專利名稱：用于制造有齒傳送帶的模子的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于制造有齒傳送帶的模子的方法和裝置。
有齒傳送帶的模子通常是管狀的鋼輥，在其周緣表面線性地形成著諸齒狀體。在用例如丁苯橡膠或塑料管材料制造有齒傳送帶時，這種鋼輥就作為內(nèi)芯之用。制作有齒傳送帶的材料被加熱后，就壓進制作有齒傳送帶的模子，從而制作有齒傳送帶用的模子上的齒就在傳送帶上形成諸齒的母體。從圓柱形坯件通過銑削制造用于生產(chǎn)有齒傳送帶的模子是已知的技術。由于目前對有齒傳送帶的齒的幾何形狀的精度的要求越來越高，因此齒表面必須盡可能光滑，也就是說，如果可能，用于生產(chǎn)有齒傳送帶的模子上最好沒有任何銑前的斑痕。因此，如果用于生產(chǎn)有齒傳送帶的模子是用銑削工藝制成的，那就有必要對模子的表面進行后道加工處理。
此外，齒的幾何形狀也越來越多，這是為了要滿足較高性能要求和運行時盡量減少噪聲的要求的緣故。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于制造上述有齒傳送帶的模子的方法和裝置，使用這種方法和裝置，除了可以獲得高幾何精度以外，模子也可以具有較高的表面質(zhì)量。
本發(fā)明的這一目的是通過這樣一種方法來實現(xiàn)的，其中，使用了一金屬切削工具，把所需要的有齒傳送帶的諸齒的母體形成在工件上，此工件基本上在加工處理前是一圓柱形工件，至少有一個具有成形輪廓的圓周的、旋轉(zhuǎn)的磨輪被用作加工工件的工具。此周緣成形輪廓對應于生產(chǎn)有齒傳送帶用的模子的一個完整的齒廓的輪廓。
所以，用于生產(chǎn)有齒傳送帶的諸齒的母體不是銑削出來而是用具有專門輪廓的磨輪磨制出來的。此磨輪可以平行于工件的長度方向的中心軸線進行磨削運動。這樣，完工后的工件的表面就可以具有高質(zhì)量的表面而沒有必要再進行后道加工處理。從一個齒的頂部到相鄰一個齒的頂部的完整的區(qū)域被理解為一齒廓。磨削兩個相鄰齒廓線就導致生產(chǎn)出模子的一個完整的齒，也就是說，模子的外徑也就磨削出來了。在生產(chǎn)過程中，冷卻期間的有齒傳送帶材料的收縮對模子的齒輪線的幾何形狀的影響必須考慮進去。
帶輪廓成形磨輪的使用還可以非常容易地在齒輪廓中生產(chǎn)出精細的子結構，例如在齒邊緣的區(qū)域中形成波形的子齒廓。例如可以把平行于模子軸線的槽引入齒輪廓中。具有這種類型的子輪廓結構的有齒傳送帶在德國專利19908672 C1中有所揭示。
本發(fā)明的方法還可以這樣來實施，即，磨輪的周緣輪廓可以用一CNC(計算機數(shù)控)的修整銷形成和/或修整。修整工序之所以需要是因為磨輪會逐步磨損。CNC控制器可以用來引入幾乎任何形狀的輪廓以及高度精確地在磨輪周緣進行修整，而這樣就可用相對較簡單的方式生產(chǎn)種種不同的齒的幾何形狀。
本發(fā)明的方法還可以這樣來實施，即，周緣輪廓在一具有輪廓修正成型區(qū)域的輪廓修正成形件上被生產(chǎn)出來或修整出來。在這種情況下，修整時就用不著CNC控制器。因為該修正成型區(qū)域上有一個固定的輪廓。如果要生產(chǎn)的是大批具有相同齒幾何形狀的齒時，這一方法就是非常有利的。
