CN1200689A - 用于滚花加工工件的方法和装置、用该工件模塑制品的方法和所制成的产品 - Google Patents

Abstract

一种用于滚花加工工件的方法和装置,其中滚花图案相对圆柱形工件纵轴具有倾斜的螺旋角。还揭示了一种采用滚花工件模塑成模塑制品的方法而将滚花图案的反图案传印到模塑制品上,这样制成的模塑制品,以及一种采用该模塑制品形成结构磨料制品的方法和这样制成的磨料制品。

Description

用于滚花加工工件的方法和装置、用该工件 模塑制品的方法和所制成的产品

技术领域

本发明涉及一种用于滚花加工工件的方法和装置、一种用滚花加工成的工件模塑成的生产工具以及用该工具制成磨料制品的方法和装置。

技术背景

本发明用于制作一磨料制品，该磨料制品为在一基材上设有一结构磨料层。该磨料层包括精密的磨粒和粘合剂，三维磨料复合体模塑到基材上。

结构磨料为一种磨料制品，其中基材的主表面上具有包括分散在粘合剂中的许多磨粒的磨料复合体。粘合剂起到分散磨粒的介质作用，并且也可将复合体粘到基材上。复合体具有预定的三维形状，例如锥形。在一种形式下，给定组合物形状的尺寸可以制成基本上均匀的，并且可分散成预定的排列。预定的排列可以是直线形的或者可以是矩阵形的。

这种结构磨料制品可由一种大致如下的方法制备。含有粘合剂前体和许多磨粒的混合物的浆料施加到生产工具上，该工具具有与磨料复合体最终形状成相反形状的模腔。使基材与生产工具的露出表面接触，这样浆料湿润基材的第一主表面以形成中间制品。然后，在中间制品脱离生产工具的露出表面以形成结构磨料制品前粘合剂至少部分固化、硬化或胶化。然后从生产工具上卸下磨料制品并且充分硬化(如果它在先前的步骤中没有完全硬化)。另外，浆料可施加到基材的第一主表面上，然后生产工具可与基材的第一主表面接触。复合体的精密特性可产生具有高度一致性的磨料制品。这种一致性还可使其性能极佳。

结构磨料、用于制造这种结构磨料的方法和装置在1992年10月6日授权的美国专利5,152,917“结构磨料制品”(Pieper等)中有所描述，本文参考了其整篇文献。在Pieper等的一个实施例中启示了一种磨料制品，包括粘合到基材上的具有精密造型磨料复合体的磨料制品，其中该复合体包括磨粒和粘合剂。在其它的一些篇章中Pieper等还启示了一种基本上根据前述的的制造该结构磨料制品的方法。Pieper等启示了生产工具可以是带、片、涂辊、安装在涂辊上的套筒、或模具，并且较佳工具是涂辊。Pieper等人在一些例子中启示了通过将热塑性树脂模压到金属工具上可由原型工具复制出塑料生产工具。这种金属工具可通过将多个加工成所需构形的金属部件通过金刚石车削、蚀刻、铣削、组装成一束而制成，或者由其它机械装置或者通过电铸加工而成。

结构磨料和制造其的方法和装置的其它例子揭示在1995年7月25日授予Spurgeon等的美国专利5,435,816“制造磨料制品的方法”中，本文中参考了其整篇文献。Spurgeon等的一个实施例中启示了一种制造磨料制品的方法，该制品包括根据大致如上所述的方法粘合到基层上精密间隔和定向的磨料复合体。除了其它的工序之外，Spurgeon等人还启示了一种可根据如下工序制成的热塑生产工具。首先提供一种母模工具。该母模工具较佳地由金属制成，如镍。该母模工具可由任一种传统工艺制成，如蚀刻、铣削、滚花、电铸、金刚石车削、激光加工等。该母模工具在其表面上具有用于生产工具的反图案。可以用母模工具对热塑材料进行模压以形成图案。在热塑材料处于可流动状态时可进行模压。在模压之后，热塑材料可冷却。Spurgeon等还启示了生产工具可由热固性树脂或辐射硬化树脂制成。而Spurgeon等还大致上提及了可用滚花加工母模工具，但他们没有具体描述、图示或提出滚花加工母模工具的具体方法。

已知有两种滚花加工的方法。滚花加工一般由第一滚花加工法来进行，称为辊滚花或成形滚花。成形滚花通过将工作表面上具有图案的滚花轮压在工件上而进行的。滚花轮具有与要赋予工件的图案相反的图案。滚花工具工作表面用足够力压在工件上以使工件外表面冷成形或加压成与滚花轮图案一致的图形。称为切削滚花的第二滚花加工法通过使滚花轮相对工件定向而进行，这样滚花轮通过除去金属屑而在工件上切割图案。两种传统的滚花加工法都是传印菱形底的图案，其中菱形都排列在与圆柱形工件纵轴线垂直的方向上。也已经采用传统的滚花加工法来传印正方形底图案，其中正方形各边与工件纵轴线成45°。与菱形图案一样，正方形图案也排列在与圆柱形工件纵轴线垂直的方向上。这些加工方法一般都用来将一非滑移图案传印到工具手柄、机械控制圆形把手或类似物件上。

现参照图1-10描述一种已知的传统切割滚花装置和方法。如图1-2所示，滚花工具10用于将一种图案滚压到工件30的圆柱形外表面34上。第一滚花轮12和第二滚花轮14都安装到滚花轮支架16上。如图3所示的，工具支架16包括一对各自具有第一段20和第二段22的安装柱。有头螺钉18插过滚花轮的中心孔并且固定到安装柱22的第二段上。第一滚花轮12和第二滚花轮14分别绕轴26和轴28自由旋转。滚花轮支架16具有中心对称平面24。安装柱第一段20平行于平面24。安装柱第二段22与中心平面24成一角度。此角度使第一滚花轮12的转动轴线26相对中心平面24成角度(a)。角度(a)为垂直于页面且包含轴线26的平面与垂直于页面的中心平面24之间的角度。第二滚花轮14的转动轴线28方向为相对中心平面24成角度(b)。角度(b)为垂直于页面且包含轴线28的平面和垂直于页面的中心平面24之间的角度。同样如图6所示，安装柱第二段的方向使第一滚花轮的轴线26向工件30倾斜角度(f₁)。角度(f₁)为工件表面与第一滚花轮接触点处相切的第一平面和垂直于页且包含轴线26的第二平面之间的角度。同样，第二滚花轮的轴线28如图8中可见向工件30倾斜角度(f₂)。角度(f₂)为工件表面与第二滚花轮接触点处相切的第一平面和垂直于页和包含轴线28的第二平面之间的角度。

滚花轮12较详细地示出在图9和10中。滚花轮12在其外工作表面上有多个齿44。各齿44包括齿脊48、齿凹50和侧表面52。滚花轮12还包括主相对表面42(仅显示一面)。在齿44的侧表面52汇合主表面42处形成有一边缘46。齿44具有齿脊夹角θ。第二滚花轮14的齿44具有与第一滚花轮12相同的构形。

一种典型的滚花工具10为可从美国宾夕法尼亚Bath市的Eagle Rock技术有限公司购得的Zeus^TM牌切割滚花工具209号。如图3所示，此滚花工具10一般具有第一和第二滚花轮12、14，其中齿44的方向平行于各轮轴线26、28。因此，齿具有在轮与工件接触点测得的夹角(c)，它是角度(a)和(b)的和，并且其中心在中心平面24上。角度(a)和(b)一般各为30°，所以角度(c)为60°。在此结构下，滚花工具10将形成一菱形底滚花图案，四边形菱形底具有60°和120°对角。此滚花工具10还构成为可使各安装柱绕其各自第一段20的纵轴线转动。此转动调节量可根据工件30的直径校正。此调节量将可根据具体工件来定出角度(a)、(b)、(f₁)和(f₂)以滚花切割各种尺寸的工件。

已知的切割工具10操作示出在图1和2中。安装柱枢转以根据工件直径适当校准而调节角度(a)、(b)、(f₁)和(f₂)。工件30可由一种传统的车床驱动装置沿方向A转动。工具10向工件30移动直至在齿44和工件30之间获得所需的配合。工件30在方向A的转动可使滚花轮沿相反方向转动。工具10如本技术领域中所已知的那样安装在一适当的工具驱动装置中，并且横在与工件30纵轴线36平行的方向B上。于是，滚花加工从工件34的第一端32开始，并沿方向B连续向第二端(未示)进行。因为，齿夹角(c)的二等分线和切割工具10的中心平面24都平行于工件的纵轴线36，所以菱形底滚花图案排列在垂直于工件30的纵轴线36的方向上。

如上所述，已知滚花工具10能够在工件上传印四方形底滚花图案。这可通过将滚花工具排列成如图4所示的那样进行。图4的滚花工具与图3所示不同处，仅在于其中的滚花轮12′和14′分别代替了轮12和14。在第一滚花轮12′中，齿44的方向离开轮轴线26为第一齿倾角(d)。在第二滚花轮14′中，齿44离开轮轴线28为第二齿倾角(e)。已知，角度(d)和(e)相对轴线26、28的方向为如图所示背离中心平面24，或者都朝着中心平面24。因此，由各滚花轮上的齿所形成的夹角(c)等于角度(a)和(d)之和加上角度(b)和(e)之和。采用如上所述的可购得的工具，角度(a)和(b)各自都为30°，角度(d)和(e)各自为15°。这轮12′和14′的齿各自离开中心平面24成45°角。这构成90°夹角(c)，其二等分线平行于中心平面24。图4的工具10的操作如以上结合图3工具所述的相同。

由图4工具传印的图案可以是一正方形底图案，它排列在垂直于工件30的纵轴线36的方向上。此图案示出在图13中。滚花图案将包括从工件表面向外延伸的锥形60。锥形60具有峰尖62、侧边64和侧表面66。各锥形的底由基边68构成。是90°角(c)使基边68构成一正方形。并且由于角度(c)以平面24为中心，锥形图案排列成与工件30的纵轴线36垂直。注意地观察可以看到，相邻锥形60的峰62a、62b都排列在垂直于工件30的纵轴线36的一直线上。

