CN1836840A - 用于磨削空腔的磨削工具和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种磨削工具，其包括优选地设计成旋转对称的盘状的主体(12)、和用于将该磨削工具(10)安装在心轴上的轴，其中所述主体(12)包括外柱形表面(18)和背离所述轴(14)的第一前端面(20)，并且其中所述柱形表面(18)和部分所述第一前端面(20)覆有磨削材料，其中所述柱形表面(18)包括通向所述第一前端面(20)的多个凹口(22)。该磨削工具(10)可有利地用于在由玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷制成的工件上制造带根切的空腔。

Description

用于磨削空腔的磨削工具和方法
技术领域
本发明涉及一种磨削工具，其具有优选地设计成旋转对称的盘状的主体、和用于将该磨削工具安装在心轴上的轴，其中所述主体包括外侧表面和与所述轴相对的第一端面，并且其中所述侧表面和部分所述第一端面设有研磨层。
本发明还涉及一种用于磨削空腔的磨削方法，该空腔优选地带有根切，该方法优选地在由玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷制成的工件内磨削空腔，尤其用于生成例如由Zerodur制成的轻质玻璃陶瓷结构。
背景技术
从日本05069339A的专利文摘中已知上述类型的磨削工具。该已知的磨削工具设计成壶(pot)状，该壶的倾斜后表面设有多个倾斜延伸至空腔内的供应通道。空腔通过多个通道与壶状主体的端面连通，这些通道在所述端面中开口从而形成用于气体或磨削液体的排放口，该气体或磨削液体通过在磨削工具的与所述端面相对侧上的所述倾斜通道供应至由壶状主体包围的空腔内。
这种磨削工具特别适于表面磨削或磨削空心孔。带根切的空腔不能用这种磨削工具磨削。
在磨削大的部件，特别是由玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷，例如由Zerodur制成的部件时，目标通常是生成轻质结构从而减轻这种结构的自身重量。这种由已知为Zerodur的材料制成的轻质结构例如用于天文镜的生产。在这种情况下，在工件的背离镜面的后表面上设有多个根切孔，从而减轻工件的自身重量，同时仍保持镜体特别稳定的形状。
发明内容
现在，本发明的目的在于提供用于磨削空腔的磨削工具和方法，通过该磨削工具和方法可以特别容易和省时地生成空腔，特别是带有生成由Zerodur制成的轻质结构具体需要的类型的根切的孔。
通过上述类型的磨削工具实现该目的，其中侧表面设有多个通向第一端面的凹口。
由此完全实现本发明的目的。
侧表面中的通向第一端面的凹口确保了将磨掉物质和磨削液体特别有效地从端面通过凹口远离工作位置而运出。
这样可以在不需将磨削工具从所形成孔撤出以允许运走磨掉物质的情况下处理大磨削体积。而是可使用磨削工具直接切入实心块内，以生成相对较深的孔。一旦孔达到足够的深度，就可使磨削工具侧向运动，使用磨削工具的侧表面沿侧向逐渐加宽该孔，从而生成带根切的空腔。于是，侧表面上的凹口一方面用于方便侧向运动，另一方面用于运走磨掉的物质。
根据本发明的另一实施例，所述主体在所述轴侧包括第二端面，所述侧表面的所述凹口通向该第二端面。
这样确保了即使在磨削工具的面向其轴的端面用于磨削根切的内表面时，也能有效地运走磨掉的物质。
根据本发明的另一改进，所述凹口构成为在所述侧表面中的倾斜槽，所述倾斜槽通向至少在一个端面中的凹口。
根据本发明的另一构造，所述主体构成为盘状，并且所述凹口设有在所述第一端面中径向延伸并与所述侧表面中的所述倾斜凹口连通的槽。
该布置确保了特别有利地将磨掉物质从磨削工具的中央区域通过磨削工具的侧表面朝其边缘向后部移除。
根据本发明的另一实施例，所述径向延伸凹口通向中央凹口。
这同样改善了将磨掉物质从磨削位置移除。
本发明的附加改进提供了在所述第一端面中设置扇形凹口。
在该实施例的又一改进中，至少一些所述扇形凹口通过沿周向延伸的连接通道与所述径向延伸凹口连通。
