DE112017003981T5

DE112017003981T5 - Verfahren zum herstellen eines geschliffenen produkts und topfschleifscheibe

Info

Publication number: DE112017003981T5
Application number: DE112017003981.9T
Authority: DE
Inventors: Kazumasa Kitamura; Hirofumi Hosokawa; Nobuchika Noguchi
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2019-05-02
Also published as: WO2018030120A1; US20190152021A1; CN109562502B; CN109562502A; JP6629453B2; JPWO2018030120A1

Abstract

Durch die folgenden Schritte (a) und (b) wird die Seitenfläche eines Schleifobjekts 10 geschliffen, um ein geschliffenes Produkt mit einem kleineren Durchmesser als demjenigen des Schleifobjekts 10 herzustellen. In dem Schritt (a) wird eine Topfschleifscheibe 30 so angeordnet, dass die Mittelachse 30a ausgehend von einem Zustand, in welchem die Mittelachse 30a orthogonal zu der Mittelachse 10a des Schleifobjekts 10 ist, parallel versetzt ist. In dem Schritt (b) rotiert die Topfschleifscheibe 30 axial, so dass die Topfschleifscheibe 30 die Seitenfläche des Schleifobjekts 10 schleift, wahrend das Schleifobjekt 10 axial rotiert und in der Axialrichtung bewegt wird. Dadurch wird die Außenumfangsfläche des Schleifobjekts 10 mittels des unteren Schleifscheibenteils 38 der Topfschleifscheibe 30 feingeschliffen, während das Schleifobjekt 10 mittels des seitlichen Schleifscheibenteils 36 grobgeschliffen wird, um ein geschliffenes Produkt zu erhalten.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines geschliffenen Produkts und eine Topfschleifscheibe.
Stand der Technik
Als ein Verfahren zum Herstellen eines zylindrischen Körpers durch Schleifen der Seitenfläche eines vieleckig-säulenförmigen oder zylindrischen Schleifobjekts, um einen zylindrischen Körper mit einem kleineren Durchmesser als demjenigen des Schleifobjekts herzustellen, ist zum Beispiel ein in PTL 1 offenbartes Herstellungsverfahren bekannt. Wie in 14 gezeigt, offenbart PTL 1 ein Verfahren zum Herstellen einer zylindrischen Wabenstruktur 230 durch Bearbeiten des Außenumfangs einer aus poröser Keramik bestehenden vieleckig-säulenförmigen Wabenstruktur 220 unter Verwendung einer radförmigen Schleifscheibe 210 mit einer Schleifkornschicht auf ihrer Seitenfläche.
Druckschriftenverzeichnis
Patentliteratur
PTL 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2006-320806
Kurzbeschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Jedoch kann bei dem Verfahren der 14, da die Breite w der Schleifscheibe 210 schmal ist, die Geschwindigkeit der axialen Bewegung der Wabenstruktur 220 nicht erhöht werden, wenn die axiale Drehzahl der Schleifscheibe 210 und die axiale Drehzahl der Wabenstruktur 220 nicht erhöht werden. Ferner gibt es, selbst wenn die Schleifscheibe 210 und die Wabenstruktur 220 mit einer hohen Drehzahl rotieren, eine Grenze, so dass es schwierig ist, die Bearbeitungszeit genügend zu verkürzen.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um solche Probleme zu lösen, und eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Bearbeitungszeit zum Schleifen eines Schleifobjekts zu einem geschliffenen Produkt zu verkürzen.
Problemlösung
Das Verfahren zum Herstellen eines geschliffenen Produkts der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines geschliffenen Produkts mit einem kleineren Durchmesser als demjenigen eines Schleifobjekts durch Schleifen der Seitenfläche des eine vieleckig-säulenförmige oder zylindrische Form aufweisenden Schleifobjekts und enthält die folgenden Schritte:

(a) Anordnen einer einen auf der Seitenfläche eines Topfs angeordneten seitlichen Schleifscheibenteil und einen auf der unteren Seite des Topfs angeordneten unteren Schleifscheibenteil enthaltenden Topfschleifscheibe so, dass die Mittelachse der Topfschleifscheibe orthogonal zu der Mittelachse des Schleifobjekts ist, oder so, dass die Mittelachse der Topfschleifscheibe ausgehend von einem Zustand, in welchem die Mittelachse der Topfschleifscheibe orthogonal zu der Mittelachse des Schleifobjekts ist, parallel versetzt ist, und
(b) axiales Rotierenlassen der Topfschleifscheibe, so dass die Topfschleifscheibe die Seitenfläche des Schleifobjekts schleift, während das Schleifobjekt axial rotiert und in der Axialrichtung bewegt wird, und dadurch Feinschleifen der Außenumfangsfläche des Schleifobjekts mit dem unteren Schleifscheibenteil bei gleichzeitigem Grobschleifen des Schleifobjekts mit dem seitlichen Schleifscheibenteil, um das geschliffene Produkt zu erhalten.

