AT410415B

AT410415B - Honschleifwerkzeug mit schleifmittel und bindemittel

Info

Publication number: AT410415B
Application number: AT1732001A
Authority: AT
Original assignee: Swarovski Tyrolit Schleif
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2003-04-25
Also published as: WO2002060630A1; ATA1732001A; EP1355757A1; DE20105788U1; EP1355757B1; DE50202779D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Honschleifwerkzeug mit Schleifmittel und Bindemittel, wobei das Honschleifwerkzeug mehrere - vorzugsweise parallele - Schichten aufweist, die von der Schleifoberfläche angeschnitten sind.

Honschleifwerkzeuge dienen unter anderem der Herstellung und Bearbeitung von Präzisions- zahnrädern und -schnecken, insbesondere für gerad- und schrägverzahnte Zahnräder. Honschleif- werkzeuge sind beim Stand der Technik grundsätzlich bekannt In der EP 0 692 342 wird ein verzahntes Honschleifwerkzeug gezeigt, bei welchem in eine Kunstharzmatrix keramische Feinkör- ner eingebettet sind Des weiteren sind aus der EP 0 622 483 keramische Korundschleifmittel bekannt. Schliesslich ist aus der GB 2 272 659 ein Honschleifwerkzeug bekannt geworden, bei dem die Schleifschichten von rein metallischen Stützschichten abgestützt sind Die Stützschichten enthalten keinerlei Schleifmittel und tragen somit zur Abtragleistung des Honschleifwerkzeuges nicht bei.

Bei Honwerkzeugen ist besonders eine hohe Standzeit, hoher Abtrag und eine kurze Honzeit pro Werkstück von Interesse Darüber hinaus werden beim Leistungshonen Genauigkeiten bis in den Bereich eines 1000tel Millimeters (beispielsweise bei Kraftfahrzeuggetrieben) erwartet. Des weiteren ist eine verbesserte Profilformhaltigkeit wichtig. Insgesamt ist eine Verringerung der Prozesskosten anzustreben. Diese Kriterien werden von Honwerkzeugen beim Stand der Technik nicht oder nur teilweise erfüllt.

Aufgabe der Erfindung ist es somit ein Honschleifwerkzeug zu schaffen, welches im Sinne der oben genannten Kriterien deutliche Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik erzielt.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Bindemittel benachbarter Schichten ab- wechselnd Keramik und Kunstharz ist, wobei die äussersten Schichten Kunstharz als Bindemittel aufweisen.

Durch diesen schichtenweisen Aufbau des Honschleifwerkzeugs mit abwechselnd Keramik und Kunststoff als jeweiliges Bindemittel wird erreicht, dass die Standzeit des Honwerkzeugs gegenüber bekannten Leistungshonwerkzeugen deutlich erhöht wird und die Honzeit pro Werkstück deutlich verringert wird. Des weiteren wird eine Profilformhaltigkeit erreicht, welche deutlich, gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Als weiterer Vorteil sind die verringerten Prozesskosten bei der Herstellung des erfindungsgemässen Honschleifwerkzeugs zu nennen.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Schichten des Honschleifwerkzeugs kon- stante Dicke aufweisen
Hierbei ist es besonders günstig, dass die Schichten des Honschleifwerkzeugs in Richtung der Schichtung durchgehend ausgebildet sind. Dies erhöht zum einen die Stabilität, zum anderen ergibt sich keine Veränderung des Schleifverhaltens auch nach längerer Benutzung des erfin- dungsgemässen Honschleifwerkzeugs
Als besonders günstig ist es anzusehen, dass die Schichtgrenzen im wesentlichen senkrecht auf der Schleifoberfläche stehen. Dies trägt ebenfalls dazu bei, dass sich das Schleifverhalten des Honschleifwerkzeugs auch während längerfristiger Benutzung nicht verändert.

Eine günstige Variante besteht darin, dass die Schichten Scheibenform aufweisen, wobei die einzelnen Scheiben aneinander liegen.

Hierbei sieht eine bevorzugte Ausführungsform eines Honschleifwerkzeugs, welches eine Längsachse aufweist, vor, dass die Schleifoberfläche in Form eines Negativabdrucks des zu schlei- fenden Werkstücks ausgebildet ist, wobei die Schleifoberfläche entlang der Längsachse nur im wesentlichen parallel zu dieser liegende Schleifflächen aufweist. So kann eine Anpassung der Schleifoberfläche an die Form des zu schleifenden Werkstücks sowohl an der äusseren als auch an der inneren Manteloberfläche des Schichtenhonschleifwerkzeugs vorgenommen werden Bei Anpassung der äusseren Manteloberfläche können z. B Zahnkränze mit innenliegenden Zähnen gehont werden. Ist die Schleifoberfläche an der inneren Mantelfläche des Honschleifwerkzeugs an die Form des zu schleifenden Werkstücks angepasst, so kann das Honschleifwerkzeug zum Honen z.

