DE1652933A1

DE1652933A1 - Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeuges

Info

Publication number: DE1652933A1
Application number: DE19681652933
Authority: DE
Inventors: Hillingdon Heath; Hallewell Raymond Thomas
Original assignee: Toolmasters Ltd
Current assignee: Toolmasters Ltd
Priority date: 1966-07-22
Filing date: 1968-01-04
Publication date: 1971-04-29
Also published as: JPS497554B1; US3551125A; FR93730E; GB1163811A

Description

5776-67;Dr.Sd/Bru

(Case No. N.8999)

British Patent Appl. No.587/67

filed: 4th January 1967

Toolmasters Limited, Connaught Works, Uxbridge Road, Hillingdon Heath, Middlesex,England

Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeuges

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Herstellung von Schleifwerkzeugen und betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeuges mit einer profilierten Schleiffläche, welches darin besteht, eine knetbare Masse aus einem aushärtbaren Kunststoff herzustellen, in welchem ein Füllmaterial eingelagert ist. Dabei soll in diese Masse, während sie sich noch in einem formbaren Zustand befindet an seiner Aussenfläche ein Schleifmittel eingebettet werden und es soll gleichzeitig die Aussenfläche durch Rollen eine vorgegebene Form erhalten. Diese Formgebung geschieht mittels eines Rollwerkzeuges und das mit diesem Rollwerkzeug bearbeitete Werkstück soll sodann praktisch ohne Volumenänderungen ausgehärtet werden.

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Pür die Herstellung eines Schleifrades oder einer Schleifscheibe muss auf dem Rand einer Scheibe eine Schicht der geschilderten aufgebracht werden und es muß sodann die Behandlung, wie oben beschrieben, vor sich gehen. Der Rand der Scheibe kann vor der Aufbringung der Zusammensetzung bereits die Form des gewünschten Profiles erhalten. Vorzugsweise soll jedoch der Rand der Scheibe lediglieh eben und rauh sein, er soll also beispielsweise nachträglich aufgerauht werden , um eine bessere Haftung der knetbaren Zusammensetzung zu gewährleisten.

Da die aus Kunststoff bestehende Zusammensetzung nachträglich bearbeitet werden kann, braucht man keinen hohen Druck für die Herstellung der Profile oder zur Imprägnierung anzuwenden, so daß der Leistungsbedarf verhältnismässig niedrig ist und nur eine geringe Menge oder überhaupt kein Bruchteil des Schleifmittels verloren geht. Auch können die gewünschten Schleifscheiben mit beliebiger Breite hergestellt werden.

Durch die Erfindung wird also ein Verfahren vorgeschlagen, welches billiger ist und eine genauere Herstellung der Profile ermöglicht, als es bisher der Fall war. Bei der Herstellung von Schleifscheiben bringt die Erfindung den zusätzlichen Vorteil mit sich, daß man die Herstellung der Scheibe ohne Beeinträchtigung des genauen Laufes der fertigen Scheibe durchführen

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kann. Die Scheibe kann also montiert werden, sodann aufgerauht werden und schließlich, ohne eine neue Einspannung zu erfordern, profiliert und imprägniert werden, so daß sie sodann gebrauchsfertig ist.

Das Schleifmittel und die verwendete Füllmasse werden normalerweise aus verschiedenem Material bestehen. Das Schleifmittel kann jedoch in besonderen Fällen auch mit der Füllmasse identisch sein oder zusammen mit einer Füllmasse

i anderer Art in dem Kunststoff fein verteilt sein.

Die Füllmasse vergrössert das Volumen der Zusammensetzung und trägt zu der Herstellung einer gut knetbaren Konsistenz für den Kunststoff, die sich leicht rollen lässt, bei. Ausserdem wird die Festigkeit des ausgehärteten Produktes durch den Füllstoff erhöht.

Man kann sehr viele verschiedene Füllstoffe oder nur eineneinzigen Füllstoff verwenden, je nachdem welche Eigenschaften von dem fertigen Produkt verlangt werden. ^

Beispielsweise können fein gemahlene Metalle als Füllstoff verwendet werden. Harte Metalle, wie Stahl, ergeben ein Erzeugnis, dessen Genauigkeit hinsichtlich des gewünschten Profils besser ist, während weichere Metalle, wie z.B. Kupfer und Aluminium, den Vorteil besitzen, daß sie sich im Betrieb

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abnutzen und daher stets frisches Schleifmittel freigelegt wird. Diese weichen Metalle, in denen das Schleifmittel auch weniger fest haftet, sind zur Feinbearbeitung besonders geeignet.