Bei diesem Herstellungsverfahren wird die Außenumfangsfläche des Schleifobjekts durch den unteren Schleifscheibenteil feingeschliffen, während das Schleifobjekt durch den seitlichen Schleifscheibenteil grobgeschliffen wird, um das geschliffene Produkt mit einem kleineren Durchmesser als demjenigen des Schleifobjekts zu erhalten. Das heißt, bei diesem Herstellungsverfahren wird das Schleifobjekt unter Verwendung sowohl des seitlichen Schleifscheibenteils als auch des unteren Schleifscheibenteils geschliffen. Deshalb kann die Bearbeitungszeit gegenüber dem Fall, in welchem das Schleifobjekt unter Verwendung einer radförmigen Schleifscheibe mit einer Schleifkornschicht auf ihrer Seitenfläche geschliffen wird wie bei dem herkömmlichen Verfahren, verkürzt werden.
Bei dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass in dem Schritt (a) als die Topfschleifscheibe eine solche, bei welcher die Schleifkörner des unteren Schleifscheibenteils feiner als diejenigen des seitlichen Schleifscheibenteils sind, verwendet wird. Somit kann das Grobschleifen des Schleifobjekts mittels des seitlichen Schleifscheibenteils wirkungsvoll durchgeführt werden und kann das Feinschleifen des Schleifobjekts mittels des unteren Schleifscheibenteils sanft durchgeführt werden.
Bei dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist es zu bevorzugen, dass in dem Schritt (a) als die Topfschleifscheibe eine solche, bei welcher die Grenze zwischen dem seitlichen Schleifscheibenteil und dem unteren Schleifscheibenteil abgerundet ist, verwendet wird. Somit ist die Grenze zwischen der mittels des seitlichen Schleifscheibenteils grobgeschliffenen Oberfläche und der mittels des unteren Schleifscheibenteils feingeschliffenen Oberfläche des Schleifobjekts nicht eckig, sondern gerundet und treten deshalb weniger wahrscheinlich Absplitterungen an dem geschliffenen Produkt auf.
Bei dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist es zu bevorzugen, dass in dem Schritt (a) als die Topfschleifscheibe eine solche, bei welcher der untere Schleifscheibenteil ringförmig entlang des Außenumfangs der unteren Seite des Topfs angeordnet ist, verwendet wird. Obwohl der untere Schleifscheibenteil auch auf der gesamten unteren Seite des Topfs angeordnet sein kann, ist es in Anbetracht des leichteren Befestigens an und Abnehmens von der Schleifvorrichtung zu bevorzugen, dass der untere Schleifscheibenteil eher ringförmig als auf der gesamten unteren Seite angeordnet ist.
Bei dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist es zu bevorzugen, dass in dem Schritt (a) die Mittelachse der Topfschleifscheibe ausgehend von einem Zustand, in welchem die Mittelachse der Topfschleifscheibe orthogonal zu der Mittelachse des Schleifobjekts ist, parallel versetzt wird und die Mittelachse der Topfschleifscheibe so, dass bei Projizieren der Mittelachse des Schleifobjekts auf den unteren Schleifscheibenteil der Topfschleifscheibe ein einziges Geradensegment auf dem unteren Schleifscheibenteil erscheint, und so, dass die Länge des Geradensegments größer als oder gleich Lmax/2 und kleiner als oder gleich Lmax ist, versetzt wird (Lmax ist die Länge des Geradensegments, wenn das Versetzen so erfolgt, dass das Geradensegment eine den Innenumfang des unteren Schleifscheibenteils berührende Tangente ist). Somit ist die Länge des Geradensegments (Teil des zum Feinschleifen verwendeten unteren Schleifscheibenteils, Arbeitsbreite) groß gegenüber dem Fall, in welchem bei Projizieren der Mittelachse des Schleifobjekts auf den unteren Schleifscheibenteil zwei Geradensegmente auf dem unteren Schleifscheibenteil erscheinen. Deshalb kann die Geschwindigkeit, mit welcher das Schleifobjekt in der Axialrichtung bewegt wird, erhöht werden und kann die Bearbeitungszeit weiter verkürzt werden. Darüber hinaus treten, da die Grenze zwischen der mittels des seitlichen Schleifscheibenteils grobgeschliffenen Oberfläche und der mittels des unteren Schleifscheibenteils feingeschliffenen Oberfläche eine sanfter gerundete Form hat, bei dem geschliffenen Produkt weniger wahrscheinlich Absplitterungen oder dergleichen auf.
Bei dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist das Schleifobjekt nicht besonders beschränkt, sondern ist es bevorzugt eine keramische Struktur. Eine solche Struktur kann ein gebrannter Körper oder ein geformter Körper (Struktur vor dem Brennen) sein, kann ein nichtmassiver Körper mit einem Hohlraum darin sein oder kann ein massiver Körper sein. Zu Beispielen des nicht-massiven Körpers zählen ein zylindrischer Körper und eine Wabenstruktur, und eine Wabenstruktur wird bevorzugt. Zu speziellen Beispielen der Wabenstruktur zählen eine Wabenstruktur, in welcher eine Vielzahl von Waben nicht verschlossen ist (zum Beispiel ein Katalysatorträger), und eine Wabenstruktur, in welcher Waben, deren eines Ende verschlossen und deren anderes Ende offen ist, und Waben, deren eines Ende offen und deren anderes Ende verschlossen ist, abwechselnd angeordnet sind (zum Beispiel ein Dieselpartikelfilter (DPF)).
Die Topfschleifscheibe der vorliegenden Erfindung enthält einen auf der Seitenfläche eines Topfs angeordneten seitlichen Schleifscheibenteil und einen auf der unteren Seite des Topfs angeordneten unteren Schleifscheibenteil, welcher eine feinere Schleifkorngröße hat als der seitliche Schleifscheibenteil.
Diese Topfschleifscheibe eignet sich für das oben beschriebene Herstellungsverfahren, das heißt, das Verfahren, bei welchem die Außenumfangsfläche des Schleifobjekts mittels des unteren Schleifscheibenteils feingeschliffen wird, während das Schleifobjekt mittels des seitlichen Schleifscheibenteils grobgeschliffen wird.
Bei der Topfschleifscheibe der vorliegenden Erfindung ist es zu bevorzugen, dass die Grenze zwischen dem seitlichen Schleifscheibenteil und dem unteren Schleifscheibenteil abgerundet ist. Somit ist die Grenze zwischen der mittels des seitlichen Schleifscheibenteils grobgeschliffenen Oberflache und der mittels des unteren Schleifscheibenteils feingeschliffenen Oberfläche des Schleifobjekts nicht eckig, sondern gerundet und treten deshalb weniger wahrscheinlich Absplitterungen an dem geschliffenen Produkt auf.
Bei der Topfschleifscheibe der vorliegenden Erfindung ist es zu bevorzugen, dass der untere Schleifscheibenteil ringförmig entlang des Außenumfangs der unteren Seite des Topfs angeordnet ist. Obwohl der untere Schleifscheibenteil auch auf der gesamten unteren Seite des Topfs angeordnet sein kann, ist es in Anbetracht des leichteren Befestigens an und Abnehmens von der Schleifvorrichtung zu bevorzugen, dass der untere Schleifscheibenteil eher ringförmig als auf der gesamten unteren Seite angeordnet ist.
Figurenliste