这一方面改善了第一端面上的磨削效果，另一方面同时确保了改善磨掉物质的移除。
根据本发明的另一实施例，在所述侧表面中以规则的角间距设置多个凹口，优选为六个凹口，每个凹口都与所述第一端面中的所述径向延伸凹口连通。
根据该实施例的另一改进，所述侧表面中的凹口通向所述第二端面中的圆环状凹口。
该特征确保了尤其是当通过第二端面从内部磨削剩余凸缘(remaining flange)时，提高磨掉物质的馈送率并改善磨掉物质的移除。
根据本发明的一个有利的进一步改进，所述侧表面中的凹口以相对于所述第一端面优选在10°和60°之间，最优选在20°和40°之间的锐角延伸。
已经发现，通过侧表面中的凹口的这种布置，可实现磨掉物质特别良好的馈送率并特别有效地移除磨掉物质。
优选地，所述磨削工具的研磨层构成为金刚石层。
这样在加工玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷材料时尤为有利。
在根据本发明的磨削方法中，使用根据本发明的磨削工具在实心块内磨削空腔。使磨削工具侧向运动提供了一种生成带有根切的均匀空腔的有利方式。
优选地，以这样的方式驱动所述磨削工具，以使得磨削工具的侧表面中的倾斜凹口从第二端面朝第一端面沿转动方向延伸。
这样确保了特别有效地将磨掉物质从工作位置移除。
应理解的是，本发明的上述特征和将在以下说明的特征不仅可用在所示的相应组合中，而且在不脱离本发明范围的情况下可以用在其它组合中或单独应用。
附图说明
从以下参照附图对本发明优选实施例的描述中将清楚本发明的其它特征和优点，在附图中：
图1表示根据本发明的磨削工具的立体图，具体示出了与轴相对的第一端面以及侧表面；
图2表示图1的磨削工具从斜后方看的立体图，其中可看见侧表面和后部第二端面(相对于图1稍稍放大)；
图3表示用于生成轻质结构的工件的俯视图，其中构造了多个带根切的空腔；以及
图4表示穿过图3的工件的剖面，其中可看见并排布置的空腔，示出了根据本发明的磨削工具处于磨削过程的不同阶段。
具体实施方式
在图1和图2中示出了根据本发明的磨削工具，并大体上由附图标记10表示。
磨削工具10包括轴14，该轴用于将该工具安装在磨削心轴上，并且盘状主体12例如通过焊缝38而紧固在该轴上(对比图2)。主体12包括在其背离轴14的一侧的第一端面20、以及在其面向轴14的一侧的第二端面34。柱形侧表面18在这两个端面20、34之间延伸。
在侧表面18中以规则的角间距设有呈槽形式的总共六个倾斜凹口22，这些倾斜凹口通向第一端面20中的径向延伸凹口24。另外，凹口22还通向第二端面34中的圆形凹口36。凹口22、第一端面20和第二端面34分别在它们之间包围近似30°大小的锐角。在第一端面20中的径向延伸凹口24成形为通向第一端面20中的中央圆形凹口32的槽。
另外，在第一端面20中设有总共六个扇形凹口26，每个凹口26都通过沿周向延伸的连接通道28与相关的径向凹口24连通。这些凹口24在它们面向中央凹口32的一侧由中央圆形区域30界定，并且通过隆起凸缘28与相应的相关径向凹口24分开，该隆起凸缘同样具有圆扇形形状。
除了中央圆形区域30之外，第一端面20的所有隆起部分都设有金刚石磨削层。金刚石磨削层也在整个侧表面18和第二端面34的隆起部分上延伸。
因此第一端面20的隆起部分用作磨削表面，当磨削进入实心块中、例如用于生成一孔时，可通过该磨削表面有效地移除磨掉物质。扇形凹口26一方面用于在相邻凸缘上形成磨边，另一方面用于将磨掉物质通过连接通道28和径向凹口24、并最终通过侧表面18中的与它们连通的倾斜凹口22运出至磨削工具10的后部。
一旦在工件表面中磨出一空腔，就可通过磨削工具的相应侧向运动而逐渐形成带根切的空腔。在该过程中，即使在用第二端面34工作时，仍然可以将磨掉物质接收在第二端面34的凹口36中，并且另一方面将其通过侧表面18的倾斜凹口22运出至已经磨削的空腔中。
在图1中用箭头17表示磨削工具10的转动方向(逆时针方向)。优选地这样选择，以使得侧表面18中的凹口22从第二端面34朝着第一端面20沿转动方向17延伸。
这样确保了将磨掉物质从第一端面20处的工作位置有效地移除。
