DE102013005573B3 - Method for manufacturing abrasive body e.g. grinding disk, for ductile grinding, involves arranging diamond grains coaxial with rotation axis, and rotating metal friction surface about another axis, where axes are arranged in same plane - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schleifkörpers mit Diamantkörnern, bei dem die Diamantkörner mit einer metallenen Reibfläche kontaktiert werden, wobei zum Erzeugen von plateauartigen Kornoberflächen für die Diamantkörner der Schleifkörper und die metallene Reibfläche gleichzeitig in Rotation gesetzt werden. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines Schleifkörpers mit Diamantkörnern, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, mit einer Rotationsaufnahme zum Befestigen des Schleifkörpers und zum Rotieren des Schleifkörpers um eine Drehachse, und mit einer um eine Rotationsachse rotierbaren metallenen Reibfläche. Schließlich betrifft die Erfindung einen Schleifkörper zum duktilen Schleifen, der um eine Drehachse drehbar ist, mit einer koaxial zu der Drehachse angeordneten Umfangsfläche, wobei auf der Umfangsfläche Diamantkörner angeordnet sind und die Diamantkörner jeweils eine plateauartige Kornoberfläche aufweisen.The present invention relates to a method of producing a diamond grain abrasive body in which the diamond grains are contacted with a metal friction surface, wherein the abrasive grains and the metal friction surface are simultaneously rotated to produce plateau-like grain surfaces for the diamond grains. Furthermore, the invention relates to a device for producing a grinding wheel with diamond grains, according to the inventive method, with a rotational receptacle for fixing the grinding body and for rotating the grinding body about an axis of rotation, and with a rotatable around a rotation axis of the metal friction surface. Finally, the invention relates to a grinding body for ductile grinding, which is rotatable about a rotation axis, with a coaxially arranged to the rotation axis peripheral surface, wherein diamond grains are arranged on the peripheral surface and the diamond grains each have a plateau-like grain surface.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der
Aus der
Aus der
Weiter ist es bekannt, Schleifkörper, insbesondere Schleifscheiben, der eingangs genannten Art herzustellen, wobei mittels eines mechanisch-abrasiven Abrichtverfahrens die Kornoberflächen der Diamantkörner auf der Umfangsfläche des Schleifkörpers derart abgeschliffen werden, dass sämtlicher Kornoberflächen in einer zylindrischen Hüllfläche liegen.It is also known to produce grinding wheels, in particular grinding wheels, of the type mentioned above, wherein the grain surfaces of the diamond grains are ground on the peripheral surface of the abrasive body by means of a mechanical abrasive dressing process such that all grain surfaces lie in a cylindrical envelope surface.
Nachteilig ist jedoch, dass ein solcher Schleifkörper zum duktilen Schleifen von lediglich planen Flächen geeignet ist. Beim duktilen Schleifen wird eine Werkstückoberfläche aufgrund einer viskoplastischen Scherverformung ohne Sprödbruch und/oder Rissbildung erzeugt. Jedoch ist mit dem vorgenannten Verfahren und der Vorrichtungen kein Schleifkörper realisierbar, mit dem komplexe Flächen, vorzugsweise sphärische Flächen, asphärische Flächen und/oder Freiformflächen, insbesondere mittels duktilen Schleifen, herstellbar sind.The disadvantage, however, is that such an abrasive body is suitable for ductile grinding of only flat surfaces. Ductile grinding produces a workpiece surface due to viscoplastic shear deformation without brittle fracture and / or cracking. However, with the aforementioned method and the devices, no grinding body can be realized with which complex surfaces, preferably spherical surfaces, aspherical surfaces and / or free-form surfaces, in particular by means of ductile loops, can be produced.
Weiter ist nachteilig, dass bislang das duktile Schleifen mit feinkörnigen Diamantschleifkörpern mit einer mittleren Korngröße von weniger als 10 μm durchgeführt wird. Aufgrund der geringen mittleren Korngröße verschleißt der Schleifkörper schnell, wodurch eine Bearbeitung größerer Flächen, insbesondere größer 2 cm2, in einem Arbeitsgang erheblich erschwert oder nicht möglich ist.Another disadvantage is that so far the ductile grinding is performed with fine-grained diamond abrasive with a mean grain size of less than 10 microns. Due to the small average grain size of the abrasive body wears quickly, making a processing of larger areas, especially greater than 2 cm 2 , considerably more difficult in one operation or not possible.
