一种制造无接缝有孔金属带的方法技术

本发明专利技术提供了一种制造无接缝有孔带的方法，包括步骤：（ａ）提供一块具有二个相对边缘而且其长度至少等于最终带长的带材；（ｂ）制备其长度基本上等于最终带长的一个孔图形，该图形包括多个二维几何形状，该图形具有可以拼接在一起的相对末端边缘；（ｃ）除去该图形的每一末端的预定部分，并将预定部分沿相对末端边缘互相连接而形成再腐蚀图形；（ｄ）在带材上形成与图形中的二维几何形状相适应的孔，带材在靠近构成熔接区的每个末端的区域中没有孔；（ｅ）将带材的末端彼此熔接，使熔接区形成公共的熔接区；和（ｆ）在公共熔接区中，形成与再腐蚀图形相适应的孔。带材可包括从金属、塑料、织物、橡胶和它们的组合构成的组中选择出来的一种材料。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在有孔的材料环带上形成接缝的方法。本专利技术还涉及不会使孔的图形破坏的形成这种接缝的一种方法。
技术介绍
在1996年11月8日以Mc Guire、Tweddell和Hamilfon名义提出的题为“三维抗套叠片状材料及其制造方法和装置”与本专利技术具有共同受让人的同时待审(允许)的美国专利申请系列号为08/745339中，公开了在三维片状产品的卷绕滚筒或带中使用无定形图形来防止套叠的问题。这里引入该专利申请供参考。在本申请中，说明了生成性质均匀的，基于有约束的二度空间的Voronoi棋盘形布置的无定形图形的一种方法。利用这种方法，借助计算机可以生成由不规则多边形的互锁网络组成的无定形图形。利用在上述专利申请中的方法产生的图形适用于平坦的小型材料。然而，当试图将这种图形用于制造生产工具(例如压花滚筒)时，则由于该图形的边缘是各种各样的，所以当卷绕在滚筒或带周围时，在图形“相交”的地方有明显的接缝。另外，对于非常大的滚筒或带，用于生产覆盖这些滚筒或带的图形所需的计算时间非常长。因此需要一种可以“拼接”的生成这些无定形图形的方法。这里所用的术语“拼接图形”，“拼接”和“拼接的”是指包括充满图形花纹的有边界区域的图形或图形元素，该图形花纹可以其边缘与其它相同图形或具有互补但不相同的边缘几何形状的图形元素连接，用以形成具有不明显可见的接缝的较大图形。如果利用这种“拼接的”图形来制造压花滚筒或带，则当该图形卷绕在滚筒或带上时，不会在平的花纹“相交”处出现接缝。另外，将小图形“拼接”起来，可以制成非常大的图形(例如，大的压花滚筒或带的表面)，并且在小的拼接图形图形的边缘上，不会出现接缝。尽管开发了各种各样的图形，但要形成有孔的材料环带，作为形成带有与该带上孔相适应的突出部分的图形的三维坯料成形结构，仍是很困难。现有技术的带制造方法，一般是依靠将该带材料的无孔末端焊接或熔接在一起，并钻出通孔，以与带图形的孔的外形近似。然而，特别是在无定形图形的情况下，常规的钻孔会在带上形成明显看得出的接缝；因此，在最终产品的突出部分的图形中会出现相应的断缝。将有图形的孔形成在该带材料的末端，在使该材料的不连续末端边缘令人满意地熔接方面，也是有困难的。例如，常用的将薄金属带制成圆筒形带的方法是利用高能束(电子束或激光束)作为能源，将该带对头焊接成一圆筒。这种焊接步骤的一个要求是，焊接必需在连续的金属带两端进行。由于在焊缝的入口和出口处，高能束会作出孔，故这种金属的中断导致焊接不精确和不连续。因此，希望提供一种在孔的无定形图形上，不会留下明显可见的接缝或断缝的、制造连续有孔带的方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种制造无接缝有孔带的方法，该方法包括下列步骤(a)提供一块具有二个相对边缘而且其长度至少等于最终带长的带材；(b)制备其长度基本上等于最终带长的一个孔图形，该图形包括多个二维几何形状，该图形具有可以拼接在一起的相对末端边缘；(c)除去该图形的每一末端的预定部分，并将预定部分沿相对末端边缘互相连接而形成再腐蚀图形；(d)在带材上形成与图形中的二维几何形状相适应的孔，带材在靠近构成熔接区的每个末端的区域中没有孔；(e)将带材的末端彼此熔接，使熔接区形成公共的熔接区；和(f)在公共熔接区中，形成与再腐蚀图形相适应的孔。在优选实施例中，二维图形为由互锁的二维几何形状组成的无定形二维图形。带材可包括从金属、塑料、织物、橡胶和它们的组合构成的组中选择出来的一种材料。附图说明虽然本说明书以具体指出并明确提出本专利技术权利要求的权利要求书作为结尾，但通过下面结合附图对优选实施例的说明，将会更好地理解本专利技术。