图3示出了由Zerodur(Schott AG销售的热膨胀近似为零的锂铝硅酸盐玻璃陶瓷)制成的、大体由附图标记40表示的轻质结构的图示。使用根据本发明的磨削工具在工件40的轻质结构中生成以蜂巢式布置设置的多个空腔。各空腔42包括中央圆形开口44，空腔42在该开口44下方被侧向加宽，从而形成带根切的空腔42。如图3图解所示，空腔42的外轮廓呈带有倒圆侧边缘的近似六边形状，其倒圆半径由所用磨削工具的外周预先确定。
图4图解示出了如何使用根据本发明的磨削工具10生成这样的轻质结构40。首先使用根据本发明的磨削工具10在实心块中磨削一空腔，直到到达空腔42的所需深度。然后可通过使磨削工具10侧向运动而逐渐形成六边形空腔42。空腔42通过剩余凸缘46而保持与工件40的外表面48隔开。
图4在其左侧示出了磨削工具10的第一位置。该图的中央区域表示由10′表示的磨削工具10，该磨削工具处于在所生成根切的区域中磨削剩余凸缘46的内表面的过程中。图4右侧的细节示出了使用磨削工具10″来磨削空腔42底部的过程。
例如在天文镜的生产中，与表面48相对的未受干扰的外表面50可例如用于生成镜面。

Claims (13)

1、一种磨削工具，其具有优选地设计成旋转对称的盘状的主体(12)、和用于将该磨削工具(10)安装在心轴上的轴(14)，其中所述主体(12)包括外侧表面(18)和与所述轴(14)相对的第一端面(20)，并且其中所述侧表面(18)和部分所述第一端面(20)设有研磨层，所述磨削工具的特征在于，所述侧表面(18)设有通向所述第一端面(20)的多个凹口(22)。
2、如权利要求1所述的磨削工具，其特征在于，所述主体(12)在所述轴(14)侧包括第二端面(34)，所述侧表面(18)的所述凹口(22)通向该第二端面(34)。
3、如权利要求1或2所述的磨削工具，其特征在于，所述凹口(22)构成为所述侧表面(18)中的倾斜槽，所述倾斜槽通向至少在一个端面(20，34)中的凹口(24，36)。
4、如权利要求3所述的磨削工具，其特征在于，所述主体(12)构成为盘状，并且所述凹口(24)设有在所述第一端面(20)中径向延伸并与所述侧表面(18)中的所述倾斜凹口(22)连通的槽。
5、如权利要求4所述的磨削工具，其特征在于，所述径向延伸凹口(24)通向中央凹口(32)。
6、如权利要求4或5所述的磨削工具，其特征在于，在所述第一端面(20)中设有圆扇形凹口(26)。
7、如权利要求6所述的磨削工具，其特征在于，至少一些所述圆扇形凹口(26)通过沿周向延伸的连接通道(28)与所述径向延伸凹口(24)连通。
8、如上述权利要求中任一项所述的磨削工具，其特征在于，在所述侧表面(18)中以规则的角间距设置有多个凹口(22)，优选为六个凹口(22)，每个凹口(22)都与所述第一端面(20)中的所述径向延伸凹口(24)连通。
9、如上述权利要求中任一项所述的磨削工具，其特征在于，在所述侧表面(18)中以规则的角间距设置有多个凹口(22)，所述凹口(22)通向所述第二端面(34)中的圆环状凹口(36)。
10、如上述权利要求中任一项所述的磨削工具，其特征在于，所述侧表面(18)中的所述凹口(22)以相对于所述第一端面(20)优选在10°和60°之间，最优选在20°和40°之间的锐角延伸。
11、如上述权利要求中任一项所述的磨削工具，其特征在于，所述研磨层构成为金刚石层。
12、一种用于磨削空腔(42)的方法，该空腔优选地带有根切(46)，该方法优选地在由玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷制成的工件内磨削空腔，尤其用于生成轻质玻璃陶瓷结构，所述方法包括用根据上述权利要求中任一项所述的磨削工具来磨削工件的步骤。
13、如权利要求12所述的方法，其特征在于，以这样的方式驱动所述磨削工具，以使得磨削工具(10)的侧表面(18)中的倾斜凹口(22)从第二端面(34)朝向第一端面(20)沿转动方向(17)延伸。
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