DE1940597A1 - Schleifwerkzeug - Google Patents
SchleifwerkzeugInfo
- Publication number
- DE1940597A1 DE1940597A1 DE19691940597 DE1940597A DE1940597A1 DE 1940597 A1 DE1940597 A1 DE 1940597A1 DE 19691940597 DE19691940597 DE 19691940597 DE 1940597 A DE1940597 A DE 1940597A DE 1940597 A1 DE1940597 A1 DE 1940597A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- heat dissipation
- grinding
- heat
- dissipation area
- disc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
- B24D5/06—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
- B24D5/10—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor with cooling provisions, e.g. with radial slots
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
- B24D7/10—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor with cooling provisions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Description
Braunschweig, den 6« August 1969
Unser Zeichen: G 1798 - Al/Lie
General Motors Corporation Detroit / Michigan - U.S.A»
Priorität: USA vom 9· August 1968
Nr.: USSN. 751, 4-79
Schleifwerkzeug
Die Erfindung betrifft allgemein Schleifwerkzeuge oder abtragende
Schneidwerkzeuge. Έβηη auch die Erfindung in erster Linie
anhand von galvanisch mit Diamanten versehenen Umfangsscheiben
erläutert wird, so ist doch klar, daß die erläuterten Prinzipien in gleicher V/eise auf andere Diamant scheiben anwendbar sind,
wie beispielsweise Schneidwerkzeuge, Trennscheiben, spanabhebende Scheiben, ebene und kegelige Schmirgelscheiben, Scheiben zum
Abfasen von Glas, Innenschleifscheiben, Schleifscheiben für optische
Geräte, Steinsägen, Oberflächenschleifscheiben, Einstechschleif scheiben usw.·
Bisher gibt es im allgemeinen zwei Arten von Schleifscheiben.
Die erste Art sind keramische Scheiben, die im allgemeinen große
009838/1315
- 2 - ' ■■■,■■■■.:■■■:.■
Maße besitzen, und die mit einer geschmolzenen Zellenstruktur
dadurch hergestellt werden, daß Teilchen, wie AIpO^, in einem
Glasgefüge. gebunden werden. Einige dieser Scheiben ermöglichen einen begrenzten Durchfluß eines Kühlmittels durch die Scheibe,
da sich bei der Herstellung der Scheibe einige feine Kanäle ausbilden. Jedoch ist bei Scheiben dieser Art das Kühlmittel
im wesentlichen in der Nähe der Seitenflächen konzentriert,
wobei nur eine sehr begrenzte Menge tatsächlich, durch die Scheibe
hindurchtritt. Scheiben dieser Art sind im allgemeinen in der Drehzahl begrenzt, da sie den bei hohen Drehzahlen auftretenden Kräften und den Spannungen beim Schleifen nicht widerstehen können. Davon unabhängig wird bei einer Erhöhung der
Drehzahl mehr Wärme in das Werkstück und in die Scheibe eingeleitet.
Diese Wärme verkürzt die Lebensdauer der Scheibe und verursacht Schaden am Werkstück wie Rissigkeit der Oberfläche,
ein starkes Ansteigen der Oberflächenspannung, Balligkeit usw·
Die zweite Art von Schleifscheiben sind die massiven Scheiben.
Diese Art von Scheiben ist üblicherweise aus einem massiven Metall (z.B. Aluminium) hergestellt und weist eine abtragende
oder schleifende Arbeitsfläche auf. Diese Arbeitsfläche kann
durch metallgebundene Diamanten oder Diamanten in einer Phenolharzbindung
dargestellt sein. Die massiven Scheiben sind sehr kräftig ausgebildet und können dementsprechend höhere Drehzahlen
aushalten als die zuerst erwähnten Scheiben. Wenn nun aber
auch aus Festigkeitsgründen höhere Drehzahlen möglich sind, so
tritt doch durch die hohen Drehzahlen eine übermäßige Wärme in das Werkstück und in die Scheibe ein. Wenn bei fortgesetztem
Betrieb mehr Wärme erzeugt wird, steigt die Temperatur in der
Scheibe und im Werkstück soweit an, bis bei den harzgebundenen Scheiben die Bindung zerstört wird. Bei den metallgebundenen
Scheiben bewirkt das Ansteigen der Temperatur ein Quellen der Scheibe und des Werkstücks, das - wenn es übermäßig auftritt--
009838/1315
die Scheibe, das Werkstück und die SchleifmascMne beschädigen
kann. Es ist bisher nicht möglich gewesen, die an der Berührungs·
stelle von Scheibe und Werkstück erzeugte Wärme in einem solchen Maße abzuführen, daß die Schnittgeschwindigkeiten der
heute handelsüblichen Scheiben wesentlich erhöht werden konnten.
In diesem Sinne können diese Scheiben als durch die Wärme
begrenzte Werkzeuge angesehen werden. Das bedeutet, daß es
eine obere Grenze der Schnittgeschwindigkeit'gibt, die wegen
der Unmöglichkeit, die erzeugte Wärme abzuleiten, nicht überschritten
werden kann.
Ziel der Erfindung ist es, sowohl die Drehzahlbegrenzung als
die Wärmebegrenzung, die bei den bekannten Schleifscheiben gegeben sind, zu überwinden und eine Scheibe zu schaffen, die .
nicht nur schneller und kühler arbeitet als irgendeine bisher bekannte Scheibe, sonde??n die auch hierbei weniger Leistung
verbraucht und eine längere Lebensdauer besitzt.
Scheiben gemäß der Erfindung weisen eine Arbeitsfläche auf, die
durch eine Schicht Diamanten dargestellt wird, die in ein poröses,
wärmeleitendes Gefüge eingeschlossen sind, sowie einen
Wärmeableitungsbereich, der an die genannte Arbeitsfläche anschließt.
Diamanten besitzen im Gegensatz zu anderen Schleifmitteln den Vorzug, daß sie nicht nur hervorragende Schnitteigenschaften,
sondern auch noch eine außerordentlich hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, die etwa das fünffache der von
Kupfer beträgt. Der Wärmeableitungsbereich der Scheiben besteht
aus einem Material, das groß bemessene Kühlmittelkanäle zum
Durchfluß einer größeren Kühlmittelmange zur Arbeitsfläche hin aufweist. Zweckmäßigerweise bestehen der Wärmeableitungsbereich
009838/ 1'31 5
und das Gefüge zur Aufnahme der Diamanten aus Metallen, die
eine Wärmeleitfähigkeit von wenigstens etwa 0,05 cal/sec/cm / C/ci
und vorzugsweise wenigstens 0,1 cal/sec/cm / G/cm besitzen. Der Wärmeableitungsbereich weist ein solches Porositätsprofil
auf, daß die Zwischenporen, die die Kühlmittelkanäle· bilden, eine ausgedehnte Wärmeübertragungsfläche bilden. Durch, das Porositätsprofil
soll die Art, die Ausbildung, Größe und Verteilung der Zellen oder Poren angegeben werden, "die die Kühlmittelkanäle
bilden und das Porenvolumen des.Wärmeableitungsbereichs darstellen, ausgedrückt beispielsweise als Zellen je Zoll
Längeneinheit ο Der Ausdruck "groß bemessen" in Verbindung
mit den Kühlmittelkanälen soll andeuten, daß es sich hier um genügend große Kanäle handelt, die eine größere Kühlmittelmenge
durchlassen im Gegensatz zu den durch feinste Poren und/ oder im wesentlichen geschlossene Zellenstrukturen, die nur mit
Kapillarkanalen versehen sind, durchsickernden Kühlmittelmen- . ■
gen. Die gesamte Scheibe kann.aus demselben Material wie der
Wärmeableitungsbereich bestehen. Wenn die gesamte Scheibe in dieser Weise aufgebaut ist, dann wirkt nur der Teil, der unmittelbar
an die Arbeitsfläche angrenzt, als Wärmeableitungsbereich. Bei einer Ausbildung in dieser Art ergeben sich zusätzliche
Vorteile·, so z.B. eine Gewichtsverminderung, die weiterhin eine Einsparung von Leistung zur Folge hat. Vorzugsweise
besteht der Wärmeableitungsbereich aus einem porösen Metall wie beispielsweise Kupfer, das eine Wärmeleitfähigkeit
von 0,9 cal/sec/cm / C/cm besitzt. Selbstverständlich können auch andere Metalle und Legierungen, wie Nickel, Eisen, Aluminium,
Magnesium usw. verwendet werden. Es wurde festgestellt, daß Taei zunehmender Wärmeleitfähigkeit und Vergrößerung der
Wärmeübertragungsfläche des Wärmeableitungsbereichs das Werkstück weniger Wärme aufnimmt und die Scheibe bei fortgesetztem
009838/1315
Betrieb kühler bleibt. Das gilt insbesondere dann, wenn ein
schlechtes Kühlmittel wie beispielsweise Luft verwendet wird. Wenn die Qualität des Kühlmittels verbessert wird, kann die
Wärmeübertragungsfläche verkleinert werden. Durch ein schnelles
Abführen der erzeugten Wärme können das Werkstück und die Scheibe unterhalb der entsprechenden Zerstörungstemperaturen
gehalten werden.
Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung in mehreren
Ausführungsformen dargestellt und wird im folgenden im einzelnen
erläutert.
Fig. 1 zeigt in radialer Hichtung eine Ansicht einer Schleifscheibe
gemäß der Erfindung, die in Figur 3 teilweise geschnitten dargestellt ist.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilstirnansicht, die den Schnitt
längs der Linie 2-2 der Figur 1 zeigt.
Fig. 3 zeigt eine Teilvorderansicht einer anderen Ausführungsform einer Scheibe gemäß der Erfindung in axialer
Hichtung.
Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Figur 3.
Fig. 5 zeigt vergrößert einen Teil des Schnittes der Figur
009838/131B
zeigt eine Teilvorderansicht einer anderen Ausführungsform einer Scheibe gemäß der Erfindung in axialer
Richtung· -
Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie 7-7 durch die Scheibe
der Figur 6O
Fig. 8 zeigt vergrößert einen Teil des Schnittes der Figur 7«
Figo 9 zeigt teilweise im Schnitt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Schleifscheibe gemäß der Erfindung.
