[发明专利]具有弯曲变形线的双切割盘

说明书

旋转切割盘(10)包括：两个同轴地彼此相对的盘形元件(12a、12b)，每一个均具有周向边缘，其中盘形元件(12a、12b)的周向边缘(14a、14b)接合在一起，从而形成切割盘(10)的切割边缘(16)；其中盘形元件(12a、12b)的每一个均包括一条或多条至少部分地弯曲的长型变形线(30)，其中一条或多条变形线(30)具有距切割盘(10)的中心(26)的、沿着变形线(30)的长度的至少一部分增加的径向距离。旋转切割盘(10)具有增加的临界速度，其允许提高利用切割盘的切割操作的效率，同时维持可接受水平的质量、切割精度和安全性。

技术领域

本发明涉及一种用于切割材料的切割盘或金刚石刀片。更具体地，本发明涉及一种具有新颖配置的切割盘，从而允许在操作中改进切割盘的动力性质。

背景技术

旋转切割盘广泛地用于不同的技术领域以用于切割目的。在亚毫米范围内的相对小尺寸的切割盘用于医学目的，例如在牙科学领域中。具有在大约50cm至大到2m的范围内的直径的切割盘用于例如冶金、土木建筑和木材加工的领域，以用于切割多种材料。

为了不断努力提高通过利用切割盘的切割工具进行的切割操作的效率，切割盘的制造商以切割盘的越来越薄的形状为目标。更薄的切割盘一般允许在更短时间内并且以更少的功耗切穿物体，因为需要移除被切割的物体的材料更少。然而，这些努力面临关于工具的机械性质及其在操作中的动态行为的技术限制，因为切割盘必须维持结构完整性、动力稳定性并且承受离心力和横向力。

如任何动力系统的旋转机械取决于例如其结构性质、可能的功能故障和力不平衡而暴露于振动和变形。在物理环境中旋转的薄旋转切割盘在经受动态稳定性损失和产生共振时可严重变形。这可导致预期的切割线变宽和偏离预期的切割线，使得在一些情况下，最终的切割线可比切割盘的宽度宽几倍，从而导致材料消耗增加、切割精度降低、切割盘磨损增加以及功耗增加。此外，这种不希望的稳定性损失因横向于切割线的力增加而可导致切割盘本身或周围机械的重大机械破碎。例如，切割盘可沿着垂直于切割线的方向侧向穿透到被切割的材料中，这可对切割盘造成严重损坏，或者导致切割盘在切割机关闭之后卡住和/或弯曲。

在实践中看出，通常存在一个旋转频率，高于该旋转频率，切割机的盘就会呈现大的变形，从而导致切割宽度的不希望增加、盘在操作后过度磨损或甚至破损。这个频率在本文中被称为“临界频率”。显然，通过将切割盘的旋转速度约束到低于这个临界频率的频率，同样限制了切割工具的效率。因此，本领域中强烈需要提供具有扩大的可操作旋转速度范围的切割盘。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于切割工具机器的旋转切割盘，该旋转切割盘具有改进的结构稳定性，从而克服上述技术缺点，并且允许增大旋转切割盘的最大可行旋转速度。这通过根据权利要求1的旋转切割盘来实现。本发明的优选实施方式由从属权利要求实现。

旋转切割盘的动力稳定性由其振动模式管理。也就是说，对于具有某一弹性程度的任何机械物体，旋转切割盘将呈现某些振动模式，其中旋转切割盘在对应的模式频率下可呈现驻波变形振动。这些模式在本领域中通常被称为“谐振”，并且对应的频率称为“谐振频率”，或者从数学的角度来看，称为盘的“本征频率”。

当盘静止时，即，不旋转时，很容易理解振动模式的形成，并且可使用适当的计算机模拟来预测振动模式的形状和频率。然而，当盘旋转时，情形就变得更复杂。当从静止参考系，即，待由旋转盘切割的物体的参考系观察时，可看出的是，盘在静止时的单独振动模式分成旋转盘的两个振动模式。与处于静止的旋转切割盘的模式频率相比，这个分割导致具有更高频率的一个振动模式和具有更低频率的一个振动模式。发现模式频率随着旋转速度增加而发散，并且看出在对应于上文的介绍部分中提及的“临界频率”的某一旋转频率，“分割模式”中的一个的谐振频率变成零。这意味着如从静止参考系观察到，切割刀片变得静态变形，并且在这种情况下，切割刀片由于明显的原因而不再可操作，因为它将不再“适合”正常大小的切割。因此，前述“临界频率”确实设定操作中的切割刀片的旋转速度的上限，并且由此限定切割效率的上限。