1 ist eine erläuternde Zeichnung, welche einen Prozess des Herstellens eines geschliffenen Produkts 20 aus einem Schleifobjekt 10 zeigt.
2 ist eine Draufsicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem das Schleifobjekt 10 mit einer Topfschleifscheibe 30 geschliffen wird.
3 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in 2.
4 ist eine das Versetzen der Topfschleifscheibe 30 aus dem Referenzzustand erläuternde Zeichnung.
5 ist eine das Versetzen der Topfschleifscheibe 30 aus dem Referenzzustand erläuternde Zeichnung.
6 ist eine erläuternde Zeichnung, welche einen Prozess des Herstellens eines DPF 120 aus einer Wabenstruktur 110 zeigt.
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Wabenelements 50.
8 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B in 7.
9 zeigt die Abmessungen einer in Versuchsbeispielen 1 und 2 verwendeten Topfschleifscheibe 30.
10 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Zustand während des Schleifens in Versuchsbeispiel 3 zeigt.
11 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Grenze zwischen der grobgeschliffenen Oberfläche und der feingeschliffenen Oberfläche während des Schleifens in Versuchsbeispiel 3 zeigt.
12 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Zustand während des Schleifens in Versuchsbeispiel 4 zeigt.
13 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Grenze zwischen der grobgeschliffenen Oberfläche und der feingeschliffenen Oberfläche während des Schleifens in Versuchsbeispiel 4 zeigt.
14 ist eine erläuternde Zeichnung, welche einen herkömmlichen Prozess des Herstellens einer zylindrischen Wabenstruktur 230 zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine erläuternde Zeichnung, welche einen Herstellungsprozess eines geschliffenen Produkts 20 zeigt, 2 ist eine Draufsicht, welche einen Zustand zeigt, in welchem ein Schleifobjekt 10 mit einer Topfschleifscheibe 30 geschliffen wird, und 3 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in 2. In der folgenden Beschreibung können die Begriffe „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, „vorn“ und „hinten“ vorkommen, deren Richtungen wie in den 2 und 3 gezeigt verlaufen.
Bei dieser Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, wird ein Fall beschrieben, in welchem die Seitenfläche eines keramischen, achteckig-säulenförmigen Schleifobjekts 10 geschliffen wird, um ein zylindrisches geschliffenes Produkt 20 mit einem kleineren Durchmesser als demjenigen des Schleifobjekts 10 herzustellen.
Eine in den 2 und 3 gezeigte Topfschleifscheibe 30 wird vor dem Herstellen des geschliffenen Produkts 20 angefertigt. Die Topfschleifscheibe 30 enthält einen Metalltopf 32 mit einem Durchgangsloch 34 entlang der Mittelachse 30a, einen auf der Seitenfläche des Topfs 32 angeordneten seitlichen Schleifscheibenteil 36 und einen auf der unteren Seite des Topfs 32 angeordneten unteren Schleifscheibenteil 38. Die Grenze 37 zwischen dem seitlichen Schleifscheibenteil 36 und dem unteren Schleifscheibenteil 38 ist abgerundet. Der Krümmungsradius der Grenze 37 ist nicht besonders beschränkt, sondern beträgt zum Beispiel 3 bis 10 mm. Der untere Schleifscheibenteil 38 ist ringförmig entlang des Außenumfangs der unteren Seite des Topfs 32 angeordnet. Der seitliche Schleifscheibenteil 36 und der untere Schleifscheibenteil 38 sind beide Diamant-Schleifscheiben und können die gleiche Schleifkorngröße haben, aber die Schleifkorngröße des unteren Schleifscheibenteils 38 ist bevorzugt feiner als diejenige des seitlichen Schleifscheibenteils 36. Die Schleifkorngröße ist nicht besonders beschränkt, sondern die Schleifkorngröße beträgt zum Beispiel, wenn der seitliche Schleifscheibenteil 36 und der untere Schleifscheibenteil 38 die gleiche Schleifkorngröße haben, bevorzugt 60/80 bis 270/325, und wenn die Schleifkorngröße des unteren Schleifscheibenteils 38 feiner als diejenige des seitlichen Schleifscheibenteils 36 ist, ist es zu bevorzugen, dass die Schleifkorngröße des seitlichen Schleifscheibenteils 36 60/80 bis 100/120 beträgt und die Schleifkorngröße des unteren Schleifscheibenteils 38 120/140 bis 270/325 beträgt. In dieser Beschreibung ist die Schleifkorngröße auf der Grundlage von JIS B 4130 angegeben.
Die Topfschleifscheibe 30 wird über ein Durchgangsloch 34 drehbar an einer Schleifvorrichtung (zum Beispiel einem Bearbeitungszentrum) (nicht gezeigt) so befestigt, dass die Mittelachse 30a in der vertikalen Richtung liegt. Das Schleifobjekt 10 wird so an der Schleifvorrichtung befestigt, dass die Mittelachse 10a horizontal in der Richtung von vorn nach hinten liegt. Das Schleifobjekt 10 wird so befestigt, dass es axial um die Achse drehbar und in der Axialrichtung beweglich ist. Die Drehzahl der Topfschleifscheibe 30 und die Drehzahl und die Bewegungsgeschwindigkeit des Schleifobjekts 10 können eingestellt werden.
Dann werden die folgenden Schritte (a) und (b) in dieser Reihenfolge durchgeführt, um das geschliffene Produkt 20 aus dem Schleifobjekt 10 herzustellen.
Schritt (a)
