DE102015223428B4 - Cut-off wheel, use of a cut-off wheel and method for cutting a workpiece by means of cut-off grinding - Google Patents
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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 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 into 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
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 wheel profiles, which is defined and defined in DIN ISO 6104. 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
Aus
In
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 10 ist eine bevorzugte Verwendung der lösungsgemäß ausgebildeten Trennscheibe. Im Anspruch 11 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
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. Der jeweils zweite Profilabschnitt weist ein dem jeweils ersten Abschnittsende gegenüberliegendes Profilabschnittsende auf. Der Oberflächenprofilpunkt liegt im Bereich zwischen einschließlich des Profilabschnittsendes und der Mitte einer auf die Vorschubachse projizierten Länge des jeweils zweiten Profilabschnittes. Jeweils an das Profilabschnittsende schließt sich ein dritter geradliniger Profilabschnitt an, der parallel zur Vorschubachse orientiert ist.According to the solution, a cut-off wheel according to the features of the preamble of
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 Oberflächenprofil 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 profile 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 The entire cutting width of the cut-off wheel, ie depending on the shape of the convex space shape and length of the secondary cutting edges, these broaden the initiated by the main cutting edge material cutting width 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:
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche VerwendbarkeitWays to carry out the invention, industrial usability
Alternativ ist es (nicht lösungsgemäß) möglich, die Oberflächenprofilpunkte PP‘ einheitlich im Bereich zwischen einschließlich des hinteren Profilabschnittendes
Ferner schließt sich an das hintere Profilabschnittsende
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
In
Eine weitere Möglichkeit den abrasiven Materialabtrag mit Hilfe der lösungsgemäß ausgebildeten Trennschleifscheibe zu verbessern ist in
In dem ebenfalls in
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 kleinere 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 smaller chip thicknesses benefit.
Eine weitere Maßnahme, die insbesondere zur effektiven Vermeidung oder zumindest signifikanten Reduzierung des vorstehend beschriebenen Überhitzungsproblems bei den zu bearbeitenden Werkstücken dient, ist in
Die dargestellte Trennscheibe weist einen scheibenförmigen Grundkörper
Mit Hilfe der segmentierten Ausbildung der in
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.
- 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 Profilabschnittsecond 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
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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WO2020098852A2 (en) | 2018-11-13 | 2020-05-22 | Hochschule Trier - Trier University of Applied Sciences | Disk-shaped tool and method for machining workpieces, cutting device, and use of a cutting, grinding and polishing disk to produce a surface structure on a workpiece |
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