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Verfahren zur Herstellung eines scheibenförmigen Diamantformwerkzeuges
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Legierung, bestehend zu 65% aus Zinklegierung ZnCuAl, zu 31 bis 33% aus Cd und zu 2 bis 4% aus Silberlot verwendet. Es kann aber als Bindemittel auch ein Bronzeamalgam Verwendung finden.
Zweckmässig wird für die Befestigung der wirksamen Diamantkörnerschicht auf der profilierten Innenwand der Form ein langsam trocknendes Klebemittel von kleiner Viskosität, z. B. eine 5% ige wässe- rige Lösung von Gummiarabikum, verwendet.
Das erfindungsgemässe Verfahren soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine Form zur Herstellung einer Diamantformschleifscheibe, die Fig. 2 und 3 Schnitte durch die Form gemäss Fig. 1 mit der fertigen Diamantformschleifscheibe und Fig. 4 einen Teilschnitt durch die Diamantformschleifscheibe nach Beseitigung der Form nach Fig. 1.
Zur Herstellung des Diamantformwerkzeuges wird zunächst ein Formdrehmeissel hergestellt, mit welchem die Innenfläche der Form bearbeitet wird. Der Formdrehmeissel muss genau dem Negativ der Form entsprechen, die das Werkstück erhalten soll und wird aus Stahl in bekannter Weise, am besten durch Profilschleifen, z. B. auf einer Flachschleifmaschine mit Hilfe von bekannten Einrichtungen zum Abrichten diamantfreier Schleifscheiben mit keramischer Bindung bzw. auf einer Kopierschleifmaschine hergestellt. Mit Hilfe eines so hergestellten Drehmeissels, mit einem Spanwinkel =0,, wird nun auf einer Drehmaschine die Form --6-- ausgedreht, deren Innenwand das Negativ des besagten Drehmeissels aufweisen muss.
Zu diesem Zweck ist eine genaue Drehmaschine mit Gleitlagern zu verwenden, nachdem jede Ungenauigkeit bei der Formübertragung vom Drehmeissel auf die Form --6--, sei es durch die Ungenauigkeit des Drehmeissels selbst oder durch fehlerhafte Bearbeitung der Form --6--, auf das Diamantformwerkzeugrestlos übertragenwird. Zur Herstellung der Form --6-- wird ein Schmiedestück verwendet, dessenDicke ungefähr der doppelten Breite der herzustellenden Schleifscheibe gleich ist. Durch das Abdrehen des rohen Schmiedestückes auf dem Umfang und auf den Stirnseiten wird das nötige Halbfabrikat zur weiteren Bearbeitung vorbereitet.
Das Halbfabrikat für die Form-6-wird nun mit dem abgedrehten Umfang am zweckmässigsten ineinem Spannfutter derart eingespannt, dass die Spannkräfte sich nicht ungünstig auswirken (beim Einspannen dürfen sich die Abmessungen nicht ändern). Zuerst wird in der vorderen Stirn des Halbfabrikats der Hohlraum --7- ausgedreht, u. zw. von einer Tiefe, die der Breite der herzustellenden Schleifscheibe entspricht und von einem etwas kleineren Durchmesser. Weiters wird auch die Stirnseite plangedreht, und zum Schluss wird mit dem inzwischen vorbereiteten Formdrehmeissel die Innenfläche des Halbfabrikats durch Einstechen ausgedreht.
Die Bearbeitung auf Fertigmass ist bei möglichst kleiner Drehzahl und mit abnehmend kleinem Span durchzuführen, d. h. bei rund 40 Umdr/min und mit einer Spantiefe von 0, 05 bis 0, 01 mm.
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indemBodendes Hohlraumes konzentrisch eine Bohrung-8-ausgeführt, deren Durch-erfindungsgemässen Herstellung des Diamantformwerkzeuges zum konzentrischen Einsetzen des Tragkör- pers-l-in die Form--6--.
