DE10025173A1 - Method for grinding metallic workpieces, in particular containing nickel - Google Patents

Method for grinding metallic workpieces, in particular containing nickel

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Abstract

The invention relates to a method for grinding metallic workpieces containing, in particular, nickel, whereby a rotationally driven grinding wheel (2) is continuously dressed by a rotationally driven dressing wheel (3) during the grinding of the workpiece (1) by the continual advance (vfrd) of the dressing wheel. In order to increase the grinding capacity, the invention provides that with a dressing advance velocity of 1 to 2 mu m per rotation of the grinding wheel and with a circumferential velocity of the grinding wheel (vs) of at least 45 m/s, the advance (table velocity vt) is set such that the rate of metal removal is at least 90 mm<3>/mms.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen von insbesondere Nickel enthaltende metallische Werkstücke, wobei eine drehangetriebene Schleifscheibe von einem drehangetriebenen Abrichtrad während des Schleifens des Werkstückes durch stetige Zustellung des Abrichtrades kontinuierlich abgerichtet wird.The invention relates to a method for grinding in particular metallic workpieces containing nickel, where a rotary driven grinding wheel of one rotary driven dressing wheel while grinding the Workpiece through constant infeed of the dressing wheel is continuously dressed.

Derartige Verfahren werden im Stand der Technik als CD-Schleifen bezeichnet. Das kontinuierliche Abrichten des Schleifrades hat zur Folge, dass das Schleifrad ständig die exakte Form beibehält. Es hat aber den Nachteil eines hohen Schleifscheibenverbrauchs. Die Schleifleistung, das Zeitspanvolumen wird durch die Tischgeschwindigkeit bestimmt. Diese ist beim Stand der Technik so eingestellt, dass das Zeitspanvolumen unter 30 mm3/mms beträgt. Beim Stand der Technik beträgt die Zustellgeschwindigkeit des Abrichtrades weniger als 1 µm/Umdr, bezogen auf die Schleifscheibe. Die Schleif­ scheibenumdrehungsgeschwindigkeit, also die Schnittge­ schwindigkeit beträgt maximal 30 m/s. Die Umdrehung des Abrichtrades beträgt etwa 80% der Schleifraddrehzahl und ist gleichlaufend zur Schleifscheibe.Such methods are referred to in the prior art as CD grinding. The continuous dressing of the grinding wheel has the consequence that the grinding wheel constantly maintains the exact shape. However, it has the disadvantage of high grinding wheel consumption. The grinding performance and the chip removal rate are determined by the table speed. In the prior art, this is set so that the chip removal volume is less than 30 mm 3 / mms. In the prior art, the feed speed of the dressing wheel is less than 1 µm / rev, based on the grinding wheel. The grinding wheel rotation speed, i.e. the cutting speed, is a maximum of 30 m / s. The rotation of the dressing wheel is approximately 80% of the grinding wheel speed and is the same as the grinding wheel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schleif­ leistung zu erhöhen.The invention has for its object the grinding increase performance.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.The task is solved by the in the claims specified invention.