虽然刚述及的可购得的滚花工具声称是切割滚花工具，但本发明人仔细地观察，意外地发现第二切割轮14不能够通过除去金属屑来代替冷成形在工件中切成图案。因而，已知装置和方法并不能象本文所描述的在滚花加工方法中两个滚花轮通过去除碎屑来切割金属那样起到一确实的切割滚花工具的作用。已知滚花方法的实际操作情况将结合图5-8来描述。

图5和6描述了第一滚花轮12相对工件30的方向。为图示清楚，未示出工具10的其余部分。如图11中可见，在齿44的脊48和工件表面之间形成有间隙角α。如图3可见，工件30在方向A的转动可使第一滚花轮12在运动方向M₁上转动。工件转动A可分解成两个向量：1)轮运动M₁和2)相对工件表面的切向运动T₁。切向运动T₁平行于工件纵轴线36，并且处于使得齿44先是边46与工件配合，而形成切割滚花。可以看到运动T₁的切向向量与sin(a)相等。当角(a)近似零时，切向向量T₁近似零，因而滚花齿的切割边46相对工件表面的运动也近似零。

如图5所示，工件和第一轮12的相对运动为工件先由各相关的齿44的前边46配合。图11是表示这一配合状态的局部放大示意图。此相对运动由箭头C表示。这是齿侧表面52与主表面42相交处的边46，它起到将材料从工件表面34去除的切割边作用。倾角β在切割边46的移动方向上倾斜。这称为“负倾角”并且不象正倾角那样有效，其中倾角在离开切割边移动的方向上倾斜。图3，5，6和11示出了实际上起到切割滚花作用的第一切割滚花轮12的作用。角度(a)的值足够大，这样切向运动T₁足以产生切割滚花。

图7和8示出了第二滚花轮14相对工件30的方向。为清楚起见，工具10的其余部分未示出。如图12中可见，在齿44的脊48和工件表面之间形成有间隙角α。如图3所示，工件30在方向A上的转动可使第二滚花轮14在运动方向M₂上转动。工件转动A可分解成两个向量：1)轮运动M₂；和2)相对工件表面的切向运动T₂。切向运动T₂平行于工件的纵轴线36，并且在此方向上齿44的边46不是第一个与工件接触的部分。可见，运动T₂的切向向量等于sin(b)。当角度(b)近似零时，切向向量T₁近似零。

如图7可见，工件和第二轮14的相对运动为工件先与齿脊48接触而不是先与边46接触。图12是表示此接触的局部放大示意图。相对运动由箭头C表示。齿侧表面52与主表面42相交处的边46实际上在相对运动方向之后拖动。因此，工件先由离开边46的脊48接触。这可使第二滚花轮14加压或成形而并非从工件30上切割和去除材料。

因而，可见需要一种确实切割滚花工件的滚花装置和方法。还需要一种滚花装置和方法，其中滚花图案本身在垂直于工件纵轴线的方向不对齐。另外，也需要提供一种工件，它可用于低成本地制作任何所需长度的不间断生产工具。还需要提供一种具有正倾角的切割滚花轮。

发明的概述

根据本发明的一个方面提出了一种滚花加工工件的方法，这样滚花图案不是排列在垂直于工件纵轴的方向上。该方法包括以下步骤：

a)将第一组沟纹传印到工件上，其中第一组沟纹具有相对垂直于工件纵轴线的参照平面的第一沟纹螺旋角；以及

b)将第二组沟纹传印到该工件上，其中第二组沟纹具有相对所述参照平面的第二沟纹螺旋角，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外表面上，通过该方法传印的图案在工件圆周上连续而不间断的，并且第一和第二组沟纹螺旋角基本上不同量的。

上述方法可以在工件外表面上形成多个锥形(在其它图案中)，各锥形包括由第一沟纹构成的第一相对侧表面和由第二沟纹构成的第二相对侧表面。在一个实施例中，所述锥形是平头锥形。此方法既包括切割滚花也包括成形滚花。

本发明另一方面提出了一种通过上述方法成形的滚花加工工件。

本发明再一个方面提出了一种采用上述方法制成的工件模塑成模塑制品的方法。该模塑成模塑制品的方法包括：

a)将一种可模塑材料施加到工件外表面上；

b)当可模塑材料与工件接触时，对可模塑材料施加足够的力而将工件外表面上的图案的反图案传印到与工件接触的可模塑材料第一表面上；以及

c)将可模塑材料从工件上除去。

上述方法可用于制作任何所需长度的模塑制品，其中传印到模塑制品上的滚花图案的反图案在模塑制品长度上是连续而不间断的。此方法包括附加步骤：

d)在步骤a)至c)同时使工件转动至少一转，从而模塑长度大于工件圆周的制品，其中传印到模塑制品上的图案在其长度上是连续而不间断的。

本发明的再一个方面提出了一种根据上述方法制成的模塑制品。

本发明的又一个方面提出了一种滚花加工工件，其中滚花图案不在与圆柱形工件纵轴垂直的方向上。滚花工件包括：

具有纵轴线和一圆柱形外表面的圆柱体，所述外表面上具有滚花图案；

其中所述滚花图案包括：

第一组沟纹，所述第一组沟纹具有相对垂直于所述工件纵轴线的参照平面的第一沟纹螺旋角；

第二组沟纹，所述第二组沟纹具有相对所述参照平面的第二沟纹螺旋角，所述第二组沟纹与所述第一组沟纹相交；以及

所述滚花图案绕所述工件圆周是连续而不间断的，所述第一和第二沟纹螺旋角基本上是不同量的。

在一个实施例中，第一和第二沟纹相交在所述工件所述外表面上构成多个锥形，各锥形包括由第一沟纹构成的第一相对侧表面和由第二沟纹构成的第二相对侧表面。在一个实施例中，所述锥形可是平头锥形。

还提出了一种采用上述滚花工件模塑成模塑制品的方法，该方法包括：

a)将一种可模塑材料施加到滚花工件的外表面上；

b)当可模塑材料与滚花工件接触时，对可模塑材料施加足够的力而将滚花工件外表面上的图案的反图案传印到与滚花工件接触的可模塑材料第一表面上；以及

c)将可模塑材料从滚花工件上除去。

上述方法可用于制作任何所需长度的模塑制品，其中传印到模塑制品上的滚花图案在模塑制品长度上是连续而不间断的。此方法进一步包括如下步骤：

d)在步骤a)至c)同时使工件转动至少一转，从而模塑长度大于滚花工件圆周的制品，其中传印到模塑制品上的图案在其长度上是连续而不间断的。这也提供了根据上述方法制作的模塑制品。

本发明的其他方面还提出了一种切割滚花加工工件的方法。该方法包括以下步骤：

a)使工件绕其纵轴线在第一转动方向转动，

b)使工件与第一滚花轮接触，其中第一滚花轮包括在滚花轮工件表面上的多个齿，各个齿包括在其第一端上的切割边，第一滚花轮构形成使工件与齿的切割边接触；

c)将第一滚花轮在平行于工件纵轴线的方向上来回移动，从而在工件上构成第一组沟纹；

d)使第一滚花轮从工件上脱离；

e)使工件在与第一转动方向相反的第二转动方向上转动；

f)使工件与第二滚花轮接触，第二滚花轮包括在滚花轮工作表面上的多个齿，各个齿包括在其第一端上的切割边，第二滚花轮构形成使工件与齿的切割边接触；以及

g)将第二滚花轮在平行于工件纵轴线的方向来回移动，从而在工件中形成第二组沟纹，第二组沟纹与第一组沟纹相交，从而将图案传印到工件外表面上，其中工件圆周上的图案是连续而不间断的。

本发明又提出了根据上述方法制成的工件，用上述方法制成的滚花加工工件模塑成模塑制品的方法。

本发明还有一个方面提出了用于采用本文所述的模塑制品制作结构磨料制品的方法和装置，以及这种磨料制品。

附图的简述

以下结合附图介绍本发明，其中几个图中相同的结构由相同标号示出，并且其中：

图1是用于滚花加工工件的已知装置和方法的局部示意端视图；

图2是图1装置的顶视图；

图3是沿图1中的线3-3所截得的已知滚花工具和二个滚花轮的正视图；

图4是与图3类似的图，示出了已知滚花轮的另一实施例；

图5是第一已知滚花轮以一已知方式接触工件的视图，为清楚起见拆除了支架；

图6是沿图5轮在方向6上的视图；

图7是第二已知滚花轮以一已知方式接触工件的视图，为清楚起见拆除了支架；

图8是沿图7中滚花轮方向8所截得的视图；

图9是已知滚花轮的平面图；

图10是图9中轮沿线10-10的局部横截面图；

图11是以一已知方式使用时第一已知轮接触工件的放大视图；

图12是以一已知方式使用时第二已知轮接触工件的放大视图；

图13是用已知滚花工具以一已知方式传印到工件上的图案平面图；

图14是根据本发明的滚花工具的正视图；

图15是根据本发明的用于滚花加工件的装置和方法的一个步骤的局部示意端视图；

图16是图15的装置和工件的顶视图；

图17是与图15类似的视图，示出了根据本发明的方法的第二个步骤；

图18是图17装置和工件的顶视图；

图19是通过本发明的装置和方法传印到工件上的图案平面图；

图20是图19中工件沿线20-20的局部横截面图；

图21是根据本发明的滚花轮的局部横截面图；

图22是图21中的滚花轮接触工件的放大视图；

图23是用于制成本发明生产工具的装置和方法的局部示意图；

图24是图23的生产工具的平面图；

图25是用本发明生产工具制取磨料制品的装置和方法的局部示意图；

图26是与图25类似的视图，示出了装置和方法的另一种实施例；

图27是根据本发明制得的研磨制品的平面图；以及

图28是图27中的研磨制品沿线28-28的横截面图。

本发明的详细描述

本发明提供了一种用于滚花加工工件的新颖方法和装置。所制成的工件可用于制造一种改进的生产工具，以用于制造结构研磨制品。当然，本文所述的方法和装置可用于其它目的的滚花加工工件，并且可用于由并非为本文所述的生产工具的工件来制取制品

