Режущее полотно и способ изготовления такого полотна
Изобретение относится к режущему полотну пилы для расчистки и способу его изготовления. Режущее полотно содержит зубья, из которых, по меньшей мере, некоторые содержат переднюю кромку, заднюю кромку и вершину между передней и задней кромками. Задняя кромка подвергнута закалке до глубины в диапазоне 0,02-1,5 мм, а передняя кромка (19) оставлена незакаленной. В результате обеспечивается повышение долговечности и эффективности режущего полотна. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится режущему полотну для пилы для расчистки, при этом режущее полотно содержит множество зубьев.
Раскрытие изобретения также относится к способу изготовления таких режущих полотен.
Технические предпосылки
Пила для расчистки с таким режущим полотном показана, например, в WO–2014/007698–A1. Общая проблема с такими режущими полотнами состоит в том, каким образом повысить их долговечность и эффективность.
Сущность изобретения
Следовательно, одна задача настоящего раскрытия изобретения состоит в том, чтобы предложить режущее полотно пилы для расчистки с повышенной долговечностью. Эта задача решается посредством режущего полотна, определенного в пункте 1 формулы изобретения. Более конкретно, в ножовочном полотне упомянутого вначале вида, по меньшей мере, некоторые из зубьев режущего полотна содержат переднюю кромку, заднюю кромку и вершину между передней кромкой и задней кромкой. Задняя кромка подвергнута закалке до глубины в диапазоне 0,02–1,5 мм, и передняя кромка оставлена незакаленной за исключением зоны вершины. В данной зоне вершины проявляется некоторое воздействие закалки задней кромки, так что вершина становится более долговечной.
Данная схема закалки обеспечивает получение полотна пилы для расчистки с зубьями, которые могут быть заточены на передней кромке при сохранении закаленных вершины и задней кромки. Это позволяет получить более эффективное и долговечное полотно.
Более конкретно, задняя кромка может быть подвергнута закалке до глубины в диапазоне 0,02–0,5 мм.
Передняя кромка зуба может быть вогнутой и может быть обращена в заданном направлении вращения полотна вдоль окружности. Эта форма позволяет затачивать зубья, например, круглым напильником с размером 5,5 мм.
Зубья режущего полотна могут быть разделены промежуточными вырезами. Это позволяет зубьям иметь изгибы, посредством которых они могут быть направлены в сторону от плоскости внутренних частей полотна, то есть разведены.
Настоящее раскрытие изобретения также относится к соответствующему способу изготовления режущего полотна для пилы для расчистки, при этом режущее полотно содержит множество зубьев. Способ включает выполнение, по меньшей мере, некоторых из зубьев с передней кромкой, задней кромкой и вершиной между передней кромкой и задней кромкой, закалку задней кромки до глубины в диапазоне 0,02–1,5 мм и оставление передней кромки незакаленной за исключением зоны указанной вершины.
Задняя кромка может быть подвергнута индукционной закалке, что упрощает регулирование глубины закалки посредством регулирования, например, используемой частоты переменного тока.
Задняя кромка может быть подвергнута резкому охлаждению после закалки и может быть впоследствии подвергнута отпуску.
Во время закалки задняя кромка может быть первоначально подвергнута закалке до большей глубины и впоследствии может быть подвергнута шлифованию, пока глубина закалки не окажется в диапазоне 0,02–1,5 мм.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 схематически иллюстрирует пилу для расчистки или кусторез.
Фиг.2 показывает режущее полотно.
Фиг.3 показывает в увеличенном виде зуб режущего полотна по фиг.2.
Фиг.4 иллюстрирует – на виде с пространственным разделением элементов – устройства, используемые для индукционной закалки режущего полотна.
Фиг.5 показывает вид спереди полотна в процессе закалки.
Фиг.6 показывает часть фиг.5 в увеличенном виде, и фиг.7 показывает сечение С–С, указанное на фиг.6.
Подробное описание
Настоящее раскрытие изобретения относится в целом к режущему полотну 3 для пилы 1 для расчистки или резальному устройству для расчистки, схематически проиллюстрированному на фиг.1. Такая пила 1 для расчистки удерживается одним пользователем часто посредством плечевого ремня (непоказанного). Пила 1 для расчистки содержит двигатель 5, который может представлять собой электродвигатель или двигатель внутреннего сгорания и приводит в действие вращающееся режущее полотно 3 посредством приводного вала, скрытого в трубе 7 для вала. Как правило, ручки 9 прикреплены к трубе 7 для вала для управления пилой 1 для расчистки.
Фиг.2 показывает режущее полотно 3, предназначенное для использования вместе с пилой 1 для расчистки. Полотно имеет отверстие 4 полотна для соединения полотна с пилой 1 для расчистки. Множество зубьев 11 образованы на всей периферии режущего полотна 3. В проиллюстрированном примере режущее полотно 3 имеет по существу круглую наружную форму, хотя это необязательно. Другие конфигурации возможны в пределах объема настоящего раскрытия изобретения. Как правило, и как показано на фиг.2 (стрелкой), режущее полотно может иметь заданное направление вращения, которое также определяет направление резки для отдельных зубьев полотна.
Фиг.3 показывает в увеличенном виде зуб 11 режущего полотна, показанный в (А) на фиг.2. В проиллюстрированном примере все зубья в большей или меньшей степени идентичны, хотя это необязательно.
Как проиллюстрировано, зубья 11 могут быть разделены промежуточными вырезами 13, образующими углубления между зубьями 11. Это облегчает загибание каждого зуба 11 или некоторых из зубьев в зоне изгиба 15, что обеспечивает незначительное выступание зуба от плоскости центральной части режущего полотна 3. То есть, полотно в основном проходит в плоскости, и указанные, по меньшей мере, некоторые из зубьев 11 выдаются из данной плоскости. Это может обеспечить улучшение функционирования полотна и, например, предотвращение застревания полотна в толстом сучке или тому подобном во время использования. При изгибании разных зубьев 11 вокруг немного различающихся осей промежуточные вырезы 13 облегчают данное изгибание.
Зуб 11 имеет вершину 17, которая заострена в направлении, в котором должна вращаться периферия полотна 3 во время использования. С одной стороны вершины 17 выполнена криволинейная передняя кромка 19, которая имеет вогнутую форму и обращена в направлении вращения периферии. С другой стороны вершины выполнена задняя кромка 21, которая направлена в большей степени параллельно направлению вращения. Как правило, направление передней кромки 19 зуба, заданное в виде прямой линии, проходящей через концевые точки вогнутого профиля, отклоняется менее чем на 25° от радиального направления 20 полотна. Задняя кромка 21, которая может быть прямолинейной, как правило, отклоняется менее чем на 10° от направления 22 вдоль периферии полотна 3.
Вогнутая форма передней кромки позволяет затачивать данную кромку вручную, например, с помощью круглого напильника с размером 5,5 мм. Это следует делать предпочтительно регулярно во время использования для поддержания острого полотна. Это также означает, что передний конец задней кромки проходит дальше в направлении вращения, чем внутренние части передней кромки. Термины «передняя» и «задняя» в данном случае относятся к порядку, в котором данные кромки «появляются» вдоль периферии полотна, и передняя кромка в целом будет расположена дальше спереди, чем задняя кромка в целом. В ножовочном полотне 3 по настоящему раскрытию изобретения задняя кромка 21 каждого или некоторых из зубьев подвергнута закалке до небольшой глубины посредством индукционной закалки. По меньшей мере, часть задней кромки 21, ближайшая к вершине 17, подвергнута закалке, несмотря на то, что может быть предпочтительной закалка всей задней кромки. Это придает режущему полотну повышенную долговечность и эффективность.
Однако передняя кромка 19 зуба по существу не подвергается закалке в данном процессе, несмотря на то, что в зоне вершины 17 некоторая закалка со стороны задней кромки 21 будет проявляться. Листовой металл, из которого полотно в целом получено вырубкой, само собой разумеется, может быть исходно равномерно подвергнут закалке/упрочнен в некоторой степени, но в любом случае его твердость по Виккерсу будет меньше 590 HV, при этом данное состояние в контексте данного документе определено как незакаленное. Как правило, бóльшая часть передней кромки будет иметь твердость по Виккерсу, составляющую 430 HV или менее.
Под малой глубиной в данном случае подразумевается глубина в диапазоне 0,02–1,5 мм и более предпочтительно в диапазоне 0,02–0,5 мм. Эта глубина участка задней кромки 21 или ее части, который подвергнут закалке при воздействии процесса закалки на структуру материала, может быть подтверждена посредством визуального анализа с помощью микроскопа.
Закалка задней кромки 21 повышает твердость зуба на поверхности, как правило, от 380–430 HV до 600–650 HV. Это уменьшает износ режущего полотна 3 в значительной степени, и закаленный слой может быть функционирующим в течение всего срока службы режущего полотна. Когда закалка выполнена, полотно может быть подвергнуто резкому охлаждению, например, в масляной ванне или полимерной эмульсии, как само по себе хорошо известно. После этого полотно может быть подвергнуто отпуску при использовании того же оборудования, которое используется при закалке, но обычно при более низкой температуре.
Если полотно было подвергнуто шлифованию перед закалкой/отпуском, то процесс, указанный последним, может обеспечить устранение дефектов в кристаллической структуре, возникших в результате шлифования.
Следует понимать, что эффект закалки постепенно уменьшается от поверхности задней кромки 21. Глубина закалки в данном документе определена как глубина, на которой твердость уменьшена до 590 HV.
Поскольку передняя кромка 19 остается незакаленной и только очень узкая часть передней кромки 19, ближайшая к вершине 17, подвергается воздействию при закалке задней кромки 21, переднюю кромку 19 можно регулярно затачивать вручную после использования полотна 3 для сохранения полотна острым.
Поскольку глубина закалки небольшая, полотно в целом остается достаточно пластичным, что позволяет ему выдерживать, например, испытания на изгиб, требуемые согласно нормам безопасности. Бóльшая глубина закалки может сделать полотно хрупким, и в наихудшем случае кусок полотна может отломаться и ударить и травмировать пользователя или стоящего рядом человека. Закалка позволяет использовать более мягкую сталь для полотна в целом. Это облегчает вырубку полотна из исходного куска листового металла, что обеспечивает более низкие затраты на производство. Благодаря использованию более мягкого материала зубья также при желании могут быть разведены вручную во время использования при отсутствии риска или малом риске разрушения.
Благодаря малой глубине закалки и, следовательно, очень малому нагреваемому объему нагретая часть необязательно должна подвергаться резкому охлаждению для получения заданных металлургических свойств. Ненагретые соседние части полотна быстро отводят тепло, посредством чего закаленная часть охлаждается. Однако активное резкое охлаждение может быть по–прежнему предпочтительным в зависимости, например, от используемого материала и толщины полотна.
Одним пригодным материалом для полотна является углеродистая сталь с содержанием углерода от среднего до высокого, такая как DIN 1722–Ck75.
Индукционная закалка может быть использована для закалки задней кромки зуба. Фиг.4 иллюстрирует на виде с пространственным разделением элементов конструкцию, используемую для индукционной закалки режущего полотна 3. Индукционный нагрев может быть обеспечен посредством окружной индуктивной головки 23, которая выполнена с возможностью нагрева всех зубьев 11 одновременно. Однако возможны другие конфигурации, которые обеспечивают закалку, например, одного зуба в отдельно взятый момент времени. Полотно 3 может быть размещено между двумя экранирующими слоями 25, которые способствуют концентрации индуктирующего магнитного поля для нагрева задней кромки в радиальном направлении внутрь.
Индуктивная головка 23 может содержать соединитель, такой как медная трубка с прямоугольным поперечным сечением, который может охлаждаться внутренним потоком текучей среды для поддержания низкой температуры, несмотря на значительные токи, которые он пропускает. Такие средства для индукционной закалки сами по себе известны. Само собой разумеется, существуют другие возможные конфигурации.
Индуктивная головка может возбуждаться, например, посредством переменного тока 2,6 кА (среднеквадратическая величина) при 130 кГц в течение 0,4 секунды для обеспечения заданной закалки. Тем не менее, может потребоваться адаптация этих параметров к стальным материалам, отличающимся от вышеупомянутой углеродистой стали. Как правило, глубина закалки уменьшается при увеличении частоты. Предварительный нагрев при меньшем токе может предшествовать закалке.
Экранирующие слои 25 могут содержать медь или другой материал с более низким удельным электрическим сопротивлением по сравнению со сталью.
После закалки можно опустить полотно в ванну для резкого охлаждения, и существует возможность последующего перемещения полотна обратно для обеспечения отпуска в течение более длительного периода посредством использования той же индуктивной головки 23, которую при этом возбуждают для повторного нагрева полотна до более низкой температуры по сравнению с температурой этапа закалки.
Фиг.5 показывает вид спереди полотна, подвергаемого закалке посредством комплекта по фиг.4. Фиг.6 показывает часть с зубом 11 по фиг.5 в увеличенном в виде, и фиг.7 показывает сечение С–С, указанное на фиг.6. На фиг.7 показана глубина 27 закалки на задней кромке зуба 11.
Другая возможность обеспечения заданной глубины закалки состоит в первоначальной закалке задней кромки до большей глубины и последующем шлифовании кромки, пока глубина закалки не окажется в заданном диапазоне, например, 0,02–1,5 мм.
Настоящее раскрытие изобретения не ограничено вышеприведенными примерами и может быть модифицировано и изменено по–разному в пределах объема притязаний приложенной формулы изобретения.
1. Режущее полотно (3) пилы (1) для расчистки, содержащее зубья (11), отличающееся тем, что, по меньшей мере, некоторые из указанных зубьев (11) содержат переднюю кромку (19), заднюю кромку (21) и вершину (17) между передней кромкой (19) и задней кромкой (21), причем
задняя кромка (21) выполнена с закалкой до глубины в диапазоне 0,02-1,5 мм, при этом глубина закалки определена как глубина, на которой твердость снижена до 590 HV, и
передняя кромка (19) выполнена незакаленной за исключением зоны указанной вершины.
2. Режущее полотно по п.1, в котором задняя кромка (21) выполнена с закалкой до глубины в диапазоне 0,02-0,5 мм.
3. Режущее полотно по п.1 или 2, в котором передняя кромка (19) выполнена вогнутой и обращена в заданном направлении вращения полотна (3) вдоль окружности.
4. Режущее полотно по любому из пп.1-3, в котором зубья (11) режущего полотна разделены промежуточными вырезами (13).
5. Режущее полотно по любому из пп.1-4, в котором зуб содержит изгиб (15) и направлен от плоскости внутренних частей полотна.
6. Способ изготовления режущего полотна (3) пилы (1) для расчистки, включающий режущее полотно (3), содержащее зубья (11), отличающийся тем, что
выполняют, по меньшей мере, некоторые из указанных зубьев (11) с передней кромкой (19), задней кромкой (21) и вершиной (17) между передней кромкой (19 )и задней кромкой (21),
закаливают заднюю кромку (21) до глубины в диапазоне 0,02-1,5 мм, при этом глубина закалки определена как глубина, на которой твердость снижена до 590 HV, и
оставляют переднюю кромку (19) незакаленной.
7. Способ по п.6, в котором заднюю кромку (21) подвергают индукционной закалке.
8. Способ по п.6 или 7, в котором заднюю кромку (21) резко охлаждают после закалки.
9. Способ по п.8, в котором зубья впоследствии подвергают отпуску.
10. Способ по любому из пп.6-9, в котором заднюю кромку (21) подвергают закалке до глубины в диапазоне 0,02-0,5 мм.
11. Способ по любому из пп.6-10, в котором во время закалки заднюю кромку (21) первоначально подвергают закалке до большей глубины и впоследствии подвергают шлифованию до достижения глубины закалки диапазона 0,02-1,5 мм.