Fig. 10 ist eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung einer Polierscheibe, die entsprechend der
Erfindung ausgebildet ist.
Fig. 11 ist eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 12 und 13 zeigen in Diagrammen einen Vergleich der Werkstücktemperatur in Abhängigkeit von der Schleifscheibenzustellung, von der Wärmeleitfähigkeit und der Porosität
unterschiedlicher Diamantscheiben.
0098 38/1315
Fig. 14 und 15 zeigen unter anderen Bedingungen als die Fig.
12 und 13 einen Vergleich der Werkstücktemperatur in
Abhängigkeit von der SchleifScheibenzustellung, von
der Wärmeleitfähigkeit und der Porosität unterschiedlicher
Diamantscheiben.
Fig. 16 und 17 vergleichen graphisch die Werkstücktemperaturen
bei verschiedenen Schnittiefen in Abhängigkeit von
den Wärmeübertragungsflächen, die für die konvektive ' Wärmeableitung aus dem Wärmeableitungsbereich der
unterschiedlichen porösen Diamantscheiben gemäß der Erfindung zur Verfugung stehen.
Fig. 18 vergleicht graphisch die in unterschiedlichen radialen
Tiefen gemessene Temperatur von Schleifscheiben, die innerhalb der Schneidfläche mit unterschiedlich großen
Wärmeübertragungsflächen versehen sind.
Fig. 19 vergleicht graphisch bei unterschiedlichen Schnittie—
fen die Werkstücktemperaturen beim Bearbeiten mit einer bekannten, massiven Diamantscheibe und einer
porösen Diamantscheibe gemäß.der Erfindung.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform einer Schleifscheibe
gemäß der Erfindung. Die Scheibe 2 besteht aus Seitenplatten 6, die voneinander durch eine Anzahl von gefalteten .
Metallbändern getrennt sind, die mit 4a, 4b, 4c und 4d bezeichnet
sind. Die Seitenplatten 6 sind beispielsweise durch Lötung
mit den gefalteten Bändern verbunden. Wie am besten aus Figur
009838/T315
hervorgeht, kann das Metallvolumen der Scheibe in radialer
Richtung einfach .dadurch geändert werden, daß die Anzahl der
Paltungen ge Längeneinheit geändert wird, die zwischen den
Seitenplatten 6 angeordnet werden. Das Gesamtgewicht der Scheibe, die Festigkeit und die Wärmeableitungseigenschaften können
in dieser Weise gesteuert werden. Das in unmittelbarer
Nachbarschaft des Seheibenumfangs liegende Metallband 4a dient
hierbei als Hauptschicht zur Wärmeableitung. In den Seitenflächen 6 sind radial innen an der Scheibe mehrere Löcher 8
vorgesehen, durch die während des Betriebes ein Kühlmittel,
wie beispielsweise Wasser, in die Zwischenräume der Scheibe eingeleitet werden kann. Durch die Fliehkraft strömt das Kühlmittel in radialer Richtung nach außen zur Arbeitsfläche
Die Seitenflächen 6 begrenzen den Durchfluß des Kühlmittels durch die Scheibe und verhindern den Austritt durch die Stirnflächen.
Die Nabe 1.0 der Scheibe kann bei dieser Ausführungsform von,beliebigem Aufbau sein und steht in keinem Zusammenhang mit der Erfindung. Der Umfang der Scheibe 2 ist die
Arbeitsfläche der Schleifscheibe, die durch einen überzug aus
galvanisch aufgebrachten Diamanten besteht. Bin solcher Überzug
ergibt sich durch eine vorbestimmte Lage von Diamanten beim
galvanischen Niederschlagen von Metall in der iVeise, daß die
Diamanten in dem niedergeschlagenen metall (z.B. Nickel)
eingeschlossen sind, das als Haltegefüge oder -material für
die Diamanten dient. Die Arbeitsfläche 12 wird in der Zeichnung
als eine besondere Schicht dargestellt, da sie eine endliche,
wenn auch geringe Dicke besitzt. Durch das Stricheln sollen die Teilchen angedeutet werden. Die Verwendung des Ausdrucks
"Arbeitsfläche" soll im folgenden diese bestimmte Schicht
unabhängig von ihrer Dicke bezeichnen..
: ■ ' .-. : ' .'■ OBWSiNALiNSPECTED;
009 838/1315
Die Figo 3» 4- und 5 zeigen eine vorzugsweise Ausführungsform
der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist die Schleifscheibe aus einer Anzahl von Drahtgeflechten 16 aufgebaut. Wie
am besten aus den Fig. 4- und 5 hervorgeht, sind die Geflechte
fluchtend ausgerichtet, gestapelt und an den Stellen 24, an denen sie sich berühren, durch Lötung miteinander verbunden.
Wie weiter unten erläutert wird, werden die Geflechte vorzugsweise vorher gewellt. Die einzelnen Geflechte sind gegeneinander
um einen Winkel verdreht angeordnet, wozu die einzelnen
Geflechte zum -nächsten um einen bestimmten Winkel um die durch
den Mittelpunkt der Scheibe verlaufende Achse gedreht werden. Die Scheibe weist weiterhin eine in der Zeichnung nicht dargestellte
Nabe auf. Bevor die Nabe an der Scheibe angebracht ■ wird, ist es wünschenswert, den Mittelteil der Scheibe zu versteifen.
Diese Versteifung wird in der Weise erreicht, daß ein Hing mit einer Breite von etwa 1" (25j4 mm) um das Mittelloch
der Scheibe herum mit einer in der Wärme aushärtenden Flüssigkeit imprägniert wird. Dieser Vorgang soll weiter unten noch
im einzelnen erläutert werden,. Die Schleifscheibe weist eine
Arbeitsfläche 20 auf, die durch eine schleifende Schicht 18 aus galvanisch aufgebrachten Diamanten besteht. Die Teile der
Drähte, die unmittelbar an die. Arbeitsfläche 20 angrenzen, dienen als wärmeleitende Teile des Wärmeableitungsbereichs.
Bei der in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellten Ausführungsform
besteht die Schleifscheibe 26 aus einer Anzahl Schichten perforierter
Bleche 28, die voneinander durch Distanzstücke 34·
getrennt sind«. Bei der dargestellten Ausführungsform bilden die Distanzstücke 34 integrale Bestandteile der Bleche 28 und werden beim Perforieren der Bleche hergestellte Andere Distanzstücke,
009838/1315
- ίο -
wie "beispielsweise Drähte oder Eindellungen, die in den Blechen
28 vorgesehen sind, können ebenfalls benutzt werden. Die Schleifscheibe
26 ist mit einer Arbeitsfläche 32 versehen, die durch
eine schleifende Schicht 30 dargestellt wird. Die einzelnen
Bleche 28 sind gegeneinander in radialer Richtung versetzt, wie es am besten aus den Figuren 7 und 8 hervorgeht. Weiterhin sind
die Bleche relativ zur Mittelachse der Scheibe auch unter
Winkeln zueinander angeordnet, wie es S1Ig. 6 zeigt. Diese Versetzung der einzelnen Schichten stellt einen im wesentlichen
kontinuierlichen Weg für das Kühlmittel von der Mitte der
Scheibe bis zur Arbeitsfläche 32 hin sicher, wenigstens aber
durch den unmittelbar an die Arbeitsfläche angrenzenden WärmeableitungsbereichV
Die Perforierungsdichte, d.h. die Anzahl der Löcher je Flächeneinheit - besonders im Wärmeableitungsbereich
unmittelbar unterhalb der Arbeitsfläche - hängt von der Wärmemenge ab, die von der Stelle, wo Werkstück und
Scheibe zusammentreffen, abgeleitet werden muß. Die Perforierungsdichte und die Verteilung der Löcher in Fig. 6 soll nur als
Beispiel dienen und stellt keine bestimmte, kritische Ausführungsform dar.
Die Fig. 9, 10 und 11 zeigen weitere Ausfahrungsformen von
Werkzeugen gemäß der Erfindung. In Figur 9 besteht die gesamte
Scheibe 38 aus einem offenzelligen, porösen Metall 40 (z.B.
Nickel). Solche Scheiben sind erfolgreich mit 15 Volumenprozent Nickel hergestellt worden und besaßen ein Porositätsprofil von
etwa 45 Zellen je Zoll Länge, (etwa 18 Zellen je cm). Dabei
2 3
wurden große Wärmeübergangsflächen von etwa 75 in /in oder
2 3
29,5 cm je cnr Material erzielt. Die Schleifscheibe wird durch eine Arbeitsfläche 42 und eine nicht dargestellte Harzhalterung wie bei den Figuren 3, 4 und 5 vervollständigt. Ein Nabeneinsatz w.ird durch zwei Teile 44 und 46 dargestellt, die von den beiden Seiten der Scheibe eingepreßt und mit der Scheibe verbunden sind. -PRiGlNAL INSPECTED
29,5 cm je cnr Material erzielt. Die Schleifscheibe wird durch eine Arbeitsfläche 42 und eine nicht dargestellte Harzhalterung wie bei den Figuren 3, 4 und 5 vervollständigt. Ein Nabeneinsatz w.ird durch zwei Teile 44 und 46 dargestellt, die von den beiden Seiten der Scheibe eingepreßt und mit der Scheibe verbunden sind. -PRiGlNAL INSPECTED
009838/1315
Die in Figur 10 dargestellte Scheibe 48 entspricht insofern im
wesentlichen der der Figur 9j als sie grundsätzlich aus einem
porösen Metall 54 besteht. Hier ist Jedoch die schleifende ·
Schicht 50, durch die die Arbeitsfläche 52 dargestellt wird,
nicht auf dem Umfang der Scheibe vorgesehen, sondern auf der
Stirnfläche der Scheibe 48. Mit dem auf der Stirnfläche ange-'
brachten Schleifmittel kann das Werkzeug als Schmirgel- oder
Polierscheibe oder dergleichen verwendet werden. Die Scheibe ist dabei so ausgebildet, daß die Umfangskante dünner ist als der
Scheibenkörper, so daß am Scheibenumfang eine erhebliche Flexibilität erhalten wird. Eine solche Form ist besonders gut
für das Schmirgeln und Polieren geeignet. Bei dieser Art von "
Bearbeitung; wird das Material vom Werkstück unter weniger
schwierigen Bedingungen abgetragen als es beim Schleifen und
Trennen mit dem Scheibenumfang der Fall ist, wo die Scheiben nicht biegsam sind, in das Werkstück hineingedrückt werden
und eine verhältnismäßig geringe Berührungsfläche mit dem Werkstück besitzen. Gerade an dieser kleinen Fläche tritt die außerordentlich große Wärmeentwicklung auf, die schnell abgeleitet'
werden muß..Ein anderer Aufbau einer in der beschriebenen Weise
gestalteten Scheibe kann dadurch erreicht werden, daß eine
Scheibe entsprechend den Figuren 3 bis 5 verwendet wird, bei
der der Außendurchmesser der Drahtgeflechte zunehmend von der Arbeitsfläche zur Rückseite der Scheibe verringert wird. An
der Scheibe ist schließlich noch in bekannter Weise eine Nabe angebracht. . . - ' '
Bei der Ausführungsform nach Figur 11 ist der Wärmeableitungsbereich
.70 vollkommen von Scheibenkörper 66 der Scheibe 58 getrennt
ausgebildet. Der Wärmeableitungsbereiöh 7.0 liegt unmit-
009838/1315
telbar unterhalb der porösen Schleifschient 72, die die Arbeitsfläche
74 der Scheibe darstellt. Der Bereich 70 besteht aus einem porösen Metall der oben erläuterten Art. Praktisch
wird sämtliche Wärme, die in die Scheibe eintritt, auf dieser
kurzen Entfernung radial innerhalb der Arbeitsfläche 74- entfernt.
Man kann annehmen, daß eine Strecke von nicht mehr als 1/16" (etwa 1,6 mm) ausreicht, den größten Teil der Wärme zu
entfernen (siehe beispielsweise Figur 18). Der Scheibenkörper 66 kann aus einem beliebigen, ausreichend festen Material bestehen,
das die Beanspruchungen des SohleifVorgangs aufnehmen
kann. Je leichter dieses Material ist, desto weniger Leistung ist zum Antrieb der Scheibe erforderlich. Für den Scheibenkörper
66 können Materialien wie Metall oder auch bestimmte Kunststoffe verwendet werden. Bei Ausführungsformen entsprechend
Figur 11 wird zweckmäßigerweise eine Mehrzahl von radialen Bohrungen 68 im Scheibenkörper 66 vorgesehen. Diese radialen
Bohrungen 68 ermöglichen die Einführung eines Kühlmittels im Nabenbereich, von wo das Kühlmittel zur Arbeitsfläche 74-gelangt.
Je nach der genauen Art der auszuführenden Arbeit und/ oder nach den Beschränkungen der Einrichtungen des Benutzers
kann das Kühlmittel natürlich auch durch andere Mittel in den Wärmeableitungsbereich 70 eingeführt werden, wie beispielsweise
als Kühlstrahlen (z.B. mittels der Düse 4J der Fig.'9)» die aus
einer beliebigen Anzahl von Eichtungen auf den Wärmeableitungsbereich
gerichtet werden. Das gilt selbstverständlich für alle Arten von Schleifscheiben. Die Menge des Kühlmittels sollte
so ausreichend bemessen sein, daß sie die Wärme, die an der
Stelle des Zusammentreffens von Werkstück und Schleifscheibe
erzeugt und konduktiv in den Wärmeableitungsbereich der Scheibe
übertragen wird, konvektiv ableitet.
009838/1315
Im folgenden soll im einzelnen eine besondere Ausführungsform
einer vorzugsweise anzuwendenden Schleifscheibe sowie ein Verfahren
zum Herstellen der Scheibe erläutert werden. Dazu wird auf die Figuren 3» 4- und. 5 verwiesen. Es soll eine Scheibe 14
mit 7" (178 mm) Durchmesser und 1/2" (12,7 mm) Breite hergestellt werden. Die einzelnen Schichten, die die Scheibe bilden,
bestehen aus Kupferdrahtgeflecht mit der Maschenweite Nr. 8„
Dieses Drahtgeflecht wird aus 0,028" (ca. 0,7 mm) Kupferdraht
hergestellt und besitzt Öffnungen zwischen den Drähten mit einer vVeite von etwa 0,097" (ca. 2,46 mm). Dieses Geflecht
wird vorzugsweise in Rollen angeliefert. Der Streifen des Geflechts
wird durch eine Maschine zum Herstellen von Wellungen geschickt, um im Geflecht Wellungen herzustellen, wie sie am
besten in Fig. 5 zu erkennen sind. Das Wellen des Geflechts
bietet mehrere Vorteile. Es ist einmal ein einfaches Mittel, um die Schichten im Abstand voneinander zu halten, wenn die
Schichten zum Aufbau der Scheibe übereinander gestapelt werden<>
Die Anordnung der Schichten mit Abstand voneinander fuhrt zu einer Mehrzahl von im wesentlichen durchgehenden, nicht gewundenen
Kanälen von der Innenseite der Scheibe bis zur Arbeitsfläche
20. Weiterhin wird durch die Anordnung der Geflechte im
Abstand voneinander die Anzahl der Schichten verringert, die zum Herstellen einer Scheibe mit einer vorgegebenen Dicke erforderlich
ist. Dadurch wird wiederum die Masse der Scheibe verringert ρ Wie bei A in i'ig·. 5 angedeutet, wird im allgemeinen
und vorzugsweise die Wellung so vorgenommen, daß sie etwa der
Dicke der Drähte entspricht, die das Geflecht bilden. Aus dem gewellten Geflecht werden Rohlinge mit entsprechendem Durchmesser
ausgestanzte Gleichzeitig wird in jeden Rohling ein zentrales Loch eingestanzt. Dann wer-den die so hergestellten
Geflechte mit einem Lötpulver überstäubt. Bei Kupfergeflechten wird vorzugsweise ein Nickel-Phosphor-Lötpulver verwendet, wie
es von der Wall Colmonoy Corporation unter der Bezeichnung Nicrobraz 10 vertrieben wird. Dann wird eine geeignete Anzahl
009838/1315
19405S7
von Geflechten zusammengelegt und in einer Halterung gestapelt,
um sie während des Lötens ausgerichtet zu halten. Für eine Scheibe mit 1/2" Dicke sind etwa 17 Schichten des gewellten *■
Geflechts erforderlich, wodurch eine wirksame V/ärmeübergangs-
o -ζ. ρ
fläche im Wärmeableitungsbereich von etwa 52 in /Ιώτ 20,5 cm
je cnr porösen Metalls oder geschichteten Geflechts erhalten
wird. Die Metallmenge liegt in diesem Bereich etwa bei 36 Volumenprozent
Kupfer. Die Geflechte werden dann um den Scheibenmittelpunkt
gegeneinander verdreht, um sicherzustellen, daß am Umfang der Scheibe eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung der Drahtenden erhalten wird. Weiterhin wird durch
dieses Verdrehen erreicht, daß die Strömungswege in der Scheibe
in axialer Richtung mehr gewunden verlaufen als in der radialen
Richtungο Dadurch wird eine bessere radiale Strömung des Kühlmittels sichergestellt. Der Stapel in der Halterung wird dann
durch ein Gewicht beschwert, so daß die Schichten während des Lötens eng aneinander gedrückt werden und sichergestellt wird,
daß eine Scheibe mit gleichförmiger Dicke erhalten wird. Der
Stapel wird in einen Lötofen eingebracht und in der Weise behandelt,
daß die Schichten miteinander verbunden werden. Nach
dem Löten wird die Scheibe zur Aufnahme der ETabe vorbereitet.
Dazu wird das zentrale Loch durch das Imprägnieren eines Ringes mit einer Breite von etwa 1" (25 j7·- mm) um das Loch herum
mit einer wärmehärtenden Flüssigkeit versteift. Beispielsweise kann hierzu Scottweld EC-2214 verwendet werden. Die wärmehärtende Flüssigkeit wird dann in Übereinstimmung mit den Anweisungen des Herstellers ausgehärtet. Bei Scottweld EC-2215 wird
das Aushärten durch ein Aufheizen auf 250 E (121 C) während
einer Zeit von 40 Minuten erreicht. Vorzugsweise wird in das
zentrale Loch ein Teflonstopfen eingesetzt, um das Loch frei
von der wärmehärtenden Flüssigkeit zu halten, während diese
009838/1315
eingebracht und ausgehärtet wird. Nach dem Aushärten wird der
Stopfen entfernt und das Loch wird bis zum gewünschten Durchmesser aufgerieben, bei einer 7"-Scheibe beispielsweise auf
1,25" (ca. 3*1,7 mm). Anschließend wird die Scheibe abgerichtet,
um sicherzustellen, daß sie konzentrisch zur Nabe läuft. Dann wird die Scheibe z.B. durch einen Dampfstrom oder einen feinen
Sandstrahl gereinigt, um sämtliche kleinen Metallteilchen an den
Drahtenden, die beim Abrichten entstanden sind, zu entfernen. Jetzt wird auch ein etwa erforderliches Entfetten der Scheibe
vorgenommen. Die Scheibe wird dann in geeigneter Weise'abgedeckt,
um sicherzustellen, daß nur der als Arbeitsfläche dienende Bereich die galvanisch niedergeschlagenen Diamanten erhält.
Hierzu gibt es zahlreiche geeignete Masken oder Abdeckmaterialien wie Wachse, Lacke und dergleichen. Torzugsweise
werden Lacke benutzt. Nach dem Austrockenen des Lackes werden gewisse Stellen freigelegt, so daß die Galvanisierung dort, wo
der Lack entfernt wurde, erfolgen kann. Das Entfernen des
Lackes wird zweckmäßigerweise mit einer motorgetriebenen, umlaufenden
Drahtbürste vorgenommen» Dann werden die Diamanten auf die Scheibe aufgebrachte Vorzugsweise wird das Überziehen
bis zu einer Tiefe von etwa 1/4" (6,35 ^01) i& ä-ie Zwischenräume
der Scheibe hinein vorgenommen; Das wird zweckuiäßigerweise in
der Weise gesteuert, daß die Boren der Scheibe zeitweise mit
einem inerten Füllstoff wie Wachs oder Harz gefüllt werden*
Vorzugsweise wird ein Nickel-Diamant-Galvanisierungsverfahren (Nickel-Diamond codeposition process) benutzt, wenn selbstverständlich
auch andere Verfahren wie beispielsweise ein Verfahren mit Kupfer-Diamant verwendet werden können«, Im folgenden sind
ein typisches GaIvanisierungsbad und die entsprechenden Bedingungen
angegeben: ' ■
009838/1315
1940597 | g/l |
330 | S/1- |
45 | g/l |
37 | g/i ■ |
0,1 | g/l |
0,1 | g/l |
100 | |
2,5 | σ |
60° |
Nickelsulphathexahydrat Nickelchloridhexahydrat Borsäure
Glaubersalz (sodium low sulphate) Cumarin
Diamant-Schleifmittel (G!E!Rvg 80-100 grit)
Temperatur
Anoden ' ■ Reines Nickel
Zum Galvanisieren des Umfangs der Scheibe wird die" Scheibe als
Kathode im elektrolytischen Bad benutzt. Das Bad wird in Bewegung gehalten, beispielsweise durch einen in die Lösung eintauchenden
Flügel, um die Diamanten in der Lösung verteilt zu halten» Die Stromdichte ändert sich während des· Galvanisieren
von 60 A/ft2(0,065 A/cm2) bis 10 A/ft2 (0,0108 A/cm2), wobei
eine genauere Regelung gegen Ende des Vorgangs erforderlich ist, nachdem die Diamantablagerung zugenommen hat. Vorzugsweise
soll die Dicke der Nickelablagerung größer als etwa 50 Prozent
des mittleren Durchmessers der Diamanten sein, jedoch nicht mehr
als 100 Prozent. Daraus ergibt sich eine bessere Haftung der Diamanten. Nach dem Reinigen und deia Entfernen des Abdeck- und
Füllmaterials wirddie Scheibe ausgewuchtet.
Schleifscheibenj die in der oben erläuterten Weise hergestellt
wurden, wurden in der Weise geprüft, daß ein Stück "KT" Siliziumkarbid
geschliffen wurde. Das Prüfstück war ein rohrförmiger Zylinder mit einem Außendurchmesser von 5,788" (147 mm), einem
Innendurchmesser von 3,750" (95,3 mm) und einer Länge von 1,625" (41,3 mm). Das Siliziumkarbid hatte eine Härte von 13
009838/1315
entsprechend der Mohs1sehen Skala. Das Schleifen wurde am Ende
quer über den Durchmesser des Prüfstücks vorgenommen, wobei Wasser als Kühlmittel diente. Das Kühlmittel strömte durch den
Wärmeableitungsbereich der Scheibe mit einer Menge von 0,22 gal/min (833 cnr/min). Die Abtraggeschwindigkeit betrug 0,004"
(0,1015 mm) je Durchgang der Scheibe bei einer Gesamtabnahme
von 2,0 ir (32,77 cnr) in 42,3 Minuten. Ein ähnlicher Versuch
wurde mit demselben Material bei Benutzung einer üblichen . harzgebundenen Diamantscheibe durchgeführt, die nur 0,001"
(0,0254 nun) je Durchgang abnahm und nur 0,8 in"^ (13^1 cnr) in
6 Stunden abschleifen konnte.
Es scheint so, daß die überlegene Leistung der erfindungsgemäßen
Scheiben durch ein Zusammenwirken zwischen dem konduktiven und dem konvektiven Wärmeübergangsmechanismus in der Arbeitsfläche
der Scheibe und in dem Wärmeableitungsbereich entsteht. Es konnte beobachtet werden, daß Diamantscheiben, die sonst im
wesentlichen den gleichen Aufbau zeigten, jedoch aus Material mit anderen Wärmeleitfähigkeiten hergestellt waren, sich hinsichtlich
der Wärmemenge, die in das Werkstück übertragen wurde, unterschiedlich verhielten. Die Wärmeleitfähigkeit des
Materials, das den Wärmeableitungsbereich der Scheiben bildet, scheint ein sehr wesentlicher Parameter zu sein. Die Figuren
12 bis 15 zeigen, daß während eines kontinuierlichen Schleifens
mit einer konstanten Scheibendrehzahl und konstantem Kühlmittelfluß (Luft oder Wasser) die Wärmemenge, die in das Werkstück
übertragen wurde, im wesentlichen umgekehrt proportional der
Wärmeleitfähigkeit des Materials ist, aus dem die Wärmeableitungszone
der Scheibe besteht. Beispielsweise lassen die Fig. 12 bis 15 erkennen, daß poröse Wärmeableitungsbereiche, die aus
Kupfer bestehen, weniger Wärme in das Werkstück übertragen als
00983871315 original inspected
-is- 194.0587
die aus Nickel bestehenden. Figuren 12 bis 15 zeigen weiterhin,
daß allein die Schleifscheiben gemäß der Erfindung die Wärme
schnell genug ableiten können, um genaue, tiefere Einschnitte herstellen zu können* Das gilt sowohl für die trockenen (luftgekühlten) als auch die nassen (wassergekühlten) Versuche.
Beispielsweise konnten bei den durch die Figuren 12 bis 15 dargestellten Versuchen weder die massiven noch die harzgebundenen Schleifscheiben der Wärmebeanspruchung bei tieferen Einschnitten
in einen Prüfblock widerstehen. In den in den Figuren 12 und 13 wiedergegebenen Versuchen wurden poröse Scheiben
gemäß der Erfindung mit 1/2" (12,7 mm) Breite und einem Durchmesser
von 7" (178 mm) verwendet, die aus Nickel bzw. Kupfer bestanden und am Umfang mit Diamanten versehen waren. Diese porösen
Scheiben wiesen etwa 36 Volumenprozent Metall auf und
besaßen im Wärmeableitungsbereich eine Wärmeübertragungsfläche
οχ ο 3
von etwa 50 in /xxr (19»7 cm je cnr Material). Die massive Kupferschleif scheibe war am Umfang mit Diamanten versehen und kennzeichnete Scheiben, die eine maximale Fähigkeit der konduk— tiven Wärmeableitung, jedoch eine minimale Fähigkeit der konvektiven Wärmeableitung besitzen· Die harzgebundene Scheibe war eine im Handel erhältliche Scheibe des Typs D-120 P10Q Bl/8, bei der die Diamanten in einer 1/8" (3,17 mm) dicken Schicht aus Phenolharz auf einer Scheibe aus einer Aluminiumlegierung gehalten wurden. Die Scheiben wurden naß (wassergekühlt) und trocken (luftgekühlt) untersucht. Bei den Versuchen wurde eine der 2" χ 4" (50,8 mm χ 101,6 mm) großen Flächen eines 1" χ 2" x 4" (25,4 mm χ 50,8 mm χ 101,6 mm) messenden Prüfblocks aus GM46M-Werkzeugstahl abgeschliffen, der durch Wärmebehandlung eine Härte von 60 bis 62 Rc besaß. In die Mitte der einen 2" χ 4" (50,8mm χ 101,6mm) Stirnfläche war ein Sac kl och
von etwa 50 in /xxr (19»7 cm je cnr Material). Die massive Kupferschleif scheibe war am Umfang mit Diamanten versehen und kennzeichnete Scheiben, die eine maximale Fähigkeit der konduk— tiven Wärmeableitung, jedoch eine minimale Fähigkeit der konvektiven Wärmeableitung besitzen· Die harzgebundene Scheibe war eine im Handel erhältliche Scheibe des Typs D-120 P10Q Bl/8, bei der die Diamanten in einer 1/8" (3,17 mm) dicken Schicht aus Phenolharz auf einer Scheibe aus einer Aluminiumlegierung gehalten wurden. Die Scheiben wurden naß (wassergekühlt) und trocken (luftgekühlt) untersucht. Bei den Versuchen wurde eine der 2" χ 4" (50,8 mm χ 101,6 mm) großen Flächen eines 1" χ 2" x 4" (25,4 mm χ 50,8 mm χ 101,6 mm) messenden Prüfblocks aus GM46M-Werkzeugstahl abgeschliffen, der durch Wärmebehandlung eine Härte von 60 bis 62 Rc besaß. In die Mitte der einen 2" χ 4" (50,8mm χ 101,6mm) Stirnfläche war ein Sac kl och
ORKSiNAL INSPECTED
009^3^8/1315
gebohrt, das bis auf 0,025" (0,6^5 mm) bis an die zu schleifende
Fläche heranreichte. In diese Löcher in den Prüfblöcken waren
Konstantan-Thermoelemente eingesetzt. Dann wurden nach Anzeige
der Vorschubeinrichtung Schnitte von 0,001", 0,002" und 0,003"
(0,025 mm Ό,051mm und 0,076 mm) ausgeführt, wobei jeweils die
sich einstellende Temperatur aufgezeichnet wurde. Die tatsächliche Materialabnahme wurde nach jeder Versuchsserie festgestellte Die Maschine, eine "Do All"—Naß- und Trockenoberflächenschleif
maschine, arbeitete mit einer Drehzahl von 3^-00 U/min.,
einer Translationsbewegung von 38 Perioden je Minute und einer
Querverschiebung von 0,020" (0,508 mm) je Periode. Bei den nassen Versuchen wurde Wasser verwendet, dessen Menge 0,22
gal/min (833 cnr/miD..) betrug. Dann wurden ähnliche Versuche
ausgeführt, die die Ergebnisse der Fig. 14- und 15 zur Folge
hatten. Dabei waren die Thermoelemente 0,062" (1,57 mm) von
der zu schleifenden Oberfläche entfernt angeordnet und das Abtragen wurde in Stufen von 0,0005" (0,0127 mm) zwischen
0,0005" (0,0127 mm) und 0,003" (0,076 mm) vorgenommene Wegen der neuen Lage der Thermoelemente ergab sich eine Verschiebung
der aufgezeichneten Temperaturen nach unten. Weiterhin wurde bei der zweiten Versuchsserie die massive Kupferscheibe mit
einer Nylonhülse in der sonst metallischen Nabenbohrung versehen. Durch diese "Hülse wurde ein gewisser schützender Federungseffekt erzielt, der bei der ersten VersuchsSerie nicht vorhanden
war. ■-■■■-
Bei dem ersten Trockenversuch mit der porösen Nickelschleif—
scheibe (Fig. 12) wurde die Scheibe aufeinanderfolgend 0,001",
0,002" und 0,003" (0,025mm, 0,051 und 0,076 mm) in der geschilderten
Weise in den Block zugestellt« Wenn der Block die
!MSPECTED
009838/1315
-20 - 1940587
Raumtemperatur wieder angenommen hatte, wurde er vermessen, wobei eine Ge samt abnähme von 0,0058" (0,14-7 mm) festgestellt
wurde gegenüber einer Zustellung der Schleifscheibe von insgesamt 0,006" (0,152 mm). Es zeigte sich eine geringe Abnutzung
an der Schleifscheibe, die aber für alle Schleifscheiben während des anfänglichen Gebrauchs normal ist. Die angezeigten
Temperaturen entsprechen den. in der Zeichnung aufgetragenen Werten.
Beim ersten Trockenversuch mit der porösen Kupferschleifscheibe
(Fig. 12) wurde die Scheibe aufeinanderfolgend wieder 0,001", 0,002" und 0,003" in der geschilderten Weise zugestellt.
Die tatsächliche Materialabnahme wurde nach dem Abkühlen zu 0,0057" (0,145mm) bestimmt. Wie bei der Nickelscheibe
war auch hier eine geringe Abnutzung festzustellen,, Die gemessenen
Temperaturen sind in Fig. 12. eingetragen.
Beim, ersten Trockenversuch mit der massiven Kupferschleif scheibe
(Fig. 12) wurde der Versuch nach dem ersten Zustellen von 0,001"
abgebrochen. Die Wärme wurde derart schnell erzeugt, daß die
Scheibe in radialer Richtung wuchs und um mehr als 0,001"
(0,025 mm) tiefer eindrang. Obwohl die Zustellung der Scheibe
nur 0,001" betrug, wurden tatsächlich 0,003" (0,076mm) an
Material abgenommen. Es konnte hierbei kein vernünftiger Zusammenhang zwischen der Materialabnahme und der Temperatur
festgelegt werden, da der Unterschied zwischen der Scheibenzustellung
und der tatsächlichen Materialabnahme derart groß war.
IMSPECTED
009838/131 5
Beim ersten Trockenversuch mit der harzgebundenen, üblichen Schleifscheibe (Figo 12) wurde der Versuch ebenfalls nach der
ersten Zustellung von 0,001" abgebrochene Die durch diese
Zustellung erzeugte Wärme bewirkte, daß sich der Phonolharzbinder
zersetzte und die Diamanten freigab. Die tatsächliche
Materialabnahme betrug 0,0004" (0,01 mm).
Beim ersten Naßversuch mit der porösen Nickelschleifscheibe
(Fig. 13) wurde die Scheibe aufeinanderfolgend 0,001", 0,002" und 0,003" zugestellt. Die gesamte Materialabnahme wurde zu
0,0058" (0,147 mm) festgestellt im Vergleich zur gesamten Zustellung von 0,006" (0,152 mm). Die Scheibe zeigte eine
geringere Abnutzung als bei den Trockenversuchen. Die gemessenen Temperaturen entsprechen den in Fig. 13 aufgetragenen Werten.
'
Beim ersten Naßversuch mit der porösen Kupferschleifscheibe
(Fig. 13) wurde die Scheibe wieder aufeinanderfolgend 0,001",
0,002" und 0,003" zugestellt« Die gesamte Materialabnähme betrug
auch hier 0,0058" im Vergleich zur gesamten Zustellung von 0,00b". Die gemessenen Temperaturen sind in Fig. 13 eingetragen.
Beim ersten Naßversuch mit der massiven Kupferscheibe (Fig. 13)
wurde die Scheibe aufeinanderfolgend 0,001" und 0,002" zugestellt. Bei diesem Versuch wuchs die Scheibe in radialer Richtung
und der Versuch wurde nach der zweiten Zustellung von 0,002" abgebrochen. Hierbei betrug nach dem Zustellen der
009838/1315
Scheibe um 0,002" die gesamte Materialabnähme 0,0048" (0,122mm).
Die gemessenen Temperaturen entsprechen den in Fig. 13 eingetragenen
Werten, jedoch ließ sich hier keine vernünftige Beziehung
zwischen der Temperatur und der Eindringtiefe herstellen,
da die Maßhaltigkeit vollkommen verloren gegangen war.
Beim ersten Naßversuch mit der harzgebundenen, üblichen Schleifscheibe
(Fig. 13) wurde die Scheibe um 0,001" in den Block zugestellt. Bei diesem Versuch bewirkte die erzeugte Wärme ein
Erweichen der Phenolharzbindung, so daß die Diamanten freigegeben wurden«. Die Zustellung um 0,001" (0,025 mm) führte nur
zu einer tatsächlichen Materialabnähme von 0,0006" (0,0152 mm).
Weiterhin entstand die Wärme mehr durch Reibung als durch das Schleifen. Die gemessenen Temperaturen entsprechen der Auftragung
in Fig. 1J, jedoch ließ sich keine vernünftige Verbindung
zwischen der Temperatur und der Schleiftiefe herstellen.
Beim zweiten Trockenversuch mit der porösen · Nickelschleifscheibe
(Fig. 14) wurde die Scheibe nacheinander 0,0003", 0,0010", 0,0015", 0,0020", 0,0025" und 0,0030" (0,0127 mm, 0,0254mm,
0,0381mm, 0,0508mm, O,O635mm und 0,0762 mm) zugestellt. Das
ergibt eine gesamte Zustellung von 0,0105" (0,2667 mm); gemessen wurde eine Abtragung von 0,0100" (0,254mm). Die gemessenen
Temperaturen sind in Fig. 14 eingetragen.
Beim zweiten Trockenversuch mit der porösen Kupferscheibe (Fig. 14) wurde die Scheibe nacheinander wieder 0,0005", 0,0010",
0,0015", 0,0020", 0,0025" und 0,0030" zugestellt. Bei dieser Gesamtzustellung von 0,0105" wurden wieder 0,0100" Material
abgetragen. Die gemessenen Temperaturen entsprechen wieder den in Fig. 14 eingetragenen Werten.
009838/1315
Beim zweiten Troekenversuch mit der massiven Kupferschleifscheibe
(Fig. 14) wurde die Scheibe ebenfalls nacheinander
0,0005", 0,0010", 0,0015",. 0,0020", 0,0025" und 0,0030" zugestellt, so daß die Gesamtzustellung wieder 0,0105" betrug. Die
tatsächliche Materialabnahme betrug bei diesem Versuch 0,0155"
(0,3937 mm). Der Einbau der oben erwähnten Nylonbüchse gestattete es, daß die massive Kupferschleifscheibe über den gesamten
Versuch benutzt werden konnte, da sie offensichtlich als eine
Art Puffer wirkte und die Wirkungen der in radialer Richtung wachsenden Scheibe ausglich. Jedoch ergab sich wie vorher eine
beträchtlich größere Materialabnähme und ein Verlust der Maßhaltigkeit,
so daß keine vernünftige Beziehung zwischen der Temperatur und der Abtragtiefe hergestellt werden konnte»
Beim zweiten Trockenversuch mit der harzgebundenen, üblichen
Schleifscheibe (Fig. 1m-) wurde die Scheibe wieder 0,0005", ·
0,0010", 0,0015", 0,0020", 0,0025" und 0,0030" nacheinander zugestellt, wobei sich wieder eine Gesamtzustellung von 0,0105"
ergibt. Die tatsächliche Materialabnahme betrug hierbei aber
nur 0,0035" (0,0889mm), was erkennen läßt, daij die Scheibe
nach der Zustellung um 0,0015" bereits gebrochen war und keine Wirkung mehr hatte. Die gemessenen Temperaturen entsprechen
den Werten in Fig. 14-.
Beim zweiten Naßversuch mit der porösen Nickelschleifscheibe (Fig. 15) wurde die Scheibe aufeinanderfolgend 0,0005", 0,0010",
0,0015",. 0,0020", 0,0025" und 0,0030" in der geschilderten Y/eise zugestellt. Die Gesamt zustellung beträgt dabei 0,0105"«
Die tatsächliche Materialabnähme wurde zu 0,0100" (0,254mm)
gemessen. Die gemessenen Temperaturen sind in Fig. 15 eingetragen. ■ ...
0098387 1315
Beim zweiten Naßversuch mit der porösen Kupferschleifscheibe
(Fig. 15) wurde wieder nacheinander die Scheibe um 0,0005"»
0,0010", 0,0015", 0,0020", 0,0025" und 0,0030" zugestellt mit
einer Gesamtzustellung von 0,0105"· Hier betrug die tatsächliche
Material abnähme 0,0095" (0,24-13mm). Die gemessenen Temperaturen
entsprechen den in Fig. 15 eingetragenen Werten.
Beim zweiten Naßversuch mit der massiven Kupfenschleifscheibe
(Fig. 15) wurde die Scheibe wieder nacheinander um 0,0005", 0,0010", 0,0015", 0,0020", 0,0025" und 0,0030" zugestellt mit
einer Gesamtzustellung von .0,0105"· Hierbei wurde als tatsächliche
Materialabnahme 0,018" (O,4-57mm) gemessen. Die gemessenen.
Temperaturen sind wieder in Fig. 15 eingetragen.
Schließlich wurde im zweiten Naßversuch die harzgebundene,
übliche Schleifscheibe (Fig. 15) untersucht, die ebenfalls nacheinander 0,0005", 0,0010", 0,0015", 0,0020", 0,0025" und
0,0030" zugestellt wurde. Die tatsächliche Materialabnaiime betrug
in diesem Falle 0,0025" (0,0635mm); die Zerstörung der Ehonolharzbindung begann bei der 0,001"-Zustellung.
Aus den durchgeführten Versuchen wurde geschlossen, daß bei
einem fortgesetzten Schleifen die massiven Kupferschleifscheiben als sogenannte "Wärmesenken" wirken. Die massive Kupferschleifscheibe
entfernt anfänglich eine beträchtliche Wärmemenge von der Arbeitsfläche der Schleifscheibe. Auch das Werkstück
selbst nimmt einiges von der Wärme auf. Jedoch erhöht
bei einer längeren Beärbeitungszeit die absorbierte Wärme die
Temperatur der Scheibe, wodurch ein radiales Aufquellen oder Wachsen der Scheibe hervorgerufen wird. Dieses Aufquellen bewirkt
sowohl ein Überschneiden oder Zuviel-Bearbeiten des Work-
009838/1315
Stücks wie auch eine möglicherweise gefährliche Situation, in der entweder die Spindel beschädigt, das Werkstück zum
Wegfliegen gebracht wird oder auch beides auftreten kann. Die'
Verwendung der Nylonbüchse bei der zweiten Versuchsserie verringert
diese Gefahr, fügt jedoch den Versuchsbedingungen eine weitere veränderliche hinzu. Bei Zunahme der Temperatur in der
massiven Scheibe nimmt die Wärme aufnahme der Scheibe ab und
die Temperatur des Werkstücks nimmt zu. Bei den größeren Scheibenzusteilungen ging praktisch jede Maßhaltigkeit verloren.
Es wurde geschlossen, daß dieses-deshalb auftrat, weil die
Temperaturdiffe"renz &T zwischen der Arbeitsfläche und dem
Bereich angranzend an die Arbeitsfläche/kontinuierlich abnahm und dadurch die Ableitung der Wärme verringerte, so daß sowohl
das Werkstück als auch die Schleifscheibe zu quellen begannen,.
Das massive Scheibe wuchs dadurch unkontrollierbar in radialer Richtung, vergrößerte die Sclmittiefe und bewirkte eine Überhitzung
des Werkstücks.
Bei den Schleifscheiben gemäß der Erfindung sind die Diamanten
Wärmeleiter und der Wärmeableitungsbereich unmittelbar unterhalb der Arbeitsfläche besteht aus einem Material, das eine
verhältnismäßig große Wärmeleitfähigkeit, eine hohe Porosität
und ein entsprechendes Porositätsprofil zum schnellen Ableiten
der Wärme besitzt.
Scheiben gemäß der Erfindung wachsen nicht wie die massiven Scheiben.
Schon die Versuchsergebnisse zeigen, daß sich bei Schleifscheiben gemäß der Erfindung eine verbesserte Kühlung einstellt,
und zwar durch eine schnelle konduktive Ableitung der Wärme aus
009838/1315
— dX> —
dem Werkstück über die Diamanten und das wärmeleitende Gefüge,
das die Arbeitsfläche bildet, und aus der Arbeitsfläche über
den wärmeleitenden Wärmeableitungsbereich, der sich an die Arbeitsfläche anschließt; es zeigt sich weiter, daß diese
Wärme tief, z.B. etwa 1/16" (1,59™n) in den Wärmeableitungsbereich
eindringt, und dais darin eine beträchtliche konvektive
Wärmeabfuhr erfolgt, die auf der großen Wärmeübertragungsfläche
im Wärmeableitungsbereich beruht. Die außerordentlich große
Wärmemenge, die an der Berührungsstelle zwischen dem Diamanten und dem Werkstück erzeugt wird, wird schnell durch den wärmeleitenden
Diamanten mit Beträgen von mehr als 4-. (—dt/dx) je
Einheitsfläche des Diamanten übertragen statt daß sie von der
Wärmeableitungszone durch wesentlich weniger leitfähige Teilchen wie Al0O2 oder ein Karbid isoliert sind. Es wxrd auf diese
Weise nicht nur eine beträchtliche Wärmemenge durch die Teilchen
geleitet, sondern es ergibt sich auch noch eine kumulative
Wirkung dadurch, daß die Temperatur des Metalls im Wärmeableitungsbereich gering gehalten wird, wodurch sich ein höherer
Temperaturgradient (-dt/dx) zwischen der Arbeitsfläche und dem Wärmeableitungsbereich ergibt. Um diese Vorteile zu erhalten,
sollte nicht nur das Schleifmittel durch wärmeleitende Diamanten dargestellt sein, sondern sollte auch das Gefüge, das die
Teilchen festhält, sowie die Wärmeableitungszone aus Materialien
bestehen, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen, wobei weiterhin eine ausgedehnte Wärmeübergangsfläche im Wärmeableitungsbereich vorgesehen werden sollte, um die konduktiv in
diesen Bereich übertragene■Wärme konvektiv abzuleiten, i'ür den
Wärmeableitungsbereich wird somit die Verwendung von Kupfer vorzuziehen sein, das eine Wärmeleitfähigkeit von 0,9 cal/sec/
cm /°C/cm besitzt, was zu zufriedenstellenden Ergebnissen führte. Eisenlegierungen, Stühle und Legierungsstähle haben Leitfähig-
009 8 38/131S
keiten, die sich niciit wesentlich, von der des Nickels unterscheiden
und können ebenfalls als annehmbare Materialien angesehen
werden. Auch können andere Legierungen benutzt werden, jedoch sind diese üblicherweise nicht in der geeigneten porösen
Form verfügbar. Die legierten Materialien besitzen häufig Wärmeleitfähigkeiten von nur 0,05 cal/sec/cm /°G/cm. Galvanisch
aufgebrachte Gefüge.wie nickel oder Kupfer werden vorzugsweise
zum Binden der Diamanten benutzt, jedoch können auch andere Metalle und andere Terrahren zum Herstellen des Gefüges, wie
beispielsweise Sintern oder Löten, verwendet werden.
Weitere Versuche (Fig. 16 und 17) haben gezeigt, daß die Größe
der Wärmeübertragungsfläche im Wärmeableitungsbereich sehr bedeutsam ist und in weitem Maße von der Art des verwendeten
Kühlmittels abhängt» Fig. 16 läßt erkennen, daü bei Benutzung
eines schlechten Kühlmittels, wie beispielsweise Luft, die innere
Wärmeübertragungsfläche von besonderer Bedeutung ist. Wenn geringe
Werkstücktemperaturen bei tiefen Schliffen mit Luftkühlung
erzielt werden sollen, sollte die genannte Fläche wenigstens
2 3 2 2
40 in je in^ (15,7 cm. Je cm ) des Wärmeableitungsbereichs betragen und vorzugsweise 50 in /iür (1917 cm je cm3 erreichen. Die in Fig. 16 dargestellten Kurven geben die Temperaturen einer Anzahl von identischen Werkstücken wieder, die mit unterschiedlichen Kupfergeflechtschleifscheiben und unterschiedlichen Schlifftiefen bearbeitet wurden. Die Schlifftiefe ist an jeder Kurve angedeutete Die Thermoelemente lagen 0,062" (1,57 mm) von der zu schleifenden Fläche entfernte Die verschiedenen Schleifscheiben waren in jeder Hinsicht im wesentlichen identisch ausgebildet mit Ausnahme der inneren Wärmeübertragungsfläche, die geändert wurde. Bei diesen Versuchen wurden
40 in je in^ (15,7 cm. Je cm ) des Wärmeableitungsbereichs betragen und vorzugsweise 50 in /iür (1917 cm je cm3 erreichen. Die in Fig. 16 dargestellten Kurven geben die Temperaturen einer Anzahl von identischen Werkstücken wieder, die mit unterschiedlichen Kupfergeflechtschleifscheiben und unterschiedlichen Schlifftiefen bearbeitet wurden. Die Schlifftiefe ist an jeder Kurve angedeutete Die Thermoelemente lagen 0,062" (1,57 mm) von der zu schleifenden Fläche entfernte Die verschiedenen Schleifscheiben waren in jeder Hinsicht im wesentlichen identisch ausgebildet mit Ausnahme der inneren Wärmeübertragungsfläche, die geändert wurde. Bei diesen Versuchen wurden
009838/1315
1940587
fünf poröse Kupferschleifscheiben mit 7" Durchmesser benutzt»
Die erste Scheibe wies einen Anteil von 38 Volumenprozent an
Metall auf und besaß eine innere Wärmeübertragungsfläche von
p ~z P 3
etwa 19 in /xxr (?,5 cm je cnr) des Wärmeableitungsbereichs.
Die zweite Scheibe hatte einen Anteil von 34- Volumenprozent
2 3
Metall und einezWärmeübertragungsfläche von etwa 42 in /in^
2
(16,5 cm je cm ). Bei der dritten Scheibe waren die Werte 37
(16,5 cm je cm ). Bei der dritten Scheibe waren die Werte 37
2 5 2 3
Volumenprozent und etwa 52 in /Ιττ (20,5cm je cm ), während
2 3 P
bei der vierten etwa 34 Volumenprozent und 89 in /in^ (35 cm
je cnr) und schließlich bei der fünften 34 Volumenprozent und
2 3 2 3
135 in /in-' (53»1 cm je cet vorgesehen waren.
135 in /in-' (53»1 cm je cet vorgesehen waren.
Die in Fig. 17 dargestellten Ergebnisse wurden in entsprechender Weise gewonnen wie die der Fig. 16 mit.der Ausnahme, daß
hier Wasser als Kühlmittel benutzt wurde, das mit einer Menge von 0,22. gal/min (833 cnr/min) durch den Wärmeableitungsbereich
strömte. Fig. 17 läßt erkennen, daß das Werkstück bei zunehmend vergrößerten inneren Wärmeübertragungsflächen kühler geschliffen
wird* Im Vergleich mit Fig. 16 zeigt die Fig. 17 weiterhin, daß mit einem guten Kühlmittel wie Wasser die Anforderungen
an die Größe der inneren Wärmeübertragungsflächen weniger
einschneidend sind als bei der Verwendung schlechterer ■Kühlmittel, daß aber trotzdem eine Notwendigkeit für einen konvektiven
Auslaß für die Wärme innerhalb der Zwischenräume im
Wärmeableitungsbereich besteht. Wenn auch dieser Auslaß für
eine wassergekühlte Scheibe geringer sein kann als für eine luftgekühlte Scheibe, so muß er doch wesentlich größer sein
als es bei einer massiven Scheibe der Fall ist. Dies läßt sich
beispielsweise an den gestrichelten Verlängerungen erkennen» Es ist wesentlich festzustellen, daß die Scheiben mit geringer
Wärmeübertragungsfläche große Zwischenporen besaßen und Geflechte
009838/1315
aus dickem Draht benutzten, wodurch eine Arbeitsfläche erhalten wurde, die große Nester von Diamanten aufwies-, die· von großen
Poren umgeben war, und nicht eine mehr gleichförmige Vertei- lung
von Diamanten und Poren, die sich bei Verwendung von Material mit kleineren Poren ergibt. Die gleichmäßigere Verteilung
führt zu einer besseren und wirksameren Wärmeableitung.
Weitere Vorteile lassen sich erzielen, wenn das Kühlmittel zum
Auftreffen aufadas Werkstück an der Berührungsstelle von den Diamanten und dem Werkstück gebracht werden kann, so daß gerade
an der Schliffstelle, wo die Temperaturen am höchsten sind, eine vergrößerte konvektive Wärmeabfuhr erhalten wird. Eine
Vergrößerung der Kühlmittelmenge vergrößert natürlich die thermischen Vorteile, kann Jedoch in den Bearbeitungsprozess eine
hydrodynamische Variable einführen, die unerwünscht sein kanno
Unabhängig hiervon sind Schleifscheiben gemäß der Erfindung wesentlich flexibler hinsichtlich der Qualität und der Quantität
des Kühlmittels, das bei tiefen Schliffen wirksam angewendet werden kann, wo die Wärmeerzeugung bisher der begrenzende
Faktor war.
Es wurden noch weitere Versuche durchgeführt, um die Wirksamkeit der Wärmeableitungsmechanismen in den Schleifscheiben gemäß
der Erfindung im Vergleich zu denen der" üblichen, im Handel erhältlichen harzgebundenen Scheiben zu bestimmen. Ein solcher
Versuch wird durch die Fig. 18 wiedergegeben. Die in Fig. 18 wiedergegebenen Werte wurden in der Weise bestimmt, daß Thermoelemente
in Jede Scheibe radial innerhalb der Arbeitsfläche an einer 0,0.625" (1,588 mm), einer 0,25" (6,35 ™0 und einer
009838/1315
0,500" (12,7 mm) entfernten Stelle angeordnet wurden. Dann
wurde mit jeder Scheibe ein Schliff von 0,0015" (0,0381 mm)
ausgeführt und dabei die Temperatur innerhalb der Scheibe gemessen. Bei der handelsüblichen Schleifscheibe war die Temperatur
in der Fähe der Arbeitsfläche am größten. Die Scheibe wurde bei 0,25" und 0,500" Tiefe zunehmend Minier, wie Fig.
erkennen läßt» Die in Fig. 18 ebenfalls dargestellten fünf Schleifscheiben gemäß der Erfindung zeigten nur sehr geringe
Temperaturdifferenzen zwischen der Tiefe 0,062" und der Tiefe 0,500", wodurch die außerordentlich wirksame Fähigkeit der
Wärmeabfuhr dieser Scheiben angedeutet wird, durch die die
Wärme in den ersten 1/16" (1,59 mm) der Wärmeableitungszone
abgeführt wird. Weiterhin geht aus dieser Figur hervor, daß alle Schleifscheiben gemäß der Erfindung an der 1/16"-MeBstelle
wesentlich kühler waren als die handelsübliche Scheibe an der 1/2"-Meßstelleo
Fig. 19 zeigt weitere Versuchsergebnisse, bei denen die Werkstücktemperatur, gemessen in 0,062" (1,57 ») Tiefe, bei unterschiedlichen Schlifftiefen verglichen wird, wenn aufeinanderfolgend
Schliffe von 0,0005", 0,0010" und 0,0015" mit einer handelsüblichen Schleifscheibe und der vorzugsweise anzuwendenden
Scheibe gemäß der Erfindung ausgeführt werden. Die Versuchsergebnisse
zeigen, daß die handelsübliche Schleifscheibe keine tieferen Schliffe aushalten konnte und daß dementsprechend
der Versuch nach dem 0,0015" Schliff abgebrochen wurde. Unabhängig davon Jedoch zeigt Fig. 19, daß die Temperatur des Werkstücks
bei zunehmender Schlifftiefe erheblich, ansteigt, wenn
die handelsübliche Schleifscheibe verwendet wird, da... dagegen aber mit der Scheibe gemäß der Erfindung bei diesen verhältnismäßig geringen Schlifftiefen die Werkstücictemperatur im wesentlichen
konstant auf einer Temperatur bleibt, die wesentlich
unter der Temperatur liegt, die bei der handelsüblichen Scheibe
009838/1315
1940587
erhalten wurde. Außerdem lassen sich mit einer wassergekühlten
Scheibe noch bessere Werkstückkühlung erreichen, die sich aus der großen Kühlmittelmenge ergeben, die die Arbeitsfläche von
innen her vollkommen bis zu einem Maße durchströmt, wie es
bisher nicht bekannt war. Diese Art von Durchfluß verbessert
die Wärmeabfuhr derart, daß die Schleifscheiben und die Werkstücke
wesentlich strengeren und schwereren Bearbeitungsbedingungen
widerstehen können.
Diese Schleifscheiben haben noch einen.weiteren Vorteil. Die
poröse Schicht unterhalb der Arbeitsfläche läßt die Metallspäne , die vom Werkstück abgenommen werden, leicht in die
Poren eintreten und verhindert damit ein Zusetzen der Scheibe, das zu einer verminderten Schleifwirkung führt und mehr Wärme
erzeugt als eine nicht zugesetzte Scheibe. Die Wärme, die in
den Spänen enthalten ist, wird noch entfernt, wenn sich diese
in den Poren befinden. Sobald rV" a Scheibenoberfläche außer ■
Berührung mit dem Werkstück kommt, werden die Späne durch das Kühlmittel aus den Poren herausgeschwemmt.
Die gesamte Schexbe kann aus dem.porösen Material bestehen, das
den Wärmeableitungsbereich bildet. Das bedeutet, daß der Wärmeableitungsbereich
eine integrale Verlängerung des Scheibenkörpers sein kann« Wenn die gesamte Scheibe in dieser Weise
ausgebildet ist, besitzt sie eine verhältnismäßig geringe Masse·
Wegen der geringen Masse ist zum Beschleunigen der Scheibe auch eine geringere Leistung erforderlich. Außerdem kann wegen
der verbesserten Schleifwirkung die gleiche Arbeit mit verringerter Leistung ausgeführt werden. Wenn der Leistungsbedarf und
009838/131 5
1940587
das Versandgewicht die hauptsächlichen Gesichtspunkte sind,
sind Magnesium umd Aluminium ausgezeichnete Materialien für den Warmeableitungsbereich, und zwar wegen ihres geringen
Gewichts und ihrer Wärmeleitfähigkeit von 0,4 und 0,5 cal/sec/ cm /°C/cm. Schleifscheiben aus porösem Metall besitzen eine
solche strukturelle Integrität, daß sie beträchtlich haltbarer
sind als Scheiben mit Bindemittel oder keramischer Bindung, auch bei hohen Drehzahlen, Hohe Drehzahlen sind möglich, weil,
die Scheiben aus porösem Metall eine kräftigere Bindung im Verhältnis zur gesamten geringen Masse der Scheibe aufweisen.
Diese höheren Drehzahlen führen zu höheren Schleifgeschwindigkeiten.
Allerdings neigen höhere Drehzahlen auch dazu, mehr Wärme zu erzeugen. Wenn diese zusätzliche Wärme nicht entsprechend abgeführt werden kann, bringt die Drehzahlerhöhung
keinen Vorteil. Wie Jedoch angedeutet,haben die Schleifscheiben
gemäß der Erfindung die Fähigkeit, die erzeugte Wärme sehr schnell abzuführen und dadurch übermäßige Temperaturen in der
Scheibe und im Werkstück zu vermeiden. Dementsprechend überwin—
den- die Schleifscheiben gemäß der Erfindung den durch die Wärmebegrenzung
gegebenen Nachteil der massiven Scheiben.
Hinsichtlich der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schleifscheiben
wurde festgestellt, daß die mit galvanisch aufgebrachten Diamanten arbeitende Ausführungsform der Erfindung vollkommen
zufriedenstellend zum Schleifen von gehortetem Stahl oder Flußeisen wie auch für Karbide, Keramik, Beton, Glas und Kunststoff
verwendet werden kann. Die meisten Hersteller der heute im Handel erhältlichen diamantplattierten jScheiben warnen den
Benutzer vor dem Schleifen von Stahlen, da die Scheiben zum Zusetzen ("load up") neigen, was schließlich zum Verlust der
009838/1315
Scheibe führt. Aus diesem Grunde ist Stahl üblicherweise fast
ausschließlich mit Aluminiumoxydscheiben geschliffen worden·
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schleifscheiben liegt noch darin, daß die Porosität des Warmeableitungsbereiehs
im wesentlichen die Ausbildung eines hydrodynamischen Films zwischen dem Werkstück und der Scheibe verringert, wenn nicht
extrem große Kühlmittelmengen durchgesetzt werden. Diese hydrodynamischen
Filme, die bei massiven una nahezu massiven Scheiben bekannt sind, verringern die Wirksamkeit der Schleifscheiben.
Die Scheiben gemäß der Erfindung sind ebenfalls geeignet
für elektrochemische Bearbeitung, wobei durch die Scheiben.ein Elektrolyt geleitet wird. Jedoch werden die gesamten mechanischen
und thermischen Möglichkeiten der Schleifscheiben gemäß der Erfindung bei der elektrochemischen Bearbeitung nicht vollkommen
ausgenutzt, da hier der Haupttteil des abgetragenen Materials auf elektrolytische und weniger auf mechanische Weise
abgenommen wird.