B. von Zahnrädern mit aussen liegenden Zähnen verwendet werden. Da das Honschleifwerkzeug beim Honen in der Regel eine lineare Hin- und Herbewegung entlang einer Längsachse ausführt, ist es besonders vorteilhaft, dass die Schleifoberfläche entlang der Längsachse nur im wesentlichen parallel zu dieser liegende Schleifflächen aufweist Durch die lineare Hin- und Herbewegung des Honschleifwerkzeugs während des Schleifvorgangs kann grundsätzlich die Querschnittsform senk- recht zur Längsachse des Honschleifwerkzeugs an nahezu jede beliebige Form des Werkstücks

(z. B. rechteckiger oder ovaler Querschnitt) angepasst werden, so lange die Form des Werkstücks bzw. der Schleifoberfläche des Honwerkzeugs entlang der Längsachse gleichbleibend ausgebildet ist.

Hierbei ist es besonders günstig, dass die Schichtgrenzen senkrecht zur Längsachse verlaufen.

Erfindungsgemäss ist es besonders günstig, dass vorzugsweise alle Schichten Schleifmittel auf- weisen. Hierbei können je nach Anwendungsform alle üblichen Schleifmittel wie z. B. Korund, Siliciumkarbid, Diamant, Borozon - vorzugsweise Edelkorunde und deren Mischung - verwendet werden. Die Auswahl des jeweiligen Schleifmittels hängt von der Aufgabenstellung ab und kann an diese angepasst werden.

Eine konstruktiv besonders bevorzugte Variante sieht vor, dass das Honschleifwerkzeug gehär- tet ist.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfol- genden Figurenbeschreibung. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt senkrecht zu den Schichten des erfindungsgemässen Schichtenhonwerk- zeugs
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf die Schleifoberfläche eines Rohlings des Schichten- honwerkzeugs,
Fig. 3 eine erfindungsgemässe Ausführungsform zum Honen von Zahnrädern mit aussenliegen- den Zähnen, und
Fig. 4 eine erfindungsgemässe Ausführungsform zum Honen von Zahnrädern mit innenliegen- den Zähnen.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Grundaufbau eines Rohlings des erfindungsgemä- #en Schichtenhonschleifwerkzeugs werden abwechselnd durchgehende Schichten mit einer Matrix aus Kunstharz 1 und einer Matrix aus Keramik 2 aufgebaut, wobei die jeweils äussere Schicht 3 aus Kunstharz besteht. Die Dicke 4 der einzelnen Schichten kann unterschiedlich sein, wobei diese jedoch in der Regel zwischen 0,5 und 50 mm liegt. Gefertigt wird das Honschleifwerkzeug durch wechselweises Zusammenpressen von Schichten mit Kunstharzmatrix mit gebrannten Schichten mit Keramikmatrix im Heisspressverfahren (Press- bzw. Härtungstemperatur 60 bis 250 C). Nach dem Pressvorgang wird falls notwendig eine Härtung (Brand) bei erhöhter Temperatur durchgeführt.

Des weiteren wird beim Pressvorgang das in der Kunstharzscheibe enthaltene Bindemittel in die Keramikscheibe infiltriert und stellt dadurch eine Verbindung zwischen den Scheiben her. Für die Verbindung der Scheiben ist somit kein weiterer Zusatz in Form eines Bindemittels erforderlich. Die bei den keramischen Schichten verwendeten Materialien entsprechen dem Materialaufbau und in der Produktion dem Prozess der Produktion einer Standardkeramikschleifscheibe inklusive Bren- nen. Hierbei können alle üblichen Scheifmittel wie z. B. Korund, Siliciumkarbid, Diamant, Borozon - vorzugsweise Edelkorunde und deren Mischung - verwendet werden. Die verwendete Korngrösse liegt zwischen 30 und 1000 mesh. Die Dichte der Keramikschicht liegt zwischen 1 und 3 g/cm .

Bei den Schichten, bei denen Kunstharz als Bindemittel verwendet wird, können alle bekannten Kunstharze und deren Mischungen verwendet werden. Insbesondere sind hier Epoxyde und Phe- nolharze zu nennen. Füllstoffe können hierbei enthalten sein. Wie bei den Keramikschichten kön- nen auch bei den Kunstharzschichten alle üblichen Schleifmittel wie z. B. Korund, Siliciumkarbid, Diamant, Borozon - vorzugsweise Edelkorunde - verwendet werden. Auch hier liegt die Korngrösse zwischen 30 und 1000 mesh und die Dichte der Schicht zwischen 1 und 3 g/cm . Die Figuren 1 und 2 zeigen, dass die äusseren Schichten 3 des Schichtenhonwerkzeugs vorzugsweise aus Kunst- harz bestehen.