Im Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Abrichtzustellge­ schwindigkeit drastisch gesteigert ist auf einen Wert, der zwischen 1 und 2 µm/Umdr. liegt. Die Schleifscheibenumdrehungsgeschwindigkeit wird auf mindestens 45 m/s eingestellt. Der Vorschub (Tischgeschwindigkeit) kann bei diesen Parametern so eingestellt werden, dass das Zeitspanvolumen mindestens 90 mm3/mms beträgt. Überra­ schenderweise hat sich herausgestellt, dass eine starke Erhöhung der Abrichtzustellgeschwindigkeit und nur eine vergleichsweise moderate Erhöhung der Schleifscheibenum­ drehungsgeschwindigkeit zu einer überproportionalen Steigerung des Zeitspanvolumens führt. Überraschender­ weise hat sich auch herausgestellt, dass bei der Steige­ rung des Zeitspanvolumens durch Erhöhung der Tischge­ schwindigkeit die auf den Tisch wirkenden Normalkräfte nahezu konstant bleiben und nicht mitansteigen. Wird das Schleifrad aus einem hoch porösem Material gefer­ tigt, welches beispielsweise ein Luftvolumen von 50% ausbildet, so lassen sich die Ergebnisse noch verbes­ sern. Die Schnittgeschwindigkeit lässt sich auf 60 m/s heraufsetzen. Dann lassen sich Zeitspanvolumina von mehr als 100 mm3/mms erreichen, dies sogar für langspa­ nende Nickellegierungen. Bei einer Schleifscheibenumdre­ hungsgeschwindigkeit von 80 m/s und einer Abrichtzu­ stellgeschwindigkeit von 2 µm/Umdr. lassen sich Zeit­ spanvolumina von 300 mm3/mms erreichen. Die durch Erhö­ hung der Abrichtzustellgeschwindigkeit erreichte Steige­ rung des Zeitspanvolumens wird damit erklärt, dass die Erhöhung der Abrichtzustellung zu einer Erhöhung der Werkzeugschärfe führt. Dies wird auch für die kaum beobachtbare Steigerung der Normalkraft verantwortlich gemacht. Das Verfahren mit den erfindungsgemäßen Parame­ tersätzen hat zwar zur Folge, dass die Schleifscheibe schneller abnutzt. Der Verbrauch der Schleifscheibe wird aber überraschender Weise durch das erhöhte Zeit­ spanvolumen ausgeglichen, so dass insgesamt die Schleif­ leistung erhöht ist. Die Eindringtiefe der mit Ihrer Umfangsfläche arbeitende Schleifscheibe beträgt bevorzugt 3 mm. Die Tischgeschwindigkeit kann Werte über 1,8 m/min erreichen. Der Schleifscheibenabtrag durch das Abrichten ist größer, als der Abrieb beim Schleifen.In claim 1 it is provided that the dressing speed is increased drastically to a value between 1 and 2 microns / rev. lies. The grinding wheel rotation speed is set to at least 45 m / s. With these parameters, the feed (table speed) can be set so that the chip removal volume is at least 90 mm 3 / mms. Surprisingly, it has been found that a strong increase in the dressing feed rate and only a comparatively moderate increase in the grinding wheel rotation speed leads to a disproportionate increase in the chip removal volume. Surprisingly, it has also been found that as the time span volume increases by increasing the table speed, the normal forces acting on the table remain almost constant and do not increase. If the grinding wheel is made of a highly porous material, which for example forms an air volume of 50%, the results can be improved even further. The cutting speed can be increased to 60 m / s. Then chip removal volumes of more than 100 mm 3 / mms can be achieved, even for long-span nickel alloys. With a grinding wheel revolution speed of 80 m / s and a dressing speed of 2 µm / revolution. time chip volumes of 300 mm 3 / mms can be achieved. The increase in the chip removal volume achieved by increasing the dressing feed rate is explained by the fact that the increase in the dressing feed leads to an increase in tool sharpness. This is also responsible for the hardly observable increase in normal force. The method with the parameter sets according to the invention has the consequence that the grinding wheel wears out faster. The consumption of the grinding wheel is surprisingly compensated for by the increased time chip volume, so that the overall grinding performance is increased. The depth of penetration of the grinding wheel working with its peripheral surface is preferably 3 mm. The table speed can reach values over 1.8 m / min. The grinding wheel removal by dressing is greater than the abrasion during grinding.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand beige­ fügter Figuren erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in beige added figures explained. Show it:

Fig. 1 in schematischer Darstellung die Vorrichtung zu Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 1 shows a schematic representation of the device for practicing the method and

Fig. 2 Parametersätze, bei denen optimale Schleifer­ gebnisse erzielt werden können. Fig. 2 sets of parameters in which optimal grinding results can be achieved.

