复合材料圆锯片
专利汇可以提供复合材料圆锯片专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 复合材料 圆 锯片 。在一示例 实施例 中， 圆锯片 包括基本为圆形的基体，基体包括孔和外周。该孔基本限定在基体的中心并且成形为至少能部分被圆锯片杆容纳。而且，多个锯片齿围绕基体的外周设置，以形成一切割边缘。基体由复合材料形成，复合材料包括两种或多种结构互补的物质，其中两种或多种结构互补物质中的一种是主材料。，下面是复合材料圆锯片专利的具体信息内容。
1.一种圆锯片，包括：一个基本为圆形的包括一孔和一外周的基体，孔基本上限定在基体的中心，并成形为至少部分被圆锯片杆容纳；和设置在基体的外周以提供切割边缘的多个锯齿，其中基体由复合材料组成，复合材料包括两种或多种结构互补的物质，其中两种或多种结构互补物质中的一种是一主材料。
2.如权利要求1所述的圆锯片，其特征在于，主材料是一种基本无摩擦材料。
3.如权利要求1所述的圆锯片，其特征在于，主材料是一种聚合材料。
4.如权利要求1所述的圆锯片，其特征在于，基体至少由玻璃纤维或碳纤维中的一种增强的聚合物材料形成。
5.如权利要求1所述的圆锯片，其特征在于，基体包括热膨胀槽，热膨胀槽绕锯片基体的外周设置，以允许工作过程中多个锯齿膨胀。
6.如权利要求1所述的圆锯片，还包括附加到多个锯齿的多个尖端，多个尖端由从碳化物、陶瓷、钢和其混合而构成的组中选择的材料组成。
7.如权利要求1所述的圆锯片，其特征在于，锯片基体包括降噪孔，降噪孔用来降低锯片使用过程中产生的声级。
8.一种切割纤维材料的锯片，包括：一个形状基本为圆形的基体，基体包括一中心孔和多个锯齿，中心孔成形为可至少部分被锯片杆容纳，多个锯齿设置在绕基体的外周上；和多个附到多个锯齿上的尖端，其中基体和多个锯齿由复合材料组成，附到多个锯齿的多个尖端提供一个能切割纤维材料的切割边缘。
9.如权利要求8所述的锯片，其特征在于，基体和多个锯齿的复合材料从一组中选择，该组包括玻璃纤维增强的聚合物材料和碳纤维增强的聚合物材料。
10.如权利要求8所述的锯片，其特征在于，基体包括热膨胀槽，热膨胀槽绕锯片基体的外周设置，以允许工作过程中锯片膨胀。
11.如权利要求8所述的锯片，锯片基体包括降噪孔，降噪孔用来降低锯片使用过程中产生的声级。
12.如权利要求8所述的锯片，其特征在于，多个尖端是碳化物尖端。
13.如权利要求12所述的锯片，其特征在于，多个碳化物尖端通过粘结方式附加到多个锯齿。
14.如权利要求12所述的锯片，其特征在于，多个碳化物尖端通过超声焊接方式附加到多个锯齿。
15.一种制造锯片的方法，包括：形成生产锯片的模具，锯片包括基本为圆形的基体和设置在基体外周形成切割边缘的多个锯齿，模具提供一主体，主体包括至少一个成形为被锯片杆容纳的中心孔；选择锯片主体的复合材料，复合材料包括两种或多种结构互补的物质，其中两种或多种结构互补物质中的一种是一聚合物材料；和将复合材料放入模具来形成复合锯片，其中多个锯齿与锯片的主体是一整体。
16.如权利要求15所述的制造方法，还包括通过超声焊接将多个碳化物尖端附加到多个锯齿。
17.如权利要求15所述的制造方法，还包括通过粘结将多个碳化物尖端附加到多个锯齿。
18.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，主体和多个锯齿的复合材料是玻璃纤维增强的聚合物材料。
19.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，主体和多个锯齿的复合材料是碳纤维增强的聚合物材料。
20.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于，模具提供一主体，除中心孔外，主体包括降噪孔，降噪孔允许操作中产生的噪声总量降低。
复合材料圆锯片
技术领域
背景技术
锯片的寿命和性能很大程度上取决于制造锯片的材料。为了增加锯片寿命、提高其性能，已经对传统的金属圆锯片做了一些改进。首先，由高耐用材料如碳化物组成的尖端附加到锯片齿。与没有这种尖端的钢或高速钢锯片相比，因为碳化物尖端不会很快变钝，故而这种附加大大提高了锯片的寿命，可使用更长的时间。另外，锯片基体可以涂覆无摩擦材料来减小使用时锯片的摩擦(例如热量)，这样就延长了锯片寿命。另外，沿着锯片的外周限定一个或多个膨胀槽，这样在锯使用过程中允许锯片膨胀但却不会造成锯片变形。
虽然对传统圆锯片的修改已经增加了锯片的寿命和性能，但这种修改导致制造成本增加，需要附加的人力、材料和制造工艺。例如，因为这一工艺需要材料和人力成本，所以用无摩擦合成材料涂覆锯片基体增加了锯片的成本。
因此，需要研究一种能减小制造成本并能有效制造圆锯片的制造工艺。这种工艺可包括使用锯片基体所用的替代材料如聚合物。
发明内容
本发明的另一方面，公开了一种切割纤维材料的锯片。在这一方面，锯片包括：一基本为圆形的基体，和一中心孔和多个锯齿。配置中心孔使其至少部分地安装锯片杆。而且多个锯齿设置在绕基体的外周上。另外，多个尖端附加到多个锯齿上。基体和多个锯齿由复合材料组成，附加到多个锯齿的多个尖端提供一能切割纤维材料的切割边缘。
本发明的又一方面，提供一制造锯片的方法。这一方面包括形成模型模子，该模型模子可生产包括基本圆形主体和多个锯齿的锯片。多个锯齿设置在主体的外周并提供一切割边缘。而且配置模型使其提供一主体，该主体至少包括允许刀片与圆锯片杆连接的中心孔。另外该方面包括为锯片的主体选择复合材料。复合材料包括一个或多个结构完整的物质，其中两种或多种结构完整物质中的一种是一模具例如一胶合物。例如胶合物是聚合材料。复合材料放入(例如注射)模子形成复合材料圆锯片，其中多个锯齿与锯片的主体是一整体。
应当理解上述一般性描述和下面详细描述仅是示例性和解释性的，并不对所要求的发明限定。组成本申请一部分的附图，说明本发明的实施例，与一般描述一起解释本发明的原理。
附图说明
具体实施方式
参考图1和2，提供一根据示例实施例的圆锯片100，其由复合材料组成。在本实施例中，圆锯片100包括基本为圆形的基体105，配置基体105使其支撑一切割边缘(例如多个齿110)，并允许圆锯片100至少被锯片杆部分接受。如图1所示，多个锯齿110设置在基体105的外周上，形成切割边缘。而且一孔115限定在基体105的中心，以允许圆锯片100机械连接到圆形锯片杆上。使用时，圆锯片100通过至少部分地将杆插入到孔115中与杆连接，并然后用紧固件如垫圈和螺母将孔固定。
在一个示例性的实施例中，锯片基体105由复合材料形成。复合材料限定为包括两种或多种结构互补的物质，其中两种或更多种结构互补的物质种的一种用作主材料(例如胶合物)。例如胶合物可以是基本无摩擦材料。基本无摩擦材料包括在使用中不会产生足够的热量而影响锯片性能的材料(例如锯片不会达到在锯片和工件之间产生足够摩擦的温度，因此不需要对锯片进行无摩擦涂覆以避免锯片变形或摆动)。例如由基本无摩擦材料形成的复合锯片的摩擦系数，大致类似于锯片制成后涂覆无摩擦材料如聚四氟乙烯(PTFE)的金属锯片的摩擦系数。在示例性实施例中，锯片基体105由用玻璃纤维、碳纤维或类似物增强的聚合材料形成。
可以预期地是，能够提供足够刚度而支撑复合锯片100的功能操作的其它材料，也可以用来形成复合，而没有脱离本发明的范围和精神。用碳纤维增强的铝可用来制造锯片基体。而且增强材料的纤维组织主要取决于需要的结构强度。例如纤维可以是编织、无序、单向或是各种组合。另外除玻璃纤维之外的玻璃片可用于增强基体材料。
还可以预期地是锯片基体105可以是由复合材料组成的单个、固体，或基体包括若干层。这样的层包括相同材料或各种复合材料的组合。例如第一层可包括由玻璃纤维增强的聚合材料，而第二层包括由碳纤维增强的聚合物。在这样示例中，金属元素也可包括到一个或多个层中。
继续参考图1和2，配置基体105使其支撑一切割边缘112(例如多个锯齿110)。在一示例实施例中，多个锯齿110与基体是整体的，并为复合材料圆锯片100限定切割边缘112。例如基体和多个锯齿可共模制造。多个锯齿和基体可以由相同材料、不同材料或复合材料和金属的混合而形成(例如基体是由玻璃增强的聚合材料，多个锯齿由钢形成)。
在一可选实施例中，在锯片基体105形成后，多个锯齿110可附到基体105上。例如可沿锯片基体105的外周限定锯齿安装凹口，以允许多个锯齿机械连接到锯片基体105上。另外如2004年9月17日提交的申请号为60/611,174的美国专利“分段圆锯片”所描述的，该发明将锯齿或刀片分段部分与基体105连接，该专利全文在此引用以作参考。这种结构允许单个锯片基体105安装多个锯齿模型。另外为延长锯片的整个寿命可替换单个锯齿。应当明白单个锯齿或带锯齿的刀片段可以由与基体105类似的材料(例如复合材料)或不同的材料(例如金属)组成。
在示例实施例中，专门设计和研磨多个锯齿110以适合特殊应用。例如尺寸特征如长度、宽度和锯齿角度，都可改变从而适合用来完成特定任务。如图1所示，标准平顶尖端结构主要用于执行纵切。这种结构包括长齿和每个齿之间的深槽，从而防止碎屑堆积，继而防止锯片工作时摩擦(例如热量)的产生。深齿槽和较大锯齿尺寸的使用，对于在使用锯片时最小化产生的热量是有利地，因此减小了锯片变形发生的概率。可选地，包括较小锯齿和较浅齿槽地锯片用来完成对纤维材料如木头的横切。另外可以将多个锯齿设置为正的前角。正的前角主要是有助于移动工件材料穿过锯片，同时也具有一点将材料拖入锯片的效果。
除了改变锯齿长度、宽度和角度，锯片上所包括的锯齿数量根据所要进行的切割类型或所要切割的材料而改变。例如锯齿110的数量可以在两个到四百个之间变化。具有三十个或更少锯齿的锯片通常用于执行对纤维材料的纵切，而具有四十个或更多锯齿的锯片一般用于在该种材料上的横切。在另一实施例中，多个锯齿相互之间的法线或位置可以改变。在一个实施例中，可设置多个锯齿使其具有基本平面的切割边缘。可选地，在特定情况下优选地按相互错开方式设置锯齿。错齿结构可以使锯齿相互之间呈现多种角度。
可以预期地是，由包括多个锯齿110的锯片基体105形成的外径，可在三又八分之三英寸和四十英寸之间变动。这样配置复合材料圆锯片100使其可用于从小的手持锯到较大的工业型锯范围内的各种锯。虽然本公开集中于圆锯片，应当理解的是所公开的发明可以用于制造各种锯组件的锯片。例如可以用复合材料形成Dado Blades和Dado Chippers。还应当理解的是所公开的锯片可以用来切割除纤维材料的材料，包括混凝土、玻璃、陶瓷、金属和类似的物质。
在附加示例实施例中，复合材料圆锯片100可包括多个减少噪声和热量的孔、美学孔和类似的孔。例如锯片基体104可包括用于在使用锯片时降低声音级别的降噪孔。这种孔的形状一般为字母“S”形。而且如图1所示，锯片100包括热膨胀孔，其有助于散发使用锯片时所产生的热量，继而可防止使用锯时锯片的变形和摇摆。如图1所示，锯片100包括四个热膨胀槽120、122、124和126。应当明白的是这些膨胀槽的数量和形状取决于锯片基体和多个锯齿的复合。例如由基本无摩擦材料形成的锯片基体和多个锯齿，可不需要热膨胀孔，因为这种复合在使用时只会产生小量的热量。可选地，包括钢制锯齿的复合基体可包括多个绕锯片的外周的热膨胀孔/槽，以允许使用时锯齿膨胀而不会造成锯片变形。另外附加由复合或其它物质(例如金属)组成的碳化物尖端，就需要热膨胀孔/槽，以允许使用时锯齿膨胀。
在进一步的示例实施例中，锯片100可包括增加这种锯片的性能和寿命的附加特征。如图2所示，多个尖端连接至多个锯齿110。在一优选实施例中，多个尖端是碳化物尖端。使用碳化物尖端或由类似的高耐磨材料制成的尖端，因为尖端不会很快变钝继而可使用更长的时间，所以与没有这种尖端的钢或高速钢锯片相比，可显著增加锯片寿命。碳化物尖端的尺寸、厚度、形状和其它结构特征主要取决于所要切割材料、所要切割类型和类似的因素。可以预期地是可使用各种方法将尖端和单个锯齿连接起来，连接方法包括焊接技术如超声焊接、粘结如环氧物，或其组合。
现在参考图3，提供一种制造圆锯片的方法300。制造圆锯片的方法300包括形成模具302。配置这个模具使其能生产一包括主体和多个锯齿的锯片，主体一般地为圆形，多个锯齿绕主体的外周设置。在一示例实施例中，主体包括至少一允许锯片连接至圆锯片杆的中心孔。在另一实施例中，设计模具使其能产生一带附加孔如降噪降热孔的主锯片基体。而且方法300包括选择复合材料304。例如选择锯片的复合材料。这种材料可包括基本无摩擦的材料，其允许使用锯片时在锯片和工件之间产生的摩擦减小。如前所述，多种物质可用来形成复合材料，包括玻璃纤维增强的聚合材料、碳纤维增强的聚合材料和类似的材料。另外方法300包括将复合材料放入模具306。这一工艺可用通过注射复合材料进入模具的方法完成。得到的锯片包括由复合材料组成的基体和切割边缘(例如多个锯齿)。而且多个锯齿和锯片基体是一整体。在锯片形成后，多个尖端可附加到多个锯齿，308。可以预期地是，可用包括超声焊接、粘结或混合方法，将尖端固定到多个锯齿。
参考图4，提供制造圆锯片的另一方法400。制造锯片的方法400包括为基体402形成模具。配置该模具使其能生产包括基本为圆形主体的锯片，主体具有至少一中心孔和能与多个锯齿连接的外周，中心孔能至少部分地安装锯片杆。在另一实施例中，设计模具使其能生产具有附加孔如降噪降热孔。另外，方法400包括选择用于锯片主体404的复合材料。例如选择一复合材料，该复合材料如聚合物增强无摩擦材料，能最小化锯片使用时在锯片和工件之间产生的摩擦总量。如前所述，多种物质可用来形成复合材料，包括玻璃纤维增强的聚合材料、碳纤维增强的聚合材料和类似的材料。另外方法400包括将复合材料放入模具406。这一工艺可用通过注射复合材料进入模具的方法完成。得到的锯片包括一复合主体，其能连接一切割边缘(例如多个锯齿)。主体形成后，多个锯齿附加到锯片408。可以预期地是，这种锯齿可通过多种方法包括焊接、粘结或混合方法附加到基体。可选地，如果基体包括安装锯齿的凹口，则锯齿可插入到相应的凹口。在进一步的实施例中，包括一附加模制步骤，其允许多个锯齿模制到复合基体。在该实施例中，可用复合材料或其它包括金属的材料形成锯齿。方法400也可包括将尖端附加到多个锯齿410。例如可通过焊接、粘结或类似的方法将碳化物尖端固定到多个锯齿。
可以预期地是用各种制造技术完成此处描述的制造工艺，都没有脱离本发明的精神和范围。如上所述，可以通过喷模工艺形成制造工艺，喷模工艺中复合材料喷入模具中，模具提供想要的圆锯片形状。可选地，复合材料圆锯片100可由复合材料板机械加工而成。
在示例实施例中，所公开的方法可作为一套指令或软件由设备读取执行。而且应当理解公开方法中特定顺序或层次是示例方法的例子。根据优选设计，应当理解方法中的特定顺序和层次都在本发明的精神和范围之中。所附方法权利要求提交示例顺序的不同步骤，不表示对特定顺序和层次的限定。
通过前边的描述，可以明白本发明和其更多附带优点。元件的形状、结构和布置的各种改变显而易见地都没有脱离本发明的精神和范围，或脱离其材料优点的保护。此前描述的形式仅仅是其示例实施例。随后权利要求的目的是包括这种改变。
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