通过金属注射模制而获得的用于锯珠的套筒的制作方法_3

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周凸起能够设置于空腔的各端处,该圆周凸起将形成在最终金属套筒的 端部处的凹口。这些凹口能够接收聚合物材料并且提供额外的锚固。有利的是,在没有额 外成本的情况下获得这些凹口。
[0063] 在特别优选的实施例中,外壳的内表面能够有纹理,以便在金属套筒的外表面上 压印出粗糙部分。这是获得足够粗糙度的可选方式。
[0064] 在后面三个实施例中,外壳必须制成为两半部分,这两半部分能够在包括模具空 腔的轴线的平面上分开,以便从模具中取出绿色套筒。
[0065] 第一和第二销能够从外壳的任意一侧进入和取出。当进入时,第一和第二销在模 具空腔的中部相互匹配,同时关闭模具空腔。第一和第二销限定了金属套筒的内表面。第一 和第二销朝着它们的匹配点逐渐变小。它们能够在有或没有较小旋转运动的情况下沿轴向 退出。在可选的附加步骤中,这样形成的绿色套筒在转变成棕色套筒之前产生内螺纹。因 为绿色套筒仍然非常软,这能够很容易地完成。
[0066] 在可选的优选实施例中,第一和第二销表示了凸出的螺纹。对于第一和第二销,螺 纹的方向相同。优选是,由螺纹的顶部形成的螺旋具有恒定半径。螺纹的节距是这样的:使 得螺纹螺旋与它的轴线的角度小于86°。在打开模具的过程中,所述销从绿色套筒中旋转 退出,从而并不损坏轴向孔。当在套筒仍然较热(在注射后)时执行旋转退出时,软的粘接 剂帮助所述销松开,因为它用作润滑剂。
[0067] 优选是,模具具有4至12个单独空腔。这将足以经济地制造超过1百万个零件。 用于将热原料注射至模具空腔中的门能够设置于外壳的外表面处。或者,门能够布置在第 一或第二销的基部处。这可能稍微更好,因为它避免了在套筒外表面处的瑕疵。能够通过 在第一或第二销和外壳之间的关闭缘处的通气凹口来进行通气。
[0068] 有利的是,不需要额外的机械加工来制造套筒的内螺纹(与现有技术的套筒相 比)。当通过旋转退出而取出其中一个销就足够了。释放循环能够例如类似于如下:
[0069] A.通过旋转退出到绿色套筒外而取出第一销;
[0070] B.两半外部模具打开;
[0071] C.将第二销拧出至套筒外。
[0072] 或者也能够遵循A、然后C和然后B的顺序。根据一种已知方法(在段[0015]中 所述)来除去绿色套筒的粘接剂,从而形成"棕色套筒"。最后,将该棕色套筒烧结成最终产 品。
[0073] 所形成的套筒非常适用于通过激光镀覆来制造锯珠。在这种制造方法中,通过利 用高能激光而使得金属基质粉末(由气流或线供给而进行供给)熔化至金属套筒上,从而 将磨料层沉积在金属套筒上。同时,将磨料材料供给至熔融金属池中。这样的制造方法在 W02012/119946(段[26]至[48])中广泛介绍,该文献被本文参引。尽管通过激光镀覆能 够获得磨料层的不同冶金结构(例如蜂窝状、层状或树枝状),但是本发明人发现树枝状结 构最合适。根据本发明的金属套筒特别适合激光镀覆,因为套筒的各向同性的粗糙度防止 激光束的镜反射,从而提高了激光进入套筒材料中的能量联接。现有技术的套筒太光泽和 /或具有沿圆方向的各向异性的粗糙度,这不能充分消除镜反射。
[0074] 本发明人发现,为了在用聚合物来密封所述锯绳时使得聚合物充分进入锯珠中, 在绳和套筒的轴向孔之间必须有足够间隙。金属套筒的最小内径必须比钢绳的直径大2% 和8%之间,更优选是大3%和6%之间。已经发现,低于2%的间隙将导致钢绳的内部疲劳 特性。另一方面,当间隙超过8%时,套筒的总直径变得太大,从而导致增加锯珠的直径。
[0075] 内螺纹的存在另外帮助聚合物在聚合物注射过程中进入。优选是,如在本申请人 的TO2013/102542A1中所述的注射模具用于该目的。所述模具保证钢绳的中心模制以及聚 合物在套筒下面的良好渗透。
[0076] 另外,当内螺纹大约垂直于钢绳的股线时,从股线向金属套筒的力传递将在锯切 的过程中进行优化。因此,优选是,套筒的内螺纹方向与钢绳的捻向相反。
[0077] 在本发明的第五方面,要求保护使用金属注射模制方法来制造套筒的用途,根据 上述说明,该套筒用作锯珠的磨料层的载体。
【附图说明】
[0078] 图1描述了金属套筒的几何形状。
[0079] 图2是不同类型套筒的表面粗糙度的测量。
[0080] 图3a和3b是用于制造根据本发明的金属套筒的第一优选方法。
[0081] 图4a和4b是用于制造根据本发明的金属套筒的第二优选方法。
[0082] 图5a和5b表示了普通金属套筒和本发明金属套筒的表面。
[0083] 图6示意表示了疲劳测试台的结构。
【具体实施方式】
[0084] 图1表示了本发明套筒的剖视图。套筒有总长度"L"和外径"D"。它有轴向孔,该 轴向孔有轴向中间部分,该轴向中间部分具有最小直径"d min"和长度" 1 "。在各端处的开口 是斜切的,并表示了曲率半径"R"。所述中间部分是与套筒的轴线同轴的柱体。在本例中, 所述斜切是具有恒定曲率半径的喇叭形。当存在螺纹时,它有由" α "表示的特定节距角度。
[0085] 5个测试套筒(以S3. 6/' Γ来识别)制造为以下尺寸:
[0086] "L" = Ilmm
[0087] "D" = 4. 98mm
[0088] "dmin" = 3. 6mm
[0089] " I ',= 0 (S3. 6/0),3 (S3. 6/3),5 (S3. 6/5),7 (S3. 6/7)和 I Imm (S3. 6/11)
[0090] (艮P,I = 0XL,0. 272XL,0. 454XL,0. 636XL 和 1XL)
[0091] "R" 用于相应设计 36. 22mm (S3. 6/0),19. 26mm (S3. 6/3),10. 92mm (S3. 6/5), 4. 97mm (S3. 6/7)和 Omm (S3. 6/11)
[0092] 没有提供螺纹以便测试形状参数的影响。在任何情况下,在两端处的套筒缘的厚 度都保持恒定为0. 27mm,以便在端部处没有强度问题。
[0093] 因此,"1 = 0"的套筒将并不具有柱形内部部分,而是只具有36. 22mm的恒定曲率 半径。在另一极限"1 = 1XL"处,柱形部分从一端延伸至另一端,而并不存在斜切。在"1 =3mm"的中间设计中,所述斜切具有19. 26mm的恒定曲率半径。
[0094] 将套筒置于疲劳测试台600,如图6中示意所示。直径为3. 5_的7X7类型钢绳 604保持在旋转钻头夹具602、602'之间拉紧。在绳上的拉伸力"F"保持恒定在2000N(这 大约是锯绳的正常工作拉伸)。钻头夹具602、602'的轴安装成12°的较小角度610。在钻 头夹具的中部,测试套筒606安装在旋转套筒保持器608中。所述绳在套筒保持器的各端 处相对于套筒保持器608的旋转轴线以6°离开。在测试之前,具有套筒的绳嵌入聚氨酯 中。所述绳以400rpm进行旋转。直到所述绳断裂的转数将至少重复地记录5次。然后,安 装另一测试套筒。
[0095] 获得下面的结果(表1)
[0096]
[0097] 表一
[0098] 对于具有在0. 25 X L至0. 75 X L之间的柱形轴向中间部分长度" 1 "以及在10和 20mm之间的曲率半径的套筒,获得最佳结果。下面选择S3. 6/5的套筒设计。
[0099] 具有上述几何形状的套筒能够通过金属注射模制来制造,如在图3a和3b中所示。 其中,柱形模具310由两半模具312、312'制造,这两半模具312、312'可在包括套筒轴线的 平面处连接。当连接时,两半模具312、312'形成外壳,其中,内表面表示了旋转表面,且套 筒的轴线作为旋转轴线。第一和第二金属销314和314'可从外壳的各端插入。所述销有 在318、318'处的匹配端部,当插入外壳内时,该匹配端部被连接。所述外壳的内表面设置有 环形缘330,用于在制造锯绳时充满聚氨酯,以便提供在聚氨酯和套筒之间的更好的密封。
[0100] 在高压下由标准柱塞注射螺纹通过喷嘴孔316来注射原料320,而通气孔316'允 许空气和多余的原料逸出。模具的内部空腔在毫秒内充满。然后,模具打开,并获得绿色套 筒。当在该实施例中第一和第二销314、314'朝着中部逐渐变细并且是平滑的时,所述销能 够从模具中沿轴向退出。在打开两半模具312、312'之后,获得"绿色套筒"322。该绿色套 筒能够很容易地在内部产生螺纹,因为它还非常软并且容易变形。
[0101] 模具410的可选设计在图4a中
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