Es ist daher die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Verfahren, eine Vorrichtung und einen Schleifkörper der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass auch komplexe Flächen, wie beispielsweise sphärische Flächen, asphärische Flächen und/oder Freiformflächen, mittels duktilem Schleifen herstellbar sind und/oder der Verschleiß des Schleifkörpers reduziert ist.It is therefore the object underlying the invention to develop a method, a device and an abrasive article of the type mentioned in such a way that even complex surfaces, such as spherical surfaces, aspherical surfaces and / or free-form surfaces can be produced by ductile grinding and / or the wear of the grinding wheel is reduced.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der Schleifkörper um eine Drehachse rotiert wird, wobei die Diamantkörner auf einer koaxial zu der Drehachse angeordneten Umfangsfläche angeordnet sind, die metallene Reibfläche um eine quer, insbesondere rechtwinklig, zu der Drehachse ausgerichtete Rotationsachse rotiert wird, und die Drehachse und die Rotationsachse in derselben Ebene angeordnet werden, wobei der Schleifkörper mittig zu der Rotationsachse ausgerichtet wird, und die Kornoberflächen der Diamantkörner dreidimensional konvex gekrümmt werden. Des Weiteren wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, bei der die Drehachse der Rotationsaufnahme quer, insbesondere rechtwinklig, zu der Rotationsachse der metallenen Reibfläche ausgerichtet ist, und die Drehachse und die Rotationsachse in derselben Ebene angeordnet sind, wobei der Schleifkörper zum dreidimensionalen konvexen Krümmen der Kornoberflächen der Diamantkörner mittig zu der Rotationsachse ausgerichtet ist. Schließlich ist der erfindungsgemäße Schleifkörper der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass die Kornoberflächen der Diamantkörner eine dreidimensionale konvexe Krümmung aufweisen.The object underlying the invention is achieved by a method of the type mentioned, in which the grinding body is rotated about an axis of rotation, wherein the diamond grains are arranged on a coaxially arranged to the axis of rotation peripheral surface, the metal friction surface to a transversely, in particular at right angles, rotating axis aligned with the rotation axis, and the rotation axis and the rotation axis are arranged in the same plane with the abrasive body centered with the rotation axis, and the grain surfaces of the diamond grains are three-dimensionally convexly curved. Furthermore, the object underlying the invention is achieved by a device of the type mentioned above for carrying out the method according to the invention, wherein the axis of rotation of the rotational receptacle transversely, in particular at right angles, is aligned with the axis of rotation of the metal friction surface, and the axis of rotation and the axis of rotation in the same plane are arranged, wherein the grinding body for three-dimensional convex curvature of the grain surfaces of the diamond grains is aligned centrally of the axis of rotation. Finally, the inventive abrasive article of the type mentioned above is characterized in that the grain surfaces of the diamond grains have a three-dimensional convex curvature.
Hierbei ist von Vorteil, dass ein Schleifkörper bereitstellbar ist, deren Diamantkörner auf einer im Wesentlichen kreisförmigen Umfangsfläche individuell angepasste und/oder gekrümmte bzw. gewölbte Kornoberflächen aufweisen. Insbesondere liegen die Kornoberflächen der Diamantkörner in einer, insbesondere virtuellen, asphärischen, ellipsoiden oder sphärischen Hüllfläche. Vorzugsweise liegen sämtliche Kornoberflächen der Diamantkörner in einer einzigen, insbesondere virtuellen, mindestens im Wesentlichen sphärischen bzw. kugelförmigen Hüllfläche. Insbesondere liegen der Kornoberflächen in einem ringartigen Ausschnitt einer sphärischen Hüllfläche. Aufgrund der dreidimensional konvex gekrümmten Kornoberflächen und/oder der Sphärizität der Kornoberflächen können mittels eines solchen Schleifkörpers komplexe Flächen, vorzugsweise eine ebene, sphärische, asphärische Fläche und/oder eine Freiformfläche, mittels duktilem Schleifen in optische Gläser, Keramiken und/oder Halbleitermaterialen eingebracht werden. Vorzugsweise sind die Kornoberflächen der Diamantkörper konvex ausgebildet. Somit wölben sich die Kornoberflächen ausgehend von der Drehachse und/oder einem Mittelpunkt des Schleifkörpers nach außen. Vorzugsweise sind die Kornoberflächen in zwei quer zueinander angeordnete Richtungen gekrümmt und/oder gewölbt. Insbesondere sind die Rotationsachse und die Drehachse in derselben Ebene angeordnet.It is advantageous that an abrasive body can be provided whose diamond grains have individually adapted and / or curved or curved grain surfaces on a substantially circular peripheral surface. In particular, the grain surfaces of the diamond grains lie in one, in particular virtual, aspherical, ellipsoidal or spherical envelope. Preferably, all grain surfaces of the diamond grains lie in a single, in particular virtual, at least substantially spherical or spherical envelope surface. In particular, the grain surfaces lie in a ring-like section of a spherical envelope surface. Because of the three-dimensionally convexly curved grain surfaces and / or the sphericity of the grain surfaces, complex surfaces, preferably a planar, spherical, aspherical surface and / or a free-form surface, can be introduced by means of ductile grinding into optical glasses, ceramics and / or semiconductor materials by means of such an abrasive body. Preferably, the grain surfaces of the diamond bodies are convex. Thus, the grain surfaces bulge outwardly from the axis of rotation and / or a center of the abrasive article. Preferably, the grain surfaces are curved and / or curved in two mutually transverse directions. In particular, the axis of rotation and the axis of rotation are arranged in the same plane.