CH645603A5 - Verfahren und vorrichtung zur spangebenden bearbeitung von glas oder glasartigen werkstoffen. - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur spangebenden bearbeitung von glas oder glasartigen werkstoffen. Download PDFInfo
- Publication number
- CH645603A5 CH645603A5 CH1110879A CH1110879A CH645603A5 CH 645603 A5 CH645603 A5 CH 645603A5 CH 1110879 A CH1110879 A CH 1110879A CH 1110879 A CH1110879 A CH 1110879A CH 645603 A5 CH645603 A5 CH 645603A5
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- workpiece
- temperature
- machined
- glass
- holder
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B23/00—Re-forming shaped glass
- C03B23/04—Re-forming tubes or rods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P25/00—Auxiliary treatment of workpieces, before or during machining operations, to facilitate the action of the tool or the attainment of a desired final condition of the work, e.g. relief of internal stress
- B23P25/003—Auxiliary treatment of workpieces, before or during machining operations, to facilitate the action of the tool or the attainment of a desired final condition of the work, e.g. relief of internal stress immediately preceding a cutting tool
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S82/00—Turning
- Y10S82/90—Lathe thermal regulation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T82/00—Turning
- Y10T82/10—Process of turning
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T83/00—Cutting
- Y10T83/283—With means to control or modify temperature of apparatus or work
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Turning (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur spangebenden Bearbeitung von Glas oder glasartigen Werkstoffen, wobei ein zu bearbeitendes Werkstück aus Glas oder glasartigem Werkstoff und ein Schneidwerkzeug gegenüber einan-15 der in Bewegung gebracht werden, das Werkzeug mit der Oberfläche des Werkstücks in Berührung gebracht und das Werkstück an der Oberfläche einer zerspanenden Bearbeitung ausgesetzt wird.
Bei einem derartigen allgemein bekannten Verfahren 20 wird ein gläsernes Werkstück einer Schleifbearbeitung ausgesetzt, wobei der zu entfernende Werkstoff durch ggf. gebundene Schleifkörner abrasiv entfernt wird. Mit diesem bekannten Verfahren lässt sich eine ziemlich hohe Massgenauigkeit erzielen, aber dadurch, dass der zu entfernende 25 Werkstoff zerkörnt wird, ist die bearbeitete Oberfläche matt, d.h. optisch nicht transparent.
Es sind u.a. von Dr. D.M. Busch Untersuchungen durchgeführt auf dem Gebiet der spangebenden Bearbeitung von Glas bei Raumtemperatur mit Hilfe eines Diamantmeis-30 sels. Dabei wurde gefunden, dass Glas sich unter den obenstehenden Verhältnissen spanabhebend bearbeiten lässt nur, aber auch nur wenn die Spandicke, d.h. die Anstellung der Meisselschneide klein ist d.h. in der Grössenordnung von nur einigen [im. Als typisches Beispiel nennt Dr. Busch einen 35 Glasspan von 8 mm Länge, 7 um Breite und 3 um maximaler Dicke. Die bearbeitete Oberfläche bleibt matt, d.h. die Oberflächenbeschaffenheit bei dieser Bearbeitung wird nicht optisch transparent
Die Erfindung hat nun zur Aufgabe ein Verfahren zu 40 schaffen, das es ermöglicht, ein Werkstück aus Glas oder glasartigem Werkstoff derart zu bearbeiten, dass die bearbeitete Oberfläche eine hohe Massgenauigkeit sowie eine optische Oberflächenqualität aufweist, mit einer Werkstoffabnahme je Schnitt in der Grössenordnung von 20 |xm dick, 45 100 (am breit und vielen Zentimetern lang. Unter optischer Oberflächenqualität wird eine Oberfläche, die glatt und transparent ist verstanden.
Transparent nennt man eine Oberfläche wenn die Erhabenheiten auf dieser Oberfläche eine Grösse von 0,02 um so nicht überschreiten, d.h. sehr klein sind, gegenüber der Wellenlänge "k des sichtbaren Lichtes, welches das Wellenlängengebiet umfasst von 0,4 <À<0,7 (jim) und wobei die Abmessungen in der Ebene gegenüber der Wellenlänge des sichtbaren Lichtes gross bis sehr gross sein dürfen.
55 Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch erfüllt, dass der zu bearbeitende Teil des Werkstücks derart erhitzt wird, dass an der Oberfläche eine Viskosität nahezu entsprechend der Erweichungstemperatur erhalten wird, und dass daraufhin die erweichte Oberfläche mit Hilfe des Schneid-60 Werkzeugs zerspant wird, wonach das Werkstück auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird.