滚花方法和装置

参见图14，可见根据本发明较佳实施例的滚花工具10。滚花工具10用于将图案滚花加工到工件30的圆柱形外表面34上。第一滚花轮12′和第二滚花轮14都安装在滚花轮支架16上。工具支架16包括一对安装支柱，它们各自具有第一段20和第二段22。带帽螺钉18插入滚花轮的中心孔并且固定到安装支柱22的第二段。第一轮12’和第二轮14分别绕轴线26和28自由转动。滚花轮支架16具有一中心对称平面24。第一安装支柱段20平行于该平面24。第二安装支柱段22与中心平面24成一角度。此结构使第一滚花轮12′的转动轴线26相对中心平面24成角度(a)。角度(a)为一形成在垂直于页面并含有轴线26的平面与垂直于页面的中心平面24之间的角度。第二滚花轮14的转动轴线28相对中心平面24成角度(b)。角度(b)为垂直于页面且含有轴线28的平面与垂直于页面的中心平面24之间的角度。如图3，6和8所示的已有技术的工具一样，安装支柱的第二段的方向使第一滚花轮的轴线26向工件30倾斜成角度(f₁)并且使第二滚花轮的轴线28向工件30倾斜成角度(f₂)。滚花工具10构形使各安装支柱绕其各自第一段20的纵轴线转动。这一转动调节量可根据工件30的直径校正。此调节量将使角度(a)、(b)、(f₁)和(f₂)向特定的工件定向以适应切割滚花各种尺寸的工件。

如图9和10所示，各滚花轮沿其外工作表面有多个齿44。齿44包括齿脊48、齿谷50和侧表面52。各滚花轮还包括主相对表面42(仅示出一个)。在齿44的侧表面52与主表面42交汇处，形成边46。齿具有脊夹角θ。

一种较佳的工具支架16为从美国宾夕法尼亚Bath市的Eagle Rock技术有限公司购得的Zeus^TM牌切割滚花工具第209号。角度(a)和(b)一般各自为30°，所形成的角度(c)为60°。如上所述，此滚花工具10一般以已知方式配置第一和第二滚花轮，其中齿44都平行于各自的轮轴线26、28，或者各轮上的齿都等量地偏离轴线26、28。因此，当工具10以已知方式提供时，齿具有中心在中心平面24上的夹角(c)。此结构可在工件纵轴线36垂直的方向上如上所述地排列滚花图案。在某些情况下，此结构适用于本发明。

另外，如图14所示的，本发明提供了一种滚花工具10，其中第一滚花轮12′和第二滚花轮14都具有不同倾角(d)和(e)的齿图案。例如，图示的轮12′具有相对轮轴线26的第一轮齿倾角(d)，图示的轮14上具有与轮轴线28对齐的齿，这样使第二轮齿倾角(e)为0°。于是，在齿之间所形成的夹角(c)是角度(a)和角度(d)加上角度(b)之和。这使角度(c)的二等分线与中心平面24不平行而成角度(g)(图示的，以与中心平面24平行的平面24′为基准)。可见，角度(g)等于角度(d)的二分之一。偏离角(g)使滚花图案不在与工件纵轴36垂直的方向上，而是相对垂直纵轴36的方向成螺旋角(h)，下文中将详细描述。

在一种较佳的结构中，第一轮角度和第二轮角度(a)和(b)各自为30°，第一轮齿倾角(d)为30°，第二轮齿倾角(e)为0°。这可提供一切割齿夹角(c)90°，而它将正方形底面滚花图案传印到工件上。此结构也可提供一偏离中心平面24的15°夹角(g)。这可将滚花图案上的螺旋角(h)传印到工件30上，最好见图19。可以得知，齿夹角(c)的偏离角(g)可与工件上的锥形螺旋角(h)相等。然而，本发明人观察得知，工件上的螺旋角(h)大致与齿偏离角(g)相等，而一般略小于齿偏角(g)。可以相信，非零的角(f₁)和(f₂)的作用产生了角度(g)和(h)之间的小差值。

其它一些结构也是可能的。轮轴线角度(a)和(b)可以是任何所需的、足够大的角度以保持上述的切割滚花，并且可以与另一个相等或不等。任一个、两个或没有一个滚花轮可以具有齿倾角(d)，(e)。为了在滚花图案上提供非零螺旋角(h)，必需对齿夹角(c)提供略偏角(g)。这可通过适当选择轴线角(a)和(b)与所要求的齿倾偏角(d)和(e)的组合来实现。如果角度(a)和(b)是相同的，那么轮12和14上的齿倾角必须不同。如果齿倾角相等，必须提供不同的轮角(a)和(b)。如果提供不同的轮角(a)和(b)，轮齿倾角(d)和(e)可以是相同的，或者不同，只要它们不使轮角(a)和(b)的差变负就可。同样，将可认识到，通过具有定中心在平面24上且没有偏角(g)的滚花齿夹角(c)的整个工具10相对工件30的纵轴线36转动可向滚花图案提供螺旋角(h)。

对于正方形底滚花图案而言，必须选择轮角(a)和(b)、齿倾角(d)和(e)以提供90°的齿夹角(c)。对于任何所需夹角的菱形底滚花图案而言可通过选择轮角度和齿倾角来提供非90°的角度(c)。例如，如上所述的，60°的夹角(c)将传印滚花图案，其中菱形底具有对角60°和120°对角。

本发明中可采用的其它可购得的工具支架包括(但不限于)由美国德克萨斯州East bernard市Dorian Tool国际公司购得的CNC-107-100工具。

根据本发明的滚花加工工件的较佳方法示出在图15-18中。如图15所示，切割工具10首先仅具有第一滚花轮12′，而没有第二滚花轮。工件30绕其纵轴线36在方向A转动。工具10然后移向工件30直至在滚花轮和工件之间获得所需的接触。工件在方向A的转动使第一滚花轮作相反方向转动。如图16所示，工具10在平行于工件的轴36的方向B上，从第一端32处开始来回移动。第一轮12′上的齿44然后在工件外表面34中形成第一螺旋沟纹图案。滚花齿的切割边46与工件的接触示出在图11中。如结合3所介绍的，工件30的转动在方向M₁上驱动滚花轮，具有相对工件表面的切向运动向量T₁，而使滚花齿44的边46先接触工件30。这可使轮12′在按图15和16所述的那样使用时切割滚花。对于较小的间隙角α和倾角β而言，切割在工件中的第一组沟纹的沟纹角大致等于滚花齿的脊夹角θ。工件中的螺旋沟纹将具有与切割轮齿谷50对应的第一脊38。沟纹还具有与第一轮齿脊48对应的第一谷40。第一沟纹的螺旋角基本上等于第一轮角(a)和齿倾角(d)之和。第一沟纹螺旋角G₁示于图16中，当从与工件纵轴36垂直的参照系R为逆时针转时测得为正的角度G₁。螺旋角G₁的值和本文所涉及的所有螺旋角定义如下。先测得螺距为螺旋在一次旋转中前进的距离。然后把螺旋角定义为由π的反正切乘以螺旋直径除以螺距。图中所示的螺旋角已经略作简化，并且标示出来。在一较佳实施例中，工具支架16构形成具有30°的第一轮角(a)和30°的第一轮齿倾角(d)，这样第一沟纹将具有基本上等于60°的螺旋角G₁。间隙角α、以及工件30和使边46切割接触的第一滚花轮12′之间的相对运动方向主要由转动方向A决定，而并非由方向B的较小横向来回移动速度决定。因此，也可以使工具10从工件30的第二端到第一端32的方向上作横向来回移动，以切割滚花第一螺旋沟纹图案。

在形成第一沟纹之后，移去第一轮12′，并且如图17所示地将第二轮14安装到支架16上。工件30现在与第一轮12′中出现的方向或相反的方向A′上转动。工具10然后移向工件30直到在第二滚花轮14和工件之间获得所需的接触。工件在方向A′上的转动使第二滚花轮在相反方向上转动。如图18所示，工具10在平行于工件的轴36的方向B上作横向来回移动，这从第一端32处开始。然后第二轮14的齿44在工件外表面34上形成第二螺旋沟纹图案。这些沟纹与第一沟纹交叉。在图11中可见滚花齿的切割边46与工件的接触。再参见图3所述使用传统方式时的轮14，可见切向运动T₂使轮形成滚花而并非形成使用传统方式时的切割滚花。然而，当工件在根据本发明方向A′上转动时，工件的转动动可使第二轮在与如图3所示的已知方式中方向相反的方向M₂上转动。这一相反的轮运动向量M₂具有相对工件表面且平行于处于导致使齿边46先接触工件方向的纵轴36的切向向量T₂，从而使轮14当根据本发明使用时进行切割滚花。这可使第一和第二滚花轮两者都进行切割滚花。如上所述，对于较小的间隙角α和倾角β而言，在工件中切成的沟纹的角度大致等于滚花齿的脊夹角。工件中的第二螺旋沟纹将具有与切割轮齿谷50对应的第二脊38′。第二沟纹也具有与第一轮齿脊48对应的第二谷40′。第二沟纹的螺旋角基本上等于第二轮角(b)和第二轮齿倾角(e)之和。在图18中，当从参照系R顺时针转时测得第二沟纹螺旋角G₂为正。在一个较佳实施例中，工具支架16构形成具有30°的第二轮角(b)和0°的第二轮齿倾角(e)。然后第二沟纹将垂直于第一沟纹，而在工件30上构成正方形基底的滚花图案。当使用第一切割轮时，间隙角α以及工件30和使边46切割接触的第二滚花轮14之间的相对运动的方向主要由转动方向A’决定，而不是由方向B的较小横向来回移动速率决定。因此，可以将工具10从工件30的第二端到向第一端32的方向上作横向来回移动，以切割滚花第二螺旋沟纹图案。