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung ist unter einer plateauartigen Kornoberfläche eine mindestens im Wesentlichen flächige und/oder glatte 00000000Oberfläche eines Diamantkorns zu verstehen. Insbesondere ist eine plateauartige Kornoberfläche keine plane Fläche und/oder eine Fläche mit punktuellen Vertiefungen und/oder Erhebungen in der Fläche.In the context of the present application, a plateau-type grain surface is to be understood as an at least substantially flat and / or smooth 00000000 surface of a diamond grain. In particular, a plateau-like grain surface is not a plane surface and / or a surface with punctiform depressions and / or elevations in the surface.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Erzeugen von dreidimensional konvex gekrümmten und/oder gewölbten Kornoberflächen eine metallene Reibfläche mit einer dreidimensional konkav gekrümmten und/oder gewölbten Kontur eingesetzt. Insbesondere ist zum Erzeugen von konvexen sphärischen Kornoberflächen eine Reibfläche mit einer konkaven sphärischen Kontur vorgesehen. Vorzugsweise ist unter einer konvexen sphärischen Kornoberfläche eine plateauartige Kornoberfläche zu verstehen, die sich in Bezug auf die Drehachse radial nach außen wölbt, wobei die Kornoberfläche in einer virtuellen sphärischen Hüllfläche liegt. Somit kann eine dreidimensional konvex gekrümmte und/oder eine konvexe sphärische Kornoberfläche eines Diamantkorns jeweils ein Teil einer sphärischen Hüllfläche sein. Vorzugsweise entspricht die dreidimensional konkav gekrümmte Kontur der metallene Reibfläche zumindest im Wesentlichen der vorgesehenen dreidimensional konvex gekrümmten Kontur für die Kornoberflächen der Diamantkörner. Insbesondere entspricht die dreidimensionale Krümmung der Reibfläche der dreidimensionalen Krümmung der Kornoberflächen. Insbesondere weist die metallene Reibfläche eine konkave, also nach innen gewölbte, sphärische Kontur auf, wobei vorzugsweise die Sphärizität der metallenen Reibfläche im Wesentlichen der Sphärizität der Kornoberflächen der Diamantkörner entspricht.According to a development of the method according to the invention, a metal friction surface with a three-dimensionally concavely curved and / or arched contour is used to produce three-dimensionally convexly curved and / or curved grain surfaces. In particular, a friction surface having a concave spherical contour is provided for producing convex spherical grain surfaces. Preferably, a convex spherical grain surface means a plateau-like grain surface which bulges radially outward with respect to the axis of rotation, the grain surface lying in a virtual spherical envelope surface. Thus, a three-dimensionally convexly curved and / or a convex spherical grain surface of a diamond grain may each be a part of a spherical envelope surface. The three-dimensionally concavely curved contour of the metal friction surface preferably corresponds at least essentially to the intended three-dimensionally convexly curved contour for the grain surfaces of the diamond grains. In particular, the three-dimensional curvature of the friction surface corresponds to the three-dimensional curvature of the grain surfaces. In particular, the metal friction surface has a concave, ie inwardly curved, spherical contour, wherein preferably the sphericity of the metal friction surface substantially corresponds to the sphericity of the grain surfaces of the diamond grains.
Vorzugsweise weist die metallene Reibfläche vor dem Beginn des Herstellungsverfahrens eine ebene bzw. plane Reibfläche auf. Insbesondere ist die Ebene der Reibfläche parallel zur axialen Ausrichtung der Drehachse angeordnet. Vorzugsweise ist die metallene Reibfläche zunächst eben bzw. plan, wenn die Reibfläche in Bezug zum Durchmesser des Schleifkörpers klein ist. Während des Herstellungsverfahrens wird die dreidimensional konkav gekrümmte Kontur und/oder die konkav sphärische Kontur der metallenen Reibfläche ausgebildet. Insbesondere wird im Laufe des Herstellungsverfahrens mittels der Diamantkörner des Schleifkörpers die ebene Reibfläche eines, insbesondere zylinderförmigen, Metallblockes, Stahlblocks oder Stahlzylinders immer weiter abgetragen, wodurch sich die ebene Reibfläche zu einer dreidimensional konkav gekrümmten und/oder einer konkav sphärischen Reibfläche verändert. Hierbei entsteht vorzugsweise eine kugelflächenabschnittförmige Reibfläche. Insbesondere wird die, vorzugsweise sphärische, Kontur der Reibfläche auf die Kornoberfläche der Diamantkörper übertragen. Vorzugsweise entspricht der Radius der sphärischen Kontur der Reibfläche zumindest im Wesentlichen dem Radius des Schleifkörpers von dessen Mittelpunkt auf der Drehachse bis zur Umfangsfläche, insbesondere der Kornoberfläche