所述第二后角面的角度為大約30°至55°，所述第二齒槽具有所要求的深度，這樣所述第二齒形具有第二齒高度，其中所述第二齒高度大于所述第一齒高度。
10.根據(jù)權利要求9所述的鋸條，其中，所述第一和第二后角相同。
11.根據(jù)權利要求9所述的鋸條，其中，所述第一和第二前角相同。
12.根據(jù)權利要求9所述的鋸條，其中，所述第一和第二齒形的切割刃基本在相同高度。
13.根據(jù)權利要求9所述的鋸條，其中，所述第一和第二齒形成重復圖形。
14.根據(jù)權利要求13所述的鋸條，其中，所述重復的第一和第二齒形可以偏移或未偏移。
15.根據(jù)權利要求14所述的鋸條，其中，所述重復的第一和第二齒形為向左、向右、向左、向右偏移。
16.根據(jù)權利要求9所述的鋸條，其中，所述重復的第一和第二齒形為由一個或多個未偏移耙形齒分開的向內偏移、向外偏移。
17.根據(jù)權利要求9所述的鋸條，其中，所述第一齒和第二齒的前刀面角在0°至3°之間，所述后角為大約35°。
18.根據(jù)權利要求9所述的鋸條，其中，所述第一齒和第二齒的前刀面角在5°至12°之間，所述后角為大約35°。
全文摘要
往復運動鋸條具有一定的齒形，該齒形減小了鋸條的切割時間并延長了鋸條的壽命。齒高度大于普通金屬切割往復運動鋸。另外，齒形具有較大的齒槽。齒前角在鋸條的壽命期間保持基本恒定。
文檔編號B23D61/12GK101060960SQ200580009210
公開日2007年10月24日 申請日期2005年3月24日 優(yōu)先權日2004年3月26日
發(fā)明者里基·J·托馬斯, 戴維·S·布魯納, 馬利克·喬治, 馬庫斯·羅姆佩爾, 拉塞爾·J·博哈特 申請人:布萊克和戴克公司