采用上述装置和方法进行确实切割滚花的能力与成形滚花相比具有以下优点。切割滚花可将滚花图案传印在比适用成形滚花的更硬的工件上，使得工件30可采用更硬的、更耐腐蚀的材料。另外，通过工具支架将比采用成形滚花施加更小的力到工件上就可进行切割滚花，这使得制造简单，并且可减小工具支架和工件的磨损和变形。切割滚花也不会象成形滚花那样增加工件30的外径。而且，切割滚花可比成形滚花在工件中产生较好构成的沟纹，而能够较好地控制锥形60的尺寸和构形。同样，切割滚花能够方便地形成除了已描述的V形沟纹之外的其他沟纹几何形状，而成形滚花不适用于制取需要通过对工件中的大量材料加压或冷成形沟纹几何形状。

可选择工件的转动速率、滚花工具的前进速率和切割深度来制取所需的产品。已经发现以下参数是有用的，但本发明并不由此而受到限制：工件转速为50至100转/分钟；工件每次旋转的工具进程为0.13-0.25毫米(0.005-0.010英寸)；以及滚花沟纹深度为0.25-0.91毫米(0.010-0.036英寸)。采用滚花工具可以在一次走刀内获得沟纹的整个所需深度，或者进行增加深度的多次走刀直到获得所需的沟纹深。而且，要求第一和第二沟纹具有相同深度，这通过上述方法可方便地获得，其中一次使用一个滚花轮。如本技术领域中众所周知的那样，在向工件引入适当的润滑剂/冷却液的情况下可较佳地进行滚花。

由上述方法和装置所制成的滚花图案示出在图19中。该滚花图案包括多个从工件60上突出的锥形60。锥形各自包括峰62、从峰伸出的侧边64、基边68、以及由侧边和基边为界的侧表面66。当切割工具10构形成具有齿夹角(c)、且其二等线与中心平面24不平行而成角度(g)时，这可传印与图19中所示的滚花图案上的角度(g)大致相等的螺旋角(h)。即，螺旋角(h)斜角的(不是0°或90°)，这与先前排列在处于与工件纵轴线垂直方向的工件圆周上。这在图20中示出了锥形60的横截面。第一组沟纹具有与具有沟纹边66b的第二组沟纹相交的沟纹边66a。两组沟纹的相交从而构成锥形60。各锥形具有由相邻的第一沟纹构成的一对相对侧边66a和由相邻第二沟纹构成的一对相对的侧边66b。可见，由滚花齿40切割的沟纹具有的角θ大致上与用于较小间隙角α和倾角β的滚花齿脊夹角θ相等。然后，锥形峰将具有夹角φ，它与角θ相等。在一较佳实施例中，滚花轮齿角θ为90°，从而锥形峰夹角φ为90°。可采用非90°的齿角来传印非90°的锥形峰夹角φ。

本文中所示出的滚花图案具有汇聚在点62处的锥形峰。这发生在当切割轮齿44的整个齿深都与工件接触时，使工件的整个范围都与边46接触，即从脊48至谷50。根据本发明也可得到其它图案。例如，平头锥形、即锥形具有平顶而并非是尖峰62，这可通过使滚花齿44仅部分深度接触而制成。通过使齿44接触部分深度，边46不会接触到齿谷50的整个范围。这可使工件30的部分外表面34保留其原来的未滚花状态，从而产生平顶锥形60。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构形的齿44也可获得平顶锥形。

具有非零螺旋角(h)的滚花图案也可根据本发明采用成形滚花加工来获得。在这种结构中，滚花工具10和滚花轮12、14构成：边46没有足够大的相对工件30的切向运动向量T₁或T₂。因而，除了用齿边46切割外，滚花图案由齿脊48压印或成形。为了成形或压印具有螺旋角(h)的滚花图案，可如文所述的选择角度(a)、(b)、(d)和(e)，这样齿夹角(c)的二等分线不与中心平面24平行，从而产生偏离角(g)。

根据本发明的滚花轮12的另一实施例示于图21中。在此实施例中，滚花轮的主表面42在54处沉割。所示的凹陷54为绕轮12的圆周延伸的弯曲表面。凹陷可产生如图22所示的改进倾角β。凹陷54可代之以平坦的或任何其它构形以产生零或正倾角。凹陷54较佳地沿一个方向延伸到脊48处，并且从脊48向内伸得足够深以改进边46和主表面42的切割特性，并且最好至少向内伸到齿谷50。零或正倾角β与上述相对于已知切割轮的负倾角相比可产生更有效的切割，并且也可减少工件毛刺。

虽然本文所示的滚花轮44在48处形成脊、并在50处形成谷，但本发明也可采用其它有利构形的滚花轮。例如，除了在采用直线或直边的脊48和谷50之外，也可代之以用包括平表面、圆表面或其它构形的脊48或谷50。同样，除了平面外，齿侧表面52可以是弯曲的或其它构形的。这些其它齿形较好地适用于切割滚花，而并非是成形滚花，但某些构形在一些情况下可用于成形滚花。

模塑制品

在图23中示出了采用工件或主工具30制造模塑制品、如生产工具的较佳方法。生产工具82通过在工位100向主工具30的滚花外表面34挤压一种可模塑的材料、较佳地为热塑性材料而制成。热塑材料在压辊102处被压在表面34上。生产工具82然后从主工具30剥离并且绕到卷筒106上。在此方式中，可获得任何所需长度的生产工具82。模塑表面86将具有在主工具30滚花加工外表面34上图案的反图案。当传印到主工具30外表面34上的图案是最终所制得的结构磨料制品(或其它所需制品)的正图案时，模塑表面86上的图案将是最终制品图案的反图案。如图24所示，生产工具模塑表面86包括多个锥形凹沟纹88，它们都是主工具30上的锥形60的反形。锥形凹沟纹包括底顶90、侧边92、侧表面94和上边96。当主工具30具有带螺旋角(h)的滚花图案时，在模塑制品中的锥形凹沟纹图案将具有相对于相等数量制品的纵轴线的角度(h)，并且与主工具上的角度(h)方向相反。后表面84是较平坦和光滑的。生产工具82可以是所需的最终制成品，在此情况下，主工具30的外表面34上的图案将是生产工具82上所需最终图案的负图案或反图案。

可用于构成生产工具82的热塑材料包括聚酯、聚碳酸酯、聚(醚砜)、聚乙烯、聚丙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚烯烃、聚苯乙烯或其组合物。热塑材料可包括添加剂、如增塑剂、自由基清除剂或稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂、紫外线辐射吸收剂、干燥剂、涂料、颜料和其它加工助剂。这些材料基本上较佳地透过紫外线和可见光。

因为工件、主工具30绕其圆周具有连续的、不间断的滚花图案，所以可以低成本地模塑成在方向D的任何所需长度的生产工具，而不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体图案的结构磨料制品。这种结构磨料制品与其它的由于生产工具中的接缝而在图案中有接缝或间断的结构磨料制品相比，脱壳或剥层的可能性很小。

生产工具82也可由通过采用滚花主工具30对可模塑材料压花而制成。这可在所需的力和温度下进行以将具有反滚花图案的生产工具的模塑表面86传印到工件上。这一工艺可用单层或多层生产工具82。例如，在多层生产工具中，模塑表面86可包括适用于模塑成所需图案的材料，而后表面84可包括一种适宜的牢固或耐久材料以适应生产工具82使用时所遇到的情况。

生产工具82也可由硬化热固性树脂制成。由热固性材料制成的生产工具可根据以下程序制成。一种未硬化的热固性树脂施加到主工具30上。当未硬化的树脂在主工具表面上时，可通过加热而硬化或聚合，这样它将固定以具有主工具表面图案的反形状。然后，从主工具表面去除硬化的热固性树脂。生产工具可由硬化的辐射固化树脂制成，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制得的生产工具的相同方式制成，所不同的是通过辐射、例如紫外线辐射来固化。

虽然本文所述的本发明方法和装置特别适用于制造结构磨料，但本发明并不由此而受到限制。例如，所述的本发明的滚花方法和装置可用于其本身即为最终制品的工件30，而不是用于后续加工的主工具。另外，当工件是主工具时，其用途不限于在后续加工中用于制造生产工具。即，由滚花工件模塑成的模塑制品其本身可是最终制成品。而且，滚花工件30可用作制成磨料或其它制品的轮转凹版印刷的涂布器。

制造结构磨料制品的方法

制作磨料涂层的第一步是制备磨料浆。磨料浆通过任何合适的混合技术将粘合剂前体、磨粒和任选的添加剂混合在一起。混合技术例如包括低剪切和高剪切混合，而高剪切混合是较佳的。也可将超声波能与混合步骤一起使用以降低磨料浆的粘性。一般地，磨粒都是逐渐加入粘合剂前体中。通过在混合步骤中抽真空而使磨料浆中的气泡量最少。在一些情况下，根据需要，较佳的是将磨料浆加热到一定温度以降低其粘性。例如，磨料浆可加热到约30℃至70℃。然而，磨料浆的温度应选择成不会对其所施于的基材产生有害的影响。重要的是，磨料浆具有可很好涂布的流变性，并且其中磨粒和其它填充物不会沉淀。

制作本发明的磨料涂层可有两种主要方法。第一种方法大体上会产生一种具有精密形状的磨料复合体。为了获得精密形状，粘合剂前体至少是部分固化或胶化，而磨料浆存在于生产工具的腔室中。第二种方法大体上会产生一种具有非精密形状的磨料复合体。在第二种方法中，磨料浆涂布在生产工具的腔内以产生磨料复合体。然而，磨料浆在粘合剂前体硬化或固化之前从生产工具上去除。接着，粘合剂前体硬化或固化。由于粘合剂前体未硬化，而在生产工具的腔室中可发生磨料浆流动和使磨料复合体变形。

就这两种方法而言，如果采用热固性粘合剂前体，根据粘合剂前体的化学性能，能源可以是热能或辐射能。就这两种方法而言，如果采用热塑性粘合剂前体，热塑性材料冷却，这样它可固化并且形成磨料复合体。

