DE1502646C - Verfahren zum Herstellen eines pro filierten Diamantformwerkzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines profilierten Diamantformwerkzeuges mit einem Tragkörper und einer mittels Metallbindemittel daran befestigten Schicht Diamantkörner, deren arbeitende Spitzen in einer gemeinsamen Arbeitsfläche liegen, wobei im Überschuß aufgetragenes Diamantkorn mittels einer Haftschicht an einem Hilfsträger befestigt, der Überschuß entfernt und das Korn durch das Metallbindemittel gebunden und in eine Schicht eingebettet wird, die größer als die Diamantkörner ist, worauf der Hilfsträger entfernt wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird der Hilfsträger gemäß einem vorbestimmten Muster mit Klebstoffflächen versehen. Das Korn wird im Überschuß aufgetragen. Die nicht an der Klebstoffschicht haftenden Körner werden dann abgebürstet oder auf andere Weise entfernt. Nachdem das verbleibende Korn in der Metallbindemittelschicht fixiert und der Hilfsträger entfernt worden ist, ergibt sich ein Werkzeug, bei dem eine einzige Schleifkörnerschicht in der Arbeitsfläche liegt. Die Dichte der Diamantschleifkörner in dieser Schicht ist jedoch gering; die Lage der Körner ist unregelmäßig.

Es ist ferner bekannt, den Hilfsträger mit einer durchgehenden Haftschicht zu versehen, diese mit einer Schablone abzudecken und dann die Diamantschleifkörner mittels eines elektrostatischen Feldes auf den Hilfsträger aufzubringen. Hiermit erreicht man, daß die Körner eine solche Orientierung erfahren, daß sie beim fertigen Werkzeug in Richtung ihrer Hauptachse nach außen ragen. Aber auch hierbei ist die Korndichte gering. Außerdem kann dieses Verfahren nur bei einer ebenen Werkzeugoberiläche verwirklicht werden.

Außerdem ist es -bekannt, einen Hilfsträger mit einer durchgehenden Haftschicht zu versehen, die auch galvanisch aufgetragen sein kann, Diamantkörner auf diese Haftschicht zu verteilen und dann mit einem Druckwerkzeug durch die Haftschicht bis zur Anlage am Hilfsträger zu drücken. Auch hierbei ist die Korndichte gering. Beim Eindrücken werden die Körner zum überwiegenden Teil so umgelegt, daß ihre Hauptachse parallel zur Hilfsträgeroberfläche verläuft. Infolge der Verwendung des Druckwerkzeuges lassen sich nur einfache Werkzeugoberllächen, z. B. Zylinderflächen oder ebene Flächen, herstellen.

Bei einem anderen bekannten Verfahren werden die Diamantkörner in einem galvanischen Bad zunächst in einer Schicht auf dem Hilfsträger verteilt. Dann wird galvanisch die Haftschicht gebildet. Wiederum ergibt sich eine geringe Korndichte, eine mangelnde Orientierung der Körner und eine Beschränkung auf ebene Werkzeugoberflächen.

F.s ist ferner bekannt, Diamantkörner einzeln in einer Schablone festzuhalten und mit einer Wachsschicht zu fixieren. Alsdann wird in den angrenzenden Raum ein Bindemittel-Werkstoff eingefüllt, der sowohl die Diamantkörner verankert als auch die Verbindung zum Tragkörper herstellt. Hierbei lassen sich die Diamantkörner nur mit relativ großem Abstand anordnen. Durch die Verwendung der Halteschablone wird das Verfahren kompliziert.

Sodann ist es bekannt, Diamantpulver mit Metallteilchcn zu mischen und dieses Gemisch durch starken Druck zu verfestigen. Auf diese Weise lassen sich aber keine wohldefinierten Arbeitsflächen erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders einfaches Verfahren zum Herstellen eines Diamantformwerkzeuges, das auch eine komplizierte Profilierung besitzen darf, anzugeben mit der Maßgäbe, daß die Diamantkörner in größtmöglicher Konzentration angeordnet sind und in Richtung ihrer Hauptachse nach außen ragen.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren, erfindungsgemäß dadurch

ίο gelöst, daß in bekannter Weise der Hilfsträger mit einer durchgehenden Haftschicht versehen wird und daß er nach dem Auftragen des Kotns im Überschuß derart gekippt und/oder gedreht wird, daß die Körner lawinenartig umgeschüttet werden.