Die Form--6-- wird aus billigem, leicht bearbeitbarem Material, am besten aus einem Schmiedestück aus Aluminiumlegierung der Type AICuMg mit Beigabe von Fe, Ni und Ti, hergestellt. Nachdem jede Form aus einem leicht zerspanbaren Werkstoff hergestellt wird, findet fast keine Abnutzung des Formdrehmeissels statt und derselbe kann somit für die Herstellung einer grossen Anzahl von gleichen Formen verwendet werden. Im Notfall wird der Drehmeissel durch einfaches Schleifen der Spanfläche geschärft. Die Meissel werden auf Lager gehalten, so dass sie jederzeit für die eventuell wiederholte Herstellung von formgleichen Profilen verwendbar sind.
In der Zwischenzeit wird der Tragkörper-l-des herzustellenden Werkzeuges vorbereitet. Dieser Tragkörper-l--falls es sich um eine Schleifscheibe handelt-ist als ein Flansch ausgebildet, dessen kleinerer Durchmesser zum Einsetzen des Tragkörpers in die Bohrung --8-- der Form --6-- dient, wogegen der äussere Durchmesser um 5 bis 10% kleiner sein muss als der kleinste Durchmesser der fertigen Schleifscheibe. Die zugehörige Mantelhöhe des Tragkörpers-l-entspricht der Formtiefe. Auf dem Umfang des Flansches werden gleichzeitig die Verankerungsfurchen --2-- ausgedreht. Zur Herstellung des Tragkörpers-l-werden mit Vorteil ähnliche Legierungen verwendet wie für die Form --6--.
Die Form --6- wird ausserdem der Wirkung von Natronlauge für die Dauer von zirka 60 sec ausgesetzt und sodann im Wasser abgespült. Nachdem die Innenflächen der Form-6-- entfettet und getrocknet wurden, werden sie mittels eines Pinsels oder eines Zerstäubers mit Klebemittel versehen, derart, dass sie mit einem erreichbar dünnsten Film (bloss einige Mikron) von dünnflüssigem, langsam trocknendem Klebemittel niedriger Viskosität benetzt werden (in den Zeichnungen nicht dargestellt). Zu diesem Zweck
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ausgerissen werden und dies auch bei langer Betriebszeit, wenn die Schneidkanten nicht mehr ganz scharf sind und der spezifische Schnittdruck daher ansteigt.
Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Werkzeug behält auch nach langer Benutzung sämtliche Körner (ihre Konzentration nimmt nicht ab), seine Schneidfähigkeit ("Schleiffreudigkeit") bleibt unverändert, und das Werkzeug widersteht demzufolge erfolgreich allen unerwünschten Formveränderungen, die sonst infolge fortschreitender Abnutzung zustandekommen.
Die überschüssigen Diamantkörner werden sodann aus der Form --6-- ausgeschüttet, und das Klebemittel mit den anhaftenden Diamantkörnern lässt sich dann bei Raumtemperatur in 5 bis 15 min erhärten. Sodann wird der vorbereitete Tragkörper-l-in die Form --6-- in vertikaler Achsenlage eingelegt und der Zwischenraum mit einem Gemisch von Metallpulver gefüllt. Es empfiehlt sich, ein Ge-
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20fahren ausgefüllt, so dass das Bindemittel das Metallpulver durchdringt, wobei eine Oberflächendiffusion zustandekommt und dieDiamantkörner-4-umhüllt und verankert werden.
Gleichzeitig wird auch die Verbindung der aktiven Schicht--5-- mit dem Tragkörper-l-des herzustellenden Werkzeuges mittels der Verankerungsfurchen-2-am Umfang des besagten Tragkörpers-l-durchgeführt. Bei klei- neren Werkzeugenkannmit Vorzug auch der ganze Tragkörper aus dem Bindemittel im Spritzgussverfahren gebildet werden, so dass es sich erübrigt, denselben im voraus herzustellen. Es empfiehlt sich, als Bindemittel nachstehende gewichtsmässige Legierung anzuwenden : 65% Zinklegierung, z. B. der Type ZnCuAl, 31 bis 33% Cd, 2 bis 4% Silberlot bekannt unter der Handelsbezeichnung AgP 500 Cd.