图25示意地示出了用于制作磨料制品的方法和装置110。一种由上述工艺制成的生产工具82呈带状，它具有模塑表面86、后表面84和两端。具有第一主表面113和第二主表面114的基材112离开一未卷绕工位115。同时，生产工具82离开未卷绕工位116。生产工具82的模塑或接触表面86在涂布工位118处用磨粒和粘合剂前体混合物涂布。在涂布步骤之前，该混合物可加热以降低其粘性。涂布工位118可包括任何一种传统的涂覆装置，如刮刀涂布装置、下落口模式涂布装置、帘流涂覆装置、真空口模式涂布装置或挤塑口模式涂布装置。在对生产工具82模塑表面86进行涂布之后，基材112和生产工具82汇集在一起，这样混合物湿润基材112的第一主表面113。在图25中，混合物通过接触压辊120施压而与基材112接触，它也使生产工具/混合物/背层压靠在一支撑鼓122上。已经发现用压辊施加45磅的力是有利的，但可根据本技术领域中众所周知的几个因素来选择实际的力。接着，由辐射源124透射过生产工具82的背面84足够剂量的能源、较佳的为辐射能，并透射入混合物内以使粘合剂前体至少部分硬化，从而形成成形的可加工的结构126。生产工具82然后从成形的可加工的结构126上分离。生产工具82从成形的可加工的结构126上分离发生在辊127处。适用于生产工具82的材料的例子包括聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯和聚乙烯。在一些由热塑性材料制成的生产工具中，用于制作磨料制品的操作条件应设定成不会发生过热。如果产生过热，这会使热塑性工具变形或熔化。某些情况下，紫外光可产生热量。辊127可以是足够尺寸和温度的冷却辊以冷却所需的生产工具。生产工具的接触表面或模塑表面86可含有剥离涂层，以使磨料制品更容易从生产工具上脱离。这种剥离涂层的例子包括硅树脂和合氟的化合物。成形的可加工的结构126和生产工具82之间的角度γ在传过辊127之后最好马上变陡，例如超过30°，以促成成形的可加工的结构126从生产工具82上彻底分离。

生产工具82再绕在卷筒128上，这样可再利用。成形的可加工的结构126绕在卷筒130上。如果粘合剂前体还没有充分硬化，然后通过暴露在附加的能源、如热源或另一辐射源中可充分地硬化，以形成涂布的磨料制品。另外，不需要另外使用的能源也可充分硬化，导致最终形成涂布的磨料制品。如本文所采用的，“充分硬化”一词以及类似用语都意味着粘合剂前体充分硬化，这样所制成的产品将起到磨料制品、例如涂布磨料制品的作用。

当磨料制品制成之后，在转变之前它能折曲和/或湿润。在使用之前，磨料制品可转变成任何所需的形式，如锥形、环形带、片、盘等。

图26示出了用于制备一种磨料制品的另一种方法的装置140、在此装置中，生产工具82是具有接触或模塑表面86和背面84的环状带。具有第一主表面143和第二主表面141的基材142离开退绕工位145。生产工具的模塑表面86在涂布工位146处由磨粒和粘合剂前体混合物涂布。混合物通过接触压辊48压在基材142的第一表面143上，接触压辊148它也使生产工具/混合物/背层压靠在支撑鼓150上，这样混合物湿润基材142的第一主表面143。生产工具82经过三个转动卷筒152、154和156。然后，能源(较佳地为辐射源)透射过生产工具82的背面84，并透射入混合物内以使粘合剂前体至少部分硬化，这儿可以有一种辐射源158。也可以有第二辐射源160。这些能源可以是同类型的或者是不同类型的。在粘合剂前体至少部分硬化后，从生产工具82上分离成形的可加工的结构162，并且绕在卷筒164上。生产工具82从成形的可加工的结构162上分离发生在辊165处。成形的可加工的结构162和生产工具82之间的角度γ在传过辊165之后最好马上变陡，例如超过30°以促成成形的可加工的结构126从生产工具82上彻底分离。多个辊中的一个、例如辊152可以是足够尺寸和温度的冷却辊以冷却所需的生产工具82。如果粘合剂前体还没有充分硬化，则通过暴露在附加的能源、如热源或另一辐射源中可充分地硬化，以形成涂布的磨料制品。此外，不需要另外使用能源也可充分硬化导致最终形成涂布的磨料制品。

当磨料制品制成之后，在转变之前它能折曲和/或湿润。在使用之前，磨料制品可转变成任何所需的形式，如锥形、环形带、片、盘等。

在另一实施例中，生产工具接触表面和背部的前表面之间经常需要完全充满磨粒和粘合剂前体的混合物。同样在另一实施例中，可能将浆料施于基材112上并且使浆料与生产工具接触，而不是将浆料涂布在生产工具内并使浆料与基材接触。

在此实施例的一种较佳方法中，辐射能透射过生产工具82并直接进入混合物。较佳的是，制成生产工具82的材料不会吸收大量的辐射能或不会被辐射能所降解。例如，如果采用电子束能，较佳的是生产工具不用纤维素材料制成，因为电子将会降解纤维素。如果采用紫外线辐射或可见光辐射，生产工具的材料应当分别透射足够的紫外光或可见光辐射而产生所需的硬化程度。另外，复合体粘合其上的基材112可使辐射能透射其中。当辐射透射过工具时，可采用会吸收辐射能的基材，因为辐射能不需要透射过基材。

生产工具82应在足以避免由辐射源降解的速度下操作。具有较高的抗辐射源降解的生产工具可在较低速度下操作；具有较低抗辐射源降解的生产工具可在较高速度下操作。总之，生产工具的适当速度取决于制成生产工具的材料。复合体磨料粘合其上的基材应在与生产工具相同的速度下操作。速度连同其它参数。例如温度和张力一起应选择成不会对基材或生产工具产生有害影响。已经发现基材速度在15至76米/分(50至250英尺/分)之间是有利的，然而在本发明范围内也可采用其它速度。

根据上述方法制取磨料制品200的较佳实施例示于图27和28中。磨料制品200包括具有第一主表面113和第二主表面114的基材112。结构磨料复合体212粘合到基材112的第一主表面113上。复合体212包括分散在粘合剂214中的磨粒213。表面215构成如上所述的复合体212的精密形状。如图28所示的，复合体212可在其基部处紧贴在另一复合体上。复合体212的构形将基本上与工件30上锥形60的构形相符，并且将基本是生产工具82上锥形凹沟纹88的反形。当主工具30上的滚花图案具有螺旋角(h)时，磨料制品将具有排列在图案中的磨料复合体，并具有相对磨料制品纵轴线的角度(h)。这可提供避免由于被磨料制品200研磨而对表面产生“划痕”的功能。当磨料复合体212排列成较严重地研磨沿着复合体图案中的复合体212峰线的表面时会发生划痕。对于有足够大的角度(h)而言，可避免由于被磨料制品200研磨而在表面上产生划痕。

能源

当磨料浆包括热固性粘合剂前体时，粘合剂前体被硬化或聚合。这些聚合一般在暴露于一种能源时发生。能源包括热能和辐射能。能源的量取决于几个因素，如粘合剂前体的化学性能、磨料浆的尺寸、磨粒的数量、类型和任选的添加剂数量和种类。对于热能而言，温度可从约30℃变化到150℃，一般在40至120℃之间。时间可从约5分钟变化到24小时以上。辐射能源包括电子束、紫外线或可见光。电子束辐射、也称作电离辐射可用于能源级约为0.1至10毫拉德，较佳地为在约1至10毫拉德的能量级。紫外线辐射属于非粒子辐射，其波长范围约为200至400毫微米，较佳的是在250至400毫微米范围内。较佳地采用300至600瓦特/英寸的紫外线。可见光辐射属于非粒子辐射，波长范围约为400至800毫微米，较佳地在400至550毫微米范围内。其它能源包括红外线和微波。

基材

适用于本文所述的磨料制品200的基材112的材料包括聚合物薄膜、纸、织物、金属薄膜、硫化纤维、无纺织物基材、前述材料的组合物、以及前述材料经处理后的变形体。较佳地如本技术领域中所知的最好是聚合物薄膜或者是处理后的聚合物薄膜以改善磨料涂层的粘性。

磨料涂层

适用于根据本发明方法制作磨料制品的磨料涂层包括多个精密形状的磨料复合体200，其中磨料复合体包括多个分散在粘合剂214中的磨粒213。该粘合剂可将磨料复合体结合到基材第一主表面上。磨料复合体较佳地具有可察觉的精密形状。较佳的是，磨粒在采用涂布磨料制品之前不会伸出成形平面。由于涂布磨料制品用于研磨表面，使复合体遭破坏而显露出未使用过的磨粒。

本文所用的“精密成形的复合体”为通过使磨粒和可固化粘合剂的可流动混合物固化而成形的复合体，而该混合物既压在基材上又充满生产工具表面上的空腔。这种精密成形的磨料复合体因而具有与空腔精密相同的形状。多个这种复合体可提供三维的形状，它从基材表面以非任选的图案向外伸出，即生产工具图案的反图案。各复合体由边界所限定，边界的基础部分与精密成形的复合体粘合其上的基材面接。边界的其余部分由复合体在其中硬化的生产工具表面上的空腔所限定。复合体整个外表面在其成形过程中或是受到基材或是受到空腔的约束。磨料复合体可由包括多个分散在未硬化的未胶化粘合剂(称为粘合剂前体中的磨粒的浆料形成。当固化或胶化时，复合体固化成、即固定成预定的形状和预定的排列。

磨粒与粘合剂的重量比大致约为1∶1至4∶1，较佳地为2∶1至3∶1。这一比例根据磨粒的大小和所采用的粘合剂种类而变化。

磨粒

磨料涂层的磨粒213一般具有约从0.1至1500微米范围内的颗粒尺寸，较佳地约在0.1至400微米之间，更好在0.1至100微米之间。颗粒尺寸的分布窄可经常提供一种在被擦伤的工件上产生精加工层面的磨料制品。这种磨粒的例子包括熔融氧化铝(它包括褐色氧化铝、热处理氧化铝和白氧化铝)、陶瓷氧化铝、碳化硅(包括绿、白和黑的碳化硅)、氧化铬、氧化锆铝、金刚石、氧化铁、二氧化铈、立方晶系氮化硼、碳化硼、柘榴石和其组合物。适宜的热处理氧化铝的例子中的、P-240级氧化铝可从德国Gusler市H.C.Starck有限公司购得。

“磨粒”一词也包含着单个磨粒都结合在一起以形成磨料团的含意。磨料团在本技术领域中是已知的并且在美国专利4,311,489(Kressner)，4,652,275(Bloecher等)和4,799,939(Bloecher等)中有所揭示。

在磨粒上也可以有一表面涂层。表面涂层可具有许多种不同的功能。在一些情况下，表面涂层可增加对粘合剂的粘性，改变磨粒等的磨损特性。表面涂层包含偶联剂、卤化盐、氧化金属，(包括二氧化硅)、难熔的氮化金属、难熔的碳化金属等。

在磨料复合体中也可以有稀释颗粒。这些稀释颗粒的尺寸可与磨粒具有相同的数量级。这种稀释等颗粒包括石膏、大理石、石灰石、燧石、二氧化硅、玻璃泡、玻璃珠、硅酸铝等。

粘合剂

磨粒都分散在有机粘合剂214中以形成磨料复合体涂层。该粘合剂必须能够提供一种介质，使磨粒可分布于其中。粘合剂较佳地能够较快固化或胶化，这样可快速地制造磨料制品。一些粘合剂胶化得较快，但需要较长时间完全固化。胶化可使复合体的形状一直保持至固化开始。快速固化或快速胶化的粘合剂可形成具有高稠度的磨料复合体的涂布磨料制品。有机粘合剂可以是热塑粘合剂，而较佳的是一种热固性粘合剂。粘合剂可由粘合剂前体构成。在磨料涂层的制造过程中，热固性粘合剂前体暴露于能源，该能源有助于引发聚合或固化过程。能源包括热能和辐射能，辐射能可包括电子束、紫外线和可见光。在此聚合过程后，粘合剂前体转变成固化的粘合剂。另外对于热塑性粘合剂前体而言，在磨料制品的制造过程中，热塑性粘合剂前体冷却到导致粘合剂前体固化的程度。当粘合剂前体固化时，形成磨料复合体。

在磨料复合体中的粘合剂一般也有助于将磨料复合体粘合到基材的第一主表面上。然而，在某些情况下，在基材表面和复合体之间有附加粘合层。此附加粘合层可从本文所述的各种结合剂中选得，或者可选有任何一种其它的粘合剂。

主要有两类热固性树脂，即冷凝固化和加成聚合树脂。较佳的粘合剂前体都是加成聚合树脂，因为它们很易通过暴露于辐射能时固化。加成聚合树脂可以通过阳离子机理或自由机理而聚合。根据所采用的能源和粘合剂前体的化学性能，通常固化剂、引发剂或催化剂有助于引发聚合。

典型的粘合剂前体包括酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰按-甲醛树脂、丙烯酸化聚氨酯盐、丙烯酸化环氧树脂、烯化不饱和化合物、具有侧位不饱和羰基的氨基塑料衍生物、具有至少一个丙烯酸侧基的异氰脲酸酯衍生物、具有至少一个丙烯酸侧基的异氰酸酯衍生物、乙烯醚、环氧树脂和其混合物和组合物。丙烯酸酯一词包含丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。

由于其热性能、易于获得、价格低和易于处理，酚醛树脂广泛地用于磨料制品粘合剂。有两种类形的酚醛树脂，即可溶酚醛树脂和线型酚醛树脂。可溶甲阶酚醛树脂(可溶可熔酸醛树脂)的甲醛对酚醛克分子比小于1∶1，较佳地为1.5∶1至3∶1。线型酚醛树脂(可溶可熔酸醛树脂)的甲醛至酚的克分子比至少为1∶1。可购得的酚醛树脂包括Occidental chemicals公司的“Durez”和“Varcum”牌、Monsanto的“Resinox”牌、Ashland Chemical公司的“Aerofene”牌和AshlandChemical公司的“Arotap”牌酚醛树脂。

丙烯酸化聚氨酯是末端带有羟基的，NCO扩展的聚酯或聚醚的二丙烯酸酯，其商品的例子有Morton Thiokol Chemical的UVITHANE 782，RadcureSpecialties的CMD6600，CMD8400和CMD8805。

丙烯酸化环氧化物是环氧树脂的二丙烯酸酯，例如双酚A环氧树脂的二丙烯酸酯。其商品例有Radeure Specialties的CMD3500，CMD3600和CMD3700。

含有烯键的不饱和树脂包括含碳、氢、氧，以及任选的氮、卤素原子的单体化合物和聚合物。氧或氮原子或这两种原子通常存在于醚、酯、氨基甲酸酯、酰胺和脲基中。含烯键的不饱和化合物宜用分子量小于约4000的，它们宜为由含有脂族单羟基或脂族多羟基的化合物与不饱和羧酸、如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸等反应生成的酯。丙烯酸酯树脂的代表性例子有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、二丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、三丙烯酸三羟甲基丙酯、三丙烯酸甘油酯、三丙烯酸季戊四醇酯、甲基丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯。其它含烯键的不饱和树脂包括羧酸的单烯丙基、多烯丙基和多甲代烯丙基的酯类和酰胺类，例如邻苯二甲酸二烯丙酯、己二酸二烯丙酯和N，N-二烯丙基己二酰二胺。含氮的其它化合物还有：三(2-丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯、1，3，5-三(2-甲基丙烯酰氧乙基)-s-三嗪、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基哌啶酮。

氨基塑料树脂的每个分子或低聚物具有至少一个侧链α，β-不饱和羰基。这些材料的例子包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或丙烯酰胺类型的基团。这类材料的例子有N-(羟甲基)丙烯酰胺、N，N′-(氧联亚甲基)二丙烯酰胺、邻和对丙烯酰胺基甲基化酚、丙烯酰胺基甲基化可溶可熔酚醛树脂以及它们的组合物。这些材料在现有技术领域内是已知的并在美国专利4,903,440(Larson等)和5,236,472(Kirk)中还有进一步叙述。

具有至少一个侧链丙烯酸酯基的异氰脲酸酯衍生物和具有至少一个侧链丙烯酸酯基的异氰酸酯衍生物在美国专利4,652,274(Beottcher等人)中有进一步叙述，这里列出供参考。一种宜采用的异氰脲酸酯材料是三(羟乙基)异氰脲酸酯的三丙烯酸酯。

环氧树脂具有环氧乙烷，藉开环作用而聚合。这种环氧化物树脂包括单体环氧树脂和低聚环氧树脂。某些宜采用的环氧树脂的例子有2，2-双〔4-(2，3-环氧丙氧基)苯基丙烷〕(双酚A的二缩水甘油醚)和Shell Chemical Co.的商品名“Epon 828”、“Epon1004”和“Epon1001F””，Dow Chemical Co.的商品名“DER-331”、“DER-332”和“DER-334”。其它适用的环氧树脂还有酚醛清漆的缩水甘油醚(如Dow Chemical Co.的商品名“DEN-431”和“DEN-428”)。

本发明的环氧树脂可通过加入一种合适的阳离子固化剂藉阳离子机理进行聚合。阳离子固化剂产生酸源引发环氧树脂的聚合。这些阳离子固化剂可包括一种具有鎓阳离子和含卤素的金属或准金属配合阴离子的盐。其它阳离子固化剂包括一种具有有机金属配合阳离子和含卤素的金属或准金属配合阴离子的盐，这些固化剂在现有技术领域内是已知的，并在美国专利4,751,138(Tumey等)(这里列出供参考)(第6栏第65行至第9栏第45行)中有进一步的叙述。另一个在现有技术领域内是已知的例子是有机金属盐和鎓盐，在美国专利4,985,340(Palazzotto)(这里列出供参考)(第4栏第65行至第14栏第50行)和欧洲专利申请306,161(Brown-Wensley等)及306,162(Palazzotto等人)中均有叙述。其它在现有技术领域内已知的阳离子固化剂包括有机金属配合物的离子盐，其中的金属选自周期表IVB、VB、VIB、VIIB和VIIIB族，在欧洲专利申请109,851(Palazzotto等)中有叙述。

就自由基可固化树脂而言，在有些情况下，较好的是磨料浆还含有一种自由基固化剂。但若采用电子束能源时，则固化剂并不总是需要的，因为电子束本身会产生自由基。

自由基热引发剂的例子包括过氧化物，例如过氧化苯甲酰、偶氮化合物、二苯酮类和醌类。对紫外线或可见光能源，这种固化剂有时称为光引发剂。在受紫外光作用时能产生自由基源的引发剂，包括(但不限于)有机过氧化物、偶氮化合物、醌类、二苯酮类、亚硝基化合物、丙烯酰基卤化物、腙类、巯基化合物、吡喃鎓化合物、三丙烯酰咪唑类、联咪唑类、氯烷基三嗪、苯偶姻醚类、苯偶酰缩酮类、噻吨酮类、乙酰苯衍生物以及它们的混合物。用于紫外线辐射的较好的光引发剂是2，2-二甲氧基-1，2-二苯基-1，2-二苯基-1-乙烯酮。关于在现有技术领域内已知的受可见光作用能产生自由基源的引发剂的例子可参见美国专利4,735,632(Oxman等)，用于可见光的较好的光引发剂是Ciba Geigy Corp.的商品名“Irgacure 369”。

添加剂

用于制取磨料涂层的磨料浆还可含有一些任选的添加剂，例如填料(包括研磨助剂)、纤维、润滑剂、润湿剂、触变性物质、表面活性剂、颜料、染料、抗静电剂、偶联剂、防粘剂、增塑剂、悬浮剂、及其混合物等。这些物质的用量以达到所需性能为宜。采用这些物质可能影响研磨料复合体的耐腐蚀性。有时是有意地加入某种添加剂使磨料复合体更易受腐蚀，以除去已变钝的磨粒，从而使新的磨粒露出。

填料这个术语还包括那些在磨料工业中称为研磨助剂的物质。研磨助剂被定义为一种颗粒物质，其加入对于研磨的化学与物理过程有显著的影响而改善研磨性能。研磨助剂化学类别的例子包括蜡、有机卤化物、卤化物盐、金属及其合金。有机卤化物在研磨过程中一般会分解，释放出氢卤酸或气态卤化物。这类物质的例子有氯化蜡，如四氯萘、五氯萘和聚氯乙烯。卤化物盐如氯化钠、钾冰晶石、钠冰晶石、铵冰晶石、四氟硼酸钾、四氟硼酸钠、氟化硅、氯化钾、氯化镁。金属的例子有锡、铅、铋、钴、锑、镉、铁、钛。其它各种研磨助剂有硫、有机硫化物、石墨和金属硫化物。