Durch das lawinenartige Umschütten der im Überschuß vorhandenen Diamantkörner ergibt sich überraschend, daß die Diamantkörner orientiert, d. h. in der Richtung ihrer Hauptachsen, in die Haftschicht eindringen, bis ihre Spitzen am Hilfsträger anliegen.

Die so orientierten Körner haben die größtmögliche Konzentration. Dieser Effekt beruht hauptsächlich darauf, daß die Körner infolge der natürlichen Gleitbewegung beim Umschütten orientiert werden, im Zusammenwirken mit dem Einfluß der restlichen Körnerschiittung auf die bereits haftenden Körner.

Das Werkzeug hat eine hohe Schneidfähigkeit, weil ein sehr großer Teil der arbeitenden Spitzen am Ende der Hauptachse liegt und daher hochwirksam ist und weil diese Spitzen äußerst dicht nebeneinander liegen. Die Körner sind sehr fest verankert und geben dem Werkzeug eine hohe Lebensdauer weil die Körner über einen großen Teil ihrer Länge im Bindemittel eingebettet sind und sich wegen de; großen Konzentration gegenseitig abstützen. Da; Verfahren erlaubt die Herstellung einer sehr genauei Werkzeugoberfläche, auch wenn diese ein korn pliziertes Profil hat, d. h., die mit der Haftschicht versehene, zum Werkzeug negative Arbeitsfläche de Hilfsträgers darf ein kompliziertes Profil aufweisen Bei alledem läßt sich das Verfahren leicht durch führen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann di Haftschicht während des Kippens und/oder Drehen des Hilfskörpers galvanisch gebildet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nacl" stehend im Zusammenhang mit der Zeichnung nähe erläutert. Es zeigt

F ι g. 1 einen Querschnitt durch ein Diamantforn werkzeug, wie es erfindungsgemäß hergestellt werde soll,

F i g. 2 eine Ansicht auf einen Teil des Quei Schnitts der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, F i g. 3 einen Teilschnitt durch einen Hilfsträgt. zur Herstellung einer Diamantformschleifscheibe,

F i g. 4 einen Schnitt durch den Hilfsträger nai Einbringen der aktiven Diamantkörnerschicht, F i g. 5 einen Schnitt durch den Hilfsträger m der fertigen Diamantformschleifscheibe und

F i g. 6 einen Schnitt durch die Diamantforn schleifscheibe nach Beseitigung des Hilfsträgers.

Das Diamantformwerkzeug besteht aus eine Tragkörper 1, der durch Verankerungsfurchen 2 ai:

gerauht ist und über ein Bindemittel 3 eine akti Schicht 5 trägt. Diese Schicht besteht aus in gröl, möglicher Konzentration angeordneten Diamai schleifkörnern 4, die mit ihren arbeitenden Spitz

4 α in einer die Werkzeugfläche bildenden, profilier- sam zu drehen beginnt, verbleibt in der Haftschicht ten, gemeinsamen Arbeitsfläche liegen. Die Körner im Sinne der beschriebenen Gesetzmäßigkeit nur sind im wesentlichen mit ihrer Hauptachse nach jene Schicht von Körnern, die in der Schüttung mit außen gerichtet. Größenunterschiede η werden durch ihren künftigen Arbeitsspitzen 4 a die profilierte unterschiedlich tiefe Einbettung ausgeglichen. 5 Innenwand 7 berühren, wobei die obersten Schichten

Zum Herstellen des Diamantformwerkzeuges wird der Schüttung in eine lawinenartige Verschiebung mit Hilfe eines Formdrehmeißels auf einer Dreh- derart gelangen, daß die weiteren Abschnitte der bank ein Hilfsträger 6 hergestellt, dessen profilierte Innenwand 7 in der dem Drehsinn entgegengesetzten Innenwand 7 dem Negativ der gewünschten Werk- Richtung stets mit einer ausreichenden Menge an zeugarbeitsfläche entspricht. Wegen des komplizier- io Körnern 4 versorgt sind, während die Anzahl der ten Profils kann der Hilfsträger'auch als Matrizen- darüber lagernden Schichten in der Bewegungsrichform bezeichnet werden. Ferner erhält der Hilfs- tung fortlaufend abnimmt, so daß die der eingeträger eine Bohrung 8, damit später der Tragkörper 1 betteten Schicht nächstliegende Schicht, die auch konzentrisch in den Hilfsträger 6 eingesetzt werden die Lage der einzelnen eingebetteten Körner mitkann. Der Hilfsträger 6 kann beispielsweise aus 15 bestimmt hatte, ihre Lage als letzte in dem Augeneinem Schmiedestück aus einer Aluminiumlegierung blick verläßt, in dem sie durch das Gewicht der bestehen, die leicht bearbeitbar ist. Der Tragkörper 1 darüber lagernden Schichten nicht mehr belastet ist. kann aus einem ähnlichen Material bestehen. Dies bedeutet, daß diese vorletzte Schicht bis zum

Nach dem Säubern, Entfetten und Trocknen der Zeitpunkt, wo sie ihre Lage als letzte verläßt, die Innenwand 7 wird diese mittels eines Pinsels oder 20 Lage der anhaftenden Körner während der Dreh-Zerstäubers mit einer Haftschicht versehen. Diese bewegung festhält. Wenn sie dann selbst ihre Lage kann aus einem sehr dünnen Film (nur einige verläßt, was ungefähr nach einem Viertel bis einem Mikron) eines dünnflüssigen, langsam trocknenden Drittel der Umdrehung des Hilfsträgers stattfindet, Klebemittels niedriger Viskosität bestehen, z.B. kann sie die Lage der anhaftenden Körner4 nicht einer 5%igen Wasserlösung von Gummiarabikum, 25 mehr beeinflussen, da jetzt das Gewicht der zu- und ist in der Zeichnung nicht dargestellt. . sammenhängenden oder darüber lagernden Schichten

Dann wird der Hilfsträger 6 in eine vertikale Lage nicht mehr einwirkt; vielmehr bleibt nur noch das gebracht. Nunmehr wird auf die Innenwand 7 eine verhältnismäßig geringe Gewicht einzelner Diamantbestimmte Menge sortierten Diamantpulvers mit körner 4 wirksam, das (mit Bezug auf die Kräfte, einer Körnung (Siebgröße) geschüttet, die für das 30 mit welchen die Körner 4 in der Haftschicht ge-ZU fertigende Schleifwerkzeug vorgeschrieben ist. halten werden) vernachlässigbar ist. Bei diesem Vor-Diese Menge ist größer, als es für den Aufbau der gang ist darauf zu achten, daß die Drehgeschwindigaktiven Schicht 5 notwendig ist. Falls für die Schicht keit der Form beim Einschütten von Körnern mittz. B. 7 et benötigt werden, muß die eingeschüttete lerer Größe (120 bis 150 mesh) den Wert von Menge etwa das Fünffache betragen. Der Hilfs- 35 1 U/20 bis 30 see nicht übersteigt, träger 6 wird sodann um seine Achse einmal lang- Bei der Herstellung von nicht rotierenden Werksam gedreht, und zwar in der Hand oder in einem zeugen wird analog vorgegangen. Zur lawinenartigen beliebigen Ständer. Durch die überschüssige Menge Umschüttung der Diamantkörper und zur entsprean Diamantkörnern wird gewährleistet, daß dabei chenden Befestigung in der Haftschicht muß hierbei sämtliche profilierten Innenflächen, die mit der Haft- 40 der Hilfsträger in der Längsrichtung geneigt werden, schicht versehen wurden, mit Diamantkörnern in Die angeführten Faktoren ermöglichen eine neue

Berührung kommen, wobei diejenigen Körner 4, die Anordnung der Diamantkörner 4 in der aktiven der profilierten Innenwand 7 am nächsten sind, mit Schicht 5. Da die Diamantkörner 4 die profilierten ihren Spitzen in die Haftschicht eindringen. Das Ge- Flächen des Hilfsträgers 6 ausschließlich mit ihren wicht der überschüssigen Körnermenge bewirkt, daß 45 Schneidkanten (also nicht ihren Flächen) berühren, diese Körner 4 durch die Haftschicht bis an die ist der wesentliche Teil eines jeden Korns 4 in der Innenwand 7 hindurchdringen. Die Drehbewegung aktiven Schicht 5 mit Bindemittel 3 umhüllt, besowie das Gewicht der überschüssigen Menge an sonders aber jener Kornteil, welcher die größte Ab-Diamantkörnern bewirken, daß bei der gegenseitigen messung aufweist. Die Folge davon ist eine ideale lawinenartigen Umschüttung der einzelnen Diamant- 50 kraftschlüssige Verankerung der Körner 4 in dem schichten jedes Diamantkorn 4 der untersten Schicht Bindemittel. Die F i g. 2 und 5 zeigen, daß jener durch die Haftschicht mit seiner natürlichen Arbeits- Teil des Korns 4, welcher die größten Abmessungen spitze 4 a, die mit der Haftschicht bereits in Be- hat, von der Innenwand 7 aus nach dem Formrührung gekommen ist, hindurchdringt. Die Lage inneren hin gerichtet ist. Die Tatsache, daß jedes des Korns 4 in dem Augenblick, in dem es an der 55 Korn 4 in der aktiven Schicht 5 von dem Binde-Haftschicht haftenbleibt, ist einerseits durch seine mittel kraftschlüssig umhüllt ist, bedeutet, daß die Gestalt und andererseits durch die Lage aller übrigen Körner 4 auch bei großem spezifischem Druck, benachbarten Körner 4 bestimmt. Das Korn stützt welchem das Werkzeug während der Arbeit ausgesich nämlich vom, hinten, links und rechts auf die setzt ist, nicht herausgerissen werden, und dies auch benachbarten Körner, durch welche es in der 60 bei langer Betriebszeit, wenn die Schneidkanten 4 a Richtung der lawinenartigen Umschüttung und unter nicht mehr ganz scharf sind und der spezifische dem Druck der darüber lagernden (oberen) Schichten Schnittdruck daher ansteigt. Das Werkzeug behält lediglich mit jenem Teil durchdringen kann, welcher auch nach langer Benutzung sämtliche Körner (ihre das engste Profil besitzt. Dies bedeutet, daß die be- Konzentration nimmt nicht ab), seine Schneidfähignachbarten Körner das betrachtete Korn 4 daran 65 keit bleibt unverändert, und das Werkzeug widernindern, mit jenem Teil zwischen ihnen durchzu- steht demzufolge erfolgreich allen unerwünschten dringen, welcher ein größeres Profil aufweist. Wenn Formveränderungen, die sonst infolge fortschreitender Hilfsträger 6 nach der Aufschüttung sich lang- der Abnutzung zustande kommen.

Bei einer anderen Ausführungsform wird der mit der notwendigen Menge von Diamantkörnern gefüllte Hilfsträger 6 in einem galvanischen Bad so langsam gedreht, daß die Körner-Umschüttung erst dann zustande kommt, wenn die Körner in der Schicht, die mit der profilierten Innenwand? des Hilfsträgers 6 in Berührung ist, von dem sich auf dieser Innenwand bildenden galvanischen Überzug, z. B. aus Nickel, festgehalten wurden. Beim Drehen wird dann die Verankerung der übrigen aktiven Körner in der gleichen Weise herbeigeführt. Zuletzt wird auf die Nickelschicht galvanisch ein genügend dickes Polster, z. B. aus Kupfer, aufgetragen, und zwar auf dem ganzen Innenumfang. Dieses Polster kann dann später, z. B. mittels eines Lotes von niedrigem Schmelzpunkt, und zwar direkt im Hilfsträger 6, mit dem Tragkörper 1 verbunden werden. Die langsame Bildung der ersten Haftschicht auf galvanischem Wege kann durch die Anwendung eines elektrisch leitenden Klebemittels als Haftschicht ersetzt werden. Im galvanischen Bad wird dann lediglich das Metallbindemittel, bestehend aus einer Nickelschicht und einem Kupfer-Polster, gebildet.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines profilierten Diamantformwerkzeuges mit einem Tragkörper und einer mittels Metallbindemittel daran befestigten Schicht Diamantkörner, deren arbeitende Spitzen in einer gemeinsamen Arbeitsfläche liegen, wobei im Überschuß aufgetragenes Diamantkorn mittels einer Haftschicht an einem Hilfsträger befestigt, der Überschuß entfernt und das Korn durch das Metallbindemittel gebunden und in eine Schicht eingebettet wird, die größer als die Diamantkörner ist, worauf der Hilfsträger entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise der Hilfsträger (6) mit einer durchgehenden Haftschicht versehen wird und daß er nach dem Auftragen des Korns im Überschuß derart gekippt und/oder gedreht wird, daß die Körner lawinenartig umgeschüttet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht während des Kippens und/oder Drehens des Hilfskörpers galvanisch gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen