硬質(zhì)合金齒圓鋸片在軋鋼企業(yè)、鍛造企業(yè)和機(jī)械加工企業(yè)的定尺切斷、鋼材下料等方面應(yīng)用廣泛，傳統(tǒng)硬質(zhì)合金齒圓鋸片將合金刀塊焊接在鋸片片體外緣切出的齒座上，根據(jù)需要刃磨出相應(yīng)的齒型角度，與各種形式的圓鋸機(jī)配套使用完成鋸切工作。
伴隨著管坯、鋼管和鋼軌以及其他被加工工件的性能越來越高，焊接式硬質(zhì)合金齒圓鋸片的使用壽命已無法讓消費(fèi)者滿足，它是將刀塊焊接在鋸片片體上，刃口磨損或是崩刃后需更換刀塊，但是重復(fù)加熱會導(dǎo)致片體的重復(fù)使用次數(shù)降低；硬質(zhì)合金刀塊的切削性能以無法滿足高鋼級工件的正常鋸切。所以為了提升鋸片的性能，可對鋸齒刃口采用涂層處理，涂層具有高硬度、化學(xué)惰性、低熱擴(kuò)散率和抗循環(huán)疲勞等性能，對其延長鋸片使用壽命有著十分顯著的效果。為加強(qiáng)鋸片的使用性能、延長刀塊使用壽命，在傳統(tǒng)硬質(zhì)合金齒圓鋸片生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，借鑒各類數(shù)控刀具的結(jié)構(gòu)型式以及刀片機(jī)卡式硬質(zhì)合金齒圓鋸片的制造經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了刀片可轉(zhuǎn)位機(jī)卡式硬質(zhì)合金齒圓鋸片。
刀片可轉(zhuǎn)位機(jī)卡式硬質(zhì)合金齒圓鋸片的特點(diǎn)在于鋸齒刀片采用機(jī)卡方式安裝在鋸片片體的齒座上，通過在齒座上的兩個(gè)刀片定位面加工出適當(dāng)?shù)慕嵌?，?shí)現(xiàn)鋸齒具有徑向隙角和切向隙角兩個(gè)關(guān)鍵要素。將刀片加工出帶有四條可轉(zhuǎn)位的切削刃，做好涂層處理后再裝卡到鋸片片體上，在鋸切過程中當(dāng)部分鋸齒刃口出現(xiàn)破損時(shí)，通過調(diào)整該刀片的切削刃位置，從而實(shí)現(xiàn)鋸齒刀片的多次使用，縮短鋸片修復(fù)時(shí)間，降低鋸切成本，提高鋸片重復(fù)利用率，延長鋸片使用壽命。不僅能提高鋸切效率，還能在很大程度上降低操作員的勞動強(qiáng)度，減少鋸片庫存，節(jié)約鋸切成本。
刀片可轉(zhuǎn)位機(jī)卡式硬質(zhì)合金齒圓鋸片，片體材料選擇75Cr1或8CrV，片體的熱處理硬度為35~37HRC。其成分如下表所示。
刀片材料采用牌號P25~P40系列的超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金，超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金的WC晶粒度在0.5μm以下，是普通硬質(zhì)合金WC晶粒度的幾分之一到幾十分之一，晶粒經(jīng)過細(xì)化后，其刀片的硬度、耐磨性、抗彎強(qiáng)度和抗崩韌性明顯提升。
鋸片片體中心孔周圍分布有6個(gè)傳動孔，主要用于鋸片安裝定位，安裝時(shí)使用螺栓固定在鋸機(jī)上。片體經(jīng)過激光切割加工出帶有中心孔、傳動孔及齒座平面的毛坯，經(jīng)熱處理、校平、磨削內(nèi)孔、齒座磨削和片體兩側(cè)面磨削等加工工序，對端跳、徑跳和平面度等硬性指標(biāo)進(jìn)行檢測、控制，完成片體的初步加工。然后在數(shù)控加工機(jī)床上加工片體的隔齒相同的F、N兩個(gè)定位斜面及帶有與F、N兩個(gè)斜面相垂直的定位斜面M的齒座定位凸臺，并在片體齒座F斜面上與定位斜面F垂直的方向加工出定位螺紋孔。