抗静电剂例子有石墨、炭黑、氧化钒、湿润剂等，在美国专利5,061,294(Harmer等)、5,137,542(Buchanan等人)和5,203,884(Buchanan等)中有叙述，这里列出供参考。

偶联剂具有可在粘合剂前体与填料颗粒或磨粒之间产生偶合桥，这些偶合剂的加入可明显地减少用于形成磨料复合体浆料的涂层粘性。其例子有硅烷、钛酸盐和锆铝酸盐。适宜的硅烷偶联剂的一个例子为从Union Carbide购得的牌号“A-174”的3-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷。磨料浆中偶联剂的适宜含量为约0.01-3(重量)％。

作为悬浮剂的一个例子是一种比表面积小于150平方米/克的无定形硅石颗粒，它可以商品名“OX-50”购自DeGussa Corp.。

也可在本发明的范围内制作磨料复合体颗粒。大致上，该方法包括以下步骤：a)将磨料浆涂布在生产工具的空腔内；b)将磨料浆处于暴露状态以固化粘合剂前体，形成粘合剂和形成磨料复合体；c)将磨料复合体从生产工具上去除；以及d)将磨料复合体转变成复合体颗粒。这些磨料复合体颗粒可用于粘合磨料、涂布磨料和无纺织磨料。这种方法更详细地描述在PCT WO95/01241中，可参考其整篇文献。

以下将结合详细例子进一步描述本发明的操作。这些例子可进一步说明各种具体而较佳的实施例和技术。然而，应当理解，在本发明范围中还可作出多种变化和改进。

例1

滚花工艺

一种直径八英寸、28英寸长、1026号低碳钢工件先电镀一薄层白镍以防止生锈和改善对电镀铜的粘性。接着在白镍上电镀一层硬度为240努氏硬度的0.050英寸硬铜。电镀工件的一端安装在四爪夹具中，并且其另一端以中心支撑在配置有低压泵和水基冷却剂的Clausing工程机床的尾座中。工件外表面被光滑切削，留下0.030英寸的硬铜。

提供一种型号209的Zeus切割滚花工具，它具有由高速钢(“HSS”)制成的第一滚花轮12′。第一滚花轮具有30°左齿倾角，每英寸36个齿(“TPI”)，并且齿在齿脊处具有90°夹角。该工具也可具有HSS制成的第二滚花轮14。第二滚花轮具有0°齿倾角，36TPI，在齿脊处具有90°夹角。通过将轮子安装支柱设定成200毫米(7.9英寸)工件O.D.位置来调节两个滚花轮的方向。轮轴线各自相对工具中心平面24近似成30°。切割滚花工具然后安装在机床的十字移动台上。工具的高度调节成两个滚花轮将同时接触工件。然后移去顶轮12′。冷却液流入第二轮14处以冲洗掉成形的碎屑。

1)第二轮14与工件接触。机床使工件在方向A′以80rpm转动，并且工具在方向B上的进给速度为从右向左0.010英寸/转。调节第一轮14的切割深度使之为全滚花的75％左右。

2)然后拆除第二轮14，并且再装上第一轮12′。机床使工件在方向A以与上述相同的参数转动，工具方向B为从右向左。

3)拆除第一轮12′，并且再装上第二轮14。这第三个步骤是第一步骤的重复，只是工具调节成可提供全滚花深度。

4)拆除第二轮14，并且再装上第一轮12′。此第四步是第二步的重复，只是工具调节成提供全滚花深度。

5)拆除第一轮12′，并且再装上第二轮14。此第五步是第三步的重复，为全滚花深度。

从平行于锥形基底一条边的方向测得，所产生的滚花工件表面复有每英寸36.7正方形底锥形的滚花图案，平均高度为0.0099英寸。对应于滚花轮的圆形齿谷，锥形顶部也是圆的。锥形图案的峰相对垂直于工件纵轴线平面的螺旋角为11.5°。工件涂布一层无电镍保护层以防止生锈并且改善在使用前聚合物的脱离特性。

生产工具

工件可用于通过如图23所示工艺制作生产工具。首先工件安装在30处。工件或主工具保持在60℃(140°F)，辊102在21℃(70°F)。214℃(417°F)的Escorene聚丙烯3445挤出到主工具上。以3.6米/分(11.8fpm)的速度收集0.022英寸厚的无缝薄膜。薄膜表面具有非间断的锥形凹沟纹图案，滚花工件表面上具有这些图案的反图案。

磨料制品

采用图25所示的工艺制备磨料制品。将生产工具作为部件82安装，并且凹沟纹在侧86上。基材112是X重的聚棉。在前侧113上受到橡胶乳/酚醛树脂处理(基于固化树脂为85分/15分)。

通过将下列表中的成分用一高剪切混合机混合，直至所有团块固体已经分散，从而制备辐射固化的前体。

成分	重量百分比
		三丙烯酸三羟甲基丙酯	39.54
三羟乙基异氰脲酸酯的三丙烯酸酯化合物	16.95
		四氟硼酸钾98％纯微粉末	38.97
无定形二氧化硅Degussa OX-50	1.99
		硅烷偶联剂Union CarbideA-174	1.99
光引发剂，Irgacure 369，Ciba Geigy公司	0.56

接着，通过将重量百分比为41.5的上述前体与从美国马里兰州Baltimore市U.S.Electrofused Minierals公司购得的重量百分比为58.5的180BT-R级在一高剪切混合机中混合20分钟而制得辐射固化的磨料浆。

采用刮刀睡涂布装置将磨料浆涂布在生产工具的凹沟纹118中，并且具有51微米(2哩)间隙。辐射源是两个可见光灯，各自为600瓦/英寸。该工艺在15米/分(50英尺/分)下进行。磨料制品从图25所示的装置上拆除，并且在115℃(240°F)条件下加热12小时以充分固化胶乳/酚醛背处理层。

结构磨料通过335厘米(132英寸)循环带转变成7.6厘米(3英寸)并且在背立研磨机上的304不锈钢测试件上进行测试。在测试件研磨表面上没有发现划痕或沟纹图案。

例2

滚花工艺

一种直径八英寸、28英寸长钢工件表面上先电镀0.060英寸的软铜层。工件的一端安装在四爪夹具中并且其另一端以中心支撑在配置有低压泵和水基冷却剂的Lodge和Shipley工程机床的尾座中。工件外表面被光滑切削，留下0.015英寸的软铜。

Dorian CNC-107-100-3M滚花工具上配置有两个钴铬切割滚花轮，50TPI，齿脊夹角为90°。各轮的齿倾角为0°。滚花工具的安装柱方向使第一轮12相对工件中心平面24的角度(a)为43°，第二轮14角度为-47°，于是齿夹角的偏离(g)为2°。滚花工具安装在机床的十字移动台上。检查工具柄以确定其垂直于工件。拆除第二轮14。冷却液流到轮处以洗去其成形时的碎屑。

1)机床沿方向A以66rpm运行，工具进给速度在方向B从左向右为0.010英寸/转。第一轮12的切割深度调节成达到整个深度。滚花轮产生1.5英寸长的碎屑。

2)拆除第一轮12，并且将第二轮14再装上。机床在方向A′以66rpm运行，工具在方向B从左向右的进给速度为0.010英寸/转。切割深度调节成达到整个深度。观察工件表明在第一组沟纹中有毛刺和变形。

3)从第二位置上拆除轮并且再安装于第一位置。在第一组沟纹下部制作第三清洁通道，深度与始初切割相同。滚花轮沿轨道运行良好。检查显示从第一组沟纹上去除毛刺和畸变而留下边缘锋利而构成良好的锥形。仅略有一些不连续的毛刺留在第二组沟纹上。

所制成的工件在平行于锥形底面的一条边的方向上测得有每英寸有50个正方形底面的锥形阵列，其平均高度为0.0094英寸。尖锋相对垂直于工件纵轴线的平面螺旋角为1.1°。工件涂有一层无电镍保护层，以防止生锈并且可改善在使用前聚合物的脱离特性。

生产工具

通过如图23所示的工艺工件可用于制作生产工具。首先工件安装在30处。工件或主工具保持在60℃(140°F)，辊102在21℃(70°F)。  214℃(417°F)的Escorene聚丙烯3445挤出到主工具上。以3.6米/分(11.8fpm)的速度收集0.022英寸厚的无缝薄膜。薄膜表面具有非间断的锥形凹沟纹图案，滚花工件表面上具有这些图案的反图案。

磨料制品

采用图26所示的工艺制备磨料制品。生产工具循环带由超声波焊接来制备。将带作为一部件82安装，并且凹沟纹在侧86上。基材142是J重的人造丝。在前侧143上受到胶孔/酚醛树脂处理层(基于固化树脂为85分/15分)。制成如例1所述的磨料制品，所不同的是磨料浆采用从美国马萨诸塞州Newton市H.C.Stark公司购得的P-320F7TX制成。

磨料浆采用刮刀睡涂布装置涂布在生产工具的凹沟纹146中，并且具有76微米(3哩)间隙。辐射源是一个可见光灯，其为600瓦/英寸。该工艺在15米/分(50英尺/分)下进行，磨料制品从图26所示的装置上拆除，并且在115℃(240°F)条件下加热12小时，以充分固化胶乳/酚醛背处理层。

结构磨料通过335厘米(132英寸)循环带转变成7.6厘米(3英寸)并且在一背立研磨机上的304不锈钢测试件上进行测试。具有0.020英寸间隔的波纹或划痕图案传印到测试工件表面。此样品的螺旋角不足以防止结构磨料上的锥形顶端对测试件的划割。

例2

滚花工艺

一种直径八英寸、28英寸长、1026号低碳钢辊安装在四爪夹具中，并且其另一端以中心支撑在配置有低压泵和水基冷却剂的Lodge和Shipley工程机床的尾座中。提供一种型号为209的Zeus切割滚花工具，它具有由高速钢(“HSS”)制成的第一滚花轮12′。第一滚花轮12′具有30°左齿倾角，25TPI，并且齿在齿脊处具有90°夹角。该工具也可具有HSS制成的第二滚花轮14。第二滚花轮具有0°齿倾角，25TPI，在齿脊处具有90°夹角。将轮子安装支柱调节到200毫米(7.9英寸)工件O.D.位置。在安装切割滚花工具并调节其高度之后，拆除第一切割轮12′。冷却液流到轮上以洗去其成形时产生的碎屑。

1)机床沿方向A′以77rpm运行，工具进给速度从右向左为0.010英寸/转。调节第二轮14的切割深度使之为全滚花的75％左右。

2)然后拆除第二轮14，并且再装上第一轮12′。机床在方向A以与步骤1相同的状态运行，工具前进状态也与步骤1相同。

3)拆除第一轮12′，并且再装上第二轮14。这第三个步骤是第一步骤的重复，所不同的是滚花轮调节成可提供全滚花深度。

4)拆除第二轮14，并且再装上第一轮12′。这第四步是第二步的重复，所不同的是滚花轮调节成提供全滚花深度。

5)拆除第一轮12′，并且再装上第二轮14。此第五步是第三步的重复，为全滚花深度。

所形成的滚花工件表面具有尖形的、良好成形的正方形底锥形，其平均高度为0.0141英寸。该锥形峰具有相对垂直于工件纵轴线的平面的11.5°螺旋角。该工件涂布一层无电镍保护层，以防止生锈并改善使用前聚合物的脱离特性。

生产工具和磨料制品

滚花工件用于通过例1所描述的工艺生产0.024英寸厚的生产工具。采用图25所示的工艺该生产工具可用于制作涂布料。基材112是X重的聚纤维，并且受到与例1胶乳酚醛树脂处理相同的处理。磨料浆由40.20％辐射固化前体和59.80％从美国马里兰州Baltimore市U.S.Electrofused Minerals公司购得的150BT-R配成。

磨料浆采用刮刀涂覆装置涂布在生产工具的凹沟纹118中，并且具有51微米(2哩)间隙。辐射源是两个可见光灯，各自为600瓦/英寸。该工艺在30米/分(100英尺/分)下进行。磨料制品从图25所示的装置上拆除，并且在115℃(240°F)条件下加热12小时，以充分固化胶乳/酚醛背处理层。

涂布磨料通过335厘米(132英寸)循环带转变成7.6厘米(3英寸)并且磨料粒子在背立研磨机上的304不锈钢测试件上进行测试。在测试件研磨表面上没有发现划痕或沟纹图案。

已经根据几个实施例对本发明进行了描述。前述详细描述和例子仅便于清楚地理解本发明，而不会对本发明形成限制。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作出许多变化。因而，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同物来决定。

Claims (37)

1.一种滚花加工工件的方法，该工件具有一纵轴线，所述方法包括以下步骤：

a)将第一组沟纹传印到一工件上，其中第一组沟纹具有相对与工件纵轴线正交的参照平面的第一沟纹螺旋角；

b)将第二组沟纹传印到该工件上，其中第二组沟纹具有相对所述参照平面的第二沟纹螺旋角，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外表面上，其中图案在工件圆周上连续而不间断的，并且其中第一和第二组沟纹螺旋角基本上是不同量的。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二螺旋角之和大致为90°。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，第一螺旋角大致为60°，第二螺旋角大致为30°。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一和第二沟纹螺旋角之差至少为5°。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一和第二沟纹各自包括第一沟纹表面、第二沟纹表面和沟纹底，其中第一和第二沟纹表面各自从工件外表面伸到沟纹底。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，沟纹底是形成在第一和第二沟纹表面交界处的一条线。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，第一和第二沟纹相交在工件外表面上构成多个锥形，各所述锥形包括由第一沟纹构成的第一相对侧表面和由第二沟纹构成的第二相对侧表面。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述锥形是平头锥形。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)包括成形滚花第一组沟纹，以及步骤b)包括成形滚花第二组沟纹。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)包括切割滚花第一组沟纹，以及步骤b)包括切割滚花第二组沟纹。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)和b)中一种包括切割滚花，而另一种包括成形滚花。

12.如权利要求1-11中任一项所述的方法制作成的滚花工件。

13.一种用根据权利要求1-11中任一项所制成的滚花工件模塑成模塑制品的方法，所述方法包括：

a)将一种可模塑材料施加到工件外表面上；

b)当可模塑材料与工件接触时，对可模塑材料施加足够的力从而将工件外表面上图案的反图案传印到与工件接触的可模塑材料第一表面上；以及

c)将可模塑材料从工件上除去。

14.如权利要求13所述的模塑一种制品的方法，其特征在于，还包括：

d)在步骤a)至c)进行的同时使工件至少转动一周，从而模塑长度大于工件圆周的制品，其中传印到模塑制品上的图案在其长度上是连续而不间断的。

15.一种根据权利要求13-14中任一项所述的方法制成的模塑制品。

16.一种具有滚花加工的圆柱形外表面的滚花工件，所述滚花工件包括：具有纵轴线和圆柱形外表面的圆柱体，所述外表面上具有滚花图案；

其中所述滚花图案包括：

第一组沟纹，所述第一组沟纹具有相对与所述工件的所述纵轴正交的参照平面的第一沟纹螺旋角；

第二组沟纹，所述第二组沟纹具有相对所述参照平面的第二沟纹螺旋角，所述第二组沟纹与所述第一组沟纹相交；以及

所述滚花图案绕所述工件圆周是连续而不间断的，所述第一和第二沟纹螺旋角基本上是不同量的。

17.如权利要求16所述的滚花工件，其特征在于，所述第一和第二螺旋角之和大致为90°。

18.如权利要求17所述的滚花工件，其特征在于，所述第一螺旋角大致为60°，而所述第二螺旋角大致为30°。

19.如权利要求16所述的滚花工件，其特征在于，所述第一和第二沟纹螺旋角之差至少为5°。

20.如权利要求16所述的滚花工件，其特征在于，所述第一和第二组沟纹各自包括第一沟纹表面、第二沟纹表面和沟纹底，其中所述第一和第二沟纹表面各自从所述工件的所述外表面伸向所述沟纹底。

21.如权利要求20所述的滚花工件，其特征在于，所述沟纹底包括形成在所述第一和第二沟纹表面交界处的一条线。

22.如权利要求21所述的滚花工件，其特征在于，第一和第二沟纹相交在工件外表面上构成多个锥形，各个所述锥形包括由第一沟纹构成的第一相对侧表面和由第二沟纹构成的第二相对侧表面。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述锥形是平头锥形。

24.一种采用权利要求16-23中任一项所述滚花工件模塑成模塑工件的方法，包括以下步骤：

a)将一种可模塑材料施加到滚花工件的外表面上；

b)当可模塑材料与滚花工件接触时，对可模塑材料施加足够的力而将滚花工件外表面上图案的反图案传印到与主工具接触的可模塑材料的第一表面上；以及

c)将可模塑材料从滚花工件上除去。

25.如权利要求24所述的模塑制品的方法，还包括：

d)在步骤a)至c)进行的同时使滚花工件至少转动一周，从而模塑长度大于滚花工件圆周的制品，其中传印到模塑制品上的图案在其长度上是连续而不间断的。

26.一种根据权利要求24-25中任一项所述的方法制成的模塑制品。

27.一种切割滚花加工工件的方法，包括以下步骤：

a)使工件沿其纵轴线在第一转动方向转动，

b)使工件与第一滚花轮接触，其中第一滚花轮包括在滚花轮工作表面上的多个齿，各个齿包括在其第一端上的切割边，第一滚花轮构形成使工件与齿的切割边接触；

c)将第一滚花轮在平行于工件纵轴线的方向上来回移动，从而在工件上构成第一组沟纹；

d)使第一滚花轮从工件上脱离；

e)使工件在与第一转动方向相反的第二转动方向上转动；

f)使工件与第二滚花轮接触，其中第二滚花轮包括在滚花轮工作表面上的多个齿，各个齿包括在其第一端上的切割边，第二滚花轮构遽成使工件与齿的切割边接触；以及

g)将第二滚花轮在平行于工件纵轴线的方向来回移动，从而在工件中形成第二组沟纹，第二组沟纹与第一组沟纹相交，从而将一图案传印到工件外表面上，其中工件圆周上的图案是连续而不间断的。

28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，第一和第二切割轮排列成使第二组沟纹与第一组沟纹以90°相交。

29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，第一和第二组沟纹各自包括第一沟纹表面、第二沟纹表面和一沟纹底，其中第一和第二沟纹表面各自从工件外表面伸到沟纹底。

30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，沟纹底是形成于第一和第二沟纹表面交界处的一条线。

31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，第一和第二沟纹的相交在工件外表面上形成多个锥形，各个所述锥形包括由第一沟纹构成的第一相对侧表面和由第二沟纹构成的第二相对侧表面。

32.如权利要求27所述的方法，其特征在于，第一组沟纹具有相对与工件的纵轴线正交的参照平面的第一螺旋角，第二组沟纹具有相对参照平面的第二螺旋角。

33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，第一和第二沟纹螺旋角基本上是不同量的。

34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，第一和第二沟纹螺旋角基本是相同量的并且相对参照平面方向相反。

35.一种如权利要求27-34中任一项所述方法制成的工件。

36.一种采用权利要求27-34中任一项所述滚花工件模塑成模塑制品的方法，包括以下步骤：

a)将一种可模塑材料施加到工件外表面上；

b)当可模塑材料与工件接触时，对可模塑材料施加足够的力而将工件外表面上图案的反图案传印到与工件接触的可模塑材料第一表面上；以及

c)将可模塑材料从工件上除去。

37.如权利要求34所述的模塑制品的方法，进一步包括：

d)在步骤a)至c)进行的同时使工件至少转动一周，从而模塑长度大于工件圆周的制品，其中传印到模塑制品上的图案在其长度上是连续而不间断的。

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