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滚花加工工件的方法和滚花工件、用该工件模塑制品的方法

滚花加工工件的方法和滚花工件、用该工件模塑制品的方法

一种用于滚花加工工件的方法和装置,其中滚花图案包括至少两种不同结构的沟纹。该装置具有滚花轮支架,它可使滚花轮绕支架纵轴作角度转动,同时又使滚花轮与纵轴保持点接触。该装置还具有包含有至少两种不同结构的齿的滚花轮。本发明还揭示了一种用滚花加工成的工件模塑成模塑制品、以便将滚花图案的反图案传印在该模塑制品上的方法和所制成的模塑制品、一种用该模塑而成的制品形成结构磨料制品的方法和所制成的磨料制品。

本文中所示的滚花图案具有通过峰顶39和39’的相交所形成的峰点62。当切割轮齿44的整个齿深都与工件相接触,即使工件与从齿脊48到齿谷50的整段边46相接触,就可形成该峰点。用本发明还可获得其它图案。例如,若使滚花齿44仅以它们的部分深度与工件相接触,就可获得一种截头棱锥体,这种棱锥体具有平顶而并非点状峰顶62。通过使齿44与部分深度相接触,边46将不会接触到齿谷50的整个范围。这样可使工件30的部分外表面34保留其原有的未滚花状态,从而向棱锥体60提供截头顶。采用在齿44之间具有平或弯曲齿谷50、或者在48处为边脊之外的平的或其它结构的齿44也可获得截头棱锥体。

生产工具82也可由一种硬化的热固性树脂制成。由热固性材料所制成的生产工具可依据下列工艺过程来制成。将一种未硬化的热固性树脂施加到主工具30上。当该未硬化的树脂位于主工具表面上时,可通过加热来进行硬化或聚合,以使它固定而具有主工具表面图案的反形。然后,从主工具表面上去除已硬化的热固性树脂。生产工具可由一种硬化的辐射固化性树脂制成,诸如丙烯酸化的氨基甲酸酯低聚物。辐射固化的生产工具以与由热固性树脂所制得的生产工具的相同方式制成,所不同的是,它是通过辐射、例如紫外线辐射来进行固化的。

由此可见,需要一种可使滚花轮相对圆柱形工件的旋转轴线以所需角度固定的滚花装置和方法。另外,还需要提供一种可使工件上的滚花图案具有至少两种不同构造的沟纹结构的滚花装置和方法。

就这两种方法而言,倘若采用热固性粘合剂先质,根据粘合剂先质的化学性能,热源可为热能或辐射能。就这两种方法而言,倘若采用热塑性粘合剂先质,热塑性材料冷却,这样它可固化且形成磨料复合体。

由于工件或主工具30绕其圆周具有连续的、不间断的滚花图案,因此可低成本地模塑沿方向D的任意所需长度的生产工具,而不会在模塑图案上产生接缝或间断。这可便于生产任何长度的、具有不间断结构磨料复合图案的结构磨料制品。此类结构磨料制品与由于生产工具中的接缝而在图案中产生接缝或间断的其他结构磨料制品相比,脱壳或剥层的可能性很小。

接着,用同一个滚花轮在第一组沟纹中轻轻地切割,以便减少棱锥体边缘上的毛刺。位于第一组沟纹上的该第二行进路线是从位于在第一行进路线内切割的单方向沟纹的1/2”带(band)内的尾座端处开始的。进行刀架进给,以便从尾座推进至头座,并用手转动工件直到刀架开始沿着那个方向移动为止。三个90°齿与沿第一行进方向切割的沟纹组对齐,而且滚花轮进给到与第一行进路线相同的深度之中。一边用手缓慢地转动工件,一边用一四倍放大镜检查滚花轮被适当地定位指示。起动车床,并重新切割约0.9525厘米(3/8”)的图案。在辊面上相隔90°进行两次深度核查。第一次核查显示切割深度深了0.0025厘米(0.0010英寸),而第二次核查显示该切割深度深了0.0038厘米(0.0015英寸)。此时,在第二组沟纹中存在有显著的毛刺。使切割深度减小0.0025厘米(0.0010英寸)。在另外切割了0.6350厘米(1/4英寸)之后,毛刺显著减少了,但测得其切割深度仍深了0.0025厘米(0.0010英寸)。滚花轮另外退后了0.0019厘米(0.00075英寸),此时,所测得的切割深度深了0.0020厘米(0.0008英寸)。该滚花轮再次退后0.0019厘米(0.00075英寸),但此时的切割深度过浅而使毛刺保留在第一行进沟纹中。使切割深度增大0.0013厘米(0.0005英寸)并作短时间运行之后,在第二组沟纹中观察到了毛刺,但先前略深的切割总的具有少量毛刺。使切割深度再增大0.0013厘米(0.0005英寸)。在作短时间运行之后,两个方向上的一些沟纹没有毛刺,而其它区域内显示仅在若干第二沟纹内存在着少量毛刺。

已根据几个实施例对本发明进行了描述。上述详尽描述和例子仅便于清楚地理解本发明,而不会由此对本发明形成限制。对本技术领域中的普通技术人员而言,只要不脱离本发明的范围还可进行多种变化。因此,本发明的范围应不限于本文所述的细节和结构,而应由权利要求书所述的结构和其结构等效物来决定。

发明概述本发明的一个方面在于提供一种滚花加工工件的方法,该工件具有一纵轴。该方法包括下列步骤:a)将第一组沟纹传印到一工件上,其中该第一组沟纹具有相对工件纵轴的第一螺旋角;其中第一组沟纹包括第一沟纹和第二沟纹,该第二沟纹的结构明显不同于第一沟纹;以及b)将第二组沟纹传印到工件上,其中该第二组沟纹具有相对纵轴的第二螺旋角。第二组沟纹与第一组沟纹相交,从而将一滚花图案传印到工件的外表面上。

滚花工具支架图1中示出了一种其上安装有一滚花轮12的滚花工具支架10的一较佳实施例。该工具支架10包括滚花工具座14、主轴40和旋转驱动组件50。驱动组件50的运作可使延伸穿过主轴40的轴41转动,从而将滚花座14转动到所需的角度取向上,这在下文将作更详细地介绍。主轴40、工具座14和滚花轮12的大小和结构均被做成为:滚花轮绕轴线A转动,以使滚花轮12上的最前点“X”绕轴线A转动而同时又保持在轴线A上。滚花轮上的点X还延伸超出滚花座14的前表面19。此外,工具支架10相对工件30保持在位,以使工具支架的轴线A与工件的纵轴36相交并垂直。

图14和图15示出了一种切割滚花轮工具12的一实施例。滚花轮12沿其外工作表面具有许多齿44。每一个齿44具有齿脊48和第一及第二侧表面52。在每一对相邻齿44之间设有由分别来自该对相邻齿44的侧表面52为界的齿谷50。各滚花轮12还具有主对置表面42(图中仅示出其一)。在齿44的侧表面52与主表面42交会的地方形成有边46。为了进行切割滚花,滚花轮的主表面42最好具有一凹陷。该凹陷在图中被示作为绕滚花轮12的整个圆周延伸的一弧形表面。当滚花轮与工件外表面相接触时,该凹陷提供了一改进的前角。或者,凹陷可呈平坦状或任何其它的结构,以便提供零或正的前角。该凹陷较佳地沿着一个方向延伸至齿脊48,并且自齿脊48向内延伸足够的距离、较佳地至少远至齿谷50,以便改善边46和主表面42的切割特性。正前角较零或负前角而言可提供更有效的切割,并且还减小了工件的毛刺量。

如有必要,也可在现存的沟纹中反复地修整(clean up)切口,以便提供附加的切割深度、或修整沟纹轮廓。

在具备本文中所述的滚花工具支架10的情况下,通过调节螺旋角可使滚花齿的顺序与工件上所形成的结构同步。例如,可能需要用直径为“d”的滚花轮12来滚花加工直径为“D”的工件30,其中该滚花轮具有绕其圆周重复“N”次的变化的齿成形序列。倘若用支架10将滚花轮12设置成使滚花轮的旋转轴线C与工件纵轴36成90°,则工件不会将转动传递给滚花轮。随着支架10沿工件表面作轴向移动,圆周沟纹图案将由以轴向距离来重复的齿的序列来形成,该轴向距离为:(π×d)÷N。

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