Diamant-Formabrichtrolle zum Abrichten von Schleifscheiben

Abstract

 Um die Lebensdauer einer mit Diamanten besetzten Formabrichtrolle zu verlängern und sie auch mit kleinerem Radius verwendbar zu machen als es bisher wirtschaftlich möglich erschien, wird vorgeschlügen, daß die Formabrichtrolle auf einer Fläche, die nach außen durch einen Größtdurchmesser (D) des Werkzeuges begrenzt ist mit einem Diamantbelag (4, 5) belegt ist, der in Richtung der Drehachse (3) der Abrichtrolle einschichtig und senkrecht zu der Drehachse (3) mehrschichtig ausgebildet ist. Dabei kann ein zweiter Grundkörperteil (2) die Diamantschicht (4) von der dem ersten Grundkörperteil (1) gegenüberliegenden Seite abstützen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Diamant-Formabrichtrolle zum Abrichten von Schleifscheiben mit keramischer, bakelitischer oder metallischer Bindung.

[0002] Zum Einschleifen von Profilen in Werkstückoberflächen werden Schleifscheiben verwendet, die auf ihrer Schleiffläche geometrisch definierte Profile aufweisen. Diese Profile müssen durch Abrichten zunächst in die neue Scheibe eingebracht und darüberhinaus wegen des Schleifscheibenverschleißes von Zeit zu Zeit regeneriert werden.

[0003] Man unterscheidet zwischen Formschleifen und Profilschleifen. Beim Formschleifen wird eine Schleifscheibe mit einem Spitzprofil mit z.B. einem Spitzenradius von 0,5 mm und einem eingeschlossenen Flankenwinkel von 60° mit Hilfe einer geeigneten, meist mehrachsigen Steuerung so an der Werkstückoberfläche geführt, daß das durch die Steuerung vorgegebene Profil auf der Werkstückoberfläche erzeugt wird. Die Steuerung kann aus einer Nachformsteuerung oder aus einer numerischen Steuerung bestehen.

[0004] Beim Profilschleifen trägt die Schleifscheibe auf ihrer Umfläche das vollständige, negativ konforme Werkstückprofil. Damit können Profilsteuerungen und mindestens eine Vorschubbewegung entfallen. Dieses Verfahren wird wegen der Schleifzeiteinsparung für die Serien- und Massenfertigung eingesetzt. Das Abrichten der Schleifscheibe erfolgt entweder durch Diamant-Abrichtrollen, die auf ihrer Umfläche das Werkstückprofil tragen, oder durch Diamant-Formrollen. Letztere werden, ähnlich dem Formschleifen, durch geeignete Steuerungen beim Abrichten so geführt, daß das erforderliche, in der Steuerung gespeicherte Schleifscheibenprofil entsteht.

[0005] Die minimal geforderten Toleranzen der Werkstückprofile betragen heute bis zu 2 pm. Um diese Toleranzen zu verwirklichen, muß nicht nur die Kinematik der Steuerung eine entsprechende Genauigkeit aufweisen, sondern auch die Umfläche der Diamant-Formrolle selbst. Das Profil der Diamant-Formrolle wird bei der Erstellung des Datenträgers für das Schleifscheibenprofil berücksichtigt. Je nach dem momentan abgerichteten Profilzug kommen verschiedene Profilzonen der Diamant-Formrolle zum Eingriffo Das Profil der Diamant-Formrolle muß daher mit geringen Formtoleranzen gefertigt werden.

[0006] Der kleinste abrichtbare konkave Radius an der Schleifscheibe ist dem konvexen Radius R an der Diamant-Formabrichtrolle gleich. Häufig werden Radien mit R < 0,2 mm gefordert. Solche Formrollen können entweder nur mit kleiner Diamantkörnungsgröße hergestellt oder der Radius R muß an der Formrolle durch Schleifen mit Diamant-Schleifscheiben erreicht werden. Bei kleinen Radiengrößen ist der Verschleiß der Diamant-Formrolle jedoch entsprechend höher, so daß sich der Einsatz solcher Abrichtwerkzeuge als unwirtschaftlich erweist.

