DE102015223428A1

DE102015223428A1 - Cut-off wheel, use of a cut-off wheel and method for cutting a workpiece by means of cut-off grinding

Info

Publication number: DE102015223428A1
Application number: DE102015223428.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Gebhardt; Yevgen Babenko; Marco Schneider
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2017-06-01
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: DE102015223428B4

Abstract

Beschrieben wird eine Trennschleifscheibe, deren Verwendung, sowie ein Verfahren zum Trennen eines Werkstückes mittels Trennschleifen. Die Trennschleifscheibe umfasst hierzu einen scheibenförmigen Grundkörper, der zur Rotation um eine Drehachse geeignet ausgebildet ist und einen zumindest abschnittsweise peripher umlaufenden Randabschnittsbereich aufweist, der eine Schleifmaterialoberfläche mit einem in einer die Drehachse enthaltenden Schnittebene liegenden Oberflächenprofil besitzt, das einen parallel zur Drehachse orientierten, geradlinigen ersten Profilabschnitt, der als Haupttrennschneide dient, mit zwei ersten Abschnittsenden aufweist, der symmetrisch zu einer orthogonal zur Drehachse orientierten Vorschubachse angeordnet ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass sich an den beiden ersten Abschnittsenden jeweils ein konvex gekrümmter zweiter Profilabschnitt anschließt, der jeweils als Nebentrennschneide dient und längs dem ein Oberflächenprofilpunkt mit einem Abstand zur Vorschubachse enthalten ist, der größer ist als der Abstand zwischen jeweils einem Abschnittsende und der Vorschubachse.Disclosed is a cut-off wheel, its use, as well as a method for cutting a workpiece by means of cut-off grinding. For this purpose, the cut-off wheel comprises a disc-shaped base body which is designed to be rotatable about an axis of rotation and has an edge portion which runs circumferentially at least in sections and which has a surface of an abrasive material with a surface profile lying in a section plane containing the axis of rotation, which has a rectilinear first axis oriented parallel to the axis of rotation Profile section, which serves as a main cutting edge, having two first section ends, which is arranged symmetrically to an orthogonal to the axis of rotation oriented feed axis. The invention is characterized in that adjoins the two first section ends in each case a convexly curved second profile section, which serves as a secondary cutting edge and along which a surface profile point is contained at a distance to the feed axis, which is greater than the distance between each section end and the feed axis.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trennschleifscheibe, deren Verwendung, sowie ein Verfahren zum Trennen eines Werkstückes mittels Trennschleifen. Die Trennschleifscheibe umfasst einen scheibenförmigen Grundkörper, der zur Rotation um eine Drehachse geeignet ausgebildet ist und einen zumindest abschnittsweise peripher umlaufenden Randabschnittsbereich aufweist, der eine Schleifmaterialoberfläche mit einem in einer die Drehachse enthaltenden Schnittebene liegenden Oberflächenprofil besitzt. Das Oberflächenprofil weist einen parallel zur Drehachse orientierten, geradlinigen ersten Profilabschnitt auf, der als Haupttrennschneide dient, an zwei ersten Abschnittsenden endet und symmetrisch zu einer orthogonal zur Drehachse orientierten Vorschubachse ausgerichtet bzw. angeordnet ist.The invention relates to a cut-off wheel, the use thereof, as well as a method for cutting a workpiece by means of cut-off grinding. The cut-off wheel comprises a disc-shaped base body which is designed to be rotatable about an axis of rotation and has an edge section area running peripherally at least in sections, which has an abrasive material surface with a surface profile lying in a cutting plane containing the axis of rotation. The surface profile has a rectilinear first profile section which is oriented parallel to the rotation axis and serves as a main cutting edge, ends at two first section ends and is aligned or arranged symmetrically with respect to a feed axis oriented orthogonally to the rotation axis.

Stand der TechnikState of the art

Schleifscheiben, so insbesondere Trennschleifscheiben gehören zu den Werkzeugen zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken und verfügen längs ihres Umfangsrandes eine Vielzahl von geometrisch unbestimmten Schneiden, die sich aus Schleifpartikeln bzw. Schleifkörnern zusammensetzen, die in einem metallischen, keramischen oder polymeren Matrixverbund gebundenen sind. Trennschleifscheiben dienen dem vorzugsweise dem Auftrennen eines Werkstückes, wobei die mittels einer Schleifmaschine um eine Drehachse motorisch in Rotation versetzte Trennschleifscheibe mit einer orthogonal zur Drehachse orientierten, kraftbeaufschlagten Vorschubbewegung in das aufzutrennende Werkstück geführt wird. Hierbei greift die am Trennschleifscheibenumfangsrand angebrachte Schleifmaterialoberfläche typischerweise mit einer Umfangsgeschwindigkeit zwischen 80 und 150 m/sec in das Material des aufzutrennenden Werkstückes ein und führt zu einem abrasiven spanabhebenden Materialabtrag.Abrasive wheels, in particular cut-off wheels, are among the tools for machining workpieces and have, along their peripheral edge, a multitude of geometrically indefinite cutting edges composed of abrasive particles or abrasive grains bonded in a metallic, ceramic or polymeric matrix composite. Cut-off wheels are preferably used for the separation of a workpiece, wherein the means of a grinding machine about a rotation axis motor in rotation offset cutting wheel is guided with an orthogonal to the rotation axis oriented, force-loaded feed movement in the workpiece to be cut. In this case, the abrasive material surface attached to the cutting wheel peripheral edge typically engages in the material of the workpiece to be cut at a peripheral speed of between 80 and 150 m / sec and leads to abrasive material removal.

Neben der geometrischen Formgebung der Schleifmaterialoberfläche, d.h. das Oberflächenprofil im Randabschnitt der Trennschleifscheibe betreffend, sowie den Hauptabmessungen, d. h. den Durchmesser und die Scheibendicke betreffend, zeichnen sich Trennschleifscheiben vor allem durch das am Scheibenumfangsrand aufgebrachte bzw. vorgesehene Schleifmaterial aus, das sich durch Körnung, Härtegrad, Gefüge und Bindung auszeichnet. Schleifkörner, die sich durch eine besonders große Härte sowie auch Temperaturbeständigkeit auszeichnen, sind bspw. Schleifkörner aus Diamant, Bohr-Nitrid, Siliziumcarbit, Korund, um nur einige zu nennen, die in einer gleichsam hitzebeständigen Matrix, die für eine dauerhaft feste Anhaftung des Schleifmaterials am peripheren Umfangsrand der Trennschleifscheibe sorgt, eingebettet sind. Im Falle der in der DE 10 2011 100 725 A1 beschriebenen Trennschleifscheibe besteht die Matrix aus einer Kombination eines metallischen sowie auch keramischen Werkstoffes. Die dort beschriebene Trennscheibe verfügt über eine peripher umlaufenden Rand, der mit einer Schleifmaterialoberfläche belegt ist, die über ein Oberflächenprofil verfügt, das U-förmig ausgebildet ist, d. h. einen parallel zur Drehachse orientierten geradlinigen Profilabschnitt aufweist, der als Haupttrennschneide dient, dessen Profilbreite der Gesamtschnittbreite der Trennscheibe entspricht.In addition to the geometric shape of the abrasive material surface, ie regarding the surface profile in the edge portion of the cutting wheel, as well as the main dimensions, ie the diameter and the disc thickness, cut-off wheels are characterized mainly by the applied or intended on the disc peripheral edge grinding material, which is characterized by grain size, hardness , Structure and bonding. Abrasive grains, which are characterized by a particularly high hardness and temperature resistance, are, for example, abrasive grains of diamond, drilling nitride, silicon carbide, corundum, to name but a few, in a quasi-heat-resistant matrix, which ensures a permanently strong adhesion of the abrasive material at the peripheral peripheral edge of the cutting wheel ensures are embedded. In the case of in the DE 10 2011 100 725 A1 described cut-off wheel, the matrix consists of a combination of a metallic and ceramic material. The cutting disc described therein has a peripheral peripheral edge which is covered with a surface of abrasive material which is U-shaped, ie has a rectilinear profile section oriented parallel to the rotation axis, which serves as a main cutting edge whose profile width of the total cutting width the cutting wheel corresponds.

