DD271861A1 - Verfahren zur herstellung von werkzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen, die als aktive Arbeitselemente elastisch gelagert sind und durch rotierende Bewegungen ueberschuessiges Material, das an Werkstuecken als Grat, Formstoff o. ae. anhaftet, entfernen. Um derartige Werkzeuge wesentlich schneller und billiger herstellen zu koennen, besteht das erfindungsgemaesse Verfahren darin, die Werkzeuge in nach dem Verdichungsverfahren gefertigten Giessformen aus einem Gusseisenwerkstoff zu giessen und die Schmelze mit einer zur weissen oder melierten Erstarrung fuehrenden Geschwindigkeit abzukuehlen.

Description

Anwendungsgeblot der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen, die als aktive Arbeitselemente elastisch gelagert sind und zum Entfernen von überschüssigem Material, das an Werkstücken als Grat, Formstoff o. ä. anhaftet, verwendet wird.

Charakteristik des bekannten Standes dor Technik Bei sparenden Entgrateverfahren kommen Werkzeuge mit geometrisch bestimmter Schneide, wie Fräser, Dreh- und Hobelmeißeln, Feilen und Nadelfräsern sowie Werkzeugen mit geometrisch unbestimmter Schneide, beispielsweise Schleifkörper, zum Einsatz. Diese Werkzeuge müssen eine hohe Verschleißbeständigkeit und gleichzeitig eine ausreichende Bruchsicherheit besitzen. Daher werden Werkzeuge mit geometrisch bestimmter Schneide vorwiegend aus Schnellarbeitsstählen hergestellt. Das sind mit sonderkarbidbildenden Elementen hochlegierte Stähle, deren Gefüge nach der Wärmebehandlung aus feinnadeligem, angelassenen Martensit als Matrix und darin eingelagerten Primär- und Sekundärkarbiden dieser Elemente besteht. Auf Grund der Legierungselemente und der verhältnismäßig aufwendigen Herstellungsverfahren sind diese Werkzeuge teuer. So ist es schon bekannt, beispielsweise Fräser aus den o.g. Werkstoffen

durch Feingießen herzustellen, Die dazu erforderlichen Modelle und Formen erfordern eine hohe Genauigkeit und sind somit in ihrer Herstellung aufwendig. Um die für eine ausreichende Bruchsicherheit e. Orderliche Duktilität zu erlangen, muß sich an den

Gußvorgang in jedem Fall eine spezielle Abkühlung und/oder Wärmebehandlung anschließen. Außerdem ist zur Realisierung

der erforderlichen Schneidengeometrie sowie Schneidleistung eine abschließende mechanische Bearbeitung, meistens ein

Schleifen der Werkzeuge erforderlich. Zur Verringerung des Material- und Herstellungsaufwandes wurde ein Verfahren zur Herstellung eines rotierenden Werkzeuges

zum Schneiden entwickelt, bei dem auf einen zähen Kern aus harten, verschleißfesten Material bestehende Arbeitskanten aufgeschweißt werden (CH-PS 535938).

Des gleiche Ziel wird beim Einsatz von hartmetallbestückten Werkzeugen angestrebt. Trotz des verringerten Aufwandes sind diese Werkzeuge noch verhältnismäßig teuer. Auch die He¹ stellung der beim Entgraten mittels Schleifen verwendeten Werkzeuge verursacht verhältnismä ßig hohe Kosten, da

zur Gewährleistung der aufgrund der hohen Drehzahlen erforderlichen Briicnsicherheit der Schleifkörper die harten, den Abtrag gewährleistenden Körner in ein spezielles formstabiles Material eingebunden werden.

In dem SU-US 1191179 werden in einer Einrichtung zum Entfernen von Gußgrat elastisch gelagerte Schneidelemente

verwendet. Diese besitzen, ähnlich wie Räumwerkzeuge, schräg zur Schnittrichtung verlaufende Schneiden. Ihre Herstellung ist somit aus den bereits genannten Gründen aufwendig.

Es wurde auch schon eine Vorrichtung zum Entfernen von überschüssigem Material vorgeschlagen, in der als aktive Werkzeugelemente elastisch gelagerte rotationssymmetrische Körper zum Einsatz kommen. In beiden technischen Lösungen

pacsen sich die Werkzeugelemente der Kontur des zu beschreibenden Werkstückes an, d. h. sie gleichen selbständig gußbedingte Unregelmäßigkeiten aus, so daß sie die gesamte gratbehaftete Kontur beⁿ;beitan und auch kleinste Mengen Grat entfernen, ohne daß dabei das Gußstück oder das Werkzeug beschädigt wird.

Die Besonderheit dieses Entgratevorganges gegenüber dem zuvor beschriebenen, nach den Gesetzmäßigkeiten der Spanungstechnik ablaufenden Entgratevorganges besteht darin, daß das überschüssige Material vom Gußstück entfernt wird,

ohne dabei die Gußkontur mit dem Werkzeug zu verletzen. Es werden nur die Flächen bearbeitet, auf denen sich Grat befindet,

d. h. die Stärke des zu trennenden Querschnittes ist gleich der Gratdicke. Somit besteht der Nachteil des Standes der Technik dar'n, daß für das Entgraten von Gußstücken die teueren Werkzeuge der Spannungstechnik verwendet werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, mit dem elastisch gelagerte Werkzeuge zum Entfernen von überschüssigem Material ohne großen Auf-.vand und billig hergestellt werden können.

Darleguno 4es Wesens der Erfindung

Mit den in der zuletztgenannten Vorrichtung zum Entfernen von überschüssigem Material verwendeten elastisch gelagerten Werkzeugen wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt und neue Erkenntnisse zu den Besonderheiten des Entgratevorganges gegenüber dem bekannten Spanungsprozeß mit Werkzeugen mit geometrisch bestimmter bzw.

unbestimmter Schneide gewonnen. Danach handelt es sich im Gegensatz zu den meisten spanenden Verfahren beim Entgraten von Gußstücken um verhältnismäßig spröde Werkstoffe und, bedingt durch die geringen Abmessungen, insbesondere die dünnen Querschnitte des Grates, um eine Art Brechvorgang, wobei bei Eingriff des Werkzeuges zunächst größere Gratpartien, anschließend kleinere Gratphrtien bei gleichzeitiger Annäherung der Werkzeuge an das Gratbasisprofil ausbrechen und schließlich die Werkzeuge die Kontur überwiegend reibend uearbei'en. Diese letzte Stufe ist etwa mit einem Glättvurgang zu vergleichen, wobei die Werkzeuge unter Druck der elastischen Elemente an der Werkstückkontur anliegen. Es ist demnach in keiner Phase des Entgratevorganges mit einem reinen Schneidvorgang zu rechnen. Der Entgratevorgang erfordert deutlich geringere Kräfte als ein herkömmlicher spanender Vorgang.

Ausgehend von diesen Erkenntnissen besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen

zum Entgraten zu entwickeln, das die tatsächlichen Beanspruchungsbedingungen eines derartigen Werkzeuges berücksichtigt, dabei unkompliziert ist und möglichst wenige Arbeitsstufen erfordert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Werkzeug in einer nach dem Vordichtungsverfahren gefertigten Gießform aus einem Gußeisenwerkstoff gegossen und die Schmelze mit einer zur weißen oder mellierten Erstarrung führenden Geschwindigkeit abgekühlt wird. Zur Erzielung einer besonders hohen Härte ist bei dickeren Werkzeugen zumindest in den beim Entgrateprozeß im Eingriff

befindlichen Flächen eine hohe Abkühlgeschwindigkeit zu realisieren.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die neuen Entgratewerkzeuge aus billigen Gußeisenwerkstoffen, die in den Gießereien meist ohne weiteres verfügbar sind, nämlich GGL, GH, GGG, GT-Rohguß, praktisch in einem einzigen Verfahrensschritt hergestellt werden können, da es sich bei den Entgratewerkzeugen um sehr einfache und damit von den Gießereien selbst leicht herstellbare geometrische Körper handelt. Außerdem ist weder eine/ nachträgliche Wärmebehandlung noch eine abschließende mechanische Bearbeitung erforderlich. Ebenso ist für die Herstellung der Gießformen kein besonderer Aufwand erforderlich. Die Genauigkeit, die nach dem Verdichtungsverfahren gefertigte Formen gewährleisten, ist ausreichend. Die erfindungsgemäS gefertigten Werkzeuges sind auch geeignet, Grat von Werkstücken aus duktilen Werkstoffen zu beseitigen. Dabei wird dieser Grat in einer ersten Phase gedehnt bzw. gebogen, d. h. über seine Streckgrenze hinaus verformt, und in der

zweiten Phase wie beschrieben abgebrochen.

Ausführungsbeispiel Nachfolgend soil die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Für die Herstellung eines scheibenförmigen Werkzeuges zum Entgraten wird eine Form im Handformvorfahren hergestellt. Als rV>odellsand wird Formstoff folgender Zusammensetzung gewählt:

91 % Quarzsand und 9% Bentonit. Hinterfüllt wird der Modellsand mit einem Formstoffgemisch, bestehend aus 98% Altsand, 1,5% Neusand und 0,5% Bentonit. Der Formhohlraum wird direkt oder tangential angeschnitten. Die montierte Form wird dann mit einer Schmelze für einen GGL-25 Gußwerkstoff abgegossen. Durch die sehr flache Ausbildung des scheibenförmige!! Gußstückes mit einem Verhältnis Länge zu Durchmesser kleiner 0,1 wird eine hohe Abkühlgeschwindigkeit und damit eine weiße oder mellierte Erstarrung der Gußeisenschmelze ermöglicht. Daraus resultieren hohe Härten von über 50HRC in den Randzonen des GußKils, die die Arbeitszonen des Werkzeuges bilden. Auf diese Art und Weiso wird ein Werkzeug zuin Entgraten hergestellt, das den ieanspruchungsbedingungen des Entjjr jtens mit elastisch gelagerten Werkzeugen gerecht wird. Es zeichnet sich durch Einfachheit bei extrem niedrigen Kosten aus und gewährleistet einen geringen Verschleiß und damit hohe Standzeiten der Werkzeuge. Zur Intensivierung der Formherstellung kann das Modell auch auf einer automatischen Formanlage nach einem Verdichtungsformverfahren hergestellt werden.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen, die als aktive Arbeitselemente elastisch gelagert sind und durch rotierende Bewegungen überschüssiges Material, das an Werkstücken als Grat, Formstoff o. ä. anhaftet, entfernen, gekennzeichnet dadurch, daß das Werkzeug in einer nach dem Verdichtungsverfahren gefertigen Gießform aus einem Gußeisenwerkstoff gegossen und die Schmelze mit einer zur weißen oder melierten Erstarrung führenden Geschwindigkeit abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur die äußeren Bereiche der Werkstücke einer hohen Abkühlgeschwindigkeit unterzogen werden.