[发明专利]锯

说明书

本发明涉及一种锯，其由锯片组成，在锯片外部边缘固定有一个或分成多个硬质合金的或含金刚石的切割部分。

把金属、石头或木材截割开的锯有下列类型，如圆锯，具有整圈封闭的切割部分或者分成段的切割部分;或者排锯，用来加工石头;还有截割薄片的内孔锯，一般来说，这些锯均具有用钢制成的锯片。

制作具有钢制锯片的锯，由于各种不同的原因，往往需要一笔可观的开支。

为制作锯片，首先要对薄钢板去毛边和进行铣加工。然后，必须把它磨光和进行热处理，并张紧和校准锯片。钢板必须置于较高的张力下，这样在用锯时才不会变形，因为当它处于弯曲的情况下，截割时产生偏摆。

锯片厚度太大是有缺点的，因为钢的比重较大，是7.5-8，因此，尤其当锯运行得快时，会产生较大的惯性力，这种力将促使锯片变形。

现有的钢制锯片的另一个缺点是由于共振而产生较高的噪声级。共振是钢材的均质性引起的。此外，尤其是锯的直径较大时，以锯的巨大重量来计算的运输费用是很可观的。

最后要提及的是，具有一个钢制锯片和一个含金刚石或立方形结晶体氮化硼（此处一般将它与金刚石同等看待）切割部分的锯极易生锈，因为采用这种切割片时，要使金刚石切割部分冷却，要连续地供入冷却水并喷洒在锯片上，因而在潮湿的条件下工作。虽然，从其它方面来看，将昂贵的金刚石切割体通过专用的支架与锯片相连接是合适的，但是，铁锈层将使昂贵的金刚石切割部分与锯片牢固的连接受到损害。

为了克服这些缺点，曾作过多次尝试，使用合成材料制造锯。

按照DE-OS2740891已知一种锯，它具有一个环状金属芯作为轮毂以及有一个安装有切割部分的金属外环。在轮毂和外环上，固定有沿径向延伸的线或金属丝，它们可以将这二部分相互连接起来。这些连接件根据制造的结构形式，置入合成材料中。这是可以理解的，即当合成材料注入或压入中间腔以前，必须确保外金属环与内环对中时，金属丝的排列、定向和张紧都要求一笔可观的支出。

生产一种已知的合成材料制的切割砂轮成本低廉，这时，磨粒直接埋在合成材料中，合成材料可采用碳纤维增强（DE-OS2829609）。在这种设计安排中，不象一般的锯，锯片并不是切割部分或者切割片的支承体。这种砂轮也不适合于使用金刚石磨粒，因为例如用来截割石头或金属的大直径锯中那样，它需要金属粘结剂。因此在这类已知的锯中，在锯的周围安置的切割颗粒不能如下面那种使用金刚石的情况那样，在消耗后用另外的来替换，即金刚石颗粒处于切割部分之中，切割部分则固定在锯片上。因含有高密度分布的金刚石而具有大功率的锯，不能用合成材料按已知的这种结构形式来制得，因为要使磨粒粘结得足够牢，并不是用于增强合成材料的数量较多的纤维部分所能做到的。此外，在这种切割砂轮和这种磨粒的情况下，与锯相比，磨片或锯片本身也要消耗，在这种锯上装有事后装在锯片外周边上的整圈或分段的切割部分，切割部分可以在消耗后被更换掉。

本发明的任务是，提供了一种含有金刚石的切割部分的锯，它的锯片有如钢制锯片一样的高强度，与同类的具有这种含金刚石的切割部分的锯相比，具有相当大的优点。

按照本发明的锯，其特征是，锯片是由一种合成材料制成，该合成材料用占30%至70%体积部分的碳纤维或石墨纤维的纤维材料来增强。本发明的这种类型的锯片，与碳纤维或石墨纤维的体积百分比相对应，有一个弹性模量（杨氏模量），它大于或大约等于钢的弹性模量，并有大体相同的高强度。此外，本发明的锯片重量比先有技术的锯片重量轻得多，所以在实际应用中带来了显著的优点。

由于有高的杨氏模量和提高了的强度，可以使锯的截割宽度减小。这种明显的重量减小导致了在作业时离心力相应减小，因此可以采用较高的旋转速度并从而得到较高的切割速度，由于锯片的材料是非均质的，所以减小了噪音，有利于环境保护。特别是重量的减小使得运输费用大大减小，这一点对于大尺寸的锯，远距离运输以及比如考察旅行或者在太空利用锯的情况下更是如此。最后一点，产生事故的危险减少了，在使用锯的过程中，这些事故迄今多次是由于其较大的重量引起的。

碳纤维和石墨纤维具有比钢更高的弹性模量。因此将其与合成材料结合起来，可以制成一种其弹性模量与钢的弹性模量在同一范围内的构件或锯片。为此，最好锯片中含碳纤维或石墨纤维的体积百分比为50%～60%就足够了，并且成本相宜。此外，市场上通常可以买到的合成材料如环氧树脂或聚酯树脂已被发现能用作纤维的粘合剂。此外，还可以通过附加地使用玻璃纤维来进一步提高强度，其结果同样可以降低成本。