Untersuchungen haben gezeigt, dass beim erfindungsge-mässen Verfahren, im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren, der zerspante Werkstoff nicht zerkörnt wird, sondern 65 dass das Schneidwerkzeug den Werkstoff in Form eines ununterbrochenen relativ dicken Spanes abhebt, in dem Ab-schuberscheinungen wahrnehmbar sind, mit einer grossen Länge bis einige Meter, mit einer Dicke in der Grössenord
3
645 603
nung von 20 (xm und in gewissem Sinne vergleichbar mit der Spanbildung die beim Präzisionszerspanen von Metall, u.a. für optische Zwecke auftritt, z.B. bei der Bearbeitung von Kupfer und Aluminium. Selbstverständlich wird das Werkstück nur bis zu einer Tiefe etwa entsprechend der gewünschten Spandicke auf die Erweichungstemperatur oder etwas höher erhitzt; der Kern des Werkstücks bleibt auf einer niedrigen Temperatur mit einer derart entsprechenden Viskosität, dass den bei der Bearbeitung auftretenden Biege- und Torsionsmomenten ausreichender Widerstand geboten werden kann. Offenbar wird die optische Oberflächenqualität durch abrasive Bearbeitung zusammen mit örtlicher viskoser Verformung erhalten, d.h. durch thermisches Polieren infolge örtlichen relaxierenden Zerfliessens des Glases an der Stelle der Schnittstelle während und gleich nach dem Schnittvorgang.
Die Erweichungstemperatur ist definiert als die Temperatur, bei der der Werkstoff eine Viskosität von ca. 106'6Pa's hat. Der Temperaturbereich über den ein Glas oder ein glasartiger Werkstoff sich zerspanen lässt mit dem Verfahren nach der Erfindung lässt sich ziemlich genau angeben. Bei einer zu niedrigen Temperatur an der Schnittstelle bildet sich kein Span; beim Bearbeiten bröckelt der Werkstoff ab, Splitter springen von dem Werkstück ab und die Oberfläche ist äusserst uneben, rauh und optisch matt. Eine zu hohe Temperatur an der Schnittstelle führt zu Zerschmelzung auf der Oberfläche des Werkstücks und schliesst eine Präzisionsbearbeitung aus; unregelmässige Ausstülpungen, Verschmie-rungen und Zerschnaelzungen auf der Oberfläche des Werkstücks machen diese Bedingungen für eine Präzisionsbearbeitung unzulässig. Das Temperaturintervall zwischen einer Oberfläche, die notorisch zu kalt und notorisch zu warm ist, bestreicht für die in der Praxis in Betracht kommenden Werkstoffe ein Gesamtgebiet von etwa 50°. Der beim erfin-dungsgemässen Verfahren anwendbare Temperaturbereich bestreicht ein Temperaturgebiet von 30° in der Mitte des Gesamtgebietes; und normalerweise liegt der Erweichungspunkt in diesem Arbeitsgebiet.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere für die spangebende Bearbeitung langer Gläser, d.h. Glasarten, deren Viskositätsverlauf über einen relativ langen Temperaturbereich ziemlich gering ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungs-gemässen Verfahrens wird der zu bearbeitende Teil des Werkstücks vor dem Abkühlen einer mehrfachen an die Bearbeitung angepassten Wärmebehandlung ausgesetzt. Dadurch ist es möglich verschiedenartige Gläser oder glasartige Werkstoffe auf eine für die Bearbeitung optimale Weise zu erhitzen und abzukühlen.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform des erfin-dungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass der zu bearbeitende Teil des Werkstücks durch eine erste gestreute Wärmezufuhr aufgewärmt und wenigstens der zu zerspanende Teil nahezu integral und homogen auf nahezu die Erweichungstemperatur gebracht wird und dass gleichzeitig die zu bearbeitende Oberfläche durch eine zweite der ersten überlagerte konzentrierte Wärmezufuhr in Höhe der Schnittstelle nahezu zu dem Zeitpunkt der Materialabnahme und bis zu einer Tiefe mindestens entsprechend der gewünschten Schnittiefe örtlich erhitzt und auf einer Temperatur, die für die zerspanende Bearbeitung geeignet ist, gehalten wird, derart, dass die gesamte Energiezufuhr eine Spanbildung sowie eine relaxierende Zerfliessung der bearbeiteten Oberfläche erfolgen lässt.