der Diamantkörner.The metal friction surface preferably has a flat or planar friction surface before the start of the production process. In particular, the plane of the friction surface is arranged parallel to the axial orientation of the axis of rotation. Preferably, the metal friction surface is initially planar when the friction surface is small with respect to the diameter of the abrasive article. During the manufacturing process, the three-dimensional concave curved contour and / or the concave spherical contour of the metal friction surface is formed. In particular, in the course of the manufacturing process by means of the diamond grains of the abrasive body, the plane friction surface of a, in particular cylindrical, metal block, steel block or steel cylinder is increasingly removed, whereby the flat friction surface changes to a three-dimensionally concave curved and / or a concave spherical friction surface. In this case, preferably a spherical surface portion-shaped friction surface is formed. In particular, the, preferably spherical, contour of the friction surface is transferred to the grain surface of the diamond body. Preferably, the radius of the spherical contour of the friction surface corresponds at least substantially to the radius of the grinding wheel from its center on the axis of rotation to the peripheral surface, in particular the grain surface of the diamond grains.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird zum Abrichten des Schleifkörpers, insbesondere der Diamantkörner, ein thermo-chemisches Reibpolierverfahren eingesetzt. Hierbei ist unter einem Abrichten das Formen und/oder Schleifen eines Schleifkörpers, insbesondere einer Schleifscheibe oder eines Schleifringes, zu verstehen. Bei dem thermo-chemischen Reibpolierverfahren wird aufgrund der Reibungshitze und dem Kontakt mit der katalytisch wirkenden metallenen Reibfläche der Kohlenstoff der Diamantkörner an der Kornoberfläche umgewandelt und/oder mechanisch entfernt. Insbesondere oxidiert der Kohlenstoff an der Kornoberfläche und verdampft in Form von Kohlenstoffmonoxid-Gas (CO-Gas) und/oder Kohlenstoffdioxid-Gas (CO2-Gas). Vorzugsweise erfolgt in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre ein thermisch induzierter Diamantverschleiß, der chemischer Natur ist. Insbesondere erfolgt eine Graphitisierung und Amorphisierung der Kornoberfläche in Kombination mit einer Abrasion, Diffusion und Oxidation. Vorzugsweise wird aufgrund einer Beheizung und/oder der Reibung der metallenen Reibfläche an den Diamantkörnern eine Temperatur von mindestens 650 Grad Celsius, insbesondere von mindestens 750 Grad Celsius, im Bereich der Kornoberfläche erzeugt. Die erforderliche Temperatur kann durch eine entsprechende Steuerung der Andruckkraft, des Reibdrucks und/oder der Rotationsgeschwindigkeiten der Reibfläche und/oder des Schleifkörpers erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Heizeinrichtung vorgesehen sein, mit der eine für das thermo-chemische Reibpolierverfahren notwendige Temperatur, insbesondere im Bereich der Kornoberflächen der Diamantkörner, erreicht wird. Bei einem thermo-chemischen Abrichtverfahren ist von Vorteil, dass das Risiko eines Auslösens, Entfernens und/oder Ausbrechens von einzelnen Diamantkörnern aus der Umfangsfläche beim Abrichten erheblich reduzierbar oder vollständig verhinderbar ist. Vorzugsweise ist die metallene Reibfläche aus Stahl ausgebildet.According to a further embodiment, a thermo-chemical friction polishing method is used for dressing the abrasive body, in particular the diamond grains. In this case, dressing is understood to mean the shaping and / or grinding of an abrasive body, in particular a grinding wheel or a slip ring. In the thermo-chemical friction polishing method, due to the friction heat and the contact with the catalytically acting metal friction surface, the carbon of the diamond grains is converted to the grain surface and / or mechanically removed. In particular, the carbon oxidizes at the grain surface and evaporates in the form of carbon monoxide gas (CO gas) and / or carbon dioxide gas (CO 2 gas). Preferably, in an oxygen-containing atmosphere, thermally induced diamond wear occurs, which is chemical in nature. In particular, graphitization and amorphization of the grain surface occurs in combination with abrasion, diffusion and oxidation. Preferably, a temperature of at least 650 degrees Celsius, in particular of at least 750 degrees Celsius, generated in the region of the grain surface due to heating and / or the friction of the metal friction surface on the diamond grains. The required temperature can be controlled by a corresponding control of the pressing force, the friction pressure and / or the Rotation speeds of the friction surface and / or the grinding body can be achieved. Alternatively or additionally, a heating device can be provided with which a temperature necessary for the thermo-chemical friction polishing process, in particular in the region of the grain surfaces of the diamond grains, is achieved. In a thermo-chemical dressing method is advantageous that the risk of triggering, removing and / or breaking of individual diamond grains from the peripheral surface during dressing is considerably reduced or completely prevented. Preferably, the metal friction surface is formed of steel.