Zuerst wird die Topfschleifscheibe 30 so angeordnet, dass die Seitenfläche des Schleifobjekts 10 zu der Mittelachse 10a hin geschliffen werden kann. Das heißt, die Topfschleifscheibe 30 wird so eingestellt, dass die ebene Oberfläche des unteren Schleifscheibenteils 38 der Topfschleifscheibe 30 um den Radius des geschliffenen Produkts 20 über der Mittelachse 10a des Schleifobjekts 10 liegt. Gleichzeitig wird die Topfschleifscheibe 30 so eingestellt, dass die Mittelachse 30a der Topfschleifscheibe 30 sich in einer vorbestimmten Lagebeziehung zu der Mittelachse 10a des Schleifobjekts 10 befindet. In den 2 und 3 ist ein Zustand, in welchem die Topfschleifscheibe 30 so angeordnet ist, dass die Mittelachse 30a der Topfschleifscheibe 30 orthogonal zu der Mittelachse 10a des Schleifobjekts 10 ist (Referenzzustand), durch eine Strichzweipunktlinie dargestellt. Aus diesem Referenzzustand wird die Topfschleifscheibe 30 so versetzt, dass die Mittelachse 30a der Topfschleifscheibe 30 um eine vorbestimmte Strecke nach links verschoben ist. Die vorbestimmte Strecke (der Versatzbetrag) kann innerhalb eines Bereichs, in welchem der untere Schleifscheibenteil 38 und die Mittelachse 10a des Schleifobjekts 10 einander in 2 schneiden, geeignet eingestellt werden.
Schritt (b)
Nachdem das Schleifobjekt 10 und die Topfschleifscheibe 30 wie oben beschrieben angeordnet wurden, wird die Topfschleifscheibe 30 axial rotieren gelassen, so dass die Topfschleifscheibe 30 die Seitenfläche des Schleifobjekts 10 schleift, während das Schleifobjekt 10 axial rotieren gelassen und entlang der Axialrichtung vorwärts bewegt wird. Dadurch wird die Außenumfangsfläche des Schleifobjekts 10 mittels des unteren Schleifscheibenteils 38 feingeschliffen, während das Schleifobjekt 10 mittels des seitlichen Schleifscheibenteils 36 grobgeschliffen wird, um das geschliffene Produkt 20 zu erhalten.
Nun wird der Versatzbetrag der in Schritt (a) beschriebenen Topfschleifscheibe 30 beschrieben. Die 4 und 5 sind das Versetzen der Topfschleifscheibe 30 aus dem Referenzzustand erläuternde Zeichnungen. In den 4 und 5 ist der untere Schleifscheibenteil 38 (ausschließlich der Grenze 37) schraffiert. 4 zeigt einen Zustand, in welchem die Topfschleifscheibe 30 so versetzt ist, dass die Mittelachse 30a der Topfschleifscheibe 30 um eine Strecke X1 aus dem Referenzzustand (Strichzweipunktlinie) nach links verschoben ist. In diesem Zustand erscheinen bei Projizieren der Mittelachse 10a des Schleifobjekts 10 auf den unteren Schleifscheibenteil 38 der Topfschleifscheibe 30 zwei Geradensegmente einer Länge L1 (dicke durchgezogene Linien in 4) auf dem unteren Schleifscheibenteil 38. Andererseits zeigt 5 einen Zustand, in welchem die Topfschleifscheibe 30 so versetzt ist, dass die Mittelachse 30a der Topfschleifscheibe 30 aus dem Referenzzustand (Strichzweipunktlinie) um eine Strecke X2 (> X1) nach links verschoben ist. In diesem Zustand erscheint bei Projizieren der Mittelachse 10a des Schleifobjekts 10 auf den unteren Schleifscheibenteil 38 der Topfschleifscheibe 30 ein einziges Geradensegment einer Länge L2 (dicke durchgezogene Linie in 5) auf dem unteren Schleifscheibenteil 38. In 5 ist dieses Geradensegment eine den Innenumfang des unteren Schleifscheibenteils 38 berührende Tangente.
Der zum Feinschleifen verwendete Teil des unteren Schleifscheibenteils 38 (die Arbeitsbreite) ist ein Geradensegment einer Länge L1 in 4 und ein Geradensegment einer Länge L2 in 5. Vergleicht man 4 mit 5, kann, da die Arbeitsbreite in 5 größer ist, die Geschwindigkeit, mit welcher das Schleifobjekt 10 in der Axialrichtung bewegt wird, erhöht werden. Ferner hat in 5, da der Versatzbetrag größer ist, die Grenze zwischen der mittels des seitlichen Schleifscheibenteils 36 grobgeschliffenen Oberfläche und der mittels des unteren Schleifscheibenteils 38 feingeschliffenen Oberfläche eine sanfter gerundete Form, so dass Absplitterungen oder dergleichen an dem geschliffenen Produkt 20 weniger wahrscheinlich auftreten.
Übrigens ist die Arbeitsbreite die maximale Länge Lmax, wenn das Geradensegment bei Projizieren der Mittelachse 10a des Schleifobjekts 10 auf den unteren Schleifscheibenteil 38 eine den Innenumfang des unteren Schleifscheibenteils 38 berührende Tangente ist (siehe 5). Das heißt, wenn der Versatzbetrag gleich X2 ist, ist die Arbeitsbreite die maximale Länge Lmax. Wenn der Versatzbetrag kleiner als X2 ist, erscheinen bei Projizieren der Mittelachse 10a des Schleifobjekts 10 auf den unteren Schleifscheibenteil 38 zwei Geradensegmente auf dem unteren Schleifscheibenteil 38 (siehe 4), so dass die Länge der Geradensegmente kleiner als Lmax/2 ist. Andererseits geht bei über X2 hinaus zunehmendem Versatzbetrag die Länge des Geradensegments allmählich von Lmax aus zurück. Deshalb ist es zu bevorzugen, den Versatzbetrag so, dass bei Projizieren der Mittelachse 10a des Schleifobjekts 10 auf den unteren Schleifscheibenteil 38 ein einziges Geradensegment auf dem unteren Schleifscheibenteil 38 erscheint, und so, dass die Länge des Geradensegments größer als oder gleich Lmax/2 und kleiner als oder gleich Lmax ist, einzustellen.
Bei dem oben beschriebenem Herstellungsverfahren wird die Außenumfangsfläche des Schleifobjekts 10 mittels des unteren Schleifscheibenteils 38 feingeschliffen, während das Schleifobjekt 10 mittels des seitlichen Schleifscheibenteils 36 grobgeschliffen wird, um das geschliffene Produkt 20 mit einem kleineren Durchmesser als demjenigen des Schleifobjekts 10 zu erhalten. Das heißt, bei diesem Herstellungsverfahren wird das Schleifobjekt 10 unter Verwendung sowohl des seitlichen Schleifscheibenteils 36 als auch des unteren Schleifscheibenteils 38 geschliffen. Deshalb kann die Bearbeitungszeit gegenuber dem herkömmlichen Verfahren verkürzt werden. In der in 4 gezeigten Konfiguration, in welcher der Versatzbetrag gleich X1 ist, sowie in der in 5 gezeigten Konfiguration, in welcher der Versatzbetrag der Topfschleifscheibe 30 gleich X2 ist, erfolgt das Schleifen unter Verwendung sowohl des seitlichen Schleifscheibenteils 36 als auch des unteren Schleifscheibenteils 38, so dass die Bearbeitungszeit verkürzt werden kann
Ferner ist, da als die Topfschleifscheibe 30 eine solche, bei welcher die Grenze 37 zwischen dem seitlichen Schleifscheibenteil 36 und dem unteren Schleifscheibenteil 38 abgerundet ist, verwendet wird, die Grenze zwischen der mittels des seitlichen Schleifscheibenteils 36 grobgeschliffenen Oberfläche und der mittels des unteren Schleifscheibenteils 38 feingeschliffenen Oberfläche des Schleifobjekts 10 nicht eckig, sondern gerundet. Deshalb treten Absplitterungen an dem geschliffenen Produkt 20 weniger wahrscheinlich auf.
Ferner ist, da als die Topfschleifscheibe 30 eine solche, bei welcher der untere Schleifscheibenteil 38 ringförmig entlang des Außenumfangs der unteren Seite des Topfs 32 angeordnet ist, verwendet wird, die Topfschleifscheibe leicht an der Schleifvorrichtung zu befestigen und von dieser abzunehmen.
Ferner können, wenn der Versatzbetrag der Topfschleifscheibe 30 so, dass bei Projizieren der Mittelachse 10a des Schleifobjekts 10 auf den unteren Schleifscheibenteil 38 ein einziges Geradensegment auf dem unteren Schleifscheibenteil 38 erscheint, und so, dass die Länge des Geradensegments größer als oder gleich Lmax/2 und kleiner als oder gleich Lmax ist, eingestellt ist, die folgenden vorteilhaften Wirkungen erzielt werden. Das heißt, da die Arbeitsbreite gegenüber dem Fall, in welchem bei Projizieren der Mittelachse 10a des Schleifobjekts 10 auf den unteren Schleifscheibenteil 38 zwei Geradensegmente auf dem unteren Schleifscheibenteil 38 erscheinen, groß ist, kann die Geschwindigkeit, mit welcher das Schleifobjekt 10 in der Axialrichtung bewegt wird, erhöht werden. Infolgedessen kann die Bearbeitungszeit weiter verkurzt werden. Darüber hinaus treten, da die Grenze zwischen der mittels des seitlichen Schleifscheibenteils 36 grobgeschliffenen Oberfläche und der mittels des unteren Schleifscheibenteils 38 feingeschliffenen Oberfläche eine sanfter gerundete Form hat, bei dem geschliffenen Produkt 20 weniger wahrscheinlich Absplitterungen oder dergleichen auf.
Ferner kann, wenn die Schleifkörner des unteren Schleifscheibenteils 38 feiner als diejenigen des seitlichen Schleifscheibenteils 36 sind, das Grobschleifen des Schleifobjekts 10 mittels des seitlichen Schleifscheibenteils 36 wirkungsvoll durchgeführt werden und kann das Feinschleifen des Schleifobjekts mittels des unteren Schleifscheibenteils sanft durchgeführt werden.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung überhaupt nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, und es erübrigt sich, zu erwähnen, dass die vorliegende Erfindung in verschiedenartigen Ausführungsformen realisiert werden kann, ohne vom technischen Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel kann in der oben beschriebenen Ausführungsform eine Wabenstruktur mit einer großen Anzahl von Waben in der Axialrichtung als das Schleifobjekt 10 verwendet werden. Als die Wabenstruktur kann eine solche verwendet werden, in welcher Waben, deren eine Enden verschlossen und deren andere Enden offen sind, und Waben, deren eine Enden offen und deren andere Enden verschlossen sind, abwechselnd angeordnet sind (zum Beispiel ein DPF).
In der obigen Ausführungsform ist der untere Schleifscheibenteil 38 der Topfschleifscheibe 30 ringförmig angeordnet, aber der untere Schleifscheibenteil 38 kann auch auf der gesamten unteren Seite des Topfs 32 angeordnet sein.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Mittelachse 30a der Topfschleifscheibe 30 bezüglich der Mittelachse 10a des Schleifobjekts 10 nach links versetzt, aber sie kann auch nach rechts versetzt sein.
BEISPIELE
Im Folgenden werden Versuchsbeispiele 1 bis 4, welche Beispiele der vorliegenden Erfindung sind, beschrieben. 6 ist eine erläuternde Zeichnung, welche einen Prozess des Herstellens eines DPF 120 aus einer Wabenstruktur 110 zeigt, 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Wabenelements 50, 8 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B in 7, und 9 zeigt die Abmessungen einer in den Versuchsbeispielen 1 und 2 verwendeten Topfschleifscheibe 30. Die folgenden Versuchsbeispiele beschränken die vorliegende Erfindung nicht.
Versuchsbeispiele 1 und 2
Als Schleifobjekt wurde eine aus SiC-Keramik bestehende, achteckig-säulenförmige Wabenstruktur 110 angefertigt wie in 6 gezeigt. Die Wabenstruktur 110 ist durch Anordnen quaderförmiger Wabenelemente 50 in fünf Reihen und fünf Spalten und Verbinden derselben miteinander, um ein quadratisches Prisma von 185 mm Höhe, 185 mm Breite und 150 mm Tiefe zu bilden, und anschließendes Schleifen der Wabenelemente 50 an vier Ecken von einer Quaderform zu einer dreieckigen Säulenform als eine im ganzen achteckige Säulenform gebildet. Wie in den 7 und 8 gezeigt, sind die quaderförmigen Wabenelemente 50 jeweils ein Bauelement, in welchem Waben 52, deren eine Enden offen und deren andere Enden mit Verschlüssen 52a verschlossen sind und Waben 54, deren eine Enden mit Verschlüssen 54a verschlossen und deren andere Enden offen sind, abwechselnd angeordnet sind.