附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中图1为用于示出与本专利技术有关的各种不同尺寸的、适合于制造其上叠加有图形的带的一种带材的平面图；图2为用于示出与本专利技术有关的另外一些尺寸的、末端边缘熔接在一起的图1所示的带材的局部放大图；图3为本专利技术所用无定形图形的代表性实施例的四个相同的“拼接图形”的平面图；图4为图3中四个“拼接图形”移动得更靠近，以示出图形边缘匹配的平面图；图5为用于本专利技术图形生成等式中的尺寸的示意图；图6为用于本专利技术图形生成等式中的尺寸的示意图。具体实施例方式带的制造图1表示根据本专利技术的方法适用于制造带10的带材。该带材有叠加在其上的图形P，用以表示与本专利技术有关的各种尺寸。该图形P可以呈各种不同形式，但作为例子，如在上述的Mc Guire等人的专利申请中所述那样，可以包括要光刻在金属带上的孔的图形的照机底片。该带材的初始长度为SL，初始宽度为SW。带材长度是平行于将变成最终带的机器运动方向的带材纵轴测量的。优选但非必需的是，尺寸和标记制成沿纵向中心线相对于该带材中点成对称。该带所需的最终长度(即，形成封闭环时的圆周长度)用BL表示；在本例子中，该最终完成的带宽度与带材宽度相等。如以后所述，在制备连接带的末端边缘SE时，要修整带长SL和BL之间的差。如果不希望进行最后修整，则SL和BL可以相等。图形长度与最终带长BL相等，而图形宽度PW可以与带材宽度SW相等，但最好比SW略小，以便留下用作带的轨道的均匀边界。使图形长度与最终带长BL相等很重要，这样，当带的末端熔接在一起时，图形不会断裂或出现接缝。同样，优选图形的相对末端的形状是互补的，使该末端可以“拼接”或匹配在一起，以避免当图形末端连接在一起时产生明显可见的接缝。下面将说明生成这种无定形图形的一种适当的方法。为了制造本专利技术的带10，提供了尺寸为SL和SW的一种适合制造带子的带材。根据所需制造工序的不同，有各种各样的材料适于带的制造。已经发现，厚度为0.005英寸的304号系列的不锈钢片适合于制造这种带。作为说明性示例，假设带的最终宽度为12.5英寸，最终圆周长/长度为72英寸。为了最后作修整，带材长度SL略大于72英寸(即，要除去带材边缘SE)，带材宽度SW则为12.5英寸。生成适当的图形P，并制备图形宽度PW为12英寸、图形长度等于最终带长BL(即72英寸)的图形的照相底片。为了在下面的工序中帮助底片对准，在被图形占据的空间以外的带材上，设置四个测量记号M。记号M可以为任何形状，但直径为0.010英寸的圆即可满足要求。记号M相对于该带材的纵轴对称设置，并形成比最终带长BL小的测量长度ML。BL和ML的差值应足够为熔化设备和操作提供间隙，而不会妨碍与图形P相适应的腐蚀的孔的图形。在带材的每个末端，上述BL和ML相差2英寸是较令人满意的，这样BL等于72英寸，ML则应等于68英寸。然后，对图形P作记号，并除去在测量记号M以外的图形末端，利用计算机或其它方法，通过图形的初始边缘末端，将图形P末端彼此连接起来，形成下文称作的“再腐蚀图形”；并保留下来供下一步骤使用。再将最终整修过的图形P腐蚀到该带材上去，并确认该图形整修过的末端与测量记号M对准。在将图形已经腐蚀在该带材上之后，使该带材的二个相对末端重叠，直至测量记号M彼此分开一定距离X为止(见图2)，该距离X代表BL和ML之差并与早先除去的图形总长度相适应(“再腐蚀图形”)。对于本示例，距离X为4英寸。然后，同时沿公共线除去带材末端SE，以保证带材末端轮廓形状相同，另外，沿线W，利用对头焊接方法，根据带材的不同，通过高能束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造无接缝有孔带的方法，所述方法包括下列步骤： （ａ）提供一块具有二个相对边缘而且其长度至少等于最终带长的带材； （ｂ）制备其长度基本上等于所述最终带长的孔图形，所述图形包括多个二维几何形状，所述图形具有可以拼接在一起的相对末端边缘； （ｃ）除去所述图形每一末端的预定部分，并将所述预定部分沿所述相对末端边缘互相连接而形成再腐蚀图形； （ｄ）在所述带材上形成与所述图形中的所述二维几何形状相适应的孔，所述带材在靠近构成熔接区的每个末端的区域中没有孔； （ｅ）将所述带材的所述末端彼此熔接，使所述熔接区形成公共的熔接区；和 （ｆ）在所述公共熔接区中形成与所述再腐蚀图形相适应的孔。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思S麦圭尔，彼得W汉密尔顿，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]