Schneidwerkzeuge nehmen das Material vom Werkstück durch einen
Zerspanungsvorgang ab im Gegensatz zur Werkstückerosion infolge Reibung, die für die Schleifwerkzeuge kennzeichnend ist. Trotzdem werden viele Diamantwerkzeuge häufig als Schleifwerkzeuge
bezeichnet, auch wenn sie in Wirklichkeit zerspanen und daher besser als Schneidwerkzeuge eingestuft würden. Da jedoch offensichtlich die Industrie hier keinen Unterschied macht und den
falschen Ausdruck "Schleifen" hierfür beibehalten hat, soll
in dieser Beschreibung der Ausdruck "Schleifen" in dem Sinne verstanden werden, wie er derzeit von der Industrie benutzt
wird. Der Ausdruck "Schleifen" soll demzufolge einen Vorgang der Materialabnahme bezeichnen, bei dem mit einer Mehrzahl von
009838/1315
Schleif körpern ein einziger oder eine Anzahl von kleinen
Schnitten in einem Werkstück ausgeführt werden, wobei auch die Vorgänge eingeschlossen sein sollen, die normalerweise von
Oberflächenschleifwerkzeugen, Einstechschleifwerkzeugen, Trennscheiben, schleifenden Sägen usw* ausgeführt werden.
009 838/1315
Claims (2)
1940587
A η s,ρ r ü ehe
Schleifwerkzeug mit einer Mehrzahl von Diamanten, die in
die Arbeitsfläche des Werkzeugs eingebettet sind, gekennzeichnet
durch ein die Arbeitsfläche (12, 20, 32, 42, 52, 74) bildendes, wärmeleitendes Gefüge, durch einen porösen Wärmeableitungsbereich (4a, 16, 28, 40, 54, 70), der unmittelbar
unter der Arbeitsfläche liegt und diese trägt, und der aus einem Material besteht, das eine Wärmeleitfähigkeit von. wenigstens
0,05 cal/sec/cm / C/cm besitzt und mit groß bemessenen Kühlmittelkanälen zum Durchfluß größerer Kühlmittelmengen
durch den Wärmeableitungsbereieh versehen ist, weiter durch eine ausgedehnte, die Wärme zwischen Kühlmittel
und Material übertragende Oberfläche innerhalb des die Kühlmittelkanäle
festlegenden Wärmeableitungsbereichs, sowie durch Einrichtunge, (10, 22, 44, 46, 56, 66) zum Abstützen
des Wärmeableitungsbereichs, vrobei nur ein kleiner Anteil,
der beim Schleifen eines Werkstücks erzeugten Wärme, in das Werkstück übertragen wird.
2. Luftgekühltes Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungsfläche wenigstens
40 in2 ,
beträgt.
2 -5 2 3
40 in je in^ (15»7 cm je cnr ) des Wärmeableitungsbereichs
40 in je in^ (15»7 cm je cnr ) des Wärmeableitungsbereichs
Wassergekühltes Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Warmeübertragungsflache wenigstens
19 in je in (7*5 cm je cnr) des Wärmeableitungsbereichs
beträgt. " ' ■ . .
009838/1315
4«, Schleifwerkzeug, nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fifärmeleitfähigkeit des Materials des Wärmeableitu]
trägt.
leitungsbereichs wenigstens etwa 0,1 cal/sec/cm / C/cm be-
5. Schleifwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch'gekennzeichnet, daß der poröse Wärmeableitungsbereich
durch ein im wesentlichen offenzelliges Metallgefüge darge- ~ stellt wird.
Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Wärmeableitungsbereich durch geschichtet ec Drahtgeflechte gebildet wird«,
7« Schleifwerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß als Metall für den Wärmeableitungsbereich Kupfer oder dessen Legierungen dienen.
8. Schleifwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtgeflecht aus einem Metall der Gruppe Eisen,
Kupfer, Nickel, Aluminium, Magnesium und deren Legierungen besteht.
9. Schleifwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die einzelnen Schichten (16) aus Drahtgeflecht gewellt sind,
so daß sie im Abstand voneinander gehalten werden und zwischen
sich Kanäle bilden, die dem Kühlmittelstrom in radialer Eichtung
geringeren Widerstand entgegensetzen als in axialer
• Eichtung. '
ORIGINAL INSPECTED
009838/1315
1940587
Schleifwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug eine Porosität von etwa 64% aufweist, und daß die Porosität eine ausgedehnte
2 3 Wärmeübertragungsfläche von wenigstens 40 in je in-
2 3
(15»7 cm je cm ) porösem Volumen in wenigstens dem Bereich besitzt, der unmittelbar unterhalb des die Diamanten enthaltenden Gefüges liegt.
(15»7 cm je cm ) porösem Volumen in wenigstens dem Bereich besitzt, der unmittelbar unterhalb des die Diamanten enthaltenden Gefüges liegt.
11. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Werkzeug durch ein dreidimensionales, auf elektrischem Wege hergestelltes maschiges Gitterwerk gebildet wird*
12. Schleifwerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Werkzeug einen Metallanteil von etwa 15 Volumenprozent
besitzt, und daß die groß bemessenen Kühlmittelkanale
ein Porositätsprofil von etwa 45 Zeilen je Zoll (etwa
18 Zellen je cm) aufweisen und eine ausgedehnte Wärmeübertragungsfläche
zwischen Material und Kühlmittel von etwa
2 ·5 2 3
7^ in je in^ (29}5 cm je cnr) des porösen Materials besitzt.
7^ in je in^ (29}5 cm je cnr) des porösen Materials besitzt.
ORIGINAL
009838/1315
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US75147968A | 1968-08-09 | 1968-08-09 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1940597A1 true DE1940597A1 (de) | 1970-09-17 |
DE1940597B2 DE1940597B2 (de) | 1974-07-25 |
DE1940597C3 DE1940597C3 (de) | 1975-03-13 |
Family
ID=25022159
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691940597 Expired DE1940597C3 (de) | 1968-08-09 | 1969-08-08 | Diamantschleifscheibe |
DE19691966764 Pending DE1966764A1 (de) | 1968-08-09 | 1969-08-08 | Schleifwerkzeug |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691966764 Pending DE1966764A1 (de) | 1968-08-09 | 1969-08-08 | Schleifwerkzeug |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5011118B1 (de) |
CH (1) | CH502165A (de) |
DE (2) | DE1940597C3 (de) |
FR (1) | FR2015377A1 (de) |
GB (1) | GB1229512A (de) |
SE (1) | SE344422B (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2154917A (en) * | 1984-02-24 | 1985-09-18 | Elgin Diamond Prod | Grinding wheel |
JP7085717B2 (ja) * | 2019-11-11 | 2022-06-17 | 憲秀 伊藤 | 形状記憶合金からなる超砥粒金網砥石の製造方法 |
CN112469239A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-03-09 | 广东工业大学 | 一种大尺寸金刚石散热片及其制备方法 |
-
1969
- 1969-07-31 GB GB1229512D patent/GB1229512A/en not_active Expired
- 1969-08-08 FR FR6927346A patent/FR2015377A1/fr not_active Withdrawn
- 1969-08-08 DE DE19691940597 patent/DE1940597C3/de not_active Expired
- 1969-08-08 DE DE19691966764 patent/DE1966764A1/de active Pending
- 1969-08-08 CH CH1204169A patent/CH502165A/de not_active IP Right Cessation
- 1969-08-08 SE SE1109869A patent/SE344422B/xx unknown
- 1969-08-09 JP JP6284769A patent/JPS5011118B1/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2015377A1 (de) | 1970-04-24 |
JPS5011118B1 (de) | 1975-04-26 |
DE1940597C3 (de) | 1975-03-13 |
DE1966764A1 (de) | 1974-08-08 |
CH502165A (de) | 1971-01-31 |
GB1229512A (de) | 1971-04-21 |
SE344422B (de) | 1972-04-17 |
DE1940597B2 (de) | 1974-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1477118C3 (de) | Schneidwerkzeug für spanabhebende Bearbeitung | |
DE69630832T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von diamantbeschichteten Schneideinsätzen | |
DE69934555T2 (de) | Kreissägeblatt und Innenlochsäge und diese Werkzeuge verwendende Maschinen | |
DE69708914T2 (de) | Geripptes schleifwerkzeug | |
DE69700910T2 (de) | Einzelschleifschietmetall mit profilierter schneideoberfläche | |
DE69812358T2 (de) | Hochleistungsschleif-schneidfläche | |
DE69624682T2 (de) | Hochabrasive, galvanisch hergestellte schneide, verfahren zu dessen herstellung | |
EP0254941B1 (de) | Abrichtwerkzeug für Schleifscheiben | |
DE3045760C2 (de) | ||
DE69928154T2 (de) | Ultra-feine Nutenschneidspitze und ultra-feines Nutenwerkzeug | |
EP3385014B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines bohrwerkzeugs für die spanabhebende bearbeitung von werkstücken sowie bohrwerkzeug | |
EP3670050A1 (de) | Bearbeitungssegment für ein bearbeitungswerkzeug | |
EP1764176A2 (de) | Fräswerkzeug | |
DE69914766T2 (de) | Drehende abrichtrolle mit aufgelöteter diamantschicht | |
EP3670040A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines bearbeitungssegmentes für die trockenbearbeitung von betonwerkstoffen | |
DE19742765A1 (de) | Schneidplatte, insbesondere Wendeplatte, Verfahren zur Herstellung einer solchen Schneidplatte, mit solchen Schneidplatten ausgestattetes Werkzeug und Verfahren zum Zerspanen eines Werkstückes unter Verwendung einer solchen Schneidplatte oder unter Einsatz eines solchen Werkzeuges | |
CH635272A5 (de) | Verfahren und abrichtwerkzeug zum abrichten einer schleifscheibe. | |
DE1758823B2 (de) | Kernbohrer | |
EP1992451A1 (de) | Schleifwerkzeug mit hoher kornkonzentration | |
DE1931960A1 (de) | Schleifwerkzeug | |
DE1940597A1 (de) | Schleifwerkzeug | |
DE112013005160T5 (de) | Schleifkorndrahtwerkzeug | |
EP3347163A1 (de) | Abrichtwerkzeug | |
DE102010025677A1 (de) | Abrichtwerkzeug | |
DE102019117799B4 (de) | Zerspanungswerkzeug mit asymmetrischen Zähnen mit Schneidpartikeln |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |