技术领域
[0001] 本
发明涉及锯片，且更特定来说，涉及具有分别包含不同材料的尖端的锯片齿。
背景技术
[0002] 典型的带齿锯片包含片部分，所述片部分具有由沿着所述片的一侧相对于彼此轴向或周向间隔开的多个齿界定的切削刃。“单面”片具有相对于所述切削刃形成在所述片的相对侧上的非工作边缘，而“双面”片将具有两个相对切削刃。除锯片本身的配置(例如，齿廓)之外，基于期望应用及/或所要耐久性来选择片材料。尽管，一般来说，使用更强韧及/或更耐久的材料涉及增加的成本及/或增加的制造复杂性。此外，这些“升级”材料可呈现针对其增加的强度/耐久性的折衷。
[0003] 举例来说，因为在成本差异可接受的情况下具有提升的性能及耐久性而已获得广泛接受的一个片配置为复合或双金属(或在双面片的状况下为三金属)片。典型的双金属锯片包含具有由高速
钢或工具钢形成的切削刃或齿的
弹簧钢或
碳钢片主体。仅在切削刃处使用
高速钢或工具钢限制了成本。将
碳钢或
弹簧钢用于片主体帮助维持所述片的柔性及韧性。
[0004] 虽然双金属片可提供相对于碳钢片的实质性能改善，但一些应用需要甚至更大的切削能
力及/或耐久性。对于此类应用(例如，反常应用(abusive application))，使用专用片。与双金属片相比，另一方面，专用片可具有由不同材料制成的切削刃或包含由不同材料制成的齿。举例来说，专用片可包含金刚石或碳化物尖端化齿而非在典型双金属锯片上使用的高速钢。在某些应用中或当切削某些材料时，此较高强度、较高硬度、较高耐久性材料可提供甚至比双金属片还要有所增加的切削速度及片寿命。
[0005] 虽然专用片在用于期望应用时可非常有益(针对其切削效率且针对其片寿命两者来说)，但可存在折衷。当被错误应用时，专用片可比典型锯片更容易受过早失效影响。举例来说，当切削通过倾向于使片相对快速
钝化(dull)的
研磨材料时，碳化物尖端化专用片是非常有利的，这是因为碳化物尖端化齿保持锋利达较长时间。然而，这些片的尖端处的碳化物材料拥有比典型双金属片更高的硬度且因此更具脆性。因此，与典型双金属片相比，用户引起的疏忽大意的错误应用或错误使用(例如，切削通过例如钉子或螺钉的硬质材料或在发生撞击的情况下)更有可能致使齿折断或甚至片的灾难性失效。锯片在进行切削时的振动(如例如在
往复锯片情况下并非为非典型的)可类似地致使碳化物尖端化齿折断。
[0006] 专用型片的另一问题是成本。专用型片的生产成本甚至比双金属片还要昂贵得多。上文描述的潜在折断问题由于此制造成本而加剧，且因此专用片相对于典型片的零售成本也加剧。因此，归因于片的小小应用错误的折断或片的过早失效或磨损对于用户具有重大财政后果。
[0007] 试图解决所述问题的
现有技术包含使用较低级别材料(例如，较低级别碳化物)来降低成本。虽然这些片较便宜，但这些片的耐久性也较低。其它尝试已涉及试图降低片制造成本的高度复杂的制造工艺。然而，与典型双金属片相比，制造此类专用片的成本仍然较高。
发明内容
[0008] 本发明的目的是克服已知锯片的上述
缺陷及/或缺点中的一或多者。
[0009] 在一个方面中，锯片包括：片主体；多个切削齿，其沿着所述片主体的边缘界定切削刃，沿着切削刃的每一齿界定切削尖端，其中沿着切削刃的至少一个齿尖端包含第一材料，且沿着切削刃的至少另一个齿尖端包含不同于所述第一材料的第二材料。
[0010] 在一些
实施例中，所述锯片为用于往复锯机器中的往复锯片。如所属领域的一般技术人员应理解，往复锯机器为包含卡盘的手持动力锯，所述卡盘用于可释放地接合从锯片的端部延伸的柄舌及以往复运动驱动锯片通过
工件。所述往复运动可为轨道切削动作、笔直或线性切削动作或成
角度切削动作。所述往复运动的长度或冲程通常为约1到1/2英寸或更小。往复锯通常由电动
马达驱动(例如，绳锯或无绳锯)或经
气动驱动。典型往复锯片包含片部分，所述片部分具有由沿着所述片的一侧相对于彼此轴向间隔开的多个齿界定的切削刃及相对于所述切削刃形成在所述片的相对侧上的非工作边缘。用于将所述片可释放地连接到往复锯的卡盘的柄舌从所述片的内端延伸。
[0011] 在一些其它实施例中，所述锯片为带锯片。在又其它实施例中，所述锯片为
孔锯片。在进一步实施例中，所述锯片为弓锯片。
[0012] 在一些实施例中，所述第一材料包含高速钢或工具钢。在一些实施例中，所述第二材料包含碳化物材料。在一些实施例中，所述第二材料或不同材料包含金刚石。在一些实施例中，所述材料中的至少一者包含涂层。在一些此类实施例中，所述涂层为
物理气相沉积涂层、陶瓷涂层金属氮化物涂层及含碳化物涂层中的一者。
[0013] 在一些实施例中，所述多个切削齿沿着所述切削刃以重复型样布置，所述型样包括：具有包含所述第一材料的尖端的齿，接着是具有包含所述第二材料的尖端的齿。
[0014] 在一些实施例中，所述多个切削齿沿着所述切削刃以重复型样布置，所述型样包括：具有包含所述第一材料的齿，接着是具有包含所述第二材料的尖端的一对齿。
[0015] 在一些实施例中，所述多个切削齿沿着所述切削刃以重复型样布置，所述型样包括：具有包含所述第一材料的尖端的一对齿，接着是具有包含所述第二材料的尖端的一对齿。
[0016] 根据另一方面，一种锯片包括：片主体；多个切削齿，其沿着所述片主体的端部界定切削刃，沿着所述切削刃的每一齿具有用于切削的第一构件，其中用于切削的第一构件中的至少一者包含第一材料且用于切削的第一构件中的至少另一个第一构件包含不同于所述第一材料的第二材料。
[0017] 在一些实施例中，用于切削的第一构件界定相应切削齿的切削尖端。
[0018] 根据另一方面，一种制造锯片的方法包括以下步骤：
[0019] (i)形成锯片主体；及
[0020] (ii)沿着所述锯片主体的轴向边缘形成具有相应齿切削尖端的多个切削齿从而界定所述锯片的切削刃，其中沿着所述切削刃的至少一个齿尖端包含第一材料，且沿着所述切削刃的至少另一个齿尖端包含不同于所述第一材料的第二材料。
[0021] 在一些实施例中，形成所述锯片主体的步骤包含：沿着
衬垫带的轴向边缘附接包括第一材料的金属丝；且形成所述多个切削齿的步骤包括沿着所述锯片主体的边缘形成包含所述第一材料的齿。
[0022] 在一些实施例中，形成所述多个齿的步骤包括：从锯片主体形成包含所述第一材料的至少一个齿尖端；在至少另一个齿尖端的
位置处形成所述锯片主体上适于接纳包含所述第二材料的齿尖端的表面；及将包含所述第二材料的齿尖端附接到所述表面以形成所述至少另一个齿尖端。
[0023] 在一些实施例中，所述形成步骤包括冲切所述片主体以形成多个切削齿。在一些实施例中，所述形成步骤包括对所述片主体进行
机械加工以形成多个切削齿。
[0024] 鉴于对当前优选实施例及
附图的以下详细描述，将更容易明白本发明及/或其当前优选实施例的目的及优点。
附图说明
[0025] 图1为锯片的沿着切削刃界定切削齿的重复型样的部分侧视正视图，其中具有包含第一材料的尖端的单个齿与具有包含第二不同材料的尖端的一对齿交替；
[0026] 图2为锯片的沿着切削刃界定切削齿的重复型样的部分侧视正视图，其中具有包含第一材料的尖端的一对齿与具有包含第二不同材料的尖端的一对齿交替；以及[0027] 图3为锯片的沿着切削刃界定切削齿的重复型样的部分侧视正视图，其中具有包含第一材料的尖端的单个齿与具有包含第二不同材料的尖端的单个齿交替。
具体实施方式
[0028] 在图1中，锯片大体上由参考数字10指示。在所展示的实施例中，锯片10为往复锯片。锯片10包括由(例如)弹簧钢或碳钢制成的大体上细长片主体12，所述片主体12具有背部边缘13及由多个切削齿16(在此实施例中为重复型样的齿)界定的相对切削刃14。如相关领域的一般技术人员可基于本文中的教示认识到，锯片10同样可呈当前已知或以后知晓的另一类型的锯片的形式，例如，孔锯片、带锯片或弓锯片)。
[0029] 如图1中展示，每一齿16包含前刀面(rake face)18、尖端20、在尖端20相对于前刀面18的相对侧上的初始间隙表面22，及锯槽(gullet)24。初始间隙表面22界定所述初始间隙表面与平行于切削刃14的平面之间的初始后角26。如图1中所展示，所述片的前进方向或切削方向由箭头“a”指示。
[0030] 虽然图1到3的实施例中的齿16具有所展示的配置，但所属领域的一般技术人员应理解，所述齿可根据期望片应用而具有如已知或以后开发的不同配置。
[0031] 仅借助实例，齿16还可具有界定次级及/或三级后角的次级及/或三级间隙表面，例如但不限于2010年5月7日
申请的标题为“具有强健齿形的往复式片(Recip Blade with Robust Tooth Form)”的第12/776,145号美国
专利申请案中揭示的间隙表面，所述美国专利申请案据此以全文引用方式明确并入作为本发明的一部分。
[0032] 作为另一实例，沿着切削刃14的不同齿16可界定可变高度，例如但不限于2012年7月3日颁布的标题为“具有可变高度齿的往复锯片及相关方法(Reciprocating Saw Blade Having Variable Height Teeth and Related Method)”的第8,210,081号美国专利中揭示的高度，所述美国专利又主张2007年6月12日申请的标题类似的第60/934,262号美国临时专利申请案的优先权，所述案中的每一者据此以全文引用方式明确并入作为本发明的一部分。所展示实施例中的齿16的高度H是作为相应齿的尖端20与
定位在尖端20下方的片主体12的所选参考平面(例如，背部边缘13)之间的距离来测量。通常，相对于锯片10的背部边缘测量高度；然而，如相关领域的一般技术人员可基于本文中的教示认识到，可相对于当前已知或使用或以后知晓或用于此用途的许多不同参考点中的任一者测量所述高度。在图1到3的实施例中，齿16的高度H均相同或实质上相同。即，齿16的尖端20在界定切削刃14的平面中对准或实质上对准，所述平面在图中展示为虚线。
[0033] 作为又另一实例，根据期望应用，齿16可界定多个重复的齿型样(即，具有可变高度、后角、前角及/或偏向(set)的齿型样)，如所属领域的一般技术人员应理解，例如但不限于如2010年6月30日申请的标题为“用于反常切削应用的锯片齿形(Saw Blade Tooth Form For Abusive Cutting Applications)”的第12/827,658号美国专利申请案中揭示，所述美国专利申请案据此以全文引用的方式明确并入作为本发明的一部分。
[0034] 沿着片10的切削刃14的不同尖端20包含不同材料。如图1到3中展示，尖端20'包含第一材料且尖端20”(描绘为完全阴影化)包含至少一种不同的第二材料。举例来说，尖端20'可为高速钢(HSS)尖端且尖端20”可为碳化物尖端。示范性碳化物包含碳化钨(WC)及碳化
钛(TiC)。然而，如所属领域的一般技术人员应了解，可使用任何合适碳化物。在一些此类实施例中，碳化物尖端20”可均包含实质上相同类型或等级的碳化物。在其它此类实施例中，不同的碳化物尖端20”可包含不同类型或等级的碳化物，例如，仅借助实例，类型/等级A及类型/等级B碳化物。作为另一实例，尖端20'可为高速钢尖端且尖端20”可包含复合陶瓷及金属材料(“
金属陶瓷”)。作为又另一实例，尖端20'可为高速钢尖端且尖端20”可为金刚石尖端或涂覆有金刚石的尖端。在其它实施例中，尖端20'为与尖端20”的钢类型不同的钢。举例来说，尖端20'可为碳钢且尖端20”可为高速钢或工具钢。作为又另一实例，尖端20'可能在其上不具有任何涂层，且尖端20”可经涂覆。在此类实施例中，尖端20”可涂覆有当前已知或以后知晓的许多不同涂层中的任何涂层。此类涂层的非限制性实例包含PVD(物理气相沉积)涂层、陶瓷涂层、金属氮化物涂层(例如，氮化钛(TiN)、氮化
铝钛(AlTiN)、氮化铬(CrN)或氮化锆(ZrN))、含碳化物涂层(例如，碳化钛(TiC)、碳氮化钛(TiCN)、碳氮化铝钛(AlTiCN)或碳氮化锆(ZrCN))或其组合，所述涂层还揭示于2010年5月11日颁布的标题为“复合效用片及制造此片的方法(Composite Utility Blade,and Method of Making Such a Blade)”的第7,712,222号美国专利中，所述美国专利为2002年7月24日申请的标题类似的第10/202,703号美国专利申请案的部分接续案，所述美国专利申请案为2004年5月9日颁布的标题类似的第6,701,627号美国专利的部分接续案且主张2003年3月5日申请的标题类似的第60/451,985号美国临时专利申请案的权益；且还揭示于2012年4月3日颁布的标题为“多片面切削锯片及相关方法(Multi-Chip Facet Cutting Saw Blade and Related Method)”的第RE43,287号美国专利中，所述美国专利为2006年11月7日颁布的标题类似的第7,131,365号美国专利的重新颁布，所述美国专利又主张2003年9月16日申请的标题类似的第60/503,338号美国临时专利申请案的优先权，所述案中的每一者据此以全文引用的方式明确并入作为本发明的一部分。如相关领域的一般技术人员基于本文中的教示应认识到，根据锯片10的期望应用，沿着切削刃14的不同齿16可具有分别包含当前已知或以后知晓的许多不同材料中的任何者的尖端20。也如所属领域的一般技术人员可基于本文中的教示认识到，根据锯片的期望应用，沿着切削刃14的齿16的不同尖端20可分别包含两种以上不同材料。举例来说，尖端20可含有三种或三种以上不同材料、涂层或其组合。
[0035] 齿16还可根据其相应尖端20的材料而沿着切削刃14以不同型样布置。举例来说，如图1中展示，具有包含第一材料的尖端20”的单个齿16在具有包含不同第二材料的尖端20'的一对齿16之间交替。作为另一实例，如图2中展示，具有分别包含第一材料的尖端20'的一对齿16与具有分别包含不同第二材料的尖端20”的一对齿16交替。替代地，如图3中展示，具有包含第一材料的尖端20'的单个齿16与具有包含第二不同材料的尖端20”的单个齿16交替。然而，如相关领域的一般技术人员可基于本文中的教示认识到，根据锯片10的期望应用，具有分别包含不同材料的尖端20的齿16可沿着切削刃14以当前已知或以后知晓的许多不同布置及/或型样中的任何者来布置。在替代实施例中，所述齿可相对于尖端的材料不界定任何型样或相对于尖端的材料不以任何型样布置，或经随机布置或界定随机型样。
[0036] 此外，虽然在图1到3中背部边缘13不具有切削刃，但在其它实施例中，背部边缘13界定切削刃。此外，一些实施例中的此切削刃与切削刃14实质上相同，且在其它实施例中此切削刃是不同的。此切削刃可相对于包含但不限于间距、齿形状、齿高度、齿大小、齿偏向、前角、后角、锯槽深度或形状、材料及/或齿型样或无齿的一或多个特征中的任何者而不同，如所属领域的一般技术人员将理解。
[0037] 本发明提供胜过已知锯片的显著优点。从成本角度，
