发明概述
本发明的一个目的是提供一种用在诸如切削锯床、磨床和空心钻机床等
装置内的、分别用于切削、磨削和钻削砖块、水泥、花岗岩、大理石等可挤
压材料的金刚石工具，它具有部件式切削刀片，所述切削刀片包括多个金刚
石层部件，每一部件上至少有两个金刚石层在工具的旋转方向上沿纵向设
置，以在切削工作时在可挤压材料中形成至少两个微观切削槽，从而使切削
槽之间的可挤压材料部分，能够很容易地被金刚石层部件的无金刚石部分挤
压，以增强工具的切削能力。
本发明的另一个目的是提供一种用在诸如切削锯床、磨床和空心钻机床
等装置内的金刚石工具，它具有下述结构，即其中部件式切削刀片能够在切
削工作时产生尺寸相对大的切屑，使得这些切屑能够很容易地排出，减小与
工具的部件式刀片的摩擦，从而提高切削能力并防止切屑弥散在空气中，并
改善了对使用者健康有害的环境污染状况。
本发明的另一个目的是提供一种用在诸如切削锯床、磨床和空心钻机床
等装置内的金刚石工具，它具有部件式切削刀片，所述切削刀片包括多个金
刚石层部件，每一部件的金刚石层内的金刚石颗粒都以给定的图案分布，以
减少采用的金刚石颗粒的数量，从而减少工具制造费用。
为了实现这些目的，根据本发明所述的用于切削、磨削或钻削可挤压材
料的装置中的具有部件式切削刀片的金刚石工具，包括与电机轴相连的轮
体，和用于切削、磨削和钻削可挤压材料的部件式切削刀片，所述切削刀片
包括：多个沿着轮体的圆周以预定间隔设置的金刚石层部件，每一金刚石层
部件上至少有两个在纵向上设置的、并与包含金刚石颗粒的工具的旋转方向
平行的金刚石层；以及设置在金刚石层之间的不包含金刚石颗粒的无金刚石
部分。
在本发明的这一实施例中，部件式切削刀片还包括多个无金刚石层部
件，在每一无金刚石层部件上，金刚石颗粒无规则地散布在其内部和表面，
无金刚石层部件和金刚石层部件交替设置在轮体的圆周上。
另外，金刚石层部件的每一金刚石层中的金刚石颗粒以给定的图案或布
局分布，例如具有栅格形区域的单层或双层图案。
另外，在每一金刚石层部件的无金刚石部分，金刚石颗粒可以以比无金
刚石层部件或金刚石层部件的金刚石层的密度更小的密度分布。
在本发明的另一实施例中，用于切削、磨削或钻削可挤压材料的装置中
的金刚石工具，包括与电机轴相连的轮体和用于切削、磨削或钻削可挤压材
料的部件式切削刀片，所述切削刀片包括：多个沿着轮体的圆周以预定间隔
设置的金刚石层部件，每一金刚石层部件上具有无金刚石部分，所述无金刚
石部分包括设置在其内表面中央的下陷部分，和设置在其外表面的两边缘处
的切削部分；和多个在纵向上设置的并与工具旋转方向平行的金刚石层，它
们分别设置在无金刚石部分的切削部分的底面上，以及被下陷部分和切削部
分分隔或压下的、金刚石层部件的无金刚石部分的内、外表面上。
在本发明的这一实施例中，金刚石层部件设置在轮体圆周上，使得下陷
部分和切削部分交替朝向内侧或外侧。
另外，无金刚石部分的切削部分的底面，设置在位于金刚石层部件的无
金刚石部分的内外表面之间的中央部分的平面上，使设置在其上的金刚石层
在工具的切削工作期间形成一条切削直线。
在本发明的另一实施例中，用于切削、磨削或钻削可挤压材料的装置中
的金刚石工具，包括与电机轴相连的轮体，和用于切削、磨削和钻削可挤压
材料的部件式切削刀片，所述切削刀片包括：多个沿着轮体的圆周以预定间
隔设置的金刚石层部件，每一金刚石层部件上具有无金刚石部分，所述无金
刚石部分包括至少一个设置在其内或/和外表面上的下陷部分；和多个在纵向
上设置的并与工具旋转方向平行的金刚石层，它们分别设置在无金刚石部分
的下陷部分的底面上，以及被下陷部分分隔或/和未分隔的金刚石层部件的、
无金刚石部分的内或/和外表面上。
在本发明的这一实施例中，金刚石层部件具有四个内和外下陷部分，它
们设置成在其内、外表面上以预定间隔相互交错的形式。
要求无金刚石层部分的内外表面的下陷部分的所有底面的深度，是金刚
石层部件厚度的一半，以使设置在其上的金刚石层在刀具切削工作期间形成
一个线性切削线。
但是，无金刚石部分的每一内外表面的下陷部分的底面的深度，可以小
于金刚石层部件的无金刚石部分的厚度的一半，以使设置在其上的金刚石层
在刀具切削工作期间形成至少两条线性切削线。
附图简要描述
下面将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细描述，由此本发明的
上述目的和其他优点将更清楚地体现出来，其中：
图1是用在切削锯床中的传统金刚石工具或刀具的正视图，其中金刚石
颗粒无规则地散布在切削部件的内部和表面上；
图2是图1所示金刚石刀具的局部立体图；
图3A是沿图2所示A-A剖开的金刚石刀具的局部截面图；
图3B是图1所示传统金刚石刀具的局部截面图，表示了切削部件工作时
的状态；
图4A和4B是根据本发明所述的分别用在切削锯床和空心钻机床中的金
刚石工具的立体图，包括多个金刚石层部件，两金刚石层的每一层都在工具
的旋转方向上，分别沿纵向设置在每一金刚石层部件的无金刚石部分的内、
外表面上，以在切削工作时在可挤压材料中形成两个微观线性切削槽；
图5A是沿图4A所示B-B剖开的本发明金刚石工具的局部截面图；
图5B是图4A或4B所示的本发明金刚石工具的局部截面图，表示了金刚
石层部件工作时的状态；
图6是本发明的金刚石工具的局部截面图，三个金刚石层在工具的旋转
方向上，分别沿纵向设置在每个金刚石层部件的无金刚石部分的内、外表面
中以及内、外表面之间，以在切削工作时在可挤压材料中形成三个微观线性
切削槽；
图7是本发明的金刚石工具的局部截面图，四个金刚石层在工具的旋转
方向上，分别沿纵向设置在每个金刚石层部件的无金刚石部分的内、外表面
中以及内、外表面之间，以在切削工作时在可挤压材料中形成四个微观线性
切削槽；
图8A和8B是根据本发明所述的分别用在切削锯床和空心钻机床中的金
刚石工具的立体图，包括位于轮体圆周上的与金刚石层部件交替设置的无金
刚石层部件；
图9A和9B是图8A和8B所示的金刚石工具的局部侧视图和底视图；
图10A和10B是根据本发明另一实施例所述的分别用在切削锯床和空心
钻机床中的金刚石工具的立体图，多个金刚石层的每一层，都分别沿纵向设
置在金刚石层部件的无金刚石部分的切削部分的底面上和内、外表面上；
图11是图10A或10B所示金刚石工具的局部立体图；
图12A和图12B是图10A和10B所示金刚石工具的局部侧视图和底视
图；
图13是本发明所述金刚石工具的局部剖视图，该视图与沿图10A中C-C
和D-D剖开的截面图重叠，以表示金刚石层部件工作时的状态；
图14A和14B是根据本发明另一实施例所述的、分别用在切削锯床和空
心钻机床中的金刚石工具的局部侧视图和底视图，其中金刚石层部件具有四
个内、外下陷部分，这些部分设置成在金刚石层部件的内、外表面上以预定
的间隔相互交错的形式；
图15是本发明所述金刚石工具的局部剖视图，该视图与沿图14A中E-E
和F-F剖开的截面图重叠，以表示金刚石层部件工作时的状态；
图16A和16B是本发明所述金刚石工具的局部侧视图和底视图，无金刚
石部分的每一内、外表面的下陷部分的底面深度，小于金刚石层部件的无金
刚石部分的厚度的一半；
图17是本发明所述金刚石工具的局部剖视图，该视图与沿图16A中G-G
和H-H剖开的截面图重叠，以表示金刚石层部件工作时的状态；和
图18A、图18B和图18C是用在本发明所述的切削锯床中的金刚石工具的
局部侧视图，在图4A、6和10A所示的每一金刚石层部件的无金刚石部分中，
金刚石颗粒以比金刚石层部件的金刚石层密度或无金刚石层部件的密度更
低的密度分布。
优选实施例的详细描述
在参照附图进行描述的本发明各个实施例中，本发明是应用于切削锯床
和空心钻机床中的。
参见图4A和4B，它们表示了根据本发明一个优选实施例所述的、用在
诸如切削锯床和空心钻机床等，用于切削和钻削可挤压材料装置中的金刚石
工具10和20。
这里，应该理解到，由于除了轮体11和21分别是盘形和圆柱形外，用于
切削锯床和空心钻机床的每一金刚石工具10和20都具有相同的结构，所以下
文仅对用于切削锯床的金刚石工具或刀具10进行描述。
用于切削锯床的、金刚石刀具10包括与电机轴相连的轮体11，以及设置
在轮体11的圆周上和排泄槽13之间的、用于切削和磨削可挤压材料的部件式
的切削刀片，所述轮体11具有多个用于容纳和排放在切削过程中产生的细小
切屑的排泄槽13。
部件式切削刀片包括多个以预定间隔设置在轮体11的圆周上的金刚石
层部件12。
每一金刚石部件12由两个分别沿纵向设置在其内、外表面上、并且平行
于刀具10的旋转方向的薄金刚石层14和15，以及设置在两金刚石层14和15之
间的无金刚石部分17组成，如图5A和5B所示。
薄金刚石层14和15由金刚石颗粒和磨削材料、金属颗粒以及树脂和陶瓷
颗粒构成，金属颗粒包括钴、镍、青铜、黄铜等。
薄金刚石层14和15中的金刚石颗粒16无规则地散布在金刚石层中，或者
以诸如具有栅格区域的单层或双层图案等给定的模形或布局设置，以减少金
刚石颗粒的使用量。
无金刚石部分17由磨削材料、金属以及树脂和陶瓷构成，金属可以是
钴、镍、青铜、黄铜等。
薄金刚石层14和15用作防止每一金刚石层部件12的上表面边缘区域损
伤，并在切削工作时在可挤压材料19中形成两个微观线性切削槽18和18″，如
图5B所示。
因此，位于两切削槽18和18″之间的可挤压材料19上的部分18′，能够很
容易地被无金刚石部分17的轻微摩擦力和旋转冲击力挤压，从而在切削工作
时，使金刚石层部件12的无金刚石部分17产生相对较大尺寸的切屑，使得这
些切屑在与刀具10的金刚石层部件12的摩擦力降低的情况下，很容易地被排
出，从而提高了切削性能并防止切屑散布在空气中。
在本发明的这一实施例中，应该注意到每一金刚石层部件12都可以由包
含三个或四个薄金刚石层34、35和36或者43、44、45和46，以及设置在三个
或四个薄金刚石层34、35和36或者43、44、45和46之间的无金刚石部分38或
48的部件32或42所替代，上述各金刚石层都分别沿纵向与刀具30和40的旋转
方向平行设置，以在切削工作时在可挤压材料中形成三个或四个微观线性切
削槽，如图6和7所示。
在这种情况下，位于微观线性切削槽之间的可挤压材料部分，能够很容
易地、被比具有两个薄金刚石层14和15的金刚石层部件12的摩擦力和旋转冲
击力还要小的、摩擦力和旋转冲击力所挤压。
另外，部件式切削刀片还包括多个无金刚石层部件56或66，金刚石颗粒
57或67无规则地散布在上述每一部件中或者其表面上，如图8A和8B所示。
无金刚石层部件和金刚石层部件56和52、或66和62，交替设置在工具50
或60的轮体51或61的圆周上，如图9A和9B所示。
另外，如图18A和18B中的刀具160或170的无金刚石部分168或178所
示，金刚石颗粒167或179能散布在其中，其密度低于每一金刚石部件162或
172或上述无金刚石层部件56或66的、金刚石层164和165、或174、175和176
的密度。
参见图10A和10B，它们表示了根据本发明另一实施例所述的用在诸如
切削锯床和空心钻机床等，用于切削和钻削可挤压材料装置中的金刚石工具
70和90。
这里，也应该理解到，由于除了轮体71和91分别是盘形和圆柱形外，用
于切削锯床和空心钻机床的每一金刚石工具70和90都具有相同的结构，所以
下文仅对用于切削锯床的金刚石工具或刀具70进行描述。
用于切削锯床的金刚石刀具70包括与电机轴相连的轮体71，以及用于切
削和磨削可挤压材料的部件式的切削刀片，所述轮体71具有多个用于容纳和
排放在切削过程中产生的细小切屑的排泄槽73。
切削刀片包括多个以预定间隔设置在轮体71的圆周上的金刚石层部件
72，每一金刚石层部件72包括无金刚石部分79和切削部分77和77′，无金刚石
部分79具有设置在金刚石层部件内表面中央的下陷部分76，切削部分77和77′
设置在外表面的两边缘处。
每一金刚石层部件72还包括多个沿纵向分别与刀具的旋转方向平行设
置的金刚石层个78、78′、74、74′和75，它们位于无金刚石部分79的切削部分
77和77′的底面，和被下陷部分76和切削部分77和77′分隔或压下的无金刚石部
分79的内、外表面上。
很希望金刚石层部件72的无金刚石部分79的内表面上的金刚石层74和
74′的区域，与无金刚石部分79的外表面上的金刚石层75相同，以使两金刚石
层74、74′和75的切削能力平衡。
无金刚石部分79的切削部分77和77′的底面，位于形成金刚石层部件72
的无金刚石部分79的内、外表面之间的中央部分的平面周围，使得设置在其
上的金刚石层78和78′在刀具70的切削工作过程中，在可挤压材料85中形成一
个微观线性切削槽82，如图11、12A、12B和13所示。
因此，位于无金刚石部分79的切削部分77和77′的底面、和金刚石层部件
72的无金刚石部分79的外表面上的金刚石层78、78′、74、74′和75，在可挤压
材料85中形成三个微观线性切削槽81、82和83，以使微观线性切削槽81、82
和83之间的可挤压材料85的部分85′和85″，能够在刀具70的切削工作期间，
很容易地被无金刚石部分79的轻微摩擦力和旋转冲击力挤压，如图13所示。
金刚石层部件72或92设置在轮体71或91的圆周上，使得下陷部分76和切
削部分77和77′交替朝向内侧和外侧，如图12A和12B所示。
另外，如图18C中的刀具180的每一金刚石层部件182的无金刚石部分186
所示，金刚石颗粒187能散布在其中，其密度低于金刚石层部件182的金刚石
层的密度。
在本发明的另一个实施例中，用在诸如切削锯床和空心钻机床等装置中
的金刚石工具100和120，分别包括用于切削和钻削可挤压材料的部件式切削
刀片，它包括多个在轮体101或121的圆周上以预定间距设置的金刚石层部件
102或122，如图14A和14B所示。
也应该理解到，由于用于切削锯床和空心钻机床的每一金刚石层部件
102和122都具有相同的结构，所以下文仅对用于切削锯床的层部件102进行
描述。
每一金刚石层部件102包括：无金刚石部分116，该部分在内表面和外表
面上具有四个内部和外部下陷部分106、106′、107和107′；和多个沿纵向设置
的平行于刀具100旋转方向的金刚石层108、108′、109、109′,104、104′、105、
105′和105″，它们分别位于无金刚石部分116的下陷部分106、106′、107和107′
的底面，和被无金刚石部分116的下陷部分106、106′、107和107′分隔的、金
刚石层部件102的无金刚石部分116的内、外表面上，如图14A所示。
在金刚石层部件102的无金刚石部分116的内、外表面上，四个内、外下
陷部分106、106′、107和107′以预定间隔相互交错设置。
很希望无金刚石层部分116的下陷部分106、106′、107和107′的所有底部
表面的深度，是金刚石层部件102的无金刚石部分116的厚度一半，以使设置
在其上的金刚石层108、108′、109和109′，在刀具100切削工作期间在可挤压
材料115上形成一个微观线性切削槽112，如图15所示。
因此，位于下陷部分106、106′、107和107′的底面，和金刚石层部件102
的无金刚石部分116的内、外表面上的多个金刚石层104、104′、104″、105、
105′、105″,108、108′、109和109′，在可挤压材料115上形成三个微观线性
切削槽111、112、113，以使微观线性切削槽111、112和113之间的可挤压材
料115，能够在刀具100的切削工作期间，很容易地被无金刚石部分116的轻
微摩擦力和旋转冲击力挤压，如图15所示。
另外，无金刚石层部分146的每一内、外表面的下陷部分136、136′、137
和137′的底面的深度，小于金刚石层部件132的无金刚石部分146厚度的一
半，以使设置在其上的金刚石层138、138′、139和139′，在刀具130或150切
削工作期间在可挤压材料145上，形成两个微观线性切削槽142，如图16A、
16B和17所示。
因此，在这种情况下，位于下陷部分136、136′、137和137′的底面，和
每一金刚石层部件132的无金刚石部分146的内、外表面上的金刚石层134、
134′、134″、135、135′、135″,138、138′、139和139′，在可挤压材料145上
形成个四微观线性切削槽141、142、143和144，以使微观线性切削槽141、
142、143和144之间的可挤压材料145，能够在刀具130的切削工作期间，很
容易地被无金刚石部分146的轻微摩擦力和旋转冲击力挤压，如图17所示。
下文将描述根据本发明所述的用在切削锯床和空心钻机床等装置中的
金刚石工具的操作方法。
参见图5B，该图表示了根据本发明一个实施例所述的金刚石刀具10的操
作方法，其中两个薄金刚石层14和15分别沿纵向设置在金刚石层部件12的无
金刚石部分17的内、外表面上。
首先，当轮体11在与其轮轴相连的电机驱动下旋转以切削砖块、水泥、
花岗岩、大理石等可挤压材料19时，金刚石层部件12开始磨削可挤压材料
19，以在其中沿着预定直线形成切削槽。
此时，由于包括金刚石颗粒16的薄金刚石层14和15设置在每一金刚石层
部件12的内、外表面上，所以每一金刚石层部件12的两边缘都比其中心损伤
小，因此，在可挤压材料19的切削槽中形成了两个微观线性切削槽18和18″，
如图5B所示。
通过形成切削槽18和18″，其间的可挤压材料19上的部分18′受到削弱，
并能够很容易地被无金刚石部分17的轻微摩擦力和旋转冲击力挤压。
因此，金刚石层部件12的无金刚石部分17能够产生尺寸相对大的切屑，
并且由于与刀具10的金刚石层部件12之间的摩擦力减小，上述产生的切屑就
能够很容易地从轮体11的排泄槽13中排到外面，从而提高了切屑性能并防止
了切屑散布在空气中。
在这种方式下，通过反复操作金刚石刀具10的每一金刚石层部件12，就
能够沿着预定直线切削可挤压材料19。
参见图13、15和17，它们表示了根据本发明其他实施例所述的金刚石刀
具70、100和130的操作方法。
除了位于无金刚石部分的内、外表面和切削部分或下陷部分上的金刚石
层，在可挤压材料上形成三个或四个线性切削槽以外，这些金刚石刀具70、
100和130的操作与上述实施例中金刚石刀具10的操作相同。
从上面的描述中可以清楚地看出，本发明提供了一种具有部件式切削刀
片的金刚石工具，所述切削刀片包括多个金刚石层部件，每一部件上至少有
两个金刚石层在工具的旋转方向上沿纵向设置，以在切削工作时在可挤压材
料中形成微观切削槽，从而使切削槽之间的可挤压材料部分，能够很容易地
被金刚石层部件的无金刚石部分挤压，以增强工具的切削能力。
另外，本发明还提供了一种具有下述结构的金刚石工具，其中部件式切
削刀片能够在切削工作时产生尺寸相对大的切屑，使得这些切屑能够很容易
地排出，以减小与工具的金刚石层部件的摩擦，从而提高切削能力并防止产
生弥散在空气中的切屑，并改善了对使用者健康有害的环境污染状况。
另外，本发明还提供了一种具有部件式切削刀片的金刚石工具，所述切
削刀片包括多个金刚石层部件，每一部件的金刚石层内的金刚石颗粒都以给
定的图案分布，以减少采用的金刚石颗粒的数量，从而减少工具的制造成
本。