DE102004020364B4

DE102004020364B4 - Werkzeug für die Schleifbearbeitung

Info

Publication number: DE102004020364B4
Application number: DE200410020364
Authority: DE
Inventors: Otto Steinbach; Stefan Eichinger; Markus Dr. Klaiber
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2004-04-23
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2024-04-24
Also published as: DE102004020364A1

Abstract

Werkzeug für die Schleifbearbeitung,
umfassend zumindest einen Schleifkörper,
wobei zumindest zwei verschiedenartige Bereiche des Schleifkörpers, insbesondere für zwei verschiedene Bearbeitungstypen, vorgesehen sind,
wobei die Bereiche als Schleifschnecken ausgeführt sind und auf einen Dorn (3) aufgespannt sind,
wobei der Schleifkörper aus keramisch gebundenen Teilchen besteht,
wobei zumindest ein Anteil der Teilchen hart und abrichtbar vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für die Schleifbearbeitung.
Im Stand der Technik sind als Werkzeuge Schleifkörper aus abrichtbarem Schleifmittel bekannt. Beispielhaft sind als Schleifscheiben oder Schleifschnecken geformte Schleifkörper bekannt, die zum Schleifen von Werkstücken, wie beispielsweise Verzahnungsteilen, vorgesehen sind. Diese bestehen aus keramisch gebundenen Korundteilchen oder anderen zur Schleifbearbeitung verwendbaren harten Teilchen.
Der Schleifkörper wird bei der Schleifbearbeitung in regelmäßigen Abständen mit einem Diamant-Werkzeug abgerichtet, also mit einer geometrisch gewünschten, wohl definierten Form versehen. Das Schleifen mit großer Zustellung zum Werkstück hin, also mit großem Materialabtrag, wird als Schruppen bezeichnet. Das Schleifen mit kleiner Zustellung, also mit kleinem Materialabtrag zur Feinbearbeitung und/oder Endbearbeitung, wird als Schlichten bezeichnet.
Abhängig von der Zustellung, also dem Bearbeitungstyp, wie beispielsweise Schlichten oder Schruppen, wird ein Schleifkörper mit dafür optimierter Bindung der Teilchen oder Körnung gewählt, um eine möglichst große Standzeit des Werkzeugs bei der Schleifbearbeitung zu erreichen.
Bei der Schleifbearbeitung von Zahnrädern sind Profilschleifverfahren oder kontinuierliche Wälzschleifverfahren bekannt. Bei Profilschleifverfahren wird beim Abrichten das inverse Profil auf den Schleifkörper aufgebracht und dann beim Schleifbearbeiten auf das Werkstück übertragen, wobei meist eine einfache Bewegungsart, wie beispielsweise langsame lineare Bewegung bei gleichzeitiger Rotation des Schleifkörpers ausreichend ist. Bei kontinuierlichen Wälzschleifverfahren wird das Werkzeug samt Schleifkörper gemäß Wälzprinzip am Werkstück entlang bewegt und dieses gemäß Wälzprinzip gedreht. Außerdem wird das Werkzeug während der Bewegung zusätzlich um seine eigene Achse schnell gedreht.
Nachteilig ist bei der Schleifbearbeitung, dass mit ein und demselben Werkzeug zunächst in zumindest einem ersten Arbeitsgang das Schruppen ausgeführt und zuletzt das Schlichten ausgeführt wird. Da aber die Körnung und das Bindungsmaterial für die Körnung nicht für alle verschiedenen Bearbeitungstypen optimal geeignet sind, ist die Standzeit des Werkzeuges gering und es sind somit die Fertigungskosten hoch. Weiter nachteilig ist dabei, dass eine erhöhte Schleifbrandgefahr besteht.
Um diese Nachteile zu überwinden, ist es denkbar, Shiftstrategieen anzuwenden, bei denen ein jeweils neuwertiges oder frisch abgerichtetes Schleifkörpersegment die Finishbearbeitung oder Endbearbeitung ausführt.
Allerdings sind diese Shiftstrategieen aufwendig und können die Standzeit nur ein wenig verbessern sowie die Gefahr des Schleifbrandes nur geringfügig reduzieren.
Bekannt sind auch galvanisch gebundene Werkzeuge, wie beispielsweise CBN-Scheiben. Mit diesen sind höhere Standzeiten und höhere Q_W-Werte erreichbar. Nachteilig ist dabei allerdings, dass diese Werkzeuge aufwendig in ihrer Position und Orientierung in der Bearbeitungsmaschine eingestellt und überprüft werden müssen. Bei Verwendung von zwei solchen Werkzeugen, von denen ein erstes für Schruppen und ein zweites für Schlichten vorgesehen ist, verdoppelt sich dieser Aufwand nachteiligerweise.
Aus der DE 710 74 39 U ist eine Diamant-Schleifscheibe mit topfförmigem Grundkörper bekannt, wobei die Korngröße nach radial weiter außen hin zunimmt.
Aus der JP-2003326467 A ist eine Schleifscheibe bekannt, die einen Schrupp- und einen Schlichtanteil aufweist.
Aus der DE 37 07 664 C1 ist eine Werkzeugmaschine zum Feinstbearbeiten der Zahnflanken von vorverzahnten Zahnrädern bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug mit einer hohen Standzeit und geringem Bedienungsaufwand auszubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Werkzeug für die Schleifbearbeitung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Werkzeug für die Schleifbearbeitung sind, dass es zumindest einen Schleifkörper umfasst, wobei zumindest zwei verschiedenartige Bereiche des Schleifkörpers, insbesondere für zwei verschiedene Bearbeitungstypen, vorgesehen sind,
wobei die Bereiche als Schleifschnecken ausgeführt sind und auf einen Dorn aufgespannt sind,
wobei der Schleifkörper aus keramisch gebundenen Teilchen besteht,
wobei zumindest ein Anteil der Teilchen hart und abrichtbar vorgesehen ist.
Von Vorteil ist dabei, dass eine größere Standzeit erreichbar ist und kein Werkzeugwechsel oder spezieller Abrichtvorgang notwendig ist. Außerdem ist die Flexibilität fürs Umprofilieren erhöht. Somit sind die Kosten erniedrigt und der Aufwand verringert. Außerdem ist für das Schruppen und für das Schlichten jeweils das optimal zusammengesetzte Werkzeug wählbar.
Von Vorteil ist außerdem, dass kontinuierliche Wälzschleifverfahren anwendbar sind, weil der Schleifkörper die Form einer Schleifschnecke aufweist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht der Schleifkörper aus keramisch gebundenen Teilchen. Insbesondere ist zumindest ein Anteil der Teilchen aus Korund vorgesehen. Von Vorteil ist dabei, dass ein entsprechender Schleifkörper kostengünstig herstellbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in den mindestens zwei Bereichen die Körnung der Teilchen und/oder das keramische Bindungsmittel verschieden. Insbesondere sind in einem ersten Bereich Körnung und Bindungsmittel optimiert fürs Schlichten und in einem zweiten Bereich fürs Schruppen. Von Vorteil ist dabei, dass die beiden Bereiche auf den Bearbeitungstyp hin optimierbar sind. Somit ist eine große Zustellung im ersten und eine geringere Zustellung im zweiten Bereich vorsehbar, wobei in beiden Fällen eine optimierte Zusammensetzung des Schleifkörpers erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schleifkörper die Form einer Schleifscheibe auf. Von Vorteil ist dabei, dass entweder kontinuierliche Wälzschleifverfahren oder Profilschleifverfahren anwendbar sind.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Werkzeug in Draufsicht schematisch gezeichnet.
Auf einem Dom 3 ist ein erster Bereich 1 zum Schlichten und ein zweiter Bereich 2 zum Schruppen vorgesehen. Die Form des Schleifkörpers weist sowohl im Bereich 1 fürs Schlichten und im Bereich 2 fürs Schruppen die Form einer Schleifschnecke auf. Diese eignet sich für ein kontinuierliches Wälzschleifen von Zahnrädern, insbesondere Evolventenzahnrädern.
Die Schleifkörper beider Bereiche sind als Schleifschnecken ausgeführt und auf den Dom aufgespannt und verspannt.
Wesentlicher Vorteil ist, dass die Bearbeitungsmaschine nicht umgerüstet werden muss, sondern es ist dasselbe Werkzeug zuerst fürs Schruppen und dann fürs Schlichten einsetzbar.
In beiden Bereichen sind keramisch gebundenen Korund-Teilchen verwendet. Es sind aber auch statt des Korund andere harte Teilchen hinzufügbar oder austauschbar. Somit ist die Herstellung eines solchen Werkzeuges wesentlich kostengünstiger als die Herstellung einer CBN-Scheibe.
Beim Abrichten wird die genaue geometrische Form aufgebracht. Dabei wird in einem Zug abgerichtet, d. h. dass das Abrichtwerkzeug entlang einer Bahn verfahren wird, währenddessen das Werkzeug kontinuierlich gedreht wird. Da beide Bereiche 1 und 2 unter gleichen kinematischen Bedingungen abgerichtet werden, entsteht kein Versatz oder Symmetriefehler zwischen den beiden Bereichen.
Die erfindungsgemäßen Werkzeuge sind somit nicht nur kostengünstig herstellbar sondern sie ermöglichen auch eine höhere Flexibilität bei der Fertigung. Es ist nämlich ohne großen Aufwand ein anderes Profil, also eine andere gewünschte geometrische Form, auf den Schleifkörper aufbringbar. Wesentlich ist dabei, dass dies für beide Bereiche gleichermaßen gilt. Auf diese Weise ist die Fertigung auf andersgeartete Zahnräder ohne großen Aufwand umstellbar, indem die Umprofilierung ausgeführt wird. Bei CBN-Scheiben ist dies in den meisten Fällen nicht möglich, da nur geringe Materialmengen an dem Schleifkörper beim Abrichten erzeugbar sind.

1: Bereich zum Schlichten
2: Bereich zum Schruppen
3: Dorn

Claims

Werkzeug für die Schleifbearbeitung, umfassend zumindest einen Schleifkörper, wobei zumindest zwei verschiedenartige Bereiche des Schleifkörpers, insbesondere für zwei verschiedene Bearbeitungstypen, vorgesehen sind, wobei die Bereiche als Schleifschnecken ausgeführt sind und auf einen Dorn (3) aufgespannt sind, wobei der Schleifkörper aus keramisch gebundenen Teilchen besteht, wobei zumindest ein Anteil der Teilchen hart und abrichtbar vorgesehen ist.
Werkzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den mindestens zwei Bereichen die Körnung der Teilchen und/oder das keramische Bindungsmittels und/oder mindestens eine physikalische oder chemische Eigenschaft des Bindemittels verschieden ist.
Werkzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Bereich Körnung und Bindungsmittel optimiert sind fürs Schlichten und in einem zweiten Bereich fürs Schruppen.
Werkzeug nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Bereich (1) der relative Hohlraumanteil im Bindungsmittel optimiert ist fürs Schlichten und in einem zweiten Bereich (2) fürs Schruppen.