[0007] Deshalb wurden Diamant-Formrollen entwickelt, die z.B. an ihrer Umfläche einen Zylinderteil aufweisen. Der Zylinderteil wird an beiden Seiten durch Radien begrenzt, die wiederum tangential in unter z.B. m 30° geneigte Stirnfläche übergehen. Bei diesen Formrollen sind an der Umfangsfläche mehrere Diamanten parallel zur Drehachse des Werkzeuges in einer Schicht nebeneinanderliegend angeordnet. Für diese können bei gleichem Radius R wegen ihrer geometrischen Form größere Körnungsgrößen verwendet werden als bei der vorher beschriebenen Ausführungsform. Wegen der zusätzlichen geraden Abrichtzonen kommen mehr Diamanten zum Einsatz. Dadurch wird die Lebensdauer verlängert. Die Verwendung derartiger Rollen ist jedoch durch ihre geometrische Form weiter eingeschränkt, weil nur konkave Radien mit eingeschlossenem Winkel ≥ 90° bzwo ≥ 90° + α abgerichtet werden können. Außerdem sind derartige Diamant-Formröllen durch den am Radius auftretenden Verschleiß noch mit unzureichender Lebensdauer behaftet, weil beim Profilabrichten im Bereich des Radius R der häufigste Kontakt und und damit die größte Belastung auftritt. Alle diese bekannten Formrollen haben den Nachteil, daß ihre Lebensdauer spätestens dann erreicht ist, wenn eine Schicht Diamanten verschlissen ist.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Diamant-Formrollen mit einer längeren Lebensdauer zu schaffen und Diamant-Formrollen auch mit kleineren Radien verwendbar zu machen als es bisher wirtschaftlich möglich erschien.

[0009] Erfindungsgemäß wird hierfür eine Diamant-Formabrichtrolle vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Formrolle auf einer Fläche, die nach außen durch einen Größtdurchmesser des Werkzeuges begrenzt ist, mit einem Diamantbelag belegt ist, der in Richtung der Drehachse einschichtig und senkrecht zur Drehachse mehrschichtig ist. Dabei kommt insbesondere die Anwendung von Diamanten in Betracht, die in ihrer Körnungsgröße engklassiert sind. Je geringer die zulässige Radientoleranz ist, desto geringer muß die zulässige Körnungsgrößentole- ranz der einzelnen Diamanten untereinander sein. Zur Verminderung des Verschleißes kann dabei ein zweiter Grundkörperteil die Diamantschicht von der dem ersten Grundkörperteil gegenüberliegenden Seite abstützen. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Diamant-Formrolle ist in einer Zeichnung wiedergegeben und nachstehend erläutert.

[0010] Die Grundkörperteile 1 und 2 mit dem Durchmesser D bestehen vorzugsweise aus Stahl. Zwischen den Grundkörperteilen 1 und 2 liegt der in Richtung der Drehachse 3 einschichtige und senkrecht zur Drehachse 3 mehrschichtige Diamantbelag 4 von der Stärke D ₁ mit den auf dem äußersten Umkreis befindlichen Diamanten 5. Die Diamanten können, um einen definierten Radius R mit enger Toleranz zu erzeugen, durch Sieben eng klassiert sein. Zum Beispiel kann eine Siebfraktion Verwendung finden, die ein Sieb mit der Maschenöffnungsweite 330 pm passiert hat, jedoch auf einem Sieb mit einer Maschenöffnungsweite von 290 pm liegen bleibt. Darüberhinaus kann zur weiteren Einengung der Toleranz die Siebfraktion in bekannter Weise kornformklassiert und nur die überwiegend runden oder blockigen Körner verwendet werden. Verschleißt die äußerste Diamantschicht 5 beim Abrichten, dann werden die Stahl^grundkörper 1 und 2 durch den Kontakt mit der Schleifscheibe gleichzeitig abgeschliffen, so daß die jeweils auf dem äußersten Umfang zur Verfügung stehenden Diamanten immer über den Grundkörper hinausragen, weil die Diamanten wegen ihrer Härte weniger verschleißen als die Stahlgrundkörper 1 und 2 und die zwischen den Diamanten angeordnete Bindung 6. Ein Verschleißzustand 7 ist als Beispiel gestrichelt eingezeichnet. Aufgrund der nacheinander zum Eingriff gelangenden, diamantbestückten Umkreise bis zur gestricht-punktierten Linie 8, wobei jedoch die spitze Form der Diamant-Formrolle erhalten bleibt, ist die Lebensdauer dieses Abrichtwerkzeuges weit größer als die Lebensdauer bekannter Diamant-Formrollen, bei denen der Verschleiß nach meist nur einer halben Diamantbelagschicht bereits das Ende der Lebensdauer durch unzulässig große Formabweichung herbeiführt.

[0011] Die Bindung der Diamanten an den Grundkörperteil 1 erfolgt vorteilhaft durch einen galvanisch abgeschiedenen Nickelbelag, dessen Dicke kleiner ist als die Diamantkörnungsgröße. Verwendbar sind jedoch ebenfalls andere Bindungsarten wie Bronze, Stahl, Kunstharz und ähnliche. Vorzugsweise kann auch eine doppelte Bindung erfolgen, wobei der einschichtige Diamantbelag auf den einen Grundkörperteil durch einen galvanischen Niederschlag gebunden ist, der andere Grundkörperteil jedoch zum Beispiel mit einer Bronze, die gegebenenfalls mit verschleißmindernden Füllstoffen wie Kobalt aufgefüllt werden kann, aufgesintert wird. Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß der Grundkörperteil 2 aus Sinterbronze gefertigt ist, wobei die Sinterbronze direkt auf den mit dem Diamantbelag bestückten Grundkörperteil 1 aufgesintert wird.

Ansprüche

1. Diamant-Formabrichtrolle zum Abrichten von Schleifscheiben mit keramischer, bakelitischer oder metallischer Bindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Formabrichtrolle auf einer Fläche, die nach außen durch einen Größtdurchmesser (D) des Werkzeuges begrenzt ist, mit einem Diamantbelag (4,5) belegt ist, der in Richtung der Drehachse (3) einschichtig und senkrecht zur Drehachse (3) mehrschichtig ist.

2. Diamant-Formabrichtrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Grundkörperteil (2) die Diamantschicht (4) von der dem ersten Grundkörperteil (1) gegenüberliegenden Seite abstützt.

3. Diamant-Formabrichtrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanten in einer Bindung (6) aus galvanisch abgeschiedenem Nickel, gesinterter Bronze oder einem anderen Sintermetall, Kunstharz oder einer Kombination dieser Bindungswerkstoffe gehalten sind..

4. Diamant-Formabrichtrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1,2) aus Stahl besteht.

5. Diamant-Formabrichtrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Grundkörpers (1) aus Stahl und ein weiterer Teil (2) aus einem anderen Werkstoff wie Bronze besteht.

6. Diamant-Formabrichtrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Grundkörpers aus dem Bindematerial der Diamanten (4) besteht.

7. Diamant-Formabrichtrolle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanten engklassierte Größen von etwa 290 ... 330 µm aufweisen.

8. Diamant-Formabrichtrolle nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Diamanten (4,5) engklassierte Größen aufweisen und kornformklassiert, vorzugsweise kugelförmig, sind.

1. Diamant-Formabrichtrolle zum Abrichten von Schleifscheiben mit keramischer, bakelitischer oder metallischer Bindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Formabrichtrolle auf der Seitenfläche eines ersten Grundkörperteiles (1), die nach außen durch einen Größtdurchmesser (d) des Werkzeuges begrenzt ist, mit einem Diamantbelag (4,&) belegt ist, der in Richtung der Drehachse (3) einschichtig und senkrecht zur Drehachse (3) mehrschichtig ist, und daß ein zweiter Grundkörperteil (2) die Diamantschicht (4) von der dem ersten Grundkörperteil (1) gegenüberliegenden Seite abstützt.

2. Diamant-Formabrichtrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Grundkörpers (1) aus Stahl und ein weiterer Teil (2) aus einem anderen Werkstoff wie Bronze besteht.

3. Diamant-Formabrichtrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanten engklassierte Größen von etwa 290 ... 330 um aufweisen.

4. Diamant-Formabrichtrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanten (4,5) engklassierte Größen aufweisen und kornformklassiert, vorzugsweise kugelförmig, sind.

Zeichnung