帶平底面的齒座與帶斜底面的齒座區(qū)別在于:①定位面F相對于鋸片軸向無斜度；②定位凸臺M與定位面F垂直；③通過增加帶有相應(yīng)斜度并且?guī)в卸ㄎ煌椎亩ㄎ粔|片形成徑向隙角的斜度。片體初步加工過程與帶有斜底面齒座的片體加工相同，初步加工完成后，在數(shù)控加工機(jī)床上加工片體的隔齒相同的定位斜面N及與N斜面相垂直的齒座定位凸臺M，在與平底面齒座F相垂直的方向加工出定位螺紋孔。定位墊片在專用磨床上進(jìn)行加工，確保尺寸和精度符合要求。
刀片帶有雙面對稱的安裝沉孔，供機(jī)夾螺絲安裝之用，刀片整體設(shè)計(jì)成長方體形狀，以便加工制造，四條形狀、尺寸相同的切削刃，供互換使用，刀片經(jīng)過毛坯壓制、燒結(jié)、磨削加工、涂層處理等工序加工而成。
刀片在片體上安裝時(shí)，側(cè)面與齒座定位斜面緊密配合，用高強(qiáng)度的螺絲與片體壓接在一起。刀片齒型徑向隙角和切向隙角的數(shù)值根據(jù)鋸切要求由定位斜面的加工角度進(jìn)行確定。刀片前角在磨削時(shí)加工出來，后角由片體齒座底面的斜度自然形成，在后刀面上可根據(jù)需要加工出斷屑槽。帶有平底座的刀片組裝圖與帶有斜底面的刀片組裝圖結(jié)構(gòu)相似，只是斜底面的斜度由定位墊片形成。
鋸齒涂層的成分根據(jù)涂層性能和鋸片的鋸切要求進(jìn)行選擇。TiAlN涂層是在硬質(zhì)合金刀塊中應(yīng)用范圍較廣泛的涂層材料，硬度為3400HV~3600HV，抗氧化溫度800℃[2]。TiAlN在切削加工中能氧化生成Al2O3，形成一層硬質(zhì)惰性保護(hù)膜，起到抗氧化和耐擴(kuò)散磨損作用，是作為加工高合金鋼、不銹鋼、鈦合金等金屬材料的優(yōu)選涂層。而AlCrN涂層是繼TiAlN之后新開發(fā)的新型涂層材料，獨(dú)特的立方晶格結(jié)構(gòu)使它具有高紅硬性和高耐磨性，硬度為2800HV~3200HV，可在溫度達(dá)到1100℃時(shí)仍保持高硬度，韌性優(yōu)于TiAlN，更適合斷續(xù)切削。適用于齒輪滾刀、立銑刀等多種硬質(zhì)合金刀具，特別是切削加工不銹鋼時(shí)具有良好的卷屑與斷屑性能。
刀片可轉(zhuǎn)位機(jī)卡式硬質(zhì)合金齒圓鋸片，解決了大部分鋸片無法進(jìn)行涂層的問題，而且具有重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)。刀片磨削好齒型要素后，根據(jù)鋸切要求，對刀片進(jìn)行涂層，可使鋸片切削壽命得到提高。刀片涂層采用真空離子鍍膜方法，其原理如下：真空室抽真空至真空度達(dá)到10-4Pa，通過充氣系統(tǒng)向室內(nèi)通入氬氣使室內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到1~10-1Pa，當(dāng)?shù)镀鄬φ舭l(fā)源加上負(fù)高壓之后，刀片與蒸發(fā)源之間形成一個(gè)等離子區(qū)。由于處于負(fù)高壓的刀片被等離子包圍，受到等離子體中的離子沖擊，因此它就可以有效地消除刀片表面吸附的氣體和油污，使成膜過程中的膜層表面始終保持清潔。同時(shí)，膜材蒸氣粒子受到等離子體中正離子和電子的碰撞，其中一部分被電離成正離子，正離子在負(fù)高壓電場的作用下，被吸引到刀片上成膜。涂層加工過程中，需控制涂層厚度3μm~5μm，涂層太薄，會導(dǎo)致刀片耐磨性差，鋸片使用壽命無明顯提升；如太厚，涂層易發(fā)生龜裂，影響鋸齒使用壽命。
刀片可轉(zhuǎn)位機(jī)卡式硬質(zhì)合金齒圓鋸片，選用分體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)大直徑鋸片的鋸齒刀片涂層處理，明顯延長鋸片的鋸切壽命，降低鋸切成本。通過片體齒座加工的斜面形成了齒型的徑向隙角和切向隙角，省掉磨削隙角工序。鋸齒刀片設(shè)計(jì)為四面刃結(jié)構(gòu)，提高鋸齒利用率，減少刀塊的庫存，節(jié)約用戶采購成本。
