CN112135711A - 研磨轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对至少一个工件进行材料去除机加工的研磨轮，优选地涉及一种用于对至少两个平坦工件同时进行材料去除机加工的研磨轮，其中研磨轮设置有基部主体和布置在该基部主体上以对该至少一个工件进行磨削机加工的磨削层，并且其中磨削层包括多个表面区段，其中在所用种情况下，在周向方向和径向方向两者上均设置有多个表面区段。为了规定可利用其机加工较硬的工件和较软的工件两者的研磨轮，并且具有研磨轮的良好机加工结果和良好磨损行为，磨削层应包括具有不同硬度程度的至少两种不同类型的表面区段。

Description

研磨轮
本发明涉及一种用于对至少一个工件进行材料去除机加工的研磨轮，优选地涉及一种用于对至少两个平坦工件同时进行材料去除机加工的研磨轮，其中研磨轮设置有基部主体和布置在该基部主体上以对该至少一个工件进行磨削机加工的磨削层，并且其中磨削层包括多个表面区段，其中在所有情况下，在周向方向和径向方向两者上均设置有多个表面区段。
从实践中已知此类研磨轮，其中表面区段的硬度与相应的应用相匹配。在这方面，具有用于机加工硬质工件(诸如硬化钢)的较硬的表面区段的研磨轮和具有用于机加工不太硬工件(诸如铜)的不太硬表面区段的研磨轮是已知的。
在本申请中，“硬度”用作材料的弹性模量的术语，因为作为耐磨性的量度，弹性模量与磨削工具的“硬度”(语言意义上)相关。在这方面，术语“较硬”被理解为较高的弹性模量值，并且“不太硬”或“较软”表示较低的弹性模量值。
对于这种情况下相关的应用，弹性模量应在40GPa至120GPa的范围内，优选地为70GPa至105GPa。
在这方面，用于确定此类值的弹性模量使用谐振方法(也称为声硬度测试)来确定。弹性模量根据DIN EN 843-2(2006)确定。试样的自然频率与样本尺寸和附加材料特性(密度)结合使用以计算弹性模量。为此，使试样与压电换能器直接接触并且在固定频谱(最多介于100Hz和100kHz之间)上连续振动[DIN EN 843-2(2006)]。如果激发频率对应于样本的基频，则发生具有最大振幅的谐振振荡。这样，可以借助于另一个压电传感器来确定自然频率。自然频率用于根据DIN EN 843-2(2006)的弹性模量的后续计算。
用于此的测量器械可为例如ZVUK 130(供应商：ABRASIV，a.s.，ABRASIV,a.s.,PodBorkem 312,293 01Mlada Boleslav,Czech Republic)。
先前已知的研磨轮的缺点在于，在实践过程中，出现了其中必须交替地机加工短时间序列的硬工件和不太硬的工件的情况。这意味着使用不同的研磨轮，并且在这方面，必须相应地修改所使用的磨床。除了用于保持各种研磨轮可用的增加的财务费用之外，设置时间还导致磨床的使用寿命缩短，这也构成了财务损失。
相反，如果仅使用一个具有较高硬度的研磨轮来机加工硬的和不太硬的工件，则其必须足够硬以用于机加工硬的工件。然而，在实践过程中，当用这种研磨轮机加工不太硬的工件时，材料内含物越来越多地出现在研磨轮的表面区段上，这导致对磨削图案的不利影响。材料内含物是附着到表面区段的工件粉尘，例如金属颗粒。当表面区段磨损时，硬研磨轮趋于形成台地；这导致某些区域中的摩擦热增加，这可使得颗粒附着到表面区段。
本发明的目的是避免上述缺点并且指定一种研磨轮，用该研磨轮可机加工较硬的工件和较软的工件两者，并且具有研磨轮的良好机加工结果和良好磨损行为。
该目的通过通用研磨轮实现，因为磨削层包括具有不同硬度程度的至少两种不同类型的表面区段。当研磨轮未被使用时，研磨轮的不同表面区段具有相同的高度，并且由于表面区段的均匀磨损而保持在相同的高度。这意味着不需要两个不同的研磨轮或研磨轮组(对工件同时进行双面机加工)，并且消除了由于磨床的转换而导致的相应时间损失。同时，在去除方面的性能实际上未改变，其中研磨轮上的磨损仅略微增加。与仅包括具有高硬度程度的表面区段的研磨轮相比，所产生的工件表面的粗糙度得到改善，该粗糙度也受到来自研磨轮的磨削层中的材料内含物的刮痕的负面影响。
优选地，可设置有至少第一组较硬的表面区段和第二组较软的表面区段。相应表面区段的硬度受粘结剂(通常借助于玻璃料)和晶粒尺寸的类型和比例(例如，金刚石或CBN)以及粘结剂(例如，玻璃料)的比例和二次晶粒(例如，氧化铝)的比例的影响。
在这方面，不同的硬质表面区段彼此的比率可以是任意的；例如，20％/80％至最多80％/20％的较硬的表面区段/较软的表面区段的分布是可能的。优选地，该分布可达到30％/70％至最多70％/30％。在多于2种不同硬质类型的表面区段的情况下，其他划分也是可能的。有利的是，较硬的表面区段的比例可始终高于较软的表面区段的比例，或反之亦然。
根据本发明，较硬的表面区段的硬度可比较软的表面区段的硬度硬至少5％，优选地比较软的表面区段的硬度硬10％至20％。
有利的是，表面区段中的至少一些可为圆形或环形，或者甚至为六边形。因此，整个表面区段可形成总表面，而表面区段之间没有高比例的自由空间。
在这方面，表面区段中的至少一些也可为具有平直的和/或弯曲的侧边缘的四边形。
优选地，至少两个相邻的表面区段可通过例如呈凹槽形式的凹陷区域彼此分隔开。凹陷区域也可用于例如引入/去除冷却剂和/或润滑剂。
在径向方向上观察，至少一个凹陷区域可在研磨轮的整个径向延伸部上延伸，并且/或者在径向方向上观察，至少一个凹陷区域仅可在研磨轮的径向延伸部的局部区域上延伸。
另选地，相邻的表面区段可被布置成彼此直接相邻(即，“邻接接合”)。
此外，至少一个凹陷区域可径向延伸或以渐开线的形式延伸。
在本发明的一个优选的示例性实施方案中，至少一个凹陷区域、优选地每一个凹陷区域可至少部分地、优选完全地用例如环氧树脂等填充材料填充。
根据本发明，至少一个凹陷区域、优选地每一个凹陷区域可具有至少1mm、优选地3mm至5mm的宽度。
优选地，当在周向方向上观察时，可在研磨轮的每一个径向位置处设置有至少一个较硬的表面区段和至少一个较软的表面区段。这确保了可利用研磨轮的每一个径向位置来实现期望的机加工结果。当在周向方向上观察时，在研磨轮的任何径向位置处，由至少一个较硬的表面区段占据的比例和由至少一个较软的表面区段占据的比例可有利地具有近似均匀的尺寸。
有利的是，表面区段的材料厚度可为至少3mm，优选地5mm至10mm。在这方面，凹陷区域的深度可对应于表面区段的材料厚度，或至少略小。
本发明还涉及一种具有两个研磨轮的研磨轮组，该研磨轮组用于对至少两个平坦工件的两侧同时进行材料去除机加工。
就这一点而言，本发明的另一个目的是避免上述缺点并且指定一种研磨轮组，用该研磨轮组可机加工较硬的工件和较软的工件两者，并且具有研磨轮组的研磨轮的良好机加工结果和良好磨损行为。
该目的通过通用研磨轮组来实现，因为至少一个研磨轮是根据本发明的研磨轮，并且优选地研磨轮中的每一个研磨轮是根据本发明的研磨轮。
在下文中，解释了附图中所示的本发明的示例性实施方案。唯一的附图示出了研磨轮1，该研磨轮具有基部主体和布置在该基部主体上的磨削层，用于对附图中未示出的至少一个工件进行磨削机加工。
磨削层包括多个表面区段2、3，该多个表面区段在所示的示例性实施方案中为六边形的，其中在所有情况下，在周向方向和径向方向两者上均设置有多个表面区段。
在所有情况下，相邻的表面区段2、3通过呈凹槽形式的凹陷区域4彼此分隔开。在这方面，在径向方向上观察，凹陷区域4在研磨轮1的整个径向延伸部上延伸。
研磨轮1还包括基部主体5，表面区段2、3优选地通过胶粘附接到该基部主体。
磨削层的表面元件2、3被分成具有不同硬度程度的两种不同类型的表面区段2、3，并且包括第一组较硬的表面区段2和第二组较软的表面区段3。

Claims (13)

1.一种用于对至少一个工件进行材料去除机加工的研磨轮(1)，优选为一种用于对至少两个平坦工件同时进行材料去除机加工的研磨轮(1)，其中所述研磨轮(1)设置有基部主体(5)和布置在所述基部主体上以对所述至少一个工件进行磨削机加工的磨削层，并且其中所述磨削层包括多个表面区段(2,3)，其中在所有情况下，在周向方向和径向方向两者上均设置有多个表面区段(2,3)，其特征在于，所述磨削层包括具有不同硬度程度的至少两种不同类型的表面区段(2,3)。
2.根据前述权利要求所述的研磨轮(1)，其特征在于，设置有至少第一组较硬的表面区段(2)和第二组较软的表面区段(3)。
3.根据前述权利要求所述的研磨轮(1)，其特征在于，所述较硬的表面区段(2)的硬度比所述较软的表面区段(3)的硬度硬至少5％，优选地比所述较软的表面区段(3)的硬度硬10％至20％。
4.根据前述权利要求中的一项所述的研磨轮(1)，其特征在于，所述表面区段(2,3)中的至少一些为圆形或环形，或者甚至为六边形。
5.根据前述权利要求中的一项所述的研磨轮(1)，其特征在于，所述表面区段(2,3)中的至少一些为具有平直的和/或弯曲的侧边缘的四边形。
6.根据前述权利要求中的一项所述的研磨轮(1)，其特征在于，至少两个相邻的表面区段(2,3)通过例如呈凹槽形式的凹陷区域(4)彼此分隔开。
7.根据前述权利要求所述的研磨轮(1)，其特征在于，在所述径向方向上观察，至少一个凹陷区域(4)在所述研磨轮(1)的整个径向延伸部上延伸，并且/或者在所述径向方向上观察，至少一个凹陷区域(4)仅在所述研磨轮(1)的所述径向延伸部的局部区域上延伸。
8.根据权利要求6或7所述的研磨轮(1)，其特征在于，至少一个凹陷区域(4)径向延伸或以渐开线的形式延伸。
9.根据权利要求6至8中的一项所述的研磨轮(1)，其特征在于，至少一个凹陷区域(4)、优选地每一个凹陷区域至少部分地、优选完全地用例如环氧树脂等填充材料填充。
10.根据权利要求6至8中的一项所述的研磨轮(1)，其特征在于，至少一个凹陷区域(4)、优选地每一个凹陷区域具有至少1mm、优选地3mm至5mm的宽度。
11.根据前述权利要求中的一项所述的研磨轮(1)，其特征在于，当在所述周向方向上观察时，在每一个径向位置处设置有至少一个较硬的表面区段(2)和至少一个较软的表面区段(3)。
12.根据前述权利要求中的一项所述的研磨轮(1)，其特征在于，所述表面区段(2,3)的材料厚度为至少3mm、优选地5mm至10mm。
13.一种具有两个研磨轮(1)的研磨轮组，所述两个研磨轮用于对至少两个平坦工件的两侧同时进行材料去除机加工，其特征在于，至少一个研磨轮(1)形成为根据前述权利要求中的一项所述的研磨轮(1)，并且优选地所述两个研磨轮(1)中的每一个研磨轮形成为根据前述权利要求中的一项所述的研磨轮(1)。
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