Nachdem ein in Fig. 2 dargestellter Rohling wie oben beschrieben gefertigt ist, wird er jeweils an die Form des zu honenden Werkstücks angepasst. Dies geschieht unter Verwendung von geeig- neten Bearbeitungswerkzeugen, z. B. aus Diamant. Da das fertige Honschleifwerkzeug beim Honen in der Regel linear entlang seiner Längsachse 6 hin und her bewegt wird. kann seine Schleifober- fläche 5 an nahezu alle Formen des zu bearbeitenden Werkstücks angepasst werden.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Schichtenhonschleifwerkzeug für die Bear- beitung von Zahnrädern mit aussen liegenden Zähnen gefertigt worden ist. Die innenliegenden Zähne 7 als Teil der Schleifoberfläche 5 des Schichtenhonschleifwerkzeugs weisen dabei eine Negativform der nicht dargestellten zu bearbeitenden Zähne des Werkstücks auf. Der Schichtauf- bau und die Schichtabfolge der Schichten 1,2,3 entspricht der des in Fig. 2 dargestellten Rohlings.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schichtenhonschleifwerkzeugs, welches für die

Bearbeitung von Zahnrädern mit innenliegenden Zähnen gefertigt worden ist. Für diese Aufgaben- stellung müssen die Zähne 8 als Teil der Schleifoberfläche 5 des Schichtenhonschleifwerkzeugs an der Aussenfläche des Schichtenhonschleifwerkzeugs liegen. Der Schichtaufbau entspricht wiederum dem des in Fig. 2 dargestellten Rohlings.

Hierbei ist besonders hervorzuheben, dass sowohl in Fig. 3 als auch in Fig. 4 die Schichten durchgehend parallele Schichtgrenzflächen, welche senkrecht auf der Längsachse 6 stehen, aufweisen. Neben den in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen ist bei dem erfindungs- gemässen Schichtenhonschleifwerkzeug grundsätzlich die Anpassung eines Rohlings an nahezu jede Querschnittsfläche des zu bearbeitenden Werkstücks (z. B. rechteckiger Querschnitt, ovaler Querschnitt usw. ) möglich, da das Schichtenhonwerkzeug im Betrieb in der Regel nur eine lineare Hin- und Herbewegung entlang der Längsachse 6 ausführt. Hierbei ist es jedoch wichtig, dass die Schleifoberfläche 5 des Schichtenhonwerkzeugs entlang der Längsachse 6 nur im wesentlichen parallel zu der Längsachse liegende Schleifflächen aufweist.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Honschleifwerkzeug mit Schleifmittel und Bindemittel, wobei das Honschleifwerkzeug meh- rere - vorzugsweise parallele - Schichten (1,2, 3) aufweist, die von der Schleifoberfläche (5) angeschnitten sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel benachbarter
Schichten abwechselnd Keramik (2) und Kunstharz (1,3) ist, wobei die äussersten Schich- ten (3) Kunstharz als Bindemittel aufweisen.

Claims

2. Honschleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten eine konstante Dicke (4) aufweisen.

3. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (4) der einzelnen Schichten zwischen 0,5 und 50 mm liegt 4. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (1,2, 3) des Honschleifwerkzeugs im wesentlichen durchgehend ausgebildet sind.

5. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtgrenzen im wesentlichen senkrecht auf der Schleifoberfläche (5) stehen.

6. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten Scheibenform aufweisen, wobei die einzelnen Scheiben aneinander liegen.

7. Honschleifwerkzeug mit einer Längsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Schleifoberfläche (5) in Form eines Negativabdrucks des zu schlei- fenden Werkstücks ausgebildet ist, wobei die Schleifoberfläche (5) entlang der Längsach- se (6) nur im wesentlichen parallel zu dieser liegende Schleifflächen aufweist.

8. Honschleifwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (6) senkrecht zu den Schichtgrenzen verläuft.

9. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass - vorzugsweise alle - Schichten (1, 2, 3) Schleifmittel aufweisen.

10. Honschleifwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittel eine Korngrösse zwischen 30 und 1000 mesh aufweisen.

11 Honschleifwerkzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleif- mittel Schleifkörner aufweisen, welche aus Karbid und/oder Diamant und/oder Borozon und/oder Edelkorunde und/oder deren Mischungen bestehen.

12. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Dichte zwischen 1,0 und 3,0 g /cm3 aufweist.

13. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es gehärtet ist.

HIEZU 3 BLATT ZEICHNUNGEN