Die Seitenfläche dieses Schleifobjekts 10 wurde unter Verwendung der Topfschleifscheibe 30 mit den in 9 gezeigten Abmessungen geschliffen, um ein geschliffenes Produkt 20, welches ein DPF mit einem Durchmesser von 165 mm war, herzustellen. Das Schleifen erfolgte bei vorwärtsgerichtetem Vorschub des Schleifobjekts 10. In beiden Versuchsbeispielen 1 und 2 war der Versatzbetrag so eingestellt, dass die Arbeitsbreite die maximale Länge Lmax hatte wie in 5 gezeigt. Tabelle 1 zeigt die Schleifbedingungen der Versuchsbeispiele 1 und 2. Tabelle 1

Versuchsbeispiel	Schleifobjekt		Schleifscheibe
Versuchsbeispiel	Vorschub-geschwin-digkeit (mm/min)	Drehzahl (U/min)	Drehzahl (U/min)	Versatzbetrag (mm)	Arbeitsbreite (mm)
1	300	4,5	7000	54	79,3
2	400	6,0	7000	54	79,3

In beiden Versuchsbeispielen 1 und 2 traten keine Absplitterungen während des Schleifens auf und wurden weder die vorderseitigen Verschlüsse 52a noch die rückseitigen Verschlüsse 54a beschädigt. Die Bearbeitungszeit pro Stück des Schleifobjekts 10 betrug 30 Sekunden in Versuchsbeispiel 1 und 22,5 Sekunden in Versuchsbeispiel 2. Als das gleiche Schleifobjekt 10 unter Verwendung einer radförmigen Schleifscheibe 210 mit einer Schleifkornschicht auf ihrer Seitenfläche wie in 14 gezeigt geschliffen wurde, betrug die Bearbeitungszeit pro Stück im kürzesten Fall 40 Sekunden.
Versuchsbeispiele 3 und 4

Das gleiche Schleifobjekt 10 wie in den Versuchsbeispielen 1 und 2 wurde unter Verwendung der Topfschleifscheibe 30 geschliffen, um ein geschliffenes Produkt 20, welches ein DPF mit einem Durchmesser von 165 mm war, herzustellen. Als die Topfschleifscheibe 30 wurde, abgesehen davon, dass die Schleifscheibenhöhe 35 mm betrug, eine solche mit den in 9 gezeigten Abmessungen verwendet. Das Schleifen erfolgte bei vorwärtsgerichtetem Vorschub des Schleifobjekts 10. In Versuchsbeispiel 3 war der Versatzbetrag auf null gestellt (Referenzzustand). In diesem Fall wurde, da die Arbeitsbreite klein war, das Schleifen bei einer niedrigen Vorschubgeschwindigkeit des Schleifobjekts 10 durchgeführt. In Versuchsbeispiel 4 war der Versatzbetrag so eingestellt, dass die Arbeitsbreite die maximale Lange Lmax hatte wie in 5 gezeigt. In Versuchsbeispiel 4 kann die Vorschubgeschwindigkeit des Schleifobjekts 10 auf eine hohe Geschwindigkeit wie in den Versuchsbeispielen 1 und 2 eingestellt werden, aber um mit Versuchsbeispiel 3 zu vergleichen, wurde das Schleifen unter den gleichen Bedingungen wie in Versuchsbeispiel 3 durchgeführt. Tabelle 2 zeigt die Schleifbedingungen der Versuchsbeispiele 3 und 4. Tabelle 2

Versuchsbeispiel	Schleifobjekt		Schleifscheibe
Versuchsbeispiel	Vorschubgeschwindigkeit (mm/min)	Drehzahl (U/min)	Drehzahl (U/min)	Versatz betrag (mm)	Arbeitsbreite (mm)
3	120	6,5	7000	0	14
4	120	6,5	7000	54	79,3

In beiden Versuchsbeispielen 3 und 4 traten keine Absplitterungen während des Schleifens auf und wurden weder die vorderseitigen Verschlüsse 52a noch die rückseitigen Verschlüsse 54a beschädigt. 10 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Zustand während des Schleifens in Versuchsbeispiel 3 zeigt, und 11 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine gerundete Form der Grenze zwischen der grobgeschliffenen Oberflache und der feingeschliffenen Oberfläche während des Schleifens in Versuchsbeispiel 3 zeigt. 12 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Zustand während des Schleifens in Versuchsbeispiel 4 zeigt, und 13 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine gerundete Form der Grenze zwischen der grobgeschliffenen Oberfläche und der feingeschliffenen Oberfläche während des Schleifens in Versuchsbeispiel 4 zeigt. Vergleicht man unter Bezugnahme auf diese Figuren Versuchsbeispiel 3 mit Versuchsbeispiel 4, ist ersichtlich, dass die gerundete Oberfläche an der Grenze zwischen der grobgeschliffenen Oberfläche und der feingeschliffenen Oberfläche während des Schleifens in Versuchsbeispiel 4 eine sanfter gerundete Oberfläche (gerundete Oberfläche mit einem größeren Krümmungsradius) ist als in Versuchsbeispiel 3. Deshalb lässt sich sagen, dass bei Durchführen des Schleifens mit versetzter Topfschleifscheibe 30 das Auftreten von Absplitterungen zuverlässiger verhindert werden kann und ein Brechen der Verschlüsse zuverlässiger verhindert werden kann als bei Durchführen des Schleifens ohne Versetzen der Topfschleifscheibe 30.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-157439 , eingereicht am 10. August 2016, deren gesamter Inhalt durch Verweis hierin einbezogen wird
Industrielle Anwendungsmöglichkeiten
Die vorliegende Erfindung ist zum Beispiel beim Herstellen einer Wabenstruktur anwendbar. Zu speziellen Beispielen der Wabenstruktur zählen eine Wabenstruktur, in welcher eine Vielzahl von Waben nicht verschlossen ist (zum Beispiel ein Katalysatorträger), und eine Wabenstruktur, in welcher Waben, deren eine Enden verschlossen und deren andere Enden offen sind, und Waben, deren eine Enden offen und deren andere Enden verschlossen sind, abwechselnd angeordnet sind (zum Beispiel ein Dieselpartikelfilter (DPF)).
Bezugszeichenliste

10: Schleifobjekt
10a: Mittelachse
20: geschliffenes Produkt
30: Topfschleifscheibe
30a: Mittelachse
32: Topf
34: Durchgangsloch
36: seitlicher Schleifscheibenteil
37: Grenze
38: unterer Schleifscheibenteil
50: Wabenelement
52a, 54a: Verschluss
52, 54: Wabe
110: Wabenstruktur
120: DPF
210: Schleifscheibe
220, 230: Wabenstruktur

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016157439 [0042]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines geschliffenen Produkts mit einem kleineren Durchmesser als demjenigen eines Schleifobjekts durch Schleifen der Seitenfläche des eine vieleckig-säulenförmige oder zylindrische Form aufweisenden Schleifobjekts, wobei das Verfahren zum Herstellen eines geschliffenen Produkts die folgenden Schritte enthält: (a) Anordnen einer einen auf der Seitenfläche eines Topfs angeordneten seitlichen Schleifscheibenteil und einen auf der unteren Seite des Topfs angeordneten unteren Schleifscheibenteil enthaltenden Topfschleifscheibe so, dass die Mittelachse der Topfschleifscheibe orthogonal zu der Mittelachse des Schleifobjekts ist, oder so, dass die Mittelachse der Topfschleifscheibe ausgehend von einem Zustand, in welchem die Mittelachse der Topfschleifscheibe orthogonal zu der Mittelachse des Schleifobjekts ist, parallel versetzt ist; und (b) axiales Rotierenlassen der Topfschleifscheibe, so dass die Topfschleifscheibe die Seitenfläche des Schleifobjekts schleift, während das Schleifobjekt axial rotiert und in der Axialrichtung bewegt wird, und dadurch Feinschleifen der Außenumfangsfläche des Schleifobjekts mittels des unteren Schleifscheibenteils bei gleichzeitigem Grobschleifen des Schleifobjekts mittels des seitlichen Schleifscheibenteils, um das geschliffene Produkt zu erhalten.
Verfahren zum Herstellen eines geschliffenen Produkts nach Anspruch 1, wobei in dem Schritt (a) als die Topfschleifscheibe eine solche, bei welcher die Schleifkörner des unteren Schleifscheibenteils feiner als diejenigen des seitlichen Schleifscheibenteils sind, verwendet wird.
Verfahren zum Herstellen eines geschliffenen Produkts nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Schritt (a) als die Topfschleifscheibe eine solche, bei welcher die Grenze zwischen dem seitlichen Schleifscheibenteil und dem unteren Schleifscheibenteil abgerundet ist, verwendet wird.
Verfahren zum Herstellen eines geschliffenen Produkts nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem Schritt (a) als die Topfschleifscheibe eine solche, bei welcher der untere Schleifscheibenteil ringförmig entlang des Außenumfangs der unteren Seite des Topfs angeordnet ist, verwendet wird.
Verfahren zum Herstellen eines geschliffenen Produkts nach Anspruch 4, wobei in dem Schritt (a) die Mittelachse der Topfschleifscheibe ausgehend von einem Zustand, in welchem die Mittelachse der Topfschleifscheibe orthogonal zu der Mittelachse des Schleifobjekts ist, parallel versetzt wird und die Mittelachse der Topfschleifscheibe so, dass bei Projizieren der Mittelachse des Schleifobjekts auf den unteren Schleifscheibenteil der Topfschleifscheibe ein einziges Geradensegment auf dem unteren Schleifscheibenteil erscheint, und so, dass die Länge des Geradensegments größer als oder gleich Lmax/2 und kleiner als oder gleich Lmax ist, versetzt wird (Lmax ist die Länge des Geradensegments, wenn das Versetzen so erfolgt, dass das Geradensegment eine den Innenumfang des unteren Schleifscheibenteils berührende Tangente ist).
Verfahren zum Herstellen eines geschliffenen Produkts nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Schleifobjekt eine keramische Wabenstruktur ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei in der Wabenstruktur Waben, deren eine Enden verschlossen und deren andere Enden offen sind, und Waben, deren eine Enden offen und deren andere Enden verschlossen sind, abwechselnd angeordnet sind.
Topfschleifscheibe, enthaltend: einen auf der Seitenfläche eines Topfs angeordneten seitlichen Schleifscheibenteil; und einen auf der unteren Seite des Topfs angeordneten unteren Schleifscheibenteil, welcher eine feinere Schleifkorngröße als der seitliche Schleifscheibenteil hat.
Topfschleifscheibe nach Anspruch 8, wobei die Grenze zwischen dem seitlichen Schleifscheibenteil und dem unteren Schleifscheibenteil abgerundet ist
Topfschleifscheibe nach Anspruch 8 oder 9, wobei der untere Schleifscheibenteil ringförmig entlang des Außenumfangs der unteren Seite des Topfs angeordnet ist.