专利名称：用于制造有齿传送带的模子的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于制造有齿传送带的模子的方法和装置。
有齿传送带的模子通常是管状的钢辊，在其周缘表面线性地形成着诸齿状体。在用例如丁苯橡胶或塑料管材料制造有齿传送带时，这种钢辊就作为内芯之用。制作有齿传送带的材料被加热后，就压进制作有齿传送带的模子，从而制作有齿传送带用的模子上的齿就在传送带上形成诸齿的母体。从圆柱形坯件通过铣削制造用于生产有齿传送带的模子是已知的技术。由于目前对有齿传送带的齿的几何形状的精度的要求越来越高，因此齿表面必须尽可能光滑，也就是说，如果可能，用于生产有齿传送带的模子上最好没有任何铣前的斑痕。因此，如果用于生产有齿传送带的模子是用铣削工艺制成的，那就有必要对模子的表面进行后道加工处理。
此外，齿的几何形状也越来越多，这是为了要满足较高性能要求和运行时尽量减少噪声的要求的缘故。
因此，本发明的目的是提供一种用于制造上述有齿传送带的模子的方法和装置，使用这种方法和装置，除了可以获得高几何精度以外，模子也可以具有较高的表面质量。
本发明的这一目的是通过这样一种方法来实现的，其中，使用了一金属切削工具，把所需要的有齿传送带的诸齿的母体形成在工件上，此工件基本上在加工处理前是一圆柱形工件，至少有一个具有成形轮廓的圆周的、旋转的磨轮被用作加工工件的工具。此周缘成形轮廓对应于生产有齿传送带用的模子的一个完整的齿廓的轮廓。
所以，用于生产有齿传送带的诸齿的母体不是铣削出来而是用具有专门轮廓的磨轮磨制出来的。此磨轮可以平行于工件的长度方向的中心轴线进行磨削运动。这样，完工后的工件的表面就可以具有高质量的表面而没有必要再进行后道加工处理。从一个齿的顶部到相邻一个齿的顶部的完整的区域被理解为一齿廓。磨削两个相邻齿廓线就导致生产出模子的一个完整的齿，也就是说，模子的外径也就磨削出来了。在生产过程中，冷却期间的有齿传送带材料的收缩对模子的齿轮线的几何形状的影响必须考虑进去。
带轮廓成形磨轮的使用还可以非常容易地在齿轮廓中生产出精细的子结构，例如在齿边缘的区域中形成波形的子齿廓。例如可以把平行于模子轴线的槽引入齿轮廓中。具有这种类型的子轮廓结构的有齿传送带在德国专利19908672 C1中有所揭示。
本发明的方法还可以这样来实施，即，磨轮的周缘轮廓可以用一CNC(计算机数控)的修整销形成和/或修整。修整工序之所以需要是因为磨轮会逐步磨损。CNC控制器可以用来引入几乎任何形状的轮廓以及高度精确地在磨轮周缘进行修整，而这样就可用相对较简单的方式生产种种不同的齿的几何形状。
本发明的方法还可以这样来实施，即，周缘轮廓在一具有轮廓修正成型区域的轮廓修正成形件上被生产出来或修整出来。在这种情况下，修整时就用不着CNC控制器。因为该修正成型区域上有一个固定的轮廓。如果要生产的是大批具有相同齿几何形状的齿时，这一方法就是非常有利的。
最后，本发明的方法还可以这样来实施，即，对旋转的磨轮的修整和其后对工件的磨削可以在一次磨轮相对于工件的线性平移移动中完成。这可以通过对轮廓修正成形件的适当的定位来实现。如果对轮廓成形修整件相对于工件进行了高精度的定位及调节，那么，轮廓修正成形件的修整区域的轮廓线就可以提供对每一磨削操作的正确的磨削的形状。这就是说，轮廓成形修整区域必须正确地与所要求的磨削线对齐。在齿轮廓的几何形状在工件上磨削出以后，工件就相应于齿几何形状的基准圆校正旋转一个角度。磨轮在修整件的修整区域上被引导经过以进行再次修正。并且在继续进行的线性平移移动中，对工件进行下一步的磨削操作。假定修整区域不是磨损得较厉害，那么，在修整后，磨轮相对于工件就始终处在正确的相对高度上。在磨修整区域如果出现磨损情况，此磨损就可以通过人工或自动调节来加以补偿。
在磨轮及工件之间的相对移动可以通过磨轮相对于机座或工具夹的移动而得以实现。
本发明的上述目的是通过一种装置而实现的，这一装置包括一工件夹具；一旋转装置，利用此旋转装置，至少一个基本上是圆柱形的、夹在工件夹具中的工件可以以有控制的方式绕纵向轴线旋转一预定的角度；一金属切削工具，它可相对于工件夹具移动，所以至少一个工具是一磨轮；还包括一修整装置，该修整用于修整该至少一个磨轮的特定圆缘轮廓，磨轮的周缘轮廓可以被修整得使它对应于所需要的传送带齿的一完整的齿廓线的轮廓截面。
本发明的装置还可以这样来实施，也就是说，修整包括至少一个修整销，销包括一在其面向磨轮圆周的一端上的高硬度硬质体。此硬质体可以相对于磨轮沿轴向和径向移动，并且可以用一个可编程的控制单元加以控制。
在修整时，修整销以其硬质体沿着旋转磨轮的圆周移动，所述硬质体例如是一金刚石，使用一CNC控制器，可以形成几乎所有的轮廓形状。
此外，本发明还可以有利的方式这样来实施，即，至少另一个修整销可以绕着一修整枢轴线旋转，此枢转轴线垂直于轴向及径向方向并且穿过硬质体，修整枢轴轴线提供了为形成所需的齿轮廓形状的又一种变化的可能性。所述硬质体一般具有一圆弧形状的截面，至少在它的加工工件的区域是这样的。修整枢轴线然后垂直于此截面通过相对于圆弧半径的硬质体的中心。
本发明的装置还可以这样来实施，即，修整装置包括至少一轮廓成形修整件，它具有一轮廓成形修整区域，该区域的轮廓是至少与该至少一个磨轮的所需周缘轮廓的至少一部分是相对应的、相反而匹配的轮廓。
这些本发明实施的变形可以不必使用复杂的CNC控制器来使修整装置移动。如果轮廓形状不需变化的话，此齿成形修整件就是特别合适的。
此外，本发明也可以有利地以如下方式实施，即，齿廓成形修整单元是一修整用的金刚石制的硬质体，例如它具有一刃状的修整区。
然而本发明的装置还可以这样来实施，即，齿轮成形修整件可以是一个可旋转的辊，此辊具有一旋转对称的修整区域。
所述磨轮必须始终有足够的强度以便能在工件上进行高质量的表面磨削。然而，磨削轮的材料又必须足够柔软以便它不会磨损修整用的装置。
最后，根据本发明的装置可以这样来实施，即，该至少一个齿轮轮廓成形修正件被定位并且相对于工件夹具可以在它加以调节，即，从该至少一被夹定的工具的长度方向的中心轴线的方向看，修整区的轮廓在工具面上的投影对应于在磨前过程中所需要磨削的截面的轮廓。
采用这种安排，使用一次的线性平移移动，就可以先引导旋转的磨轮沿着轮廓成形硬质体操作，同时完成对磨轮周缘轮廓的所需的修正，随后进行对工件的磨前加工。这样，在磨削过程中磨轮对直径向方向中的工件的长度中心轴线的调节就不再需要。此外，在修整过程中从磨轮直径产生了多少磨削量就毫不重要，因为刃口的轮廓或者齿轮廓成形辊的轮廓在磨削过程中是与所需磨削是完全对准的。
下面，将结合附图对本发明作详细的说明。
图1是本发明磨削装置的侧视示意图。
图2是一磨轮及一用于生产有齿传送带的模子在磨削过程中的示意图。
图3是示出在修整过程中一磨轮的示意图。
图4示出了具有固定齿廓成形轮廓的金刚石的磨削装置。
图5示意性地示出了一具有齿廓成形轮廓的金刚石。
图1示出的磨削装置具有一机器座1，其上安装着一可以作水平移动的磨削台2。磨台2支持着一工件夹具3，在夹具3中，用于制模的辊形坯件4夹在装置的部分16及一外支持件17之间。坯件4可以通过一旋转驱动器5，用一旋转板6以可控方式绕旋转的水平轴线7旋转。旋转轴线7同时形成坯件4的长度方向的中心轴线。工件夹具3包括一高精度的直接测量系统(在此未分开示出)，通过它可以精确设定旋转的角度。一磨轮9可旋转地装在工件夹具3上面的磨轮夹具8上。磨轮夹具8在垂直方向有控制地精确移动。为了获得从坯件4制成的用于生产有齿传送带用的模子，必须在坯件4的圆周上磨制出与传送带的齿的匹配的轮廓，所述诸齿在坯件4的长度方向的中心轴线的方向是线性和恒定的。从截面图上看，圆周上就形成了传送带齿的母体。
磨轮9有一沿其圆周的轮廓10，在图2中将它放大示出。沿磨轮9的圆周周缘的轮廓10对应于模子的齿廓的所需的轮廓。在生产用于有齿传送带的模子时，坯件4通过磨台2而移动，同时磨轮9下降，以使在整个坯件4的长度上磨轮9在坯件4上磨削出有齿传送带的一个完整的齿的母体。随后，坯件4转过一预定的角度α，产生下一个齿的母体。在每次磨削过程中，坯件4的外径也得到磨削加工，这样模子坯件的整个周缘表面就得到加工而完成一个可用于生产有齿传送带的模子。
因为磨轮9随着磨削而磨损，在每次磨削之前，先用一修整销11对磨轮9的周缘轮廓10进行修整。修整是借助于CNC工艺进行的。修整销11可以相对于磨轮旋转轴线的轴向和径向移动。此外，修整销11还有1修整枢转轴12，它基本上垂直于轴向和径向移动，并穿过在修整销尖端上的圆的金刚石13。由于有了这些自由度，使用此修整销几乎可以在磨轮9的圆周上形成任何形状的轮廓。具体说来，就是可以在周缘轮廓10上形成细微的支结构。精度可以达到±0.01毫米。为了达到这种精度，可对也可以使修整销11具有一可变的前进速度，例如，在周缘10的半径较小的区域凡可以使用较慢的前进速度。此外，可以为CNC控制器预置一虚拟的金刚石半径，这样，就可以容易地把轮廓线中的与理想线的恒定偏移加以改正而例如用不着改变整个CNC的程序。
磨轮9不断地通过一对喷嘴14(图1)而被清洁。在进行修整工艺时，这一对喷嘴足够均匀地达到周缘轮廓10的两侧。
在磨削过程中，还用了另一对喷嘴15。它用高压清洁磨轮9从而可以防止堵塞。这对喷嘴就直接位于磨轮9的附近。
为了使整个工艺过程达到经济有效，可以用已有技术的铣床制备坯件4，以减少磨轮的磨损。
图4示出了磨削装置的另一种结构。在诸附图中，凡是相应的部件都用相同的编号表示。图4中的坯件4a短于图1中的坯件4。而工件夹具3的部件16及17的间距与图1中的间距相同。然而，它有一长度适配器18，该适配器有一斜撑20。通过一个或多个长度适配器的作用，即使在坯件4a的长度不同的情况下，也可以避免对工件夹具3的部件16及17进行调节，以保持16及17的间距的高精确度，这种高精确度是通过复杂的技术才得以实现的。
用于修整磨轮9的一齿廓成形金刚石19放大地示于图5之中，它位于外支承件17上。齿廓成形金刚石具有一修整刃口21，其轮廓对应于所述模子所需齿廓的轮廓的形状。在磨削加工之前，磨轮台2被置于起始位置上，此时磨轮9位于轮廓成形金刚石19的左边，然后在磨轮台2向左移动期间(见图4)，磨轮夹具8下降到足够的位置。旋转着的磨轮9通过齿廓成形修整金刚石19的修整刃口21，而得到了相应的匹配的反轮廓。这样，磨轮9的外圆周就得到了模子所需的一个完整的齿廓的轮廓形状。
轮廓形成金刚石19是这样对齐的，通过磨轮台2的进一步的移动，磨轮到达了工件4a的正确加工位置而毋需变化垂直位置就可以产生有齿传送带的一个完整的齿的母体，包括齿根在内都是在一次磨削工艺中完成的。此后，磨轮夹具8上升，磨轮台2回到其起始位置。接着，磨轮夹具8被再次降下，然而，它下降得比以前略低，这是因为在磨削过程中磨轮有所磨损的缘故。这样，在每次进行磨削之前，磨轮9和圆周都得到新的修整。因为修整刃口21的位置相对于旋转轴线7保持不变，这就再次保证了磨轮9可以再次以正确位置到达工件4a，从而使磨削到工件4a上的有齿传送带的齿的母体正确地达到了相同的齿的几何形状和齿的高度。这样，模子的整个圆周，包括外径在内都可以用磨轮9来加工完成。
齿廓成型金刚石19安装得使它的垂直方向的位置可以改变，目的是使它可以对不同直径工件的磨损作业补偿或调节。
编号一览表1.机座2.磨轮台3.工件夹具4.坯件5.旋转驱动器6.旋转板7.旋转轴8.磨轮支撑件(夹具)9.磨轮10.周缘轮廓11.修整销12.修整枢转轴线13.金刚石(高度硬体)14.喷嘴对15.喷嘴16.夹具部件17.外支承架18.长度适配器19.齿廓修整成形金刚石20.斜撑21.修整刃口
权利要求
1.一种生产有齿传送带的模子的方法，其中，多个所需有齿传送带的齿的母体用金属切削工具形成在工件的圆周上，该工件在加工之前基本上是圆柱形的，其特征在于，至少有一个旋转的磨轮(9)用作一金属切削工具，磨轮(9)具有齿廓成形的圆周，该圆周周缘齿廓(10)对应于模子所需的一个完整的齿轮廓。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该磨轮(9)的周缘齿廓(10)是用一CNC控制的销(11)形成和/或修整的。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该圆周周缘的齿廓是在一具有齿廓成形修整区(21)的齿廓成形修整件(19)上产生和/或修整的。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对旋转磨轮(9)的修整以及其后对工件(4，4a)的磨削在磨轮(9)相对于工件(4，4a)的一次线性平移移动中完成。
5.一种用于生产有齿传送带的模子的生产装置，它包括a)工件夹具(3)，b)一旋转装置(6，5)，使用该旋转装置，至少一个基本上呈圆柱形的、夹在工件夹具(3)中的工件(4，4a)可以有控制地绕它的纵向中心轴线旋转一个预定的角度，c)一可相对于工件夹具(3)移动的金属切削工具，其特征在于，d)该至少一个工具是一磨轮(9)，以及e)一修整装置，用于修整该至少一个磨轮(9)的圆周周缘的齿轮廓(10)，该磨轮(9)的圆周周缘可以用修整件修整得使其齿廓与模子所需的一完整的齿廓完全相对应。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该修整装置包括至少一个修整销(11)，它的面向磨轮圆周的尖端部有一高硬度体(13)，该高硬度体(13)可以相对于磨轮(9)作轴向及径向移动，并且可以用一可编程控制装置加以控制。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述修整销(1)还可以绕一修整枢转轴(12)作枢转，此枢转轴垂直于轴向和径向方向并且穿过高硬度体(13)。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，该修整装置包括至少一个具有一齿廓成形修整区域(21)的齿廓成形修正件(19)，该成形修整区(21)的齿廓是与该至少一个磨轮(9)的所需圆周周缘齿廓的至少一部分齿廓相匹配的齿廓。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，该齿廓成形修整件(19)是一修整用的、例如用金刚石制成的高硬度体，该修整件具有一刃口状的修整区域。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述齿廓成形修整件是一具有一旋转对称修整区的旋转修整辊。
11.如权利要求8至10中任一项所述的装置，其特征在于，该至少一个齿廓成形修整件可以相对于工件夹具定位并被调节得使，从该至少一被夹住的工具的纵向中心轴线的方向看，该修整区域的齿廓在工具面上的投影对应于磨削过程所需切削的截面的齿廓。
全文摘要
本发明涉及一种用于生产有齿传送带的模子的方法和装置。一具有圆周周缘齿廓的磨轮(9)代替铣刀用于在辊状坯件(4)上形成有齿传送带上的所需齿廓的轮廓的母体。磨轮(9)的圆周轮廓用CNC控制器控制的金刚石修整销(11)可以修整或者也可以用齿廓成形将修整金刚石(19)加以修整。
文档编号B24B53/047GK1501851SQ01819629
公开日2004年6月2日 申请日期2001年11月28日 优先权日2000年11月28日
发明者彼特·堡姆勒, 彼特 堡姆勒 申请人:彼特·堡姆勒, 彼特 堡姆勒