Die Vorrichtung zum Schleifen des Werkstückes 1 besteht aus einer Schleifscheibe 2, die kontinuierlich drehange­ trieben wird und mit einer Drehzahl betrieben wird, dass sie mit einer Schleifkontaktgeschwindigkeit vs am Werkstück 1 angreift. Die Drehrichtung ist mit dem Pfeil 2' bezeichnet.The device for grinding the workpiece 1 consists of a grinding wheel 2 which is continuously driven in rotation and is operated at a speed such that it acts on the workpiece 1 at a sliding contact speed vs. The direction of rotation is indicated by arrow 2 '.

Die Schleifscheibe 2 wird kontinuierlich von einem gleichlaufendem 3' Abrichtrad 3, welches in Richtung des Pfeiles 3" verlagerbar ist, abgerichtet. Das Ab­ richtrad dreht mit etwa 80% der Schleifscheibendreh­ zahl. Zum Schleifen greift die Schleifscheibe 2 mit ihrer Umfangsfläche mit einer Tiefe ae in das Werkstück 1 ein, welches auf einem beweglichen Tisch 4 liegt, welcher in die mit Pfeil 4' gezeichnete Richtung mit der Tischgeschwindigkeit vt verlagert werden kann.The grinding wheel 2 is continuously dressed by a same running 3 'dressing wheel 3, which is displaceable in the direction of arrow 3 ". The Ab richtrad rotates at about 80% of the grinding wheel speed reaches For grinding, the grinding wheel 2 with its peripheral surface with a depth. Ae into the workpiece 1 , which lies on a movable table 4 , which can be displaced in the direction shown by arrow 4 'at the table speed vt.

Die Schleifscheibe besteht aus einem porösen Material. 25% des Volumens sind Korn, 15% Volumens ist ein Binder, 50% des Schleifscheibenvolumens ist Luft. Es handelt sich um eine poröse Schleifscheibe. Sie ist besonders für Nickellegierungen geeignet.The grinding wheel is made of a porous material. 25% of the volume is grain, 15% volume is a Binder, 50% of the grinding wheel volume is air. It  is a porous grinding wheel. she is particularly suitable for nickel alloys.

Um die zu höheren Zeitspanvolumina auftretenden großen Horizontalkräfte aufnehmen zu können, kann die Schleif­ scheibe eine besonders verstärkte, nicht dargestellte Nabe aufweisen. Besonders eignet sich hierzu eine Schleifscheibe gemäß der Österreichischen Patentanmel­ dung A 314/2000, auf die hier vollinhaltlich Bezug genommen wird.The large ones occurring at higher chip removal volumes The grinding can be able to absorb horizontal forces a particularly reinforced, not shown Have hub. One is particularly suitable for this Grinding wheel according to the Austrian patent application A 314/2000, to which reference is made here in full is taken.

Bei den in Fig. 2 dargestellten Parametern handelt es sich um Betriebsparameter, bei denen die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung gute Schleifergebnisse lie­ fert. Der erste Parametersatz entspricht dem Stand der Technik. Der zweite Parametersatz zeigt, wie eine ge­ ringfügige Steigerung der Schleifkontaktgeschwindigkeit und eine drastische Steigerung der Abtrichtzustellge­ schwindigkeit vfrd zu einer zunächst etwa proportiona­ len Steigerung des Zeitspanvolumens führt.The parameters shown in FIG. 2 are operating parameters in which the device shown in FIG. 1 produces good grinding results. The first parameter set corresponds to the state of the art. The second set of parameters shows how a slight increase in the grinding contact speed and a drastic increase in the dressing speed vfrd leads to an initially approximately proportional increase in the chip removal volume.

Eine weitere Steigerung der Kontaktgeschwindigkeit vs auf 45 m/s führt bei einer nahezu lediglichen Verdoppe­ lung der Schleifkontaktgeschwindigkeit zu einer mehr als Vervierfachung des Zeitspanvolumens gegenüber des Parametersatz des Standes der Technik.A further increase in the contact speed vs to 45 m / s leads to an almost single doubling development of the sliding contact speed to one more as a quadrupling of the chip removal volume compared to the State of the art parameter set.

Bei einer Kontaktgeschwindigkeit von 50 m/s ist bei einer Abrichtzustellgeschwindigkeit von 1,5 µm/Umdr. sogar ein Zeitspanvolumen von 150 mm3/mms möglich. Steigert man die Kontaktgeschwindigkeit auf 80 m/s so ist bei einer Abrichtzustellgeschwindigkeit von 2 µm/Um­ dr. sogar ein Zeitspanvolumen von 300 mm3/mms möglich. With a contact speed of 50 m / s and a dressing feed speed of 1.5 µm / rev. even a chip removal volume of 150 mm 3 / mms is possible. If the contact speed is increased to 80 m / s, then at a dressing feed speed of 2 µm / rev. even a chip removal volume of 300 mm 3 / mms is possible.

Die in der Fig. 2 dargestellten Parametersätze wurden ermittelt, indem Schleifexperimente durchgeführt wur­ den, bei denen die Schnittgeschwindigkeit vs und die Zustellgeschwindigkeit vfrd des Abrichtrades konstant gehalten wurde und der Vorschub (Tischgeschwindigkeit) vt schrittweise erhöht wurde. Der in Fig. 2 dargestell­ te Wert für das Zeitspanvolumen entspricht dem Experi­ ment mit dem höchsten Vorschub, bei dem ein genügend gutes Schleifergebnis erzielt wurde.The parameter sets shown in FIG. 2 were determined by carrying out grinding experiments in which the cutting speed vs and the feed speed vfrd of the dressing wheel were kept constant and the feed (table speed) vt was increased step by step. The value shown in FIG. 2 for the chip removal volume corresponds to the experiment with the highest feed rate, in which a sufficiently good grinding result was achieved.

Alle offenbarten Merkmale der Erfindung sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehöri­ gen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) sowie der A 314/2000 vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterla­ gen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.All disclosed features of the invention are (in themselves) essential to the invention. In the disclosure of the application the content of the disclosure of the gen / attached priority documents (copy of Advance registration) and the A 314/2000 in full included, also for the purpose, characteristics of this document gene in claims of the present application.

Claims (3)

1. Verfahren zum Schleifen von insbesondere Nickel enthaltende metallische Werkstücke, wobei eine drehange­ triebene Schleifscheibe (2) von einem drehangetriebenen Abrichtrad (3) während des Schleifens des Werkstückes (1) durch stetige Zustellung (vfrd) des Abrichtrades kontinuierlich abgerichtet wird, dadurch gekennzeich­ net, dass bei einer Abrichtzustellgeschwindigkeit von 1 bis 2 µm pro Umdrehung der Schleifscheibe und einer Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe (vs) von mindestens 45 m/s der Vorschub (Tischgeschwindigkeit vt) so eingestellt wird, dass das Zeitspanvolumen min­ dest 90 mm3/mms ist.1. A method for grinding, in particular, nickel-containing metallic workpieces, wherein a rotating driven grinding wheel ( 2 ) is continuously dressed by a rotary driven dressing wheel ( 3 ) during grinding of the workpiece ( 1 ) by steady infeed (vfrd) of the dressing wheel, characterized in net that at a dressing feed speed of 1 to 2 µm per revolution of the grinding wheel and a peripheral speed of the grinding wheel (vs) of at least 45 m / s the feed (table speed vt) is set so that the chip removal volume is at least 90 mm 3 / mms. 2. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch ein hochporiges Schleifrad insbesondere mit einem 50%igem Luftvolumen.2. Procedure according to one or more of the preceding the claims or in particular according thereto thanks to a high-pore grinding wheel, especially with a 50% air volume. 3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine Schleifscheibenumdrehungsgeschwindigkeit von mehr als 50 m/s bevorzugt mehr als 60 m/s und einem Vorschub, der einem Zeitspanvolumen von mehr als 100 mm3/mms bzw. mehr als 150 mm3/mms entspricht.3. The method according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized by a grinding wheel rotation speed of more than 50 m / s, preferably more than 60 m / s and a feed rate which has a chip removal volume of more than 100 mm 3 / mms or corresponds to more than 150 mm 3 / mms.
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