最后，本發(fā)明的方法還可以這樣來實施，即，對旋轉(zhuǎn)的磨輪的修整和其后對工件的磨削可以在一次磨輪相對于工件的線性平移移動中完成。這可以通過對輪廓修正成形件的適當?shù)亩ㄎ粊韺崿F(xiàn)。如果對輪廓成形修整件相對于工件進行了高精度的定位及調(diào)節(jié)，那么，輪廓修正成形件的修整區(qū)域的輪廓線就可以提供對每一磨削操作的正確的磨削的形狀。這就是說，輪廓成形修整區(qū)域必須正確地與所要求的磨削線對齊。在齒輪廓的幾何形狀在工件上磨削出以后，工件就相應于齒幾何形狀的基準圓校正旋轉(zhuǎn)一個角度。磨輪在修整件的修整區(qū)域上被引導經(jīng)過以進行再次修正。并且在繼續(xù)進行的線性平移移動中，對工件進行下一步的磨削操作。假定修整區(qū)域不是磨損得較厲害，那么，在修整后，磨輪相對于工件就始終處在正確的相對高度上。在磨修整區(qū)域如果出現(xiàn)磨損情況，此磨損就可以通過人工或自動調(diào)節(jié)來加以補償。
在磨輪及工件之間的相對移動可以通過磨輪相對于機座或工具夾的移動而得以實現(xiàn)。
本發(fā)明的上述目的是通過一種裝置而實現(xiàn)的，這一裝置包括一工件夾具；一旋轉(zhuǎn)裝置，利用此旋轉(zhuǎn)裝置，至少一個基本上是圓柱形的、夾在工件夾具中的工件可以以有控制的方式繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)一預定的角度；一金屬切削工具，它可相對于工件夾具移動，所以至少一個工具是一磨輪；還包括一修整裝置，該修整用于修整該至少一個磨輪的特定圓緣輪廓，磨輪的周緣輪廓可以被修整得使它對應于所需要的傳送帶齒的一完整的齒廓線的輪廓截面。
本發(fā)明的裝置還可以這樣來實施，也就是說，修整包括至少一個修整銷，銷包括一在其面向磨輪圓周的一端上的高硬度硬質(zhì)體。此硬質(zhì)體可以相對于磨輪沿軸向和徑向移動，并且可以用一個可編程的控制單元加以控制。
在修整時，修整銷以其硬質(zhì)體沿著旋轉(zhuǎn)磨輪的圓周移動，所述硬質(zhì)體例如是一金剛石，使用一CNC控制器，可以形成幾乎所有的輪廓形狀。
此外，本發(fā)明還可以有利的方式這樣來實施，即，至少另一個修整銷可以繞著一修整樞軸線旋轉(zhuǎn)，此樞轉(zhuǎn)軸線垂直于軸向及徑向方向并且穿過硬質(zhì)體，修整樞軸軸線提供了為形成所需的齒輪廓形狀的又一種變化的可能性。所述硬質(zhì)體一般具有一圓弧形狀的截面，至少在它的加工工件的區(qū)域是這樣的。修整樞軸線然后垂直于此截面通過相對于圓弧半徑的硬質(zhì)體的中心。
本發(fā)明的裝置還可以這樣來實施，即，修整裝置包括至少一輪廓成形修整件，它具有一輪廓成形修整區(qū)域，該區(qū)域的輪廓是至少與該至少一個磨輪的所需周緣輪廓的至少一部分是相對應的、相反而匹配的輪廓。
這些本發(fā)明實施的變形可以不必使用復雜的CNC控制器來使修整裝置移動。如果輪廓形狀不需變化的話，此齒成形修整件就是特別合適的。
此外，本發(fā)明也可以有利地以如下方式實施，即，齒廓成形修整單元是一修整用的金剛石制的硬質(zhì)體，例如它具有一刃狀的修整區(qū)。
然而本發(fā)明的裝置還可以這樣來實施，即，齒輪成形修整件可以是一個可旋轉(zhuǎn)的輥，此輥具有一旋轉(zhuǎn)對稱的修整區(qū)域。
所述磨輪必須始終有足夠的強度以便能在工件上進行高質(zhì)量的表面磨削。然而，磨削輪的材料又必須足夠柔軟以便它不會磨損修整用的裝置。
最后，根據(jù)本發(fā)明的裝置可以這樣來實施，即，該至少一個齒輪輪廓成形修正件被定位并且相對于工件夾具可以在它加以調(diào)節(jié)，即，從該至少一被夾定的工具的長度方向的中心軸線的方向看，修整區(qū)的輪廓在工具面上的投影對應于在磨前過程中所需要磨削的截面的輪廓。