Bei der formgebenden sowie auch materialspezifischen Auslegung von Trennscheiben liegt der Hauptaspekt auf der erzielbaren Trennschleifwirkung sowie der Standzeit der hohen thermischen Belastungen sowie auch Fliehkräften ausgesetzten Trennscheibe. Ein nicht minder wichtiger Aspekt gilt jedoch ebenso den Materialeigenschaften des zu bearbeitenden Werkstückes und der sich nach dem Trennschleifvorgang an der neu geschaffenen Werkstückoberfläche ergebenden Oberflächenqualität. In the shaping as well as material-specific design of cutting wheels, the main aspect is the achievable abrasive efficiency and the life of the high thermal loads as well as centrifugal forces exposed cutting disc. However, a no less important aspect also applies to the material properties of the workpiece to be machined and the surface quality resulting after the cutting operation on the newly created workpiece surface.

Aufgrund eines kontinuierlichen abrasiven Materialabtrages mit kleinen Spandicken wird eine erheblich Wärmemenge in das zu bearbeitende Werkstück am Ort der Ineingriffnahme der Trennscheibe mit dem Werkstück induziert. Gleichwohl ein Teil der induzierten Wärme mit dem Spangut vom Werkstück abtransportiert wird, gelangt ein nicht unerheblicher Anteil der reibungsbedingten thermischen Energie in das Werkstück und kann in diesem thermische Schädigungen hervorrufen. Diese treten vor allem bei Werkstoffen mit einer geringen thermischen Leitfähigkeit sowie geringen thermischen Kapazität kritisch in Erscheinung. Beispiele hierfür sind faserverstärkte Kunststoffe, wie bspw. kohle- oder glasfaserverstärkte Kunststoffe. Due to a continuous abrasive material removal with small chip thicknesses a significant amount of heat is induced in the workpiece to be machined at the location of engagement of the cutting wheel with the workpiece. Although a portion of the induced heat is transported away with the spigot of the workpiece, a significant proportion of the thermal energy due to friction enters the workpiece and can cause thermal damage in this. These are especially critical for materials with low thermal conductivity and low thermal capacity. Examples include fiber-reinforced plastics, such as carbon or glass fiber reinforced plastics.

Die Bearbeitung dieser Hybrid-Werkstoffe mittels Trennschleifen bietet sich insofern an, zumal diese inhomogenen Werkstoffe mittels Schleifverfahren einerseits mit einer hoher Bearbeitungsqualität bearbeitet werden können und andererseits unterliegen Trennschleifscheiben im Vergleich zu Werkzeugen mit geometrisch definierten Schneiden, bspw. Sägeblätter, einen weitaus geringeren Verschleiß. Problematisch ist jedoch das häufige Auftreten von thermischen Schädigungen des zumeist aus Kunststoff bestehenden Matrixmaterial des Faserverstärkten Verbundwerkstoffes im Bereich der Schnittkanten durch den Wärmeeintrag beim Trennschleifen, weshalb nur sehr dünnwandige Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen erfolgreich mittels Trennschleifen bearbeitet werden können.The processing of these hybrid materials by means of cut-offs lends itself to the extent that these inhomogeneous materials can be processed by grinding on the one hand with a high quality machining and on the other hand subject cutting wheels compared to tools with geometrically defined cutting, eg. Saw blades, a much lower wear. The problem, however, is the frequent occurrence of thermal damage to the usually made of plastic matrix material of the fiber reinforced composite in the cut edges by the heat input during cutting, which is why only very thin-walled components made of fiber composites can be successfully processed by means of cutting.

Neben den vorstehend erläuterten Trennscheiben mit einem U-förmig ausgebildeten Oberflächenprofil, das über eine geradlinig ausgebildete Haupttrennschneide verfügt, existiert eine Vielzahl weiterer Trennscheibenprofile, die in der DIN ISO 6104 definiert und festgelegt ist. So sind Trennscheiben mit peripheren Schleifmaterialoberflächen bekannt, die über ein abgerundetes, prismatisches, keilförmiges, welliges, asymmetrisches Oberflächenprofil verfügen, um nur einige zu nennen.In addition to the above-described cutting discs with a U-shaped Surface profile, which has a rectilinear main cutting edge, there are a variety of other cutting disc profiles, which in the DIN ISO 6104 is defined and defined. Thus, cutting wheels with peripheral abrasive material surfaces are known which have a rounded, prismatic, wedge-shaped, wavy, asymmetric surface profile, to name only a few.

Die bekannten Oberflächenprofile von Trennscheiben verfügen zumeist über eine Haupttrennschneide, die bezogen auf das Oberflächenprofil einer radialen Stirnfläche entspricht, die in Vorschubrichtung der Trennscheibe auf ein zu bearbeitendes Werkstück zuerst in Wirkverbindung tritt. Die Haupttrennschneide leistet in aller Regel die volle Zerspanarbeit und sorgt für ein kontinuierliches Eindringen der Trennscheibe in das Werkstück. Zumeist beidseitig neben der Haupttrennschneide erstrecken sich die als Nebentrennschneiden bezeichneten Seitenflächen der mit dem Werkzeug in Wirkverbindung tretenden Schleifmaterialoberfläche der Trennscheibe.The known surface profiles of cutting discs usually have a main cutting edge, which corresponds with respect to the surface profile of a radial end face, which first occurs in the feed direction of the cutting wheel on a workpiece to be machined in operative connection. The main cutting edge usually performs the full cutting work and ensures a continuous penetration of the cutting wheel into the workpiece. In most cases, on both sides next to the main cutting edge, the side surfaces, referred to as secondary cutting edges, of the abrasive material surface of the cutting disk coming into operative connection with the tool extend.

In 2 sind in Querschnittsdarstellung zweier an sich bekannter Trennscheiben T1, T2 illustriert, die in Eingriff mit einem Werkstück W stehen. Beide Trennscheiben T1 und T2 rotieren um die Drehachse D und werden kraftbeaufschlagt in die orthogonal zur Drehachse D orientierte Vorschubrichtung V in das Werkstück W getrieben. Im Falle der Trennscheibe T1, die eine geradlinig ausgebildete Haupttrennschneide HS sowie zwei sich an die Haupttrennschneide HS beidseitig anschließende, parallel zur Vorschubrichtung V orientierte Nebentrennschneiden NS aufweist, treten im Bereich der Haupttrennschneide HS und hier insbesondere an den beiden Begrenzungskanten K1, K2 der Haupttrennschneide HS bearbeitungsbedingte Temperaturmaxima auf, die werkstückseitig W zu Temperaturschädigungen führen können. Im Falle der Trennscheibe T2, deren randseitige Schleifoberfläche vollständig abgerundet ausgebildet ist, stellt sich eine gleichmäßigere Temperaturverteilung innerhalb des Werkstückes W ein, wodurch dieses im Vergleich zur Trennscheibe T1 thermisch weniger belastet wird. Andererseits ist der mit der Trennscheibe T2 erzielbare Materialabtrag im Vergleich zur Trennscheibe T1 geringer. In 2 are illustrated in cross-sectional representation of two known separation wheels T1, T2, which are in engagement with a workpiece W. Both cutting discs T1 and T2 rotate about the axis of rotation D and are subjected to force in the orthogonal to the rotational axis D oriented feed direction V in the workpiece W driven. In the case of the cutting wheel T1, which has a rectilinear main cutting edge HS and two adjacent to the main cutting edge HS, parallel to the feed direction V secondary cutting edges NS, occur in the region of the main cutting edge HS and here in particular at the two boundary edges K1, K2 of the main cutting edge HS processing-conditioned temperature maxima on the workpiece side W can lead to temperature damage. In the case of the cutting disc T2, whose edge-side grinding surface is formed completely rounded, a more uniform temperature distribution within the workpiece W, whereby this is thermally less stressed compared to the cutting wheel T1. On the other hand, the material removal achievable with the cutting disk T2 is lower in comparison to the cutting disk T1.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Trennschleifscheibe umfassend einen scheibenförmigen Grundkörper, der zur Rotation um eine Drehachse geeignet ausgebildet ist und einen zumindest abschnittsweise peripher umlaufenden Randabschnittsbereich aufweist, der eine Schleifmaterialoberfläche mit einem in einer die Drehachse enthaltenden Schnittebene liegenden Oberflächenprofil besitzt, das einen parallel zur Drehachse orientierten, geradlinigen ersten Profilabschnitt aufweist, der als Haupttrennschneide dient, zwei erste Abschnittsenden vorsieht und symmetrisch zu einer orthogonal zur Drehachse orientierten Vorschubachse angeordnet ist, derart weiterzubilden, so dass die Standzeit der Trennschleifscheibe erhöht, die Wärmeentwicklung, bedingt durch den abrasiven Materialabtrag in einem zu bearbeitenden Werkstück reduziert sowie die Schnittqualität am Werkzeug verbessert werden sollen. Insbesondere gilt es eine Trennschleifscheibe zur Bearbeitung von Werkstücken aus Faserverbundmaterialien geeignet anzugeben, so dass bei einem Trennschleifvorgang weder Ausfaserungen noch Überhitzungserscheinungen am Kunststoffmatrixmaterial auftreten. Insbesondere soll es möglich sein, dickwandige Werkstücke aus Faserverbundwerkstoffen schadlos und mit einer hohen Schnittqualität zu durchtrennen.The invention is based on the object of a cut-off wheel comprising a disc-shaped base body which is designed to rotate about a rotation axis and has an at least partially peripherally peripheral edge portion region having an abrasive material surface with a plane containing the axis of rotation cutting surface profile, which is parallel to the Having an axis oriented, rectilinear first profile portion which serves as a main cutting edge, two first section ends and is arranged symmetrically to an orthogonal to the axis of rotation oriented feed axis, so educate, so that the life of the cutting wheel increases heat generation, due to the abrasive material removal in one reduced to be machined workpiece and the cutting quality of the tool to be improved. In particular, it is necessary to specify a cut-off wheel suitable for machining workpieces made of fiber composite materials, so that neither fraying nor overheating phenomena occur on the plastic matrix material in a cut-off grinding process. In particular, it should be possible to cut through thick-walled workpieces made of fiber composites harmless and with a high quality cut.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Gegenstand des Anspruches 13 ist eine bevorzugte Verwendung der lösungsgemäß ausgebildeten Trennscheibe. Im Anspruch 14 ist ein lösungsgemäßes Verfahren zum Trennen eines Werkstückes mittels Trennschleifen angegeben. Den Erfindungsgedanken in vorteilhafter Weise weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen. The solution of the problem underlying the invention is specified in claim 1. The subject matter of claim 13 is a preferred use of the separating disk designed in accordance with the invention. In claim 14, a solution according to the method for separating a workpiece by means of cutting loops is specified. The concept of the invention advantageously further-forming features are the subject of the dependent claims and the further description with reference to the exemplary embodiments.

Lösungsgemäß zeichnet sich eine Trennschleifscheibe nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 dadurch aus, dass sich an den beiden ersten Abschnittsenden der Haupttrennschneide jeweils ein konvex gekrümmter zweiter Profilabschnitt anschließt, der jeweils als Nebentrennschneide dient. Nur der guten Ordnung halber sei angemerkt, dass die konvexe Krümmung bei Betrachtung auf die Schleifmaterialoberfläche der Betrachtungsrichtung zugewandt orientiert ist. Ferner weisen beide Nebentrennschneiden einen Oberflächenprofilpunkt mit einem Abstand zur Vorschubachse auf, der größer ist als der Abstand zwischen jeweils einem Abschnittsende der Haupttrennschneide und der Vorschubachse.According to the solution, a cut-off wheel according to the features of the preamble of claim 1 is characterized in that in each case a convexly curved second profile section adjoins the two first section ends of the main cutting edge, each of which serves as secondary cutting edge. For the sake of good order, it should be noted that the convex curvature, when viewed on the surface of the abrasive material, is oriented in the direction of viewing. Furthermore, both secondary cutting edges have a surface profile point with a distance to the feed axis, which is greater than the distance between in each case a section end of the main cutting edge and the feed axis.

Lösungsgemäß ist erkannt worden, dass zu Zwecken eines effektiven Materialabtrages die Trennscheibe an ihrem peripheren Umfangsrand stirnseitig, d.h. radial nach Außen gewandt, eine geradlinig ausgebildete Haupttrennschneide aufweisen muss, durch die ein effektiver abrasiver Zerspanungsprozess in Art eines Schruppvorgangs an der Bearbeitungsstelle am Werkstück auftritt. Der Haupttrennschneide in Vorschubrichtung nachfolgend schließen sich beidseitig konvex ausgebildete Nebentrennschneiden an, durch die die Schnittbreite mit zunehmendem Eindringen der Trennscheibe in Vorschubrichtung ebenfalls zunimmt.According to the solution, it has been recognized that, for purposes of effective material removal, the cutting disk is provided at its peripheral peripheral edge at the front, i. turned radially outward, must have a rectilinear main cutting blade through which an effective abrasive machining process in the manner of a roughing operation occurs at the machining location on the workpiece. The main cutting edge in the feed direction subsequently close on both sides convex secondary cutting edges, through which the cutting width also increases with increasing penetration of the cutting disc in the feed direction.

Im Unterschied zu dem längs der Haupttrennschneide auftretenden abrasiven Schruppvorgang, bei dem die volle Zerspanarbeit geleistet wird, dringen die sich beidseitig an die Haupttrennschneide anschließenden konvex ausgebildeten Nebentrennschneiden unter Ausübung eines Schlichtprozesses lateral zur Vorschubrichtung der Trennscheibe in das Werkstückmaterial ein, ohne dabei zu einer nennenswerten Temperaturerhöhung und einer damit verbundenen Temperaturschädigung innerhalb des Werkstückes zu führen. Ganz im Gegenteil vermögen die vorzugsweise symmetrisch zur Vorschubrichtung ausgebildeten Nebentrennschneiden die möglicherweise durch den abrasiven Materialabtrag im Wege des Schruppprozesses verursachten Temperaturschädigungen an dem Werkstückmaterial im Wege eines Schlichtprozesses mechanisch abzutragen. In contrast to the occurring along the main cutting edge abrasive roughing process, in which the full Zerspanarbeit is done, penetrate the both sides of the main cutting edge adjacent convex secondary cutting edges laterally to the feed direction of the cutting disc in the workpiece material under exercise of a finishing process, without causing a significant increase in temperature and to cause associated temperature damage within the workpiece. Quite the contrary, the secondary cutting edges, which are preferably formed symmetrically with respect to the feed direction, are capable of mechanically removing the temperature damage to the workpiece material possibly caused by the abrasive removal of material by way of the roughing process by means of a sizing process.

Um den längs der Haupttrennschneide auftretenden abrasiv wirkenden Schruppvorgang zu optimieren, weist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Trennschleifscheibe am Übergang an beiden Abschnittsenden der Haupttrennschneide zu den Nebentrennschneiden einen Knick oder eine Kante in Form einer Schneidecke auf, d. h. das Oberflächenprofi besitzt an den Verbindungsstellen zwischen der Haupt- zur Nebentrennschneide jeweils eine mathematisch nicht differenzierbare Stelle.In order to optimize the abrasively acting roughing action occurring along the main cutting edge, a particularly preferred embodiment of the cutting abrasive disc at the transition at both section ends of the main cutting edge to the secondary cutting edges to a bend or edge in the form of a cutting edge, d. H. the surface pro has at the junctions between the main to the secondary cutting edge each a mathematically non-differentiable place.

Andererseits definieren eben diese Schneidecken eben jene Stellen bzw. Bereiche der Trennschleifscheibe, an denen eine maximale Temperaturbelastung sowohl an der Trennscheibe aber insbesondere an dem bearbeitenden Werkstückes auftritt. On the other hand, precisely these cutting corners precisely define those points or regions of the cut-off wheel on which a maximum temperature load occurs both on the cutting disk but in particular on the machined workpiece.

Die auf das Werkstück jeweils am Ort der Trennschleifscheibenkante einwirkende Temperaturbelastung nimmt jedoch bei weiterem Eindringen der Trennscheibe in das Werkstück aufgrund des abnehmenden Materialabtrages längs der Nebentrennschneide in Vorschubrichtung ab, so dass möglicherweise am Ort der Trennschleifscheibenkante auftretende thermische Materialschädigungen im Wege des nachfolgenden Schlichtvorganges abgetragen werden, ohne dabei das Material durch einen weiteren relevanten Wärmeeintrag zu schädigen. In der Folge verbleibt eine durch den Trennschleifvorgang frisch erzeugte und parallel zur Vorschubrichtung der Trennschleifscheibe orientierte Materialwand ohne jegliche thermische Schäden.The temperature load acting on the workpiece at the location of the cut-off wheel edge edge, however, decreases as the cutting wheel penetrates further into the workpiece due to the decreasing material removal along the secondary cutting edge in the feed direction so that thermal material damage possibly occurring at the location of the cut-off wheel edge is removed in the course of the subsequent finishing operation. without damaging the material by another relevant heat input. As a result, a material wall freshly produced by the cut-off operation and oriented parallel to the feed direction of the cut-off wheel remains without any thermal damage.

Die lösungsgemäß ausgebildete Trennschleifscheibe lässt sich lösungsgemäß in einer Schleifmaschine zum Trennschleifen von Werkstücken einsetzen, die aus Faserverbundwerkstoffen, insbesondere Carbon-, Glas-, Keramik-, Aramid- oder stahlfaserverstärkten Werkstoffen besteht. Alle vorstehend beschriebenen Verbundwerkstoffe verfügen über eine zumeist aus Kunststoffmaterial gefertigte Matrix, in die die Fasern eingebettet sind.According to the solution, the cut-off wheel formed in accordance with the invention can be used in a grinding machine for cutting workpieces which consists of fiber composite materials, in particular carbon, glass, ceramic, aramid or steel fiber reinforced materials. All the composite materials described above have a matrix, usually made of plastic material, in which the fibers are embedded.

Zudem eröffnet die lösungsgemäß ausgebildete Trennschleifscheibe die Möglichkeit der Durchführung eines neuartigen Verfahrens zum Trennen eines Werkstückes mittels Trennschleifen, bei dem die rotierende Trennschleifscheibe mit einer geometrisch unbestimmten Schneide unter Vorgabe einer Vorschubrichtung kraftbeaufschlagt und unter Ausbildung eines abrasiven Materialabtrages mit dem Werkstück derart in Wirkverbindung tritt, so dass der Materialabtrag längs der geraden, orthogonal zur Vorschubrichtung orientierten Haupttrennschneide, deren Schneidbreite kleiner als eine der Trennschneide zugeordneten Schnittbreite ist, in Form eines Schruppvorganges erfolgt. In addition, the solution-trained cut-off wheel opens up the possibility of performing a novel method for separating a workpiece by means of cut-offs, in which the rotating cut-off wheel with a geometrically indeterminate cutting edge force under specification of a feed direction and occurs under formation of an abrasive material removal with the workpiece in operative connection, so in that the removal of material takes place along the straight main cutting edge oriented orthogonally to the feed direction and whose cutting width is smaller than a cutting width assigned to the cutting edge, in the form of a roughing operation.

Zudem schließt sich an den Schruppvorgang in Vorschubrichtung der Haupttrennschneide unmittelbar nachfolgend ein durch einen Schlichtvorgang charakterisierbarer Materialabtrag an, durch den das Werkstück auf die Gesamtschnittbreite der Trennscheibe aufgeweitet wird. Der Schlichtvorgang erfolgt durch Ineingriffnahme der Nebentrennschneiden mit dem Werkstück, die aufgrund ihrer konvexen Formgebung und ihrer damit verbundenen seitlichen Überständigkeit zur Haupttrennschneide die in das Werkstück eingebrachte Schnittbreite entsprechend aufweitet. Vorzugsweise beträgt die Länge der Haupttrennschneide zwischen 10% und 90 % der gesamten Schnittbreite der Trennschleifscheibe, d.h. je nach Ausprägung der konvexen Raumform und Länge der Nebentrennschneiden weiten diese die durch die Haupttrennschneide initiierte Materialschnittbreite um bis zu 90 % ihrer Breite auf.In addition, following the roughing operation in the feed direction of the main cutting edge immediately following by a sizing process characterizable material removal, by which the workpiece is expanded to the total cutting width of the cutting wheel. The sizing process is carried out by engaging the secondary cutting edges with the workpiece, which expands due to their convex shape and their associated lateral supernatant to the main cutting edge, the cutting width introduced into the workpiece accordingly. Preferably, the length of the main cutting edge is between 10% and 90% of the total cutting width of the cut-off wheel, i. Depending on the shape of the convex spatial form and the length of the secondary cutting edges, these broaden the material cutting width initiated by the main cutting edge by up to 90% of its width.

Im Rahmen des Schlichtvorganges werden jegliche, möglicherweise am Werkstück auftretenden Temperaturschädigungen mechanisch abgetragen, ohne dabei durch den Schlichtvorgang bedingte Temperaturschädigungen hervorzurufen.As part of the finishing process, any temperature damage that may occur on the workpiece is removed mechanically, without causing temperature damage caused by the finishing process.

Im Weiteren werden die lösungsgemäße ausgebildete Trennscheibe und die damit verbundenen Vorzüge im Hinblick auf die Bearbeitung von Faserverbundwerkstoffen unter Bezugnahme auf konkrete Ausführungsbeispiele näher erläutert.In addition, the solution-trained trained cutting disc and the associated advantages in terms of the processing of fiber composites are explained in detail with reference to specific embodiments.

Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described by way of example without limitation of the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings. Show it:

1 schematische Querschnittsdarstellung durch den peripheren Randbereich einer lösungsgemäß ausgebildeten Trennscheibe, 1 schematic cross-sectional representation through the peripheral edge region of a solution-trained cutting disc,

2 Darstellung zweier bekannter Trennschleifscheiben, 2 Representation of two known cut-off wheels,

3, 4 Querschnittsdarstellungen lösungsgemäßer Alternativen für eine Trennschleifscheibe, 3 . 4 Cross-sectional views of alternative solutions for a cut-off wheel,

5 vergleichende Darstellung unterschiedlicher Trennscheibenprofile im Hinblick auf die jeweilige Schnittdynamik und 5 comparative presentation of different cutting wheel profiles with regard to the respective cutting dynamics and

6 Zweiseitendarstellung einer lösungsgemäß ausgebildeten, segmentierten Trennscheibe. 6 Two-sided representation of a solution-trained, segmented cutting disc.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche VerwendbarkeitWays to carry out the invention, industrial usability

1 zeigt einen Teilquerschnitt durch eine lösungsgemäß ausgebildete Trennschleifscheibe T, die um die Drehachse D drehbar gelagert angeordnet ist. Die Trennschleifscheibe T weist im gezeigten Ausführungsbeispiel einen scheibenförmigen Grundkörper 1 auf, dessen peripherer Umfangsrand mit einem abrasiven Schleifmaterial SM belegt ist, das über eine Schleifmaterialoberfläche 3 verfügt, die das in 1 ersichtliche Oberflächenprofil P aufweist. Das Oberflächenprofil P ist bezüglich der orthogonal zur Drehachse D orientierten Vorschubachse V symmetrisch ausgebildet und weist einen parallel zur Drehachse D orientierten, geradlinigen ersten Profilabschnitt 4 auf, der als Haupttrennschneide HS dient. Die Haupttrennschneide HS endet beidseitig an den Abschnittsenden 5, 6, an die sich jeweils ein als Nebentrennschneide NS konvex gekrümmter zweiter Profilabschnitt 7, 8 anschließen. Die konvex gekrümmten zweiten Profilabschnitte 7, 8 sind vorzugsweise parabelförmig gekrümmt und verfügen jeweils über einen Oberflächenprofilpunkt PP, dessen Abstand zur Vorschubachse V, längs der die Trennscheibe T kraftbeaufschlagt in ein nicht weiter dargestelltes Material getrieben wird und die zugleich Symmetrieachse der Trennscheibe T ist, größer ist als der Abstand a jeweils zwischen einem Abschnittsende 5, 6 der Haupttrennschneide HS und der Vorschubachse V. In dem in 1 dargestellten Fall liegen die betreffenden Oberflächenprofilpunkte PP jeweils am hinteren Profilabschnittsende 9, 10 der jeweils zweiten Profilabschnitte 7, 8. 1 shows a partial cross-section through a solution according formed grinding disk T, which is arranged rotatably supported about the rotation axis D. In the embodiment shown, the cut-off wheel T has a disc-shaped base body 1 on, whose peripheral peripheral edge is covered with an abrasive abrasive material SM, the over a Schleifmaterialoberfläche 3 that has the in 1 has apparent surface profile P. The surface profile P is symmetrical with respect to the feed axis V oriented orthogonal to the axis of rotation D and has a rectilinear first profile section oriented parallel to the axis of rotation D. 4 which serves as a main cutting edge HS. The main cutting edge HS ends on both sides at the section ends 5 . 6 , to which in each case a second profile section curved convexly as a secondary cutting edge NS 7 . 8th connect. The convexly curved second profile sections 7 . 8th are preferably parabolically curved and each have a surface profile point PP whose distance to the feed axis V, along which the blade T forcebeaufschlagt is driven in a material not further shown and which is also the axis of symmetry of the blade T, is greater than the distance a between each one section end 5 . 6 the main cutting edge HS and the feed axis V. In the in 1 In the case shown, the respective surface profile points PP lie respectively at the rear profile section end 9 . 10 the second profile sections 7 . 8th ,

Alternativ ist es möglich, die Oberflächenprofilpunkte PP‘ einheitlich im Bereich zwischen einschließlich des hinteren Profilabschnittendes 9, 10 und der Mitte einer auf die Vorschubachse V projizierten Länge L des jeweils zweiten Profilabschnittes 7, 8 anzuordnen. Im Falle einer mittigen Anordnung jeweils des Oberflächenpunktes PP‘ würden die jeweils zweiten Profilabschnitte 7, 8 eine ballige Raumform annehmen, wie dies durch die strichlierte Linienform 7´, 8´ in 1 angedeutet ist.Alternatively, it is possible for the surface profile points PP 'to be uniform in the area between and including the rear profile section end 9 . 10 and the center of a projected to the feed axis V length L of the respective second profile section 7 . 8th to arrange. In the case of a central arrangement of the respective surface point PP ', the respective second profile sections would become 7 . 8th assume a spherical spatial form, as by the dashed line shape 7' . 8th in 1 is indicated.

Ferner schließt sich in vorteilhafter Weise an das hintere Profilabschnittsende 9, 10 des jeweils zweiten Profilabschnittes 7, 8 ein dritter Profilabschnitt 13, 14 an, der im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß 1 geradlinig orthogonal zur Vorschubachse V verläuft und das radial innenliegende Abschlussende des abrasiven Materials der Trennscheibe definiert. Alternativ ist es ebenso möglich, den jeweils dritten Profilabschnitt 13, 14 geneigt zur Vorschubachse oder konkav gekrümmt zur Vorschubachse auszubilden, wie dies durch die gepunkteten Konturlinien angedeutet ist.Furthermore, closes in an advantageous manner to the rear profile section end 9 . 10 of the respective second profile section 7 . 8th a third profile section 13 . 14 in the embodiment shown in accordance with 1 straight orthogonal to the feed axis V and defines the radially inner end of the abrasive material of the cutting disc. Alternatively, it is also possible, the respective third profile section 13 . 14 inclined to the feed axis or concave curved to form the feed axis, as indicated by the dotted contour lines.

Um den Materialabtrag im Wege eines abrasiven spanabhebenden Schruppvorganges längs der Haupttrennschneide HS möglichst effektiv zu gestalten, ist es besonders vorteilhaft, den Übergang zwischen der Haupttrennschneide HS und den als Nebentrennschneiden NS dienenden zweiten Profilabschnitten 7, 8 durch einen Knick oder in Form einer Schneidecke auszubilden, so dass die Abschnittsenden 5, 6 längs des Oberflächenprofils P mathematisch nicht differenzierbare Stellen darstellen.In order to make the removal of material as effectively as possible by means of an abrasive machining process along the main cutting edge HS, it is particularly advantageous to provide the transition between the main cutting edge HS and the second profile sections serving as secondary cutting edges NS 7 . 8th formed by a kink or in the form of a cutting edge, so that the section ends 5 . 6 along the surface profile P represent mathematically non-differentiable bodies.

In 3 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel mit einem modifizierten Oberflächenprofil P der Schleifmaterialoberfläche 3 illustriert. Gleichsam dem in 1 illustrierten Ausführungsbeispiel schließen sich beidseitig symmetrisch an die orthogonal zur Vorschubachse V orientierte Haupttrennschneide HS konvex gekrümmte Nebentrennschneiden NS an, an deren hinteren Profilabschnittsenden 9, 10, an denen zugleich der vorstehend beschriebene Oberflächenprofilpunkt PP liegt, jeweils ein vierter, geradliniger Profilabschnitt 11, 12 anschließt, der jeweils parallel zur Vorschubachse V orientiert ist. Der vierte geradlinige Profilabschnitt schließt sich geometrisch sowie auch bezüglich des Schleifmaterials einheitlich an die den jeweils zweiten Profilabschnitt 7, 8 an und erweitert auf diese Weise die Länge der Nebentrennschneiden NS. Das radial innenliegende Ende des jeweils vierten Profilabschnittes 11, 12 schließt vergleichbar den in 1 illustrierten Ausführungsbeispiel mit einem dritten Profilabschnitt, der geradlinig orthogonal zur Vorschubachse V orientiert ist, ab. Alternativ ist es ebenso möglich, den jeweils dritten Profilabschnitt 13, 14 geneigt zur Vorschubachse oder konkav gekrümmt zur Vorschubachse auszubilden, wie dies in 1 dargestellt ist.In 3 is an alternative embodiment with a modified surface profile P of the abrasive material surface 3 illustrated. Same as the one in 1 In the illustrated embodiment, convexly curved secondary cutting edges NS symmetrically curved on both sides to the main cutting edge HS which is oriented orthogonally to the feed axis V adjoin at their rear profile section ends 9 . 10 in which the surface profile point PP described above is located, in each case a fourth, straight profile section 11 . 12 connects, which is oriented in each case parallel to the feed axis V. The fourth straight profile section closes geometrically and also with respect to the abrasive material uniformly to the respective second profile section 7 . 8th and thus extends the length of the minor cutting edges NS. The radially inner end of the respective fourth profile section 11 . 12 includes similar to the one in 1 illustrated embodiment with a third profile section, which is oriented in a straight line orthogonal to the feed axis V from. Alternatively, it is also possible, the respective third profile section 13 . 14 inclined to the feed axis or concave curved to form the feed axis, as shown in 1 is shown.

Eine weitere Möglichkeit den abrasiven Materialabtrag mit Hilfe der lösungsgemäß ausgebildeten Trennschleifscheibe zu verbessern ist in 4 illustriert. Hier weist die Schleifmaterialoberfläche 3 an der Haupttrennschneide HS oder an der Haupttrennschneide HS und in einem der Haupttrennschneide HS nahen Bereich B längs der Nebentrennschneide NS abrasive Schleifpartikel auf, die wenigstens eine erste Größe besitzen. Dies ist in 3 durch die fett eingetragene Linienführung angedeutet. Die Schleifmaterialoberfläche 3´ im übrigen Bereich der Nebentrennschneide NS weist hingegen Schleifpartikel auf, mit wenigstens einer zweiten Größe, die jedoch kleiner bemessen ist als die erste Größe. Durch die Ausbildung einer verhältnismäßig rauen bzw. groben Schleifmaterialoberfläche 3 im Bereich der Haupttrennschneide HS können abrasiv spanabhebende Materialabtragungen realisiert werden, wohingegen der schleifend schlichtende Materialabtrag im Bereich der Nebentrennschneide NS einem schonenden oberflächigen Materialabtrag gleichkommt. Alternativ zum Vorsehen eines abrupten Überganges von groben zu feinen Schleifmaterialpartikeln innerhalb eines geometrisch begrenzten Bereiches B kann der Übergang von grobkörnigen zu feinkörnigen Schleifmaterialpartikel kontinuierlich oder graduell erfolgen.Another possibility to improve the abrasive removal of material with the help of the solution according trained grinding disk is in 4 illustrated. Here is the surface of the abrasive material 3 On the main cutting edge HS or on the main cutting edge HS and in one of the main cutting edge HS near region B along the secondary cutting edge NS on abrasive abrasive particles having at least a first size. This is in 3 indicated by the bold lines. The surface of the abrasive material 3 ' In the remaining region of the secondary cutting edge NS, however, has abrasive particles, with at least a second size, the but is smaller than the first size. By forming a relatively rough or coarse abrasive material surface 3 In the area of the main cutting edge HS, abrasive material removal can be realized, whereas the abrasive material removal in the area of the secondary cutting edge NS equals a gentle surface removal of material. As an alternative to providing an abrupt transition from coarse to fine abrasive particles within a geometrically limited region B, the transition from coarse to fine abrasive particles may be continuous or gradual.

5 zeigt eine Gegenüberstellung von vier jeweils um eine Drehachse D drehbar angeordneten Trennscheiben T1, T2, T3, T4, die in ein Werkstück W hineingetrieben werden und sich durch folgende Oberflächenprofile voneinander unterscheiden. Es sei angenommen, dass sämtliche Trennscheiben über die gleiche Schnittbreite verfügen. Die Trennscheibe T1 besitzt ein abgerundetes Oberflächenprofil, Trennscheibe T2 besitzt ein lösungsgemäß ausgebildetes Oberflächenprofil, Trennscheibe T3 besitzt ein spitzkeilförmig ausgebildetes Oberflächenprofil und Trennscheibe T4 besitzt ein U-förmig ausgebildetes Oberflächenprofil jeweils an dem mit dem Werkstück W in Eingriff stehenden Trennschleifscheibenrandbereich. 5 shows a comparison of four each rotatable about a rotational axis D arranged separating discs T1, T2, T3, T4, which are driven into a workpiece W and differ from each other by the following surface profiles. It is assumed that all cutting discs have the same cutting width. The cutting disk T1 has a rounded surface profile, cutting disk T2 has a surface profile formed in accordance with the solution, cutting disk T3 has a pointed wedge-shaped surface profile and cutting disk T4 has a U-shaped surface profile respectively on the cutting grinding wheel rim area engaged with the workpiece W.

In dem ebenfalls in 4 dargestellten Diagramm ist die mit Hilfe der Trennscheibe innerhalb des Werkzeuges erzeugbare Schnittbreite S längs des Vorschubweges Vw aufgetragen. Im Fall T4 wird bereits bei Ineingriffnahme der Trennscheibe mit dem Werkstück die gesamte Schnittbreite der Trennscheibe erzeugt. Im Fall T3 wächst die innerhalb des Werkstückes erzeugte Schnittbreite linear mit dem Vorschubweg Vw an, bis eine maximale Schnittbreite erreicht ist. In diesem Fall wächst die Materialabtragmenge mit fortschreitendem Vorschubwerg linear an. Im Fall T1 nimmt der Materialabtrag über dem Vorschubweg Vw ab, so dass die endgültige Schnittbreite letztendlich nur durch einen relativ schonenden Schlichtabtrag erreicht wird. Dies jedoch erfordert hohe Anstellkräfte, um eine ähnliche Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erzielen, wie bspw. im Fall T4, bei dem der Materialabtrag ausschließlich abrasiv im Wege eines Schruppvorganges erfolgt.In which also in 4 the diagram shown is generated with the help of the cutting disc within the tool cutting width S along the feed path Vw applied. In the case of T4, the entire cutting width of the cutting disc is already generated when the cutting disc is engaged with the workpiece. In case T3, the cutting width generated within the workpiece increases linearly with the feed path Vw until a maximum cutting width is reached. In this case, the material removal quantity increases linearly with advancing feed energy. In the case of T1, the material removal decreases over the feed path Vw, so that the final cutting width is ultimately only achieved by a relatively gentle finishing removal. However, this requires high pitching forces in order to achieve a similar processing speed, such as, for example, in the case of T4, in which the removal of material takes place exclusively abrasive in the way of a roughing process.

Demgegenüber sieht der Einsatz der lösungsgemäß ausgebildeten Trennscheibe T2 eine Kombination aus einem abrasiven Materialabtrag mit Hilfe der Haupttrennschneide, die bei in Kontakttreten mit dem zu bearbeitenden Werkstück W eine erste Schnittbreite vorgibt, die kleiner ist als die maximale Schnittbreite der Trennschleifscheibe T2 ist. Mit Hilfe der Haupttrennschneide und dem damit verbundenen Materialabtrag im Wege eines Schruppvorganges reduzieren sich gegenüber der Trennschleifscheibe T1 die in Vorschubrichtung orientierten Anpresskräfte, um einen vergleichbaren Materialabtrag zu ermöglichen. Gleichsam der Trennschleifscheibe T1 nimmt auch bei der lösungsgemäßen Trennschleifscheibe T2 der weitere Materialabtrag über den Vorschubweg Vw ab, so dass die endgültige Schnittbreite letztendlich durch einen schonenden Schichtabtrag gewonnen wird.On the other hand, the use of the separating disk T2 designed in accordance with the invention provides for a combination of abrasive material removal with the aid of the main cutting blade which, when in contact with the workpiece W to be machined, predetermines a first cutting width which is smaller than the maximum cutting width of the cut-off grinding wheel T2. With the help of the main cutting edge and the associated removal of material in the way of a roughing process, the contact forces oriented in the feed direction are reduced compared with the cutting-off wheel T1 in order to allow a comparable material removal. As with the cut-off wheel T1, the removal of material on the feed path Vw also decreases in the case of the separating grinding wheel T2 in accordance with the solution, so that the final cutting width is ultimately obtained by a gentle layer removal.

Eine Verbesserung der Materialabtragung kann, wie eingangs bereits erwähnt, durch Verwendung unterschiedlicher Schleifpartikelkörnungen erzielt werden. Insbesondere an der stirnseitigen Haupttrennschneide, die den größten abrasiven Materialabtrag realisiert, werden gröbere Schleifpartikelkörner angeordnet, die zum einen weniger schnell verschleißen, mehr Werkstoff abtragen und darüber hinaus eine geringere Temperaturschädigung am Werkstück selbst hervorrufen. An improvement in the material removal can, as already mentioned, be achieved by using different abrasive particle sizes. In particular, at the front-side main cutting edge, which realizes the largest abrasive material removal coarser abrasive particles grains are arranged, on the one hand wear less quickly, remove more material and also cause less damage to the temperature on the workpiece itself.

Die durch die stirnseitig an der Trennschleifscheibe angebrachten groben Schleifpartikelkörner am Werkstück erzeugten groben Wandstrukturen sowie auch die bearbeitungsbedingten Temperaturschädigungen am Werkstück werden durch den nachfolgenden Schlichtabtrag mit Hilfe der Nebentrennschneiden mit feinerer Körnungen abgetragen und daher vollständig beseitigt. The coarse abrasive particles grains produced on the workpiece by the rough grinding particle grains mounted on the front side of the cut-off wheel as well as the processing-related temperature damage on the workpiece are removed by the subsequent smoothing removal with the help of the secondary cutting cutters with finer grits and are therefore completely eliminated.

Der Schlichtabtrag wird mit einer längeren Schneide und somit unter Einsatz von mehr Schneidpartikelkörner realisiert. Dies garantiert eine bessere Wärmeabfuhr ins Werkzeug und kommt insbesondere einem schonenderen Materialabtrag durch kleiner Spandicken zugute. The sizing removal is realized with a longer cutting edge and thus using more cutting particle grains. This guarantees a better heat dissipation into the tool and in particular a gentler material removal by small chip thicknesses benefits.

Eine weitere Maßnahme, die insbesondere zur effektiven Vermeidung oder zumindest signifikanten Reduzierung des vorstehend beschriebenen Überhitzungsproblems bei den zu bearbeitenden Werkstücken dient, ist in 6 illustriert. 6 zeigt in einer Zweiseitenansicht eine im peripheren Randbereich segmentiert ausgebildete Trennscheibe. 6b zeigt eine seitliche Darstellung der segmentiert ausgebildeten Trennscheibe, 6a eine Schnittansicht durch die in 6b gezeigten Schnittlinie A-A. 6c stellt eine Detailansicht des Bereiches C der 6a dar.A further measure, which is used in particular for effectively avoiding or at least significantly reducing the above-described problem of overheating in the workpieces to be machined, is known in 6 illustrated. 6 shows in a two-sided view segmented in the peripheral edge region formed cutting disc. 6b shows a side view of the segmented cut-off wheel, 6a a sectional view through the in 6b shown section line AA. 6c provides a detail view of area C of 6a represents.

Die dargestellte Trennscheibe weist einen scheibenförmigen Grundkörper 1 auf, der mittig eine Öffnung 15 aufweist, die als Befestigungsöffnung zur drehfesten Anbringung innerhalb einer Schleifmaschine dient. Die Schleifmaterialoberfläche 3, die sich vollständig umlaufend längs des Randabschnittsbereiches 2 befindet, ist durch radial zur Trennscheibe orientierte Unterbrechungen 16 segmentiert. Die Unterbrechungen 16, die längs des Randabschnittsbereiches 2 äquidistant voneinander angeordnet sind, besitzen jeweils eine Unterbrechungstiefe t, die kleiner ist als die auf die Vorschubachse V projizierte Länge L der Nebentrennschneide NS, wie dies in 6c illustriert ist.The cutting disk shown has a disc-shaped base body 1 on, the center of an opening 15 has, which serves as a fastening opening for rotationally fixed attachment within a grinding machine. The surface of the abrasive material 3 , which extends completely circumferentially along the edge portion area 2 is located by radially oriented to the blade interruptions 16 segmented. The interruptions 16 along the edge portion area 2 are arranged equidistant from each other, each have an interruption depth t, which is smaller than the projected to the feed axis V length L of the secondary cutting edge NS, as shown in 6c is illustrated.

Mit Hilfe der segmentierten Ausbildung der in 6 dargestellten Trennscheibe erfolgt eine effektive Abkühlung des Werkstückes während des Trennschleifvorganges. Da die Segmentierung der Trennscheibe ausschließlich den randnahen Bereich betrifft und somit die Schneidengeometrie längs der Nebentrennschneide NS nur partiell beeinträchtigt, wodurch eine ausreichende Länge der Nebentrennschneide NS erhalten bleibt, ist gewährleistet, dass fertigungsbedingte Bearbeitungsfehler, respektive grobe werkzeugseitige Aufrauhungen vermittels der Haupttrennschneiden im Wege des Schlichtabschnittes längs der Nebentrennschneiden unmittelbar nachträglich abgetragen werden.With the help of the segmented training of in 6 shown cutting disc is effective cooling of the workpiece during the Trennschleifvorganges. Since the segmentation of the cutting disk only affects the region near the edge and thus only partially affects the cutting geometry along the secondary cutting edge NS, whereby a sufficient length of the secondary cutting edge NS is maintained, it is ensured that production-related machining errors, respectively rough roughing on the tool side by means of the main cutting edges in the way of the sizing section along the secondary cutting edges are removed immediately afterwards.

Die lösungsgemäße Trennscheibe vereint somit folgende Vorteile:

1. Geringerer Wärmeeintrag in das zu bearbeitende Werkstück
2. Vermeidung oder Minimierung von Bearbeitungsschäden am Werkstück durch Wärmeeintrag
3. Realisierung von höheren Vorschubgeschwindigkeiten durch gröbere Körnungen bei gleichbleibender oder höherer Bearbeitungsqualität.

The separating disc according to the invention thus combines the following advantages:

1. Less heat input into the workpiece to be machined
2. Avoidance or minimization of machining damage to the workpiece due to heat input
3. Realization of higher feed rates due to coarser grits with constant or higher processing quality.

In besonders vorteilhafter Weise eignet sich die lösungsgemäß ausgebildete Trennscheibe zum Bearbeiten von Werkstücken bestehend aus Faserverbundwerkstoffen, vorzugsweise bestehend aus Carbon-, Glas-, Keramik-, Armid- oder stahlfaserverstärkten Werkstoffen. Selbstverständlich ist die Bearbeitung von Kunststoffen, Holz oder Holzwerkstoffen sowie auch von Metallen oder Keramiken mit Hilfe der lösungsgemäß ausgebildeten Trennschleifscheibe möglich. Ihr Einsatz in Handgeräten sowie auch Stationärmaschinen, wie bspw. tischkreissägenartige Schleifmaschinen oder CNC-Maschinen ist ohne Einschränkungen möglich.In a particularly advantageous manner, the separation disc designed in accordance with the solution is suitable for machining workpieces consisting of fiber composite materials, preferably consisting of carbon, glass, ceramic, armor or steel fiber reinforced materials. Of course, the processing of plastics, wood or wood-based materials as well as of metals or ceramics with the aid of the solution-trained cut-off wheel is possible. Their use in handheld devices as well as stationary machines, such as table saws or grinding machines or CNC machines is possible without any restrictions.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Scheibenförmiger Grundkörper Disk-shaped basic body
22: peripher umlaufender Randabschnittsbereich peripheral peripheral edge section area
33: Schleifmaterialoberfläche Abrasive surface
44: erster Profilabschnitt first profile section
5, 65, 6: zwei erste Abschnittsenden two first section ends
7, 8, 7‘, 8‘7, 8, 7 ', 8': zweiter Profilabschnitt second profile section
9, 109, 10: Profilabschnittsende Profile section end
11, 1211, 12: Dritter geradliniger Profilabschnitt Third straight profile section
13, 1413, 14: vierter Profilabschnitt fourth profile section
1616: Unterbrechung interruption
HSHS: Haupttrennschneide Main cross-cut
NSNS: Nebentrennschneide In addition to the cross-cut
BB: Bereich Area
VV: Vorschubachse feed axis
DD: Drehachse axis of rotation
PP: Oberflächenprofil surface profile
SS: Schnittebene cutting plane
SBSB: Schnittbreite cutting width
SMSM: Schleifmaterial abrasive material
PP, PP‘PP, PP ': Oberflächenprofilpunkt Surface profile point
LL: auf die Vorschubachse projizierte Länge des zweiten Profilabschnittes projected on the feed axis length of the second profile section
tt: Tiefe der Unterbrechung Depth of the interruption
TT: Trennschleifscheibe Cutting wheel
Vwvw: Vorschubweg feed path
WW: Werkstück workpiece

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011100725 A1 [0003]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN ISO 6104 [0007]

Claims

Cut-off wheel comprising a disc-shaped base body ( 1 ) which is designed to be rotatable about a rotation axis (D) and has an edge section area peripherally peripheral (at least in sections) ( 2 ) having an abrasive material surface ( 3 ) has a surface profile (P) lying in a section plane (S) containing the axis of rotation (D), which has a rectilinear first profile section (FIG. 2) oriented parallel to the axis of rotation (D) (FIG. 4 ), which serves as the main cutting edge (HS), with two first section ends ( 5 . 6 ), which is arranged symmetrically to an orthogonal to the axis of rotation (D) oriented feed axis (V), characterized in that at the two first section ends ( 5 . 6 ) in each case a convexly curved second profile section ( 7 . 8th ), which serves as a secondary cutting edge (NS) and along which a surface profile point (PP) with a distance (a _PP ) to the feed axis (V) is greater than the distance (a) between each section end ( 5 . 6 ) and the feed axis (V).

Cutting grinding wheel according to claim 1, characterized in that the respective second profile section ( 7 . 8th ) to the first section end ( 5 . 6 ) opposite profile section end ( 9 . 10 ), and that the surface profile point (PP) in the region between and including the profile section end (PP) ( 9 . 10 ) and the center of a projected to the feed axis (V) length (L) of the respective second profile section ( 7 . 8th ) lies.

Cutting-off wheel according to claim 2, characterized in that in each case at the profile section end ( 9 . 10 ) a third rectilinear profile section ( 11 . 12 ), which is oriented parallel to the feed axis (V).

Cutting-off wheel according to claim 2, characterized in that in each case at the profile section end ( 9 . 10 ) a third profile section ( 13 . 14 ), which is rectilinearly orthogonal or inclined to the feed axis (V) or concavely curved and each having surface profile points whose distance (a) to the feed axis (V) is smaller than the distance between the profile section end and the feed axis (V).

Cutting-off wheel according to one of claims 1 to 4, characterized in that the surface profile (P) at the section ends ( 5 , 6) each having a kink in the form of a cutting edge, that has a mathematically non-differentiable body.

Cutting wheel according to one of claims 1 to 5, characterized in that the surface of the abrasive material ( 3 ) in the region of the main cutting edge (HS) has abrasive particles of abrasive at least a first size, and that the surface of the abrasive material ( 3 ) in the region of the secondary cutting edge (NS) has abrasive particles of abrasive at least a second size, which is smaller than the first size.

Cutting-off wheel according to claim 6, characterized in that in a region (B) close to the main cutting edge (H) along the side cutting disc (NS) the surface of the abrasive material ( 3 ) abrasive abrasive particles whose size and distribution are selected such that along the region (B) there is a continuous or gradual transition of the size of abrasive particles between the first and second sizes.

Cutting-off wheel according to one of claims 1 to 7, characterized in that the main and secondary cutting edge (HS, NS) are geometrically indeterminate.

The cutting wheel of any one of claims 1 to 8, characterized in that along the edge portion of the abrasive material surface is at least partially segmented by longitudinal to the feed axis (V) oriented interruptions.

Cutting wheel according to claim 9, characterized in that the interruptions, which are arranged equidistant from each other along the edge portion, have an interruption depth which is smaller than the feed axis (V) projected length (L) respectively of the secondary cutting edge (NS).

Cutting-off wheel according to one of claims 1 to 10, characterized in that the main cutting edge has a length which is between 10% and 90% of the double distance (a _PP ) of a profile point (PP) to the feed axis (V).

Cutting grinding wheel according to one of claims 1 to 11, characterized in that the surface profile (P) is formed symmetrically to the feed axis (V).

Use of the cut-off wheel according to one of claims 1 to 12 in a grinding machine for cutting workpieces made of fiber composite materials, in particular carbon, glass, ceramic, aramid or steel fiber reinforced materials.

Method for separating a workpiece by means of cut-off grinding, in which a rotating cut-off wheel with a geometrically indefinite cutting edge under specification of a Force applied feed direction and enters into operative connection with the workpiece forming an abrasive material removal, characterized in that the material removal along a straight, oriented orthogonal to the feed direction main cutting blade whose cutting width is smaller than a cutting disc associated cutting width, carried out by a roughing operation, and that Material removal in the feed direction of the main cutting edge immediately followed by a finishing process, by which the workpiece is expanded to the cutting width of the cutting wheel.

A method according to claim 14, characterized in that the sizing process is carried out with a counter to the feed direction oriented continuously decreasing material removal on the workpiece.

A method according to claim 14 or 15, characterized in that a workpiece made of fiber composite material is machined as the workpiece.