Die nachfolgende Tabelle enthält verschiedene Eigenschaften für Schleifscheiben, die zu verschiedenen Zwecken bestimmt sind unter gleichzeitiger Angabe des FUllmaterials, das gemäß der Erfindung verwendet werden soll.

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Gewünschte Eigenschaft

Anwendungsgebiet

Beispiele geeigneter Füllstoffe

Weiche Haftung	(a) Feinbearbeitung (b) schnelle Entfer nung einer Grund schicht	Weiche Metalle, z.B.Kupfer oder Aluminium; Nichtme talle, z.B. Holz, Kalk, Marmorstaub
Gute Haftung	Schleifscheiben gering ster Abnutzung	Gemahlener Schiefer, Quarzpulver, Hartmetall- pulver, z.B. von Stahl
Sehr gute Haftung	Schleifscheiben gering ster Abnutzung	Al-Oxyd, Siliziumkarbid i
Stoßfestigkeit	Gute Nachgiebigkeit bei starker Beanspru chung	Nylon, Asbest-Pulver
Elektrische Leit fähigkeit	zum elektrolytischen Schleifen	Leitende Metalle, z.B. Kupfer und Aluminium; Nichtmetalle, z.B. Graphit] Kunststoffe und Nicht-Me talle mit leitendem Über zug
Wärmeleitung	Minimale Beschädigung bei lokaler Über hitzung	Wärmeleitende Metalle, z.B. Kupfer oder Alu minium ä
Wärmebeständige Haftung	Minimale Beschädigung bei lokaler Über hitzung	Glimmer oder Asbest- pulver

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Die oben erwähnten Füllstoffe können allein verwendet werden, jedoch empfiehlt sich eine Mischung verschiedener Füllstoffe, wenn eine Kombination verschiedener Eigenschaften gefordert ist. Die jeweils zu wählenden Füllstoffe richten sich nach dem Verwendungszweck.

Wenn ein feingemahlenes Metall oder eine Mischung von verschiedenen Metallen als Füllstoff verwendet wird, so soll der metallische Bestandteil aus einem gewiohtsmassig überwiegenden Anteil der knetbaren Zusammensetzung bestehen. Wenn jedoch eine Mischung eines Metalls mit einem anderen Füllstoff, beispielsweise mit einem Schleifmittel wie Diamantstaub, Aluminiumkarbid, Siliziumkarbid oder einem Füllstoff der Stoßfestigkeit oder Festigkeit gegen Wärmeeinwirkung hervorruft, verwendet wird, so kann der metallische Anteil auch gewiehtsmässig geringer sein als der Anteil der anderen Füllstoffe.

Der Gesamtanteil des Füllstoffes kann je nach dem gewünschten Verwendungszweck des Produktes innerhalb weiter Grenzen verändert werden. Normalerweise wird jedoch zwischen 60£> Füllstoff bei 40# Kunststoff ohne Schleifmittel und zwischen 40# Füllstoff bei 60# Kunststoff mit Schleifmittel gearbeitet werden.

Die Art, die Menge und die Korngrösse des Schleifmittels wird ebenfalls nach den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes

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zu wählen sein. Beispielsweise kann man bei Diamantstaub die kleineren Teilehen für feine Arbeiten und die gröberen Teilchen für eine Grobbearbeitung verwenden.

Die Schleifmittelteilchen können einfach auf die Oberfläche der Kunststoffmisehung aufgestäubt werden, sollen jedoch vorzugsweise beispielsweise mittels eines Luftstroms aufgesprüht werden.

Bei der Herstellung von Schleifscheiben kann das Schleifmittel beispielsweise während der Profilgebung auf die Umfangsfläche aufgesprüht werden und zwar vorzugsweise mittels eines Sprühkopfes, der anstelle eines Werkzeugs in einer Einrichtung nach der englischen Patentschrift 573 877 verwendet wird.

Der Vorteil der Befestigung eines Sprühkopfes nach dieser Patentschrift liegt darin, daß der Strahl in einer konstanten Entfernung von der Oberfläche des Schleifwerkzeuges gehalten wird. Dies ist deshalb von Bedeutung, weil jede Schwankung dieses Abstandes die Konzentration des Schleifmittels beeinflusst .

Beim Aufsprühen und bei Benutzung eines bestimmten Druckes sowie einer bestimmten Entfernung zwischen dem Sprühkopf und der Schleifscheibe kann die Eindringtiefe und die Konzentration des der Scheibe zugeführten Schleifmittels beeinflusst werden.

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Die Eindringtiefe braucht nur so gering zu sein, daß das Schleifmittel festgehalten wird, da es nämlich sofort in den Kunststoff eingewalzt wird.

Eine gleichzeitige Formgebung und Imprägnierung ist vorteilhaft, weil die optimale Konsistenz der erhärtenden Zusammensetzung für die Formgebung durch Rollen und für die Imprägnierung die gleiche ist.Wenn die Aufbringung des Schleifmittels jedoch verzögert wird, bis die Zusammensetzung sich noch mehr erhärtet hat, ist die Haftung des Schleifpulvers an der Schleifscheibe geringer, so daß während des SchleifVorganges die Pulverkörnchen möglicherweise die Schleifscheibe verlassen werden.

Die Zusammensetzung des Kunststoffes muss für die Formung der gewünschten Profile und für die Imprägnierung so gewählt werden, daß der Kunststoff nicht an dem Rollwerkzeug haften bleibt. Der Kunststoff selbst und der die Aushärtung bewirkende Bestandteil werden daher vorzugsweise so gewählt, daß die fertige Zusammensetzung bearbeitbar bleibt, beispielsweise für eine Stunde oder langer.

Um die optimale Konsistenz hinsichtlich der Bearbeitbarkeit zu erreichen, kann man gewünschtenfalls einen der Dünnflüssigkeit entgegenwirkenden Zusatz, beispielsweise Silizium, verwenden. Polymerisierende Epoxyharze oder Polyesterharze kann man unter Beimischung eines die Härtbarkeit begünstigenden Stoffes

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beispielsweise eines ein Polyamid enthaltenden Stoffes und einer Basis aus einem Amin sind als der Harzbestandteil geeignet. Acrylharze mit einem die Härtung begünstigenden Agens sind ebenfalls als Harz-Bestandteil geeignet.

Wie oben angegeben, können die Schleifmittelteilchen auch als Füller dienen oder als Teil des Füllmittels, so daß man also Schleifscheiben herstellen kann, welche Schichten mit Schleifmitteln verschiedener Korngrösse enthalten. Beispielsweise kann die knetbare Zusammensetzung vollständig oder teilweise mit verhaltnxsmässig grobkörnigem Schleifmittel hergestellt werden und ein feineres Schleifmittel (von der gleichen Art oder einer anderen Art) kann während der Herstellung der Profile oberflächlich aufgegeben werden. Anfänglich, wenn die Form der Schleifscheibe noch am genauesten ist, enthält die freigelegte Oberfläche ein sehr feinkörniges Schleifmittel und nachdem sich die Schleifscheibe etwas abgenutzt hat, enthält die Oberfläche ein Schleifmittel von gröberer Körnigkeit, so daß die Schleifscheibe sich besser für weniger feine Schleifarbeiten eignet.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden beschrieben:

Beispiel I

Ein Metallzylinder von ungefähr 15 cm Durchmesser und einer Dicke von ungefähr 2,5 cm, deren Umfangsflache aufgerauht

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ist, wird auf einer Schleifmaschine befestigt. Eine dünne Schicht einer Kunstharzmischung mit 80 Gew.-% Stahlpulver und 20 Gew.-% aushärtendes Epoxy-Harz wird auf den Umfang der Scheibe aufgetragen und teilweise ausgehärtet. Das gewünschte Profil wird dann auf dem Umfang der Scheibe mittels einer Rolle erzeugt und es wird gleichzeitig Diamantstaub auf diese Schicht unmittelbar vor der Rolle aus einer Sprühdüse aufgesprüht. Die auf diese Weise erzeugte imprägnierte Profilschicht lässt man dann vollständig aushärten. Die verwendete Zusammensetzung erhärtet praktisch ohne Schrumpfung, so daß ein Schleifwerkzeug von sehr geringer Abnutzung und vom gewünschten Profil erhalten wird.

Beispiel II

Das Verfahren nach Beispiel I wurde wiederholt, jedoch mit einem Kunststoff P statt des dort verwendeten Kunststoffs. Dieser Kunststoff enthält 80 Gew.-% Aluminium als Füllmittel. Auf diese Weise wurde ein wärmeleitendes und weich arbeitendes Schleifwerkzeug von sehr genauem Profil erzeugt.

Beispiel III

Das Verfahren nach Beispiel I wurde wiederholt, wobei als knetbare Zusammensetzung ein aushärtbares Epoxyharz mit

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80 Gew.-# Kupfer als Füllmittel verwendet wurde. Auf diese Weise ließ sich ein elektrisch leitendes Schleifwerkzeug mit sehr genauem Profil, das für elektrolytisches Schleifen geeignet war, erhalten.