采用這種安排，使用一次的線性平移移動，就可以先引導旋轉(zhuǎn)的磨輪沿著輪廓成形硬質(zhì)體操作，同時完成對磨輪周緣輪廓的所需的修正，隨后進行對工件的磨前加工。這樣，在磨削過程中磨輪對直徑向方向中的工件的長度中心軸線的調(diào)節(jié)就不再需要。此外，在修整過程中從磨輪直徑產(chǎn)生了多少磨削量就毫不重要，因為刃口的輪廓或者齒輪廓成形輥的輪廓在磨削過程中是與所需磨削是完全對準的。
下面，將結合附圖對本發(fā)明作詳細的說明。


圖1是本發(fā)明磨削裝置的側視示意圖。
圖2是一磨輪及一用于生產(chǎn)有齒傳送帶的模子在磨削過程中的示意圖。
圖3是示出在修整過程中一磨輪的示意圖。
圖4示出了具有固定齒廓成形輪廓的金剛石的磨削裝置。
圖5示意性地示出了一具有齒廓成形輪廓的金剛石。
圖1示出的磨削裝置具有一機器座1，其上安裝著一可以作水平移動的磨削臺2。磨臺2支持著一工件夾具3，在夾具3中，用于制模的輥形坯件4夾在裝置的部分16及一外支持件17之間。坯件4可以通過一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器5，用一旋轉(zhuǎn)板6以可控方式繞旋轉(zhuǎn)的水平軸線7旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸線7同時形成坯件4的長度方向的中心軸線。工件夾具3包括一高精度的直接測量系統(tǒng)(在此未分開示出)，通過它可以精確設定旋轉(zhuǎn)的角度。一磨輪9可旋轉(zhuǎn)地裝在工件夾具3上面的磨輪夾具8上。磨輪夾具8在垂直方向有控制地精確移動。為了獲得從坯件4制成的用于生產(chǎn)有齒傳送帶用的模子，必須在坯件4的圓周上磨制出與傳送帶的齒的匹配的輪廓，所述諸齒在坯件4的長度方向的中心軸線的方向是線性和恒定的。從截面圖上看，圓周上就形成了傳送帶齒的母體。
磨輪9有一沿其圓周的輪廓10，在圖2中將它放大示出。沿磨輪9的圓周周緣的輪廓10對應于模子的齒廓的所需的輪廓。在生產(chǎn)用于有齒傳送帶的模子時，坯件4通過磨臺2而移動，同時磨輪9下降，以使在整個坯件4的長度上磨輪9在坯件4上磨削出有齒傳送帶的一個完整的齒的母體。隨后，坯件4轉(zhuǎn)過一預定的角度α，產(chǎn)生下一個齒的母體。在每次磨削過程中，坯件4的外徑也得到磨削加工，這樣模子坯件的整個周緣表面就得到加工而完成一個可用于生產(chǎn)有齒傳送帶的模子。
因為磨輪9隨著磨削而磨損，在每次磨削之前，先用一修整銷11對磨輪9的周緣輪廓10進行修整。修整是借助于CNC工藝進行的。修整銷11可以相對于磨輪旋轉(zhuǎn)軸線的軸向和徑向移動。此外，修整銷11還有1修整樞轉(zhuǎn)軸12，它基本上垂直于軸向和徑向移動，并穿過在修整銷尖端上的圓的金剛石13。由于有了這些自由度，使用此修整銷幾乎可以在磨輪9的圓周上形成任何形狀的輪廓。具體說來，就是可以在周緣輪廓10上形成細微的支結構。精度可以達到±0.01毫米。為了達到這種精度，可對也可以使修整銷11具有一可變的前進速度，例如，在周緣10的半徑較小的區(qū)域凡可以使用較慢的前進速度。此外，可以為CNC控制器預置一虛擬的金剛石半徑，這樣，就可以容易地把輪廓線中的與理想線的恒定偏移加以改正而例如用不著改變整個CNC的程序。
磨輪9不斷地通過一對噴嘴14(圖1)而被清潔。在進行修整工藝時，這一對噴嘴足夠均勻地達到周緣輪廓10的兩側。
在磨削過程中，還用了另一對噴嘴15。它用高壓清潔磨輪9從而可以防止堵塞。這對噴嘴就直接位于磨輪9的附近。
為了使整個工藝過程達到經(jīng)濟有效，可以用已有技術的銑床制備坯件4，以減少磨輪的磨損。
圖4示出了磨削裝置的另一種結構。在諸附圖中，凡是相應的部件都用相同的編號表示。圖4中的坯件4a短于圖1中的坯件4。而工件夾具3的部件16及17的間距與圖1中的間距相同。然而，它有一長度適配器18，該適配器有一斜撐20。通過一個或多個長度適配器的作用，即使在坯件4a的長度不同的情況下，也可以避免對工件夾具3的部件16及17進行調(diào)節(jié)，以保持16及17的間距的高精確度，這種高精確度是通過復雜的技術才得以實現(xiàn)的。
用于修整磨輪9的一齒廓成形金剛石19放大地示于圖5之中，它位于外支承件17上。齒廓成形金剛石具有一修整刃口21，其輪廓對應于所述模子所需齒廓的輪廓的形狀。在磨削加工之前，磨輪臺2被置于起始位置上，此時磨輪9位于輪廓成形金剛石19的左邊，然后在磨輪臺2向左移動期間(見圖4)，磨輪夾具8下降到足夠的位置。旋轉(zhuǎn)著的磨輪9通過齒廓成形修整金剛石19的修整刃口21，而得到了相應的匹配的反輪廓。這樣，磨輪9的外圓周就得到了模子所需的一個完整的齒廓的輪廓形狀。
輪廓形成金剛石19是這樣對齊的，通過磨輪臺2的進一步的移動，磨輪到達了工件4a的正確加工位置而毋需變化垂直位置就可以產(chǎn)生有齒傳送帶的一個完整的齒的母體，包括齒根在內(nèi)都是在一次磨削工藝中完成的。此后，磨輪夾具8上升，磨輪臺2回到其起始位置。接著，磨輪夾具8被再次降下，然而，它下降得比以前略低，這是因為在磨削過程中磨輪有所磨損的緣故。這樣，在每次進行磨削之前，磨輪9和圓周都得到新的修整。因為修整刃口21的位置相對于旋轉(zhuǎn)軸線7保持不變，這就再次保證了磨輪9可以再次以正確位置到達工件4a，從而使磨削到工件4a上的有齒傳送帶的齒的母體正確地達到了相同的齒的幾何形狀和齒的高度。這樣，模子的整個圓周，包括外徑在內(nèi)都可以用磨輪9來加工完成。
齒廓成型金剛石19安裝得使它的垂直方向的位置可以改變，目的是使它可以對不同直徑工件的磨損作業(yè)補償或調(diào)節(jié)。
編號一覽表1.機座2.磨輪臺3.工件夾具4.坯件5.旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器6.旋轉(zhuǎn)板7.旋轉(zhuǎn)軸8.磨輪支撐件(夾具)9.磨輪10.周緣輪廓11.修整銷12.修整樞轉(zhuǎn)軸線13.金剛石(高度硬體)14.噴嘴對15.噴嘴16.夾具部件17.外支承架18.長度適配器19.齒廓修整成形金剛石20.斜撐21.修整刃口
權利要求
1.一種生產(chǎn)有齒傳送帶的模子的方法，其中，多個所需有齒傳送帶的齒的母體用金屬切削工具形成在工件的圓周上，該工件在加工之前基本上是圓柱形的，其特征在于，至少有一個旋轉(zhuǎn)的磨輪(9)用作一金屬切削工具，磨輪(9)具有齒廓成形的圓周，該圓周周緣齒廓(10)對應于模子所需的一個完整的齒輪廓。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該磨輪(9)的周緣齒廓(10)是用一CNC控制的銷(11)形成和/或修整的。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該圓周周緣的齒廓是在一具有齒廓成形修整區(qū)(21)的齒廓成形修整件(19)上產(chǎn)生和/或修整的。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，對旋轉(zhuǎn)磨輪(9)的修整以及其后對工件(4，4a)的磨削在磨輪(9)相對于工件(4，4a)的一次線性平移移動中完成。
5.一種用于生產(chǎn)有齒傳送帶的模子的生產(chǎn)裝置，它包括a)工件夾具(3)，b)一旋轉(zhuǎn)裝置(6，5)，使用該旋轉(zhuǎn)裝置，至少一個基本上呈圓柱形的、夾在工件夾具(3)中的工件(4，4a)可以有控制地繞它的縱向中心軸線旋轉(zhuǎn)一個預定的角度，c)一可相對于工件夾具(3)移動的金屬切削工具，其特征在于，d)該至少一個工具是一磨輪(9)，以及e)一修整裝置，用于修整該至少一個磨輪(9)的圓周周緣的齒輪廓(10)，該磨輪(9)的圓周周緣可以用修整件修整得使其齒廓與模子所需的一完整的齒廓完全相對應。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，該修整裝置包括至少一個修整銷(11)，它的面向磨輪圓周的尖端部有一高硬度體(13)，該高硬度體(13)可以相對于磨輪(9)作軸向及徑向移動，并且可以用一可編程控制裝置加以控制。
7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述修整銷(1)還可以繞一修整樞轉(zhuǎn)軸(12)作樞轉(zhuǎn)，此樞轉(zhuǎn)軸垂直于軸向和徑向方向并且穿過高硬度體(13)。
8.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，該修整裝置包括至少一個具有一齒廓成形修整區(qū)域(21)的齒廓成形修正件(19)，該成形修整區(qū)(21)的齒廓是與該至少一個磨輪(9)的所需圓周周緣齒廓的至少一部分齒廓相匹配的齒廓。
9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，該齒廓成形修整件(19)是一修整用的、例如用金剛石制成的高硬度體，該修整件具有一刃口狀的修整區(qū)域。
10.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述齒廓成形修整件是一具有一旋轉(zhuǎn)對稱修整區(qū)的旋轉(zhuǎn)修整輥。
11.如權利要求8至10中任一項所述的裝置，其特征在于，該至少一個齒廓成形修整件可以相對于工件夾具定位并被調(diào)節(jié)得使，從該至少一被夾住的工具的縱向中心軸線的方向看，該修整區(qū)域的齒廓在工具面上的投影對應于磨削過程所需切削的截面的齒廓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)有齒傳送帶的模子的方法和裝置。一具有圓周周緣齒廓的磨輪(9)代替銑刀用于在輥狀坯件(4)上形成有齒傳送帶上的所需齒廓的輪廓的母體。磨輪(9)的圓周輪廓用CNC控制器控制的金剛石修整銷(11)可以修整或者也可以用齒廓成形將修整金剛石(19)加以修整。
文檔編號B24B53/047GK1501851SQ01819629
公開日2004年6月2日 申請日期2001年11月28日 優(yōu)先權日2000年11月28日
發(fā)明者彼特·堡姆勒, 彼特 堡姆勒 申請人:彼特·堡姆勒, 彼特 堡姆勒