Die Herstellung kann in einer normalen Umgebungsatmosphäre durchgeführt werden. Alternativ kann die Herstellung und/oder das Abrichten in einer modifizierten, insbesondere mit Sauerstoff angereicherten, Atmosphäre erfolgen. Hierdurch kann das Abrichten des Schleifkörpers und/oder der Kornoberflächen mittels des thermo-chemischen Abrichtverfahrens beschleunigt werden bzw. die Abtragsrate erhöht werden.The preparation can be carried out in a normal ambient atmosphere. Alternatively, the preparation and / or the dressing can be carried out in a modified, in particular oxygen-enriched, atmosphere. As a result, the dressing of the grinding body and / or the grain surfaces can be accelerated by means of the thermo-chemical dressing process or the removal rate can be increased.
Gemäß einer Weiterbildung wird ein Diamantabtrag mittels der Andruckkraft der metallenen Reibfläche auf die Kornoberfläche der Diamantkörner gesteuert. Alternativ oder ergänzend kann der Diamantabtrag im Bereich der Kornoberflächen mittels der Umfangsdrehgeschwindigkeit der Umfangsfläche des Schleifkörpers um die Drehachse gesteuert werden. Insbesondere rotiert der Schleifkörper mit einer höheren Drehzahl als die Reibfläche. Vorzugsweise wird die metallene Reibfläche auf die Kornoberfläche der Diamantkörner mit einer Andruckkraft im Bereich von 10 Newton bis 50 Newton gedrückt. Die Umfangsfläche des Schleifkörpers kann mit einer Umfangsdrehgeschwindigkeit um die Drehachse im Bereich von 10 Meter pro Sekunde bis 30 Meter pro Sekunde rotiert werden.According to a development, a diamond removal is controlled by means of the pressing force of the metal friction surface on the grain surface of the diamond grains. Alternatively or additionally, the diamond removal in the region of the grain surfaces can be controlled by means of the circumferential rotational speed of the peripheral surface of the grinding body about the axis of rotation. In particular, the abrasive body rotates at a higher speed than the friction surface. Preferably, the metal friction surface is pressed onto the grain surface of the diamond grains with a pressure force in the range of 10 Newton to 50 Newton. The peripheral surface of the abrasive article may be rotated at a peripheral rotational speed about the rotation axis in the range of 10 meters per second to 30 meters per second.
Nach einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Drehachse und die Rotationsachse in derselben Ebene angeordnet. Hierdurch ist die Konstruktion der Vorrichtung, insbesondere in Bezug auf von der Reibfläche auf den Schleifkörper und/oder die Rotationsaufnahme übertragene Drehmomente, einfacher realisierbar. Vorzugsweise sind zwei metallene Reibflächen vorgesehen, deren Rotationsachsen in derselben Ebene angeordnet sind. Mittels zweier Reibflächen, die vorzugsweise an voneinander abgewandten Stellen die Diamantkörner bzw. den Schleifkörper kontaktieren, ist in der gleichen Zeit ein höherer Abtrag der Diamantkörner erreichbar als bei einer einzelnen Reibfläche. Hierdurch ist die Zeitdauer für das Herstellen bzw. Abrichten des Schleifkörpers reduzierbar. Zudem ermöglicht das Vorsehen zweier Reibflächen, deren Rotationsachsen in derselben Ebene wie die Drehachse liegen, die Ausbildung einer symmetrisch, insbesondere spiegelsymmetrisch, ausgebildeten Vorrichtung.According to a further embodiment of the device according to the invention, the axis of rotation and the axis of rotation are arranged in the same plane. As a result, the construction of the device, in particular with respect to transmitted from the friction surface on the grinding wheel and / or the rotational recording torques, easier to realize. Preferably, two metal friction surfaces are provided, whose axes of rotation are arranged in the same plane. By means of two friction surfaces, which preferably contact the diamond grains or the abrasive body at points facing away from one another, a higher removal of the diamond grains is achievable in the same time than with a single friction surface. As a result, the period of time for the manufacture or dressing of the grinding body can be reduced. In addition, the provision of two friction surfaces whose axes of rotation lie in the same plane as the axis of rotation, the formation of a symmetrical, in particular mirror-symmetrical, trained device.
Vorzugsweise ist die Rotationsaufnahme zum Aufnehmen des Schleifkörpers mittig zwischen zwei einander zugewandten metallenen Reibflächen angeordnet. Insbesondere ist die Drehachse auf einer, vorzugsweise virtuellen, Spiegelachse angeordnet, wobei die Vorrichtung ausgehend von der Spiegelachse spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Spiegelachse rechtwinklig zu der Rotationsachse ausgebildet. Hierdurch ist die Belastung aufgrund von Kräften und/oder Drehmomenten, die von den Reibflächen auf den Schleifkörper übertragen werden, reduzierbar. Vorzugsweise sind die metallenen Reibflächen um ihre jeweilige Rotationsachse gegensinnig zueinander rotierbar. Während demnach eine erste Reibfläche in eine erste Richtung rotiert, rotiert die zweite Reibfläche in eine von der ersten Richtung abgewandte zweite Richtung. Insbesondere bei einer gleichen Drehzahl der ersten Reibfläche und der zweiten Reibfläche um die Rotationsachse ist hierdurch die Entstehung eines radialen Drehmomentes, das auf den Schleifkörper und/oder auf die Rotationsaufnahme wirkt, vermeidbar. Insbesondere sind die metallenen Reibflächen mit einer gleicher Andruckkraft aufeinander zu bewegbar. Vorzugsweise sind die Reibflächen mit gleicher Andruckkraft auf die Kornoberflächen der Diamantkörner, insbesondere an zwei von einander abgewandt liegenden Stellen des Schleifkörpers, aufeinander zu bewegbar. Vorzugsweise muss der Schleifkörper bzw. die Rotationsaufnahme lediglich das aufgrund der Andruckkraft bzw. der Reibung erzeugte axiale Moment von den Reibflächen auf den Schleifkörper überwinden.Preferably, the rotational receptacle for receiving the abrasive body is arranged centrally between two mutually facing metal friction surfaces. In particular, the axis of rotation is arranged on a, preferably virtual, mirror axis, the device being designed mirror-symmetrically starting from the mirror axis. Preferably, the mirror axis is formed at right angles to the axis of rotation. As a result, the load due to forces and / or torques, which are transmitted from the friction surfaces on the grinding wheel, reduced. Preferably, the metal friction surfaces are rotatable about their respective axis of rotation in opposite directions to each other. Accordingly, while a first friction surface is rotating in a first direction, the second friction surface rotates in a second direction away from the first direction. In particular, at a same speed of the first friction surface and the second friction surface about the axis of rotation thereby the formation of a radial torque acting on the grinding wheel and / or on the rotation recording, thereby avoidable. In particular, the metal friction surfaces are movable towards each other with an equal pressure force. The friction surfaces are preferably movable toward one another with the same pressure force on the grain surfaces of the diamond grains, in particular on two points of the abrasive body facing away from each other. Preferably, the grinding body or the rotational receptacle only has to overcome the axial moment generated on account of the pressing force or the friction from the friction surfaces on the grinding body.
Gemäß einer Weiterbildung sind die beiden metallenen Reibflächen jeweils einem Linearschlitten zugeordnet. Aufgrund der Linearschlitten ist eine lineare Bewegung der metallenen Reibflächen in Axialrichtung der Rotationsachse der metallenen Reibflächen realisierbar. Derartige Linearschlitten ermöglichen auf einfache und zuverlässige Weise eine ausgerichtete und geführte Bewegung der Reibflächen. Vorzugsweise sind die beiden Linearschlitten zum Erzeugen einer gleichzeitigen Bewegung der metallenen Reibflächen, insbesondere mit einer gleichen Andruckkraft, aufeinander zu mit einem, insbesondere gemeinsamen, Antrieb gekoppelt. Somit ist eine einziger gemeinsamer Antrieb zum Bewegen der beiden Linearschlitten vorgesehen, wodurch die Realisierung einer gleichzeitigen Bewegung der beiden Linearschlitten und/oder das Übertragen der gleichen Andruckkraft erheblich erleichtert ist. Insbesondere ist den Linearschlitten jeweils ein Rotationsantrieb zum Rotieren der metallenen Reibfläche zugeordnet.According to a development, the two metal friction surfaces are each associated with a linear slide. Due to the linear slide a linear movement of the metal friction surfaces in the axial direction of the axis of rotation of the metal friction surfaces can be realized. Such linear slides allow a simple and reliable way an aligned and guided movement of the friction surfaces. Preferably, the two linear slides for generating a simultaneous movement of the metal friction surfaces, in particular with a same pressing force, coupled to each other with one, in particular common, drive. Thus, a single common drive for moving the two linear slide is provided, whereby the realization of a simultaneous movement of the two linear slide and / or transmitting the same pressing force is considerably facilitated. In particular, each of the linear slides is associated with a rotary drive for rotating the metal friction surface.
Nach einer weiteren Ausführungsform hat die metallene Reibfläche zum mindestens teilweisen Aufnehmen der Umfangsfläche des Schleifkörpers eine dreidimensional konkav gekrümmte und/oder konkave sphärische Kontur. Vorzugsweise ist eine dreidimensional konkav gekrümmte und/oder konkav sphärische Reibfläche in Bezug auf die Rotationsachse axial nach innen gewölbt. Insbesondere liegt die Reibfläche in einer virtuellen dreidimensional gekrümmten und/oder sphärischen Hüllfläche. Somit kann eine konkave sphärische Reibfläche ein Teil einer sphärischen Hüllfläche sein. Insbesondere ist die metallene Reibfläche als eine Kugelkalotte ausgebildet. Hierbei ist eine Kugelkalotte ein gekrümmter oder gewölbter Teil der Oberfläche eines Kugelsegments. Vorzugsweise entspricht ein Profilradius der dreidimensional konkav gekrümmten und/oder konkaven sphärischen Kontur der metallenen Reibfläche mindestens im Wesentlichen einem Radius des Schleifkörpers von seiner Drehachse bis zur Umfangsfläche, insbesondere der Kornoberfläche der Diamantkörner.According to another embodiment, the metal friction surface for at least partially receiving the peripheral surface of the abrasive body has a three-dimensional concave and / or concave spherical contour. Preferably, a three-dimensionally concavely curved and / or concave spherical friction surface is curved axially inwards relative to the axis of rotation. In particular, the friction surface lies in a virtual three-dimensionally curved and / or spherical envelope surface. Thus, a concave spherical friction surface may be part of a spherical envelope surface. In particular, the metal friction surface is formed as a spherical cap. Here, a spherical cap is a curved or curved part of the surface of a spherical segment. Preferably, a profile radius of the three-dimensionally concave and / or concave spherical contour of the metal friction surface corresponds at least substantially to a radius of the abrasive body from its axis of rotation to the peripheral surface, in particular the grain surface of the diamond grains.
Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schleifkörpers ist der Schleifkörper als eine Schleifscheibe oder ein Schleifring ausgebildet. Die Schleifscheibe oder der Schleifring weisen eine kreisförmige Umfangsfläche auf, auf der die Diamantkörner befestigt sind. Insbesondere sind die Kornoberflächen der Diamantkörner um die Drehachse gekrümmt, wobei der Radius ausgehend von der Drehachse bis zur Kornoberfläche der Diamantkörner in Axialrichtung der Drehachse variiert.According to a further embodiment of the abrasive body according to the invention, the abrasive body is designed as a grinding wheel or a slip ring. The grinding wheel or slip ring has a circular peripheral surface on which the diamond grains are mounted. In particular, the grain surfaces of the diamond grains are curved about the rotation axis, the radius varying from the rotation axis to the grain surface of the diamond grains in the axial direction of the rotation axis.
Insbesondere liegen die Kornoberflächen der Diamantkörner mindestens im Wesentlichen in einer, vorzugsweise virtuellen, sphärischen Hüllfläche. Vorzugsweise beträgt eine, insbesondere mittlere, Abweichung der Kornoberflächen von der sphärischen Hüllfläche weniger als 4 μm, insbesondere weniger als 2 μm, besonders bevorzugt weniger als 1 μm. Vorzugsweise haben die Diamantkörner eine Korngröße größer als 90 μm. Insbesondere haben die Diamantkörner eine mittlere Korngröße von 180 μm. Somit weist der Schleifkörper grobkörnige Diamantkörner auf. Derartige grobkörnige Diamantkörner haben den Vorteil, dass diese, insbesondere beim duktilen Schleifen von Flächen, erheblich langsamer verschleißen als feinkörnigere Diamantkörner, beispielsweise mit einer mittleren Größe von weniger als 10 μm. So ist beispielsweise im Vergleich zu Schleifkörpern mit feinkörnigen Diamantkörnern aufgrund der Erfindung die Gefahr von Kornausbrüchen erheblich reduziert. Somit kann nunmehr ein, insbesondere duktiles, Schleifen auch mit Diamantschleifkörpern mit grobkörnigen Diamantkörnern erfolgen. Hierbei sind auch größere Flächen als bisher in einem einzigen Arbeitsgang bearbeitbar. Zudem ist von Vorteil, dass sich, insbesondere beim duktilem Schleifen, Schleifkörper mit grobkörnigen Diamantkörner deutlich weniger oder gar nicht mit abgetragenem Material zusetzen als Schleifkörper mit feinkörnigen Diamantkörnern.In particular, the grain surfaces of the diamond grains are at least substantially in one, preferably virtual, spherical envelope surface. Preferably, a mean, in particular average, deviation of the grain surfaces from the spherical envelope surface is less than 4 μm, in particular less than 2 μm, particularly preferably less than 1 μm. Preferably, the diamond grains have a grain size greater than 90 microns. In particular, the diamond grains have a mean grain size of 180 microns. Thus, the abrasive article has coarse diamond grains. Such coarse-grained diamond grains have the advantage that they, in particular when ductile grinding surfaces, wear much slower than finer-grained diamond grains, for example, with a mean size of less than 10 microns. Thus, for example, compared to abrasive articles with fine-grained diamond grains, the risk of grain break-outs is considerably reduced due to the invention. Thus, now a, in particular ductile, grinding can also be done with diamond grinders with coarse-grained diamond grains. Larger surfaces than before can be processed in a single operation. In addition, it is advantageous that, in particular when ductile grinding, abrasive particles with coarse-grained diamond grains significantly less or not at all enforced with eroded material as grinding wheels with fine-grained diamond grains.
Somit kann ein Schleifkörper, insbesondere eine Schleifscheibe oder ein Schleifring, bereit gestellt werden, bei dem durch Reibkontakt mit einer vorzugsweise stählernen Reibfläche ein thermo-chemischer Abtrag von Diamant induziert wird, wodurch ein grobkörniger Diamantschleifkörper abrichtbar ist. Vorzugsweise sind hierbei die reibenden stählernen Reibflächen jeweils als eine Kugelkalotte ausgeführt, wobei insbesondere deren Radius mindestens im Wesentlichen dem Radius des Schleifkörpers entspricht. Insbesondere erfolgt der themo-chemische Abrieb der Kornoberflächen der Diamantkörner aufgrund einer langsamen Rotation der stählernen kalottenartigen Reibfläche bei einer hierzu schnelleren Rotation des Schleifkörpers, wobei vorzugsweise die Drehachse des Schleifkörpers und die Rotationsachse der Reibfläche rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind. Somit sind plateauartige abgeflachte Kornoberflächen mit einer sehr geringen Oberflächenrauheit (Sa < 10 nm) herstellbar. Insbesondere liegen die Kornoberflächen in einer eng tolerierten sphärischen Hüllkurve bzw. Hüllfläche (Sphärizität < 1 μm). Vorzugsweise ist ein Schleifkörper innerhalb von etwa 3 Stunden abrichtbar.Thus, an abrasive body, in particular a grinding wheel or a slip ring, can be provided, in which by frictional contact with a preferably steel friction surface, a thermo-chemical removal of diamond is induced, whereby a coarse-grained diamond abrasive body can be dressed. Preferably, in this case the rubbing steel friction surfaces are each designed as a spherical cap, wherein in particular their radius corresponds at least substantially to the radius of the grinding body. In particular, the themo-chemical abrasion of the grain surfaces of the diamond grains is due to a slow rotation of the steel dome-like friction surface at a faster rotation of the abrasive body, wherein preferably the axis of rotation of the grinding wheel and the axis of rotation of the friction surface are aligned at right angles to each other. Thus, plateau-like flattened grain surfaces with a very low surface roughness (Sa <10 nm) can be produced. In particular, the grain surfaces are in a tightly tolerated spherical envelope or envelope surface (sphericity <1 micron). Preferably, an abrasive article is dressable within about 3 hours.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the following figures. Show it:
Der Schleifkörper
Des Weiteren weist die Vorrichtung
Der Metallblock
Die metallene Reibfläche
Aufgrund der Drehung des Metallblocks
Die Vorrichtung
Die Metallblöcke
Der Rotationsantrieb
Mittels des Zugzylinders
Nachfolgend wird die rotierende Reibfläche
Des Weiteren wird aufgrund der gegensinnigen Rotation der beiden Reibflächen
Aufgrund des Reibkontaktes wird ein thermisch-chemisches Abrichten des Schleifkörpers
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Vorrichtungcontraption
- 1111
- Rotationsaufnahmerotational scan
- 1212
- Achselementaxle
- 1313
- Drehachseaxis of rotation
- 1414
- Pfeilarrow
- 1515
- Schleifkörperabrasives
- 1616
- Umfangsflächeperipheral surface
- 1717
- Diamantkörnerdiamond grains
- 1818
- Metallblockmetal block
- 1919
- Rotationsachseaxis of rotation
- 2020
- Pfeilarrow
- 2121
- Metallene ReibflächeMetal friction surface
- 2222
- Vorrichtungcontraption
- 2323
- Rotationsantriebrotary drive
- 2424
- Linearschlittenlinear slide
- 2525
- Antriebdrive
- 2626
- Seilrope
- 2727
- Umlenkeinrichtungdeflecting
- 2828
- ZugzylinderPulling cylinders
- S10S10
- Startbegin
- S11S11
- Rotieren des SchleifkörpersRotate the abrasive body
- S12S12
- Rotieren der ReibflächeRotate the friction surface
- S13S13
- Kontaktieren der Reibfläche mit der UmfangsflächeContacting the friction surface with the peripheral surface
- S14S14
- Erzeugen von sphärische KornoberflächenGenerating spherical grain surfaces
- S15S15
- EndeThe End
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE201310005573 DE102013005573B3 (en) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | Method for manufacturing abrasive body e.g. grinding disk, for ductile grinding, involves arranging diamond grains coaxial with rotation axis, and rotating metal friction surface about another axis, where axes are arranged in same plane |
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DE201310005573 DE102013005573B3 (en) | 2013-04-03 | 2013-04-03 | Method for manufacturing abrasive body e.g. grinding disk, for ductile grinding, involves arranging diamond grains coaxial with rotation axis, and rotating metal friction surface about another axis, where axes are arranged in same plane |
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Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=51015246
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Citations (4)
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-
2013
- 2013-04-03 DE DE201310005573 patent/DE102013005573B3/en not_active Expired - Fee Related
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R016 | Response to examination communication | ||
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