Es kann aber auch ein Bronzeamalgam als Bindemittel Verwendung finden.
Das Metallpulvergemisch bzw. seine Teilchen erfüllen während des Spritzgussvorganges dieselbe Aufgabe, wie die Diamantkörner in den überlagerten Schichten bei der Befestigung der Diamantkörner - auf der profilierten Wand der Form --6--, d. h. diese Pulverteilchen fixieren das Diamentkorn - in der aktiven Schicht --5 in seiner bereits gegebenen Lage, die bei der vorherigen Bildung der
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und Abschälen oder durch Abschleifen. Die profilierte Innenwand der Form --6--, die zu Beginn der Herstellung der Einwirkung von z. B. Natronlauge ausgesetzt wurde, verbindet sich mit keinem Flächenteil des hergestellten Werkzeuges, ja fällt sogar in ganzen Abschnitten ab.
Das Werkzeug wird zum Schluss auf die übliche Art fertiggestellt, u. zw. durch die Ausführung einer Aufnahmebohrung und durch Bearbeitung der Flankensowie durch die Reinigung des aktiven Teiles am profilierten Umfang mit Bimsstein oder mit einem Schleifwerkzeug aus Siliciumkarbid, wodurch sämtliche Schneidkanten auf der Oberfläche des aktiven Werkzeugteiles --5-- freigemacht werden.
Bei der Herstellung von Werkzeugen nach dem erfindungsgemässen Verfahren sind keine kostspieligen Formen erforderlich, die sonst bei den bisher bekannten Herstellungsverfahren für Diamantformwerkzeuge nötig sind, so dass die Herstellung der Form und des ganzen Werkzeuges technologisch sehr einfach und billig ist.
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Process for the production of a disc-shaped diamond forming tool
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Alloy consisting of 65% zinc alloy ZnCuAl, 31 to 33% of Cd and 2 to 4% of silver solder. However, a bronze amalgam can also be used as a binding agent.
It is useful to use a slow-drying adhesive with a low viscosity, such as an adhesive, to attach the effective diamond grain layer to the profiled inner wall of the mold. B. a 5% aqueous solution of gum arabic is used.
The method according to the invention will now be explained in more detail with reference to the drawings. 1 shows a partial section through a mold for producing a diamond-shaped grinding wheel, FIGS. 2 and 3 show sections through the form according to FIG. 1 with the finished diamond-shaped grinding wheel, and FIG. 4 shows a partial section through the diamond-shaped grinding wheel after the shape according to FIG. 1 has been removed .
To produce the diamond molding tool, a molding turning tool is first produced, with which the inner surface of the mold is machined. The form turning chisel must correspond exactly to the negative of the shape that the workpiece is to receive and is made of steel in a known manner, preferably by profile grinding, e.g. B. on a surface grinding machine with the help of known devices for dressing diamond-free grinding wheels with a ceramic bond or on a copy grinder. With the help of a turning chisel manufactured in this way, with a rake angle = 0 ,, the form --6-- is now turned out on a lathe, the inner wall of which must have the negative of the said turning chisel.
For this purpose, an accurate lathe with plain bearings should be used after any inaccuracy in the transfer of the shape from the turning tool to the shape --6--, be it due to the inaccuracy of the turning tool itself or due to incorrect machining of the shape --6-- the diamond forming tool is transferred completely. A forging is used to produce the shape --6--, the thickness of which is approximately twice the width of the grinding wheel to be produced. The necessary semi-finished product is prepared for further processing by turning the raw forging on the circumference and on the end faces.
The semifinished product for Form-6 is now most appropriately clamped in a chuck with the turned circumference in such a way that the clamping forces do not have an unfavorable effect (the dimensions must not change when clamping). First, the cavity --7- is turned out in the front end of the semi-finished product, u. between a depth that corresponds to the width of the grinding wheel to be produced and a slightly smaller diameter. In addition, the front side is also faced, and finally the inner surface of the semi-finished product is machined by grooving with the form turning chisel that has meanwhile been prepared.
Machining to the finished size is to be carried out at the lowest possible speed and with a decreasing chip size, i.e. H. at around 40 rev / min and with a depth of cut of 0.05 to 0.01 mm.
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In the bottom of the cavity, a bore-8-carried out concentrically, the production of which, according to the invention, of the diamond molding tool for concentric insertion of the support body-1-in the mold-6 -.
The form - 6 - is made from cheap, easily machinable material, preferably from a forging made of aluminum alloy of the type AICuMg with the addition of Fe, Ni and Ti. Since each form is made from an easily machinable material, there is almost no wear on the form turning tool and the same can thus be used for the production of a large number of the same forms. In an emergency, the turning tool is sharpened by simply grinding the rake face. The chisels are kept in stock so that they can be used at any time for the possibly repeated production of profiles of the same shape.
In the meantime, the support body 1 of the tool to be manufactured is being prepared. This support body - 1 - if it is a grinding wheel - is designed as a flange, the smaller diameter of which is used to insert the support body into the bore --8-- of the form --6--, while the outer diameter is 5 must be up to 10% smaller than the smallest diameter of the finished grinding wheel. The associated shell height of the supporting body-l-corresponds to the depth of the shape. At the same time, the anchoring grooves --2-- are turned out on the circumference of the flange. Alloys similar to those used for the form --6-- are advantageously used to produce the support body-1-.
The form -6- is also exposed to the action of sodium hydroxide solution for about 60 seconds and then rinsed in water. After the inner surfaces of the Form-6-- have been degreased and dried, they are provided with adhesive using a brush or an atomizer, in such a way that they are wetted with an achievable thinnest film (only a few microns) of low-viscosity, slow-drying adhesive of low viscosity (not shown in the drawings). To this end
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be torn out and this also with long operating times when the cutting edges are no longer quite sharp and the specific cutting pressure therefore increases.
The tool produced by the method according to the invention retains all the grains even after long use (their concentration does not decrease), its cutting ability ("ease of grinding") remains unchanged, and the tool consequently successfully withstands all undesirable changes in shape that otherwise occur as a result of progressive wear.
The excess diamond grains are then poured out of the mold --6-- and the adhesive with the adhering diamond grains can then harden in 5 to 15 minutes at room temperature. Then the prepared support body-l-is placed in the mold --6 - in a vertical axis position and the space in between is filled with a mixture of metal powder. It is advisable to
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20, so that the binder penetrates the metal powder, a surface diffusion occurs and the diamond grains-4-are enveloped and anchored.
At the same time, the connection of the active layer - 5 - to the support body-1-of the tool to be produced by means of the anchoring grooves-2-on the circumference of said support body-1-is carried out. In the case of smaller tools, the entire support body can preferably also be formed from the binding agent in an injection molding process, so that it is not necessary to manufacture it in advance. We recommend using the following alloy by weight as a binder: 65% zinc alloy, e.g. B. the type ZnCuAl, 31 to 33% Cd, 2 to 4% silver solder known under the trade name AgP 500 Cd.
However, a bronze amalgam can also be used as a binding agent.
The metal powder mixture or its particles perform the same task during the injection molding process as the diamond grains in the superimposed layers when the diamond grains are attached - on the profiled wall of the mold --6--, i.e. H. these powder particles fix the diamond grain - in the active layer --5 in its already given position, which was the case during the previous formation of the
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and peeling or grinding. The profiled inner wall of the form --6--, which at the beginning of the manufacture of the action of z. B. was exposed to sodium hydroxide solution, does not connect to any surface part of the tool produced, even falls off in whole sections.
Finally, the tool is finished in the usual way, u. by making a receiving hole and machining the flanks as well as cleaning the active part on the profiled circumference with pumice stone or with a silicon carbide grinding tool, which clears all cutting edges on the surface of the active tool part --5--.
In the production of tools according to the method according to the invention, no expensive molds are required, which are otherwise necessary in the previously known production methods for diamond molding tools, so that the production of the mold and the entire tool is technologically very simple and cheap.
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