发明人已发现，在仍然有效地切削期望材料的同时在片中可利用数目减少的专用材料尖端或级别较高的材料尖端。因为即使在使用双金属构造时，专用尖端材料(例如，碳化物或金刚石)的成本也比典型钢尖端或钢倾尖端化片的成本要昂贵得多，所以减少包含专用片材料的尖端的数目将最低限度地降低本发明的片的制造成本。因此，此类片的零售成本也将被降低。
[0038] 本发明人还发现，除了降低本发明的片的制造成本之外，举例来说，由于包含专用片材料的尖端的数目减少，所得片还更具通用性。举例来说，如上文所论述，与碳化物尖端化片相比，具有仅高速钢齿尖端的片在切削通过研磨工件时将相对快速地磨损。另一方面，具有仅碳化物尖端化齿的片可能表现相对较差且可能在切削硬质材料(例如，钉子或螺钉或遭受撞击或振动时)切屑断裂。然而，本发明人已发现，具有分别包含不同材料的不同尖端20'、20”的锯片10在各种应用及比传统专用片更广泛的各种应用中表现相当优秀，即，有效地进行切削、为耐久的及/或达到期望片寿命。举例来说，与具有仅碳化物齿的片相比，具有高速钢尖端化齿及碳化物尖端化齿两者的布置的片以大大降低的成本在切削通过所提及的研磨材料及/或硬质材料工作表面时将表现相当优秀。高速钢齿将切削通过较硬质材料并减少碳化物齿的撞击及折断，且碳化物齿将有效切削研磨材料，从而降低工作负荷及对高速尖端的随后磨损。
[0039] 通过形成由多个切削齿16沿着片主体12的轴向边缘界定的切削刃14来制造本发明的片10，其中沿着切削刃14的齿16的不同尖端20包含不同材料。在许多实施例中，如所属领域的一般技术人员应理解，使用已知技术或用于制造由所选材料组成的先前已知片的已知技术的组合来形成所述片。举例来说，在具有高速钢尖端及碳化物尖端的组合的实施例中，可使用已知技术形成高速钢尖端，且可通过使用用于形成碳化物尖端的已知技术形成碳化物尖端。
[0040] 在一个此实施例中，双金属或复合片条通过沿着由第二材料组成的衬垫条的轴向边缘
焊接由第一材料组成的金属丝并以已知方式对片条进行
热处理来形成。在一些此类实施例中，衬垫条的第二材料为金属，例如钢。在一些此类实施例中，举例来说，所述钢为弹簧钢或碳钢。在一些实施例中，所述金属丝的第一材料为金属，例如，高速钢或工具钢。然而，如相关领域的一般技术人员可基于本文中的教示认识到，可根据所述片的期望应用而使用用于所述金属丝及衬垫条的当前已知或以后知晓的许多不同材料中的任何材料。如相关领域的一般技术人员可基于本文中的教示又认识到，由单一材料(例如，金属(例如，弹簧钢或碳钢))或
复合材料制成的单一结构片条可用于制造片10。替代地，三金属片条可用于制造沿着片主体的相对侧具有切削刃的片10。
[0041] 个别片主体12接着经冲切或以其它方式由单金属或双金属片条形成。多个切削齿16接着经机械加工(例如，经
铣削、切削、穿孔、研磨)或以其它方式沿着具有第一材料的片主体12的边缘形成。在一些实施例中，片主体12经冲切以形成齿16。在其它实施例中，将片主体12安装在夹具中，且对片主体12进行机械加工以形成齿16，如2012年6月29日申请的标题为“双侧手弓锯片及制造方法(Double Sided Hand Hack Saw Blade and Method of Manufacture)”的第61/666,724号美国临时专利申请案中所揭示，所述美国临时专利申请案据此以全文引用方式明确并入本文中作为本发明的一部分。
[0042] 齿16根据所要齿尖端材料以及沿着切削刃14的齿型样而形成(即，成形)。举例来说，根据相关技术领域的一般技术人员知晓的标准方法，在需要具有包含专用材料(例如，碳化物或金刚石)的选择齿尖端的情况下，希望在尖端处具有专用材料的选择齿最初可经形成而没有尖端，而是替代地经形成而在所述齿的顶部具有凹槽(pocket)，即，所述齿的顶部处用于接纳齿尖端的表面。此后，根据相关领域的一般技术人员知晓的标准方法，将具有专用材料的尖端接合(焊接)到具有凹槽的那些选择齿。
[0043] 仅借助实例，如果所要锯片如在图3中所展示具有带有交替齿尖端20'及20”(其分别包含高速钢及碳化物)的弹簧钢衬垫，那么可首先将高速钢丝焊接到弹簧钢衬垫条的轴向边缘上，且将所述高速钢丝形成到个别片主体12中。此后，将在片主体12的高速钢边缘中形成齿16，从而具有交替的带有高速钢尖端20'的齿及在齿的顶部处具有凹槽的齿。接着，将把碳化物尖端20”焊接到具有凹槽的交替齿上，从而产生具有带有由高速钢及碳化物组成的交替尖端的齿。以此方式，可使用用于制造双金属片的已知的相对低成本过程(其经
修改以将碳化物尖端添加到所选择的齿尖端)来制造片。在某些实施例中，使用预成形碳化物尖端来限制成本。
[0044] 替代地，所有齿形可具备用于附接尖端的凹槽。举例来说，如果使用碳钢或弹簧钢片主体12，那么可针对每一齿16产生一凹槽，且可附接由所要材料或材料的组合(例如，HSS、碳化物、金属陶瓷、金刚石等等)组成的齿尖端20以形成所述齿的尖端。在此类实施例中，借此消除形成双金属条的预备步骤，例如，将金属丝或条焊接到碳钢或弹簧钢衬垫的步骤。此类实施例还消除了对更复杂的工具及其中对仅某些齿进行机械加工以形成凹槽的机械加工操作的需要。
[0045] 另一方面，可在不形成任何凹槽的情况下制造所述片。确切来说，可在初始齿形成操作(例如，铣削、穿孔、研磨等等)中制造带有尖端的齿形，且接着将其它材料附接到所选择的齿。如相关领域的一般技术人员还应认识到，同样可将齿尖端材料焊接或以其它方式沉积(例如，经由涂覆)到形成有尖端(即，并非经形成有预成形凹槽)的齿16上。
[0046] 如上文论述，且如所属领域的一般技术人员应了解，希望接纳专用材料(即，不同于片主体的基底材料)的不同齿可各自接纳相同等级的专用材料或不同等级的专用材料。举例来说且没有限制，所选择的齿16中的一些可接纳类型/等级A碳化物尖端，而所选择的齿中的其它齿可接纳类型/等级B碳化物尖端。如相关领域的一般技术人员还应认识到，选择齿可接纳其它齿尖端材料，例如高速钢或金属陶瓷复合材料。
[0047] 如相关领域的技术人员基于本文中的教示可认识到，可对上文描述的实施例及其它实施例做出各种改变及修改而不脱离如所附
权利要求书中界定的本发明的范围。举例来说，齿形及齿型样可与本文中描述的齿形及齿型样不同。可移除某些齿形，且可添加其它不同的齿形，且/或重复型样的齿均可界定相同齿形，例如界定单间隙表面的直背齿形或界定三个或三个以上间隙表面的齿形。类似地，所述齿可界定不同的间距、不同的偏向型样及偏向型样及齿高度的不同组合。举例来说，所述齿无需界定任何高度差异及/或所述齿可界定变化的程度的偏向量值(包含重偏向及轻偏向及其它程度的偏向)。作为另一实例，具有包含第一材料的尖端的齿可在与具有包含不同第二材料的尖端的齿相同的方向上设置及设置到与具有包含不同第二材料的尖端的齿相同的偏向量值。替代地，具有包含第一材料的尖端的齿可设置到与具有包含不同第二材料的尖端的齿不同的量值及/或方向。作为又另一实例，高齿可包含相对重的偏向量值，且低齿与高齿相比可界定相对轻的偏向量值。类似地，齿的前刀面可为实质上垂直的(即，0°倾角)或界定倾角(例如，正或负倾角)。
作为另一实例，所述齿可以可变间距或恒定间距布置。作为又另一实例，同样可应用已知或以后知晓及不同于本文中所描述那些的任何其它后角、齿高度、锯槽半径及前刀面深度。作为又另一实例，具有包含第一材料的尖端的齿可未经设置且具有包含第二不同材料的尖端的齿可经设置。作为又另一实例，锯片的背部边缘还可界定界定如上文描述配置的多个齿的切削刃。因此，当前优选实施例的此详细描述以与限制性意义相反的说明性意义理解。