Durch die gekennzeichneten Massnahmen wird das Werkstück derart thermisch behandelt, dass einerseits die Oberfläche zerspant werden kann, wobei gleichzeitig sowie unmittelbar danach die durch das Schneidwerkzeug gebildeten Rillen durch Zerfliessung geebnet werden, während andererseits die Erhitzung des Kerns derart beschränkt wird, dass während der Bearbeitung auftretende Biege- und Torsionsmomente durch den Kern aufgefangen werden.
Eine Störung in der Spanbildung und Unregelmässigkeiten auf der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks werden bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens dadurch vermieden, dass das Schneidwerkzeug derart erwärmt wird, dass vom Werkstück zum Schneidwerkzeug kein wesentlicher Wärmetransport stattfindet. Dadurch, dass das Werkzeug auf diese Weise erwärmt wird, wird eine Störung der homogenen Temperaturverteilung auf der Oberfläche des Werkstücks sowie die Bildung einer kalten Stelle an der Schnittstelle vermieden. Diese Massnahme lässt sich insbesondere bei Verwendung eines Werkzeugs mit einem relativ hohen Wärmeleitungskoeffizienten, wie Diamant, in vorteilhafter Weise anwenden.
Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass das Werkstück vor dem Abkühlen auf Temperatur gehalten wird bis zum Erreichen der Entspannungstemperatur des Werkstoffes und zwar derart, dass das Werkstück nach dem Abkühlen spannungsfrei ist. Dadurch, dass das Werkstück auf diese Weise spannungsfrei gemacht wird, wird die Massgenauigkeit in positivem Sinn beeinflusst. Das etwaige Weitererwärmen ist von dem bearbeiteten Werkstoff abhängig. Beim Bearbeiten eines Werkstücks aus Quarzglas z.B. ist das Entspannen nicht erforderlich.
Ein Werkstück aus Glas oder glasartigem Werkstoff, das nach dem erfindungsgemässen Verfahren bearbeitet worden ist, ist gekennzeichnet durch eine hohe Massgenauigkeit in der Grössenordnung von einigen |xm, und durch eine optische Oberflächenqualität, d.h. eine glatte und transparente Oberfläche. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren können Werkstücke aus Glas oder glasartigem Werkstoff verschiedenster Abmessungen und Formen, stab-, rohr- oder kugelförmig bearbeitet werden; jedoch wegen der erzielbaren optischen Oberflächenqualität ist das Verfahren insbesondere geeignet zum Herstellen optischer Elemente, z.B. asphärischer Linsen aus Glas oder verwandten glasartigen Werkstoffen, glaskeramischen Werkstoffen und Glask'unststoffen.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens; diese Vorrichtung ist nach der Erfindung gekennzeichnet durch einen drehbaren Werkstückhalter, einen gegenüber dem Werkstückhalter einstellbaren Meisselhalter mit einem Meissel und ein gegenüber dem Werkstückhalter einstellbares Heizelement, wobei der Werkstückhalter, das Heizelement und der Meisselhalter gegenüber einander verschiebbar sind. Zum Durchführen des Verfahrens reicht eine relativ einfache jedoch sehr stabile Präzisionsvorrichtung aus. Das Werkstück wird in dem Werkstückhalter eingespannt, mittels des Heizelements auf die gewünschte Temperatur gebracht und mit Hilfe des Meisseis bearbeitet.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung weist ein zweites Heizelement mit konzentrierter Wärmeabgabe auf, wobei das erste Heizelement von der Bauart mit gestreuter Wärmeabgabe ist. Mit Hilfe des ersten Heizelements wird das Werkstück über die ganze zu bearbeitende Länge gleich-mässig erwärmt und mit Hilfe des zweiten Heizelements zum Zeitpunkt der Spanabnahme und örtlich an der Schnittstelle weiter erwärmt, wodurch die beim Bearbeiten auftretenden Ungleichmässigkeiten durch viskose Verformung direkt ausgeglichen werden.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist das zweite Heizelement von momentan regelbarer Bauart und ist an einen Regelkreis angeschlossen. Das erste Heizelement ist normalerweise ei5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
645 603
4
ner konstanten, zwar einstellbaren aber nicht momentan regelbaren Bauart. Mit Hilfe des zweiten momentan einstellbaren Heizelements kann die Temperatur der zu bearbeitenden Oberfläche zum Zeitpunkt der Spanabnahme und an der Schnittstelle ohne Verzögerung auf den erforderlichen Wert gebracht werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung enthält der Regelkreis ein Strahlungstemperaturmesselement. Durch diese Massnahme kann die Temperatur des Werkstücks ander Schnittstelle durch Regelung des zweiten Heizelements mit einer Genauigkeit von + 2 °C eingestellt werden. Das Ausgangssignal des Temperaturmesselements wird zu einem Regler zurückgekoppelt, der über ein Steuersignal das zweite Heizelement praktisch verzögerungsfrei einstellt.