Beispiel IV

Das Verfahren nach Beispiel I wurde wiederholt, wobei jedoch eine knetbare Zusammensetzung bestehend aus 15 Gew.-% Epoxyharz, 4θ Gew.-# zerkleinertes Aluminium und 45 Gew.-% Diamantstaub Feinheit δθ, sowie an der Oberfläche ein Diamantstaub Feinheit 200 zugeführt wurde. Die so erhaltene Schleifscheibe war verhältnismässig weich arbeitend, war ferner wärmeleitend und besaß ein sehr genaues Profil, wobei an der Oberfläche auf das feinkörnige Schleifmittel lag. Die Schleifscheibe ist anfänglich für sehr feine Schleifarbeiten geeignet, wird jedoch mit fortschreitender Abnutzung gröber und vermag daher schneller zu schleifen.

Beispiel V

Das Beispiel I wurde wiederholt, wobei jedoch in der Zusammensetzung 40 Gew.-% Stahl durch einen körnigen Kunststoff ersetzt wui'den, so daß ein widerstandsfähiges Schleifwerkzeug von geringer Abnutzung erhalten wurde.

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Beispiel VI

Das Beispiel I wurde wiederholt, wobei jedoch eine knetbare Zusammensetzung aus einem aushärtbaren Polyesterharz verwendet wurde, welches βθ Volumenprozent einer 50/50 Mischung von Sägespänen und gemahlenem Marmor enthielt. Es ergab sich ein sehr weich arbeitendes Schleifwerkzeug.

Beispiel VII

Das Beispiel I wurde wiederholt, wobei jedoch eine knetbare Zusammensetzung aus einem aushärtenden Polyesterharz verwendet wurde und j50 Volumenprozent an Füllstoff bestehend aus Asbestpulver sowie 50 Volumenprozent Siliziumcarbidpulver verwendet wurden. Die so hergestellte Schleifscheibe war sehr hart, nutzte sich wenig ab, war stoß-unempfindlich und vermochte einer Wärmebeanspruchung gut zu widerstehen.

Beispiel VIII

Eine Schleifscheibe für elektrolytisehe■-.Sehleifprozesse wurde dadurch hergestellt, daß man das Verfahren, mach Beispiel III mit 55 Volumenprozenten Graphit als Füllmittel anstelle des Kupfers benutzte.

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Claims

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1. Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs

mit einer profilierten Schleiffläche, dadurch gekennzeichnet, daß ein knetbarer und aushärtbarer Kunststoff mit einem Füllmittel durchsetzt wurde, daß in die Oberfläche des noch im plastischen Zustand befindlichen Kunststoffes ein Schleifmittel eingebettet wurde und daß gleichzeitig mit der Rollbearbeitung dieser Oberfläche zur Erzeugung eines gewünschten Profils die völlige Aushärtung ohne Volumenänderung durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch !»dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung nur als der äussere Rand einer Scheibe aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe und ihre Randfläche und die Randschicht zunächst montiert und ausgerichtet wird und sodann mit dem Schleifmittel in situ imprägniert wird.

4. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß ein Füllstoff aus Metali verwendet wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e ken η ζ e i c h η e t , daß der Füllstoff thermisch leitend ist.

6. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet , daß der Füllstoff elektrisch leitend ist.

7 . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Füllstoff hitzebeständig ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadu-rch gekennzeichnet, daß der Füllstoff unempfindlich gegen eine mechanische Stoßbeanspruchung ist.

9. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die knetbare Zusammensetzung ein Schleifmittel enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e kennzei chnet , daß die knetbare Zusammensetzung ein Schleifmittel von gröberem Korn enthält als die während der Profilgebung an der Oberfläche zugeführte Schleifmittelmasse.

11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Füllstoff ein Metall ist.

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12. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff wärmeleitend ist.

13. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Füllstoff elektrisch leitend ist.

14. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff wärmebeständig ist.

15. Verfahren nach Anspruh 2, dadurch- gekennzeichnet, daß der Füllstoff gegen mechanische Stoßbeanspruchung widerstandsfähig ist.

16. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein Schleifmittel enthält.

17. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die knetbare Zusammensetzung

in ihrer Masse ein Schleifmittel von gröberem Korn enthält als das auf der Oberfläche während des Profiliervorgangs aufgebrachte Schleifmittel.

18. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus Sägemehl, aus Kreidepulver, aus Marmorpulver, aus Schieferpulver, aus Q.uarz-

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pulver, aus Aluminiumoxyd, aus Siliziumkarbid, aus Diamantstaub, aus einem Kunststoff, aus Asbestpulver, aus Glimmerpulver, aus Graphit, aus Metallen oder aus mit Metall überzogenen Nichtmetallen und Kunststoffen besteht.

19· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifmittel mittels einer Sprühdüse aufgebracht wird, welche anstelle des Werkzeugs in einer Drehbank angebracht ist.

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