Die Heizelemente können verschiedenartiger Ausführungsformen sein, wie strahlende, leitende und konvektive Elemente, z.B. strahlende Widerstandselemente oder induktive Heizelemente, wenn die Leistung nur ausreicht um das Werkstück auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung sind die Heizelemente als Gasbrenner ausgebildet, wobei der eine von dem Spaltbrennertyp und der andere vom Punktbrennertyp ist. Gasbrenner bieten den Vorteil, dass das Werkstück schnell, örtlich und auf regelbare Weise erwärmt werden kann, wobei die Brennerflamme ziemlich genau auf das Werkstück, vor bzw. hinter dem Meissel gerichtet werden kann.
Eine letzte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung weist das Kennzeichen auf, dass der Meissel aus einem an den zu spanenden Werkstoff angepass-ten verschleissfesten, temperaturfesten und formfesten Werkstoff besteht. So wird z.B. Diamant als Werkstoff für den Meissel nicht für jeden für die Bearbeitung in Betracht kommenden Werkstoff verwendet werden können; über einer Temperatur von etwa 500 "C erfolgt nämlich ein Phasenübergang von der Kristallform Diamant zu Graphit, das sog. Graphitieren von Diamant; dies geht sogar so weit, dass Diamant bei 800 °C verbrennt. Für Präzisionsarbeit ist diese Situation unzulässig. Andere bekannte Meisselwerkstoffe wie Borazon und Hafniumnitrid kommen viel eher in Betracht als Diamant. Im allgemeinen muss der Meissel eine ausreichende Härte und Verschleissfestigkeit aufweisen bei der Gebrauchstemperatur der Spanbearbeitung; auch Wärmeleitung und Friktionswiderstand gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstoff sollen ausreichend sein, Diamant hat z.B. eine hohe Wärmeleitfähigkeit, was zum Zerspanen für optische Zwecke nachteilig ist.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Vorrichtung in Seitenansicht,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäss der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 und 4 den Temperaturverlauf in dem Werkstück,
Fig. 5, 6 und 7 Bilder einer bearbeiteten Oberfläche sowie eines Spanes.
Die in Fig. 1 und 2 auf schematische Weise dargestellte Vorrichtung 1 enthält im wesentlichen einen Werkstückhalter 3, einen Meisselhalter 5 mit einem Meissel 7 und zwei Gasbrenner, und zwar einen einstellbaren Spaltbrenner 9 und einen Punktbrenner 11, der einstellbar sowie regelbar ist. Durch X-X ist die Mittellinie des Werkstückhalters 3 angegeben.
Der Werkstückhalter 3 kann durch ein weiterhin nicht dargestelltes Getriebe entsprechend dem Pfeil A in Drehung versetzt werden. Der Meisselhalter 5 mit dem Meissel 7 ist nach dem Pfeil B in radialer Richtung gegenüber der Mittellinie X-X des Werkstückhalters einstellbar. Der Werkstückhalter und der Meisselhalter sind in einer Richtung parallel zu der Mittellinie X-X des Werkstückhalters relativ gegen-s über einander verschiebbar. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Werkstückhalter 3 in der Richtung gemäss dem Pfeil C verschiebbar.
Der Spaltbrenner 9 ist mittels eines Kugelgelenks 13 auf einem Halter 15 befestigt, der gemäss dem Pfeil D in radialer io Richtimg und gemäss dem Pfeil E in axialer Richtung einstellbar ist. Der Punktbrenner 11 ist mittels eines Kugelgelenks 17 auf einem Schlitten 19 angeordnet, der gemäss den Pfeilen F und G radial bzw. axial gegenüber dem Werkstückhalter einstellbar ist. Durch 21 ist ein IR-Strahlungs-15 temperaturmesselement bezeichnet, das mit dem Punktbrenner 11 in einen Regelkreis 23 mit einem Regler 25 aufgenommen ist.
Durch W ist ein zylinderförmiges Werkstück bezeichnet, mit einem zu bearbeitenden zylinderförmigen Teil L und ei-20 nem Einspannteil M, die durch eine Einschnürung N getrennt sind.
Zur zerspanenden Bearbeitung des Teils L, welcher z.B. durch eine Schleifbearbeitung bereits vprbearbeitet ist, wird das Werkstück mit dem Einspannteil M in dem Werkstück-25 halter 3 eingespannt, wobei die Mittellinie des Werkstücks mit der Mittellinie X-X des Werkstückhalters zusammenfällt. Daraufhin wird der Werkstückhalter gemäss dem Pfeil A in Drehung versetzt und der Spaltbrenner 9 derart positioniert, dass die breite Brennerflamme 27-genau radial auf und 30 über die volle Länge des zu bearbeitenden Teils L des Werkstücks gerichtet ist. Die Gaszufuhr wird derart fest eingestellt, dass das Werkstück L in axialer Richtung gesehen homogen und integral erwärmt wird und auf der Oberfläche eine Viskosität entsprechend der Erweichungstemperatur er-35 halten wird. Der Punktbrenner 11 wird derart positioniert, dass die scharfe Brennerflamme 29 auf den zu bearbeitenden Teil L gerichtet ist, in axialer Richtung gesehen zur Höhe der Meisselspitze 31, die zugleich den Schnittpunkt bestimmt. Danach wird der Meisselhalter 5 in radialer Richtung derart 40 eingestellt und der Werkstückhalter 3 in axialer Richtung mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit derart verschoben, dass der Meissel einen Span der gewünschten Dicke abhebt mit relativ grosser Länge in der Grössenordnung von einigen cm. Der gestreuten Wärmezufuhr durch den Spalt-45 brenner 9 überlagert, wird der Teil L durch den Punktbrenner örtlich zur Höhe der Meisselspitze 31 derart erhitzt, dass eine Spanbearbeitung sowie ein relaxierendes Zerfliessen der bearbeiteten Oberfläche stattfindet. Die Temperatur des Werkstücks an der Schnittstelle 31 wird durch das Tempera-50 turmesselement 21 überwacht. Bei Abweichungen von einer voreingestellten Temperatur grösser als 3 °C liefert das Temperaturelement 21 über den Regelkreis 23 ein Ausgangssignal zum Regler 25, der über ein Steuersignal einen Gashahn 33 betätigt und die Gaszufuhr zum Punktbrenner 11 nach-55 stellt.
Nachdem der Teil L völlig bearbeitet worden ist, kann das Werkstück, wenn das bearbeitete Material dies erwünscht oder notwendig macht, vor dem Kühlen gleichmäs-sig mit Hilfe des Spaltbrenners 9 auf Temperatur gehalten 60 werden und zwar bis zur Abkühlung auf die Entspannungstemperatur, derart, dass das Werkstück nach dem Kühlen spannungsfrei ist.
Nach vollständiger Bearbeitung und nach Abkühlung es wird der Teil L zur Höhe der Einschnürung N von dem Einspannteil M getrennt.
Die Fig. 4 zeigt die Temperaturverteilung in einem Werkstück W, die bei der Bearbeitung eines Werkstücks mit dem
5
645 603
Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung gemessen wurde.
Das Werkstück bestand aus einem optischen Glas mit einem Erweichungspunkt von 800 °C, mit einer Transformations- oder Entspannungstemperatur von 529 °C und mit der nachfolgenden Zusammensetzung in Gewichtsprozenten: Si02:56,2; Na20: 1,5; K20:11; BaO: 15; ZnO: 9; PbO: 7; die Schnittgeschwindigkeit betrug 1,25 m/sec., die Anstellung (Schnittiefe) war 10 (im und die Vorschubgeschwindigkeit 10 mm/min.
In Fig. 3 sind die Messebenen in radialer Richtung gesehen dargestellt: Ebene I fallt mit der Mittellinie X-X des Werkstücks W zusammen; Ebene III fallt mit der Oberfläche des Werkstücks zusammen; Ebene II befindet sich in einer Tiefe y von 0,5 mm. Durch x ist der Abstand vom Werkstückhalter 3 definiert.
Wie in Fig. 4 ersichtlich ist die Temperatur des zu bearbeitenden Werkstückteils L in der Achse des Werkstücks etwa 100 °C niedriger als die Erweichungstemperatur von etwa 800 °C an der Oberfläche des Werkstücks; in einer Tiefe von 0,5 mm ist die Temperatur um nur 20 °C niedriger als die Erweichungstemperatur. Mit der genannten Glasart wurden überraschend gute Resultate erzielt und zwar eine hohe Massgenauigkeit sowie eine transparente Oberflächenqualität.
Die Fig. 5 und 6 zeigen fotografisch die Oberfläche, die wie obenstehend beschrieben bearbeitet worden ist, in einer etwa 100-fachen bzw. 500-fachen Vergrösserung.
Fig. 7 zeigt den dabei abgehobenen Span in einer Vergrösserung. Gleich gute Resultate wie mit der obengenannten Glasart wurden mit den in der nachfolgenden Tafel angegebenen Glasarten erzielt, die alle zu der Klasse der optischen Gläser gehören.
Tafel
Zusammensetzung Glasarten
(Gew.-%) I II III IV
As203
0,4
0,6
0,3
0,1
B203
16,6
8,0
13,6
23
BaO
—
—
24,0
1
k2o
11,2
9,8
7,6
8
ZnO
—
—
0,3
—
18,9
24,9
5,0
—
Na20
—
—
14
ZrO
—
—
0.1
Ti02
0,2
—
« se
Si02
—
—
0.1
52,7
56,7
49, i
55
Ta[°C]
790
780
780
760
T„[°C]
562
534
580
559
20
Durch Ta ist die Erweichungstemperatur und durch T0 die Transformations- oder Entspannungstemperatur bezeichnet.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde das 25 Werkstück in axialer Richtung gegenüber dem stillstehenden Meissel und den ortsfesten Brennern verschoben. Es dürfte einleuchten, dass die kinematische Umkehrung, d.h. die axiale Verschiebung des Meisseis und der Brenner synchron zum Meissel im Rahmen der Erfindung liegt. Auch kann das 30 Werkstück, wenn erforderlich, in zwei Phasen bearbeitet werden, wobei in der ersten Phase die zur Vorbearbeitung dienen kann, eine grössere Schnittiefe in der Grössenordnung von 10 bis 50 um angewendet wird.
s
3 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Verfahren zur spangebenden Bearbeitung von Glas oder glasartigen Werkstoffen, wobei ein zu bearbeitendes Werkstück (W) aus Glas oder glasartigem Werkstoff und ein Schneidwerkzeug (7) gegenüber einander in Bewegung gebracht werden, das Werkzeug (7) mit der Oberfläche des Werkstücks (W) in Berührung gebracht wird und das Werkstück (W) an der Oberfläche einer zerspanenden Bearbeitung ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der zu bearbeitende Teil (L) des Werkstücks (W) derart erhitzt wird,
dass an der Oberfläche eine Viskosität nahezu entsprechend der Erweichungstemperatur erhalten wird, und dass daraufhin die erweichte Oberfläche mit Hilfe des Schneidwerkzeugs (7) zerspant wird, wonach das Werkstück (W) auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu bearbeitende Teil (L) des Werkstücks (W) vor dem Abkühlen einer mehrfachen an die Bearbeitung ange-passten Wärmebehandlung ausgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zu bearbeitende Teil (L) des Werkstücks (W) durch eine erste gestreute Wärmezufuhr aufgewärmt und wenigstens der zu zerspanende Teil (L) nahezu integral und homogen auf nahezu die Erweichungstemperatur gebracht wird und dass gleichzeitig die zu bearbeitende Oberfläche durch eine zweite, der ersten überlagerte konzentrierte Wärmezufuhr in Höhe der Schnittstelle nahezu zu dem Zeitpunkt der Materialabnahme und bis zu einer Tiefe mindestens entsprechend der gewünschten Schnittiefe örtlich erhitzt und auf einer Temperatur, die für die zerspanende Bearbeitung geeignet ist gehalten wird, derart, dass die gesamte Energiezufuhr sowie eine relaxierende Zerfliessung der bearbeiteten Oberfläche erfolgen Iässt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (7) derart erwärmt wird, dass von dem Werkstück (W) zum Schneidwerkzeug (7) kein wesentlicher Wärmetransport erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (W) vor dem Abkühlen auf Temperatur gehalten wird bis zum Erreichen der Entspannungstemperatur des Werkstoffes, und zwar derart,
dass das Werkstück (W) nach dem Abkühlen spannungsfrei ist.
6. Werkstück aus Glas oder glasartigem Werkstoff, bearbeitet nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen drehbaren Werkstückhalter (3), einen gegenüber dem Werkstückhalter (3) einstellbaren Meisselhalter (5) mit einem Meissel (7) und ein gegenüber dem Werkstückhalter (3) einstellbares Heizelement (9), wobei der Werkstückhalter (3), das Heizelement (9) und der Meisselhalter (5) gegenüber einander verschiebbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein zweites Heizelement (11) mit konzentrierter Wärmeabgabe, wobei das erste Heizelement (9) von der Bauart mit gestreuter Wärmeabgabe ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Heizelement (11) von momentan regelbarer Bauart ist und an einen Regelkreis (23) angeschlossen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis (23) ein Strahlungstemperaturmess-element (21) enthält.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente (9,11) als Gasbrenner ausgebildet sind, wobei der eine vom Spaltbrennertyp und der andere vom Punktbrennertyp ist
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Meissel (7) aus einem an den zu spanenden Werkstoff angepassten verschleissfesten, temperaturfesten und formfesten Werkstoff besteht.
10
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL7812246A NL7812246A (nl) | 1978-12-18 | 1978-12-18 | Werkwijze en inrichting voor het verspanend bewerken van glas en glasachtige materialen alsmede werkstuk van glas of glasachtig materiaal bewerkt volgens de werkwijze. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH645603A5 true CH645603A5 (de) | 1984-10-15 |
Family
ID=19832083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH1110879A CH645603A5 (de) | 1978-12-18 | 1979-12-14 | Verfahren und vorrichtung zur spangebenden bearbeitung von glas oder glasartigen werkstoffen. |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4300417A (de) |
| JP (1) | JPS5583501A (de) |
| CA (1) | CA1155757A (de) |
| CH (1) | CH645603A5 (de) |
| DD (1) | DD147840A5 (de) |
| DE (1) | DE2950559A1 (de) |
| FR (1) | FR2444648A1 (de) |
| GB (1) | GB2037213B (de) |
| IT (1) | IT1126565B (de) |
| NL (1) | NL7812246A (de) |
| SE (1) | SE7910325L (de) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57156133A (en) * | 1981-03-20 | 1982-09-27 | Hitachi Ltd | Heat cutting device |
| US4378989A (en) * | 1981-10-09 | 1983-04-05 | The Perkin-Elmer Corporation | Apparatus for laser assisted machining of glass materials |
| JPS61500419A (ja) * | 1983-11-14 | 1986-03-13 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 非晶質金属を加熱して切断を容易にする方法 |
| US4995919A (en) * | 1989-04-17 | 1991-02-26 | General Electric Company | Method and apparatus for parting a deck of amorphous alloy ribbons |
| US5221306A (en) * | 1989-12-29 | 1993-06-22 | At&T Bell Laboratories | Method and apparatus for modifying the transverse cross section of a body |
| US6132291A (en) * | 1998-04-02 | 2000-10-17 | Polidori; Anthony | Specific heat treating process that significantly alters lythic and related materials |
| US7553390B2 (en) * | 2001-11-08 | 2009-06-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method and device for parting glass substrate, liquid crystal panel, and liquid crystal panel manufacturing device |
| DE102005043209A1 (de) * | 2005-09-09 | 2007-03-15 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken aus Glas oder Glaskeramik |
| JP2007301672A (ja) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 透明材料の加工方法及び加工装置 |
| EP3251776B1 (de) * | 2016-06-02 | 2023-04-19 | Sandvik Intellectual Property AB | Verfahren und vorrichtungen zum ausschneiden von löchern |
| DE102019005691A1 (de) * | 2019-08-14 | 2021-02-18 | Innolite Gmbh | Vorrichtung mit einem Werkzeughalter und einer Werkzeugschneide zum Drehen einer optisch funktionalen Oberfläche eines Werkstücks und Verfahren für das Drehen einer Oberfläche eines Werkstücks mit einem monokristallinen Diamanten |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE130084C (de) * | ||||
| BE493761A (fr) * | 1949-02-08 | 1950-06-01 | Procédé et appareillage pour régler la chaleur utilisée dans les procédes d'usinage a chaud | |
| AU463733B2 (en) * | 1971-02-17 | 1975-07-18 | The Production Engineering Research Association Of Great Britain | Machining method |
| FR2133311A5 (de) * | 1971-04-16 | 1972-11-24 | Hurel Jacques | |
| GB1405887A (en) * | 1971-11-20 | 1975-09-10 | Lucas Industries Ltd | Automatic control of hot-machining operations |
| US3810748A (en) * | 1971-12-17 | 1974-05-14 | Japan Atomic Energy Res Inst | Glass processing lathe |
| US4098153A (en) * | 1972-02-14 | 1978-07-04 | The Products Engineering Research Association Of Great Britain | Machining method |
| DE2548748C3 (de) * | 1975-10-31 | 1978-05-18 | Jenaer Glaswerk Schott & Gen., 6500 Mainz | Verfahren, Werkzeug und Vorrichtung zum Einbringen von Bohrungen in Hohlkörper oder Platten aus Glas |
-
1978
- 1978-12-18 NL NL7812246A patent/NL7812246A/nl not_active Application Discontinuation
-
1979
- 1979-12-07 IT IT27994/79A patent/IT1126565B/it active
- 1979-12-12 US US06/102,716 patent/US4300417A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-12-13 CA CA000341811A patent/CA1155757A/en not_active Expired
- 1979-12-14 SE SE7910325A patent/SE7910325L/xx not_active Application Discontinuation
- 1979-12-14 GB GB7943093A patent/GB2037213B/en not_active Expired
- 1979-12-14 DD DD79217703A patent/DD147840A5/de not_active IP Right Cessation
- 1979-12-14 CH CH1110879A patent/CH645603A5/de not_active IP Right Cessation
- 1979-12-15 JP JP16219479A patent/JPS5583501A/ja active Granted
- 1979-12-15 DE DE19792950559 patent/DE2950559A1/de active Granted
- 1979-12-17 FR FR7930852A patent/FR2444648A1/fr active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6335361B2 (de) | 1988-07-14 |
| SE7910325L (sv) | 1980-06-19 |
| GB2037213A (en) | 1980-07-09 |
| US4300417A (en) | 1981-11-17 |
| GB2037213B (en) | 1982-09-29 |
| DD147840A5 (de) | 1981-04-22 |
| DE2950559C2 (de) | 1989-12-07 |
| FR2444648B1 (de) | 1985-04-05 |
| IT7927994A0 (it) | 1979-12-07 |
| FR2444648A1 (fr) | 1980-07-18 |
| DE2950559A1 (de) | 1980-07-03 |
| NL7812246A (nl) | 1980-06-20 |
| CA1155757A (en) | 1983-10-25 |
| IT1126565B (it) | 1986-05-21 |
| JPS5583501A (en) | 1980-06-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2515558C3 (de) | Verfahren zum Herstellen von optischen Linsen | |
| CH645603A5 (de) | Verfahren und vorrichtung zur spangebenden bearbeitung von glas oder glasartigen werkstoffen. | |
| DE102005038764B3 (de) | Verfahren und Maschine zur Herstellung von Spritzenkörpern | |
| DE1244346B (de) | Verfahren zum Schneiden von Glas | |
| DE102007018674A1 (de) | Verfahren zum Bilden von Durchgangslöchern in Bauteilen aus Glas | |
| DE2350501A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum trennen eines glasartigen oder vitrokristallinen plattenmaterials | |
| DE69214212T2 (de) | Optischer Stecker | |
| DE10116139B4 (de) | Vorrichtung zum Erhitzen eines portionierten Glasteiles | |
| DE10392946B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Abrasierschichtauflage, sowie Abrasierschichtauflage | |
| DE2338514A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur laserstrahl-bearbeitung von werkstuecken | |
| DE2055259A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Floatglas | |
| DE1471828A1 (de) | Vorrichtung zur Herstellung von Tafelglas | |
| DE2238698A1 (de) | An eine funkenerosionsmaschine ansetzbare vorrichtung zum erodieren konischer durchbrueche | |
| DE2813302C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum geradlinigen Schneiden von Flachglas mit Hilfe von thermisch induzierten Spannungen | |
| DE639155C (de) | Verfahren zum Auswalzen von Rohren aus hartem Metall auf einem Pilgerschrittwalzwerk | |
| WO2013007504A1 (de) | Verfahren zur kantenglättung einer glasscheibe | |
| DE1644983C2 (de) | Schmiermittel zur Wärmebearbeitung von Metallen und Legierungen | |
| DE4403897A1 (de) | Verfahren zum Warmeinziehen der Enden von hohlen Werkstücken mittels Rollieren | |
| EP1226899B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken | |
| EP3643687A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur homogenisierung von glas | |
| DE2603611C2 (de) | Glasschmelzbehälter | |
| DE102017114149A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung der Hartstoffbearbeitung zur Herstellung von geometrisch bestimmten Schneiden für die spanende Bearbeitung | |
| AT149862B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rohren aus hartem Metall. | |
| WO2007028359A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur spanenden bearbeitung von werkstücken aus glas oder glaskeramik | |
| DE556609C (de) | Vorrichtung zum Zerteilen von Glasrohren |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |