DE19713817B4

DE19713817B4 - Bearbeitungswerkzeug und Material dafür

Info

Publication number: DE19713817B4
Application number: DE19713817A
Authority: DE
Inventors: Takehiko Sumiyoshi
Original assignee: Xebec Technology Co Ltd
Current assignee: Xebec Technology Co Ltd
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2017-04-04
Also published as: KR100524203B1; CH691729A5; JPH10202539A; SG64972A1; US6004198A; KR19980069733A; MY126397A; TW348093B; DE19713817A1; ID19847A

Abstract

Material für ein Bearbeitungswerkzeug, das verschlungene Glasfasern und ein wärmehärtbares Harz umfasst, das Schleifkörner enthält und das mit der Glasfaser verbunden und gehärtet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Material für ein Bearbeitungswerkzeug, sowie ein rotierendes, abtragendes Bearbeitungswerkzeug in Form eines Rotors und ein abtragendes Werkzeug in Form eines Stabes, die aus dem Bearbeitungswerkzeug-Material gebildet sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Bearbeitungswerkzeug-Material, sowie ein Bearbeitungswerkzeug, das geeignet ist zum Schneiden, Bohren, Schleifen oder Polieren von Metallen, wie Eisen, Eisenlegierung, Aluminium, Aluminiumlegierung, Kupfer, Kupferlegierung, Titan, Titanlegierung, Magnesium und Magnesiumlegierung, oder von Nichtmetallen, wie Steinen, mono- oder plykristallinem Silizium, Keramik und dergleichen.

Als Bearbeitungswerkzeuge dieses Typs sind gewöhnlich Bearbeitungswerkzeuge wie Schleifsteine aus Carborundum oder Aluminiumoxid bekannt. Der Carborundum-Schleifstein beispielsweise ist ein poröser Block, der mit Bindemittel verbundene Carborundum-Schleifkörner enthält. Da der Carborundum-Schleifstein jedoch porös ist, ist der Gehalt an Schleifkörnern und die Arbeitseffizienz nicht ausreichend. Darüber hinaus füllen sich die Poren des porösen Blocks mit dem Abtrag und verschließen, wobei die Fähigkeit zum Bearbeiten, wie die Schneidequalität, abnehmen kann. In den Japanischen Veröffentlichungsen Nr. 54-4800 und 59-97845 wird ein Polierscheiben-Schleifstein offenbart, der unter Verwendung einer Glasfaser hergestellt wurde. Dieser Polierscheiben-Schleifstein weist jedoch den Nachteil auf, daß die Glasfaser eine geringe Härte aufweist, was das Anwendungsgebiet des Polierscheiben-Schleifsteins einschränkt. Da der Polierscheiben-Schleifstein zudem porös ist, ist auch dessen Arbeitseffizienz unzureichend und die Poren verschließen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bearbeitungswerkzeug zur Verfügung zu stellen, mit dem ein Werkstück mit hoher Wirksamkeit geschnitten, gebohrt, geschliffen und poliert werden kann und das während der Verwendung nicht verschließen kann, und ein Bearbeitungswerkzeug-Material bereitzustellen, aus dem ein derartiges Bearbeitungswerkzeug gebildet werden kann.

Ein witerer Aspekt besteht darin, ein Bearbeitungswerkzeug, wie ein rotierendes, abtragendes Werkzeug und ein abtragendes Werkzeug, bereitzustellen, bei dem zur Bearbeitung, wie Schneiden eines Werkstückes, viele Schleifkörner enthalten sind, um eine solche Arbeitseffizienz sicherzustellen, daß allzeit eine ausgezeichnete Bearbeitungsfähigkeit ohne Verschließen gewährleistet ist, wobei die Verwendung verschlungener Glasfasern dafür sorge, daß das Bearbeitungswerkzeug eine derart hohe Festigkeit aufweist, daß es nicht, wie herkömmlicher Schleifstein, brechen kann, und ein Bearbeitungswerkzeug-Material zur Herstellung eines derartigen Bearbeitungswerkzeuges bereitzustellen.

Um die folgende Aufgabe zu lösen wird gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Gesichtspunkt und Merkmal ein Material für ein Bearbeitungswerkzeug bereitgestellt, das verschlungene Glasfasern enthält und ein wärmehärtbares, Schleifkörner enthaltendes Harz, das mit der Glasfaser verbunden und gehärtet ist.

Gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Gesichtspunkt und Merkmal enthält das Bearbeitungswerkzeug-Material 20 bis 40 Vol.-% einer langen Glasfaser, 20 bis 40 Vol.-% Schleifstein und 30 bis 50 Vol.-% wärmehärtbares Harz.

Gemäß einem dritten erfindungsgemäßen Gesichtspunkt und Merkmal enthält das wärmehärtbare Harz ein ungesättigtes Polyesterharz.

Gemäß einem vierten erfindungsgemäßen Gesichtspunkt und Merkmal enthält das wärmehärtbare Harz ein Epoxyharz.

Gemäß einem fünften erfindungsgemäßen Gesichtspunkt und Merkmal ist der Schleifstein mindestens einer von Diamant-Schleifkörnern, CBN-Schleifkörnern, Siliziumcarbid-Schleifkörnern, Aluminiumoxid-Schleifkörnern, Zirkoniumdioxid-Aluminiumoxid-Schleifkörnern und Zirkoniumdioxid-Schleifkörnern.

Gemäß einem sechsten erfindungsgemäßen Gesichtspunkt und Merkmal wird ein rotierendes, abtragendes Werkzeug bereitgestellt, das aus einem Bearbeitungswerkzeug-Material gemäß einem der Merkmale 1 bis 5 in Form eines Rotors gebildet ist.

Gemäß einem siebten erfindungsgemäßen Gesichtspunkt und Merkmal wird ein abtragendes Werkzeug bereitgestellt, das aus einem Bearbeitungswerkzeug-Material gemäß einem der Merkmale 1 bis 5 in Form eines Stabes gebildet ist.

Gemäß einem achten erfindungsgemäßen Gesichtspunkt und Merkmal weist das abtragende Werkzeug in Form eines Stabs eine Dicke von 3 mm oder weniger auf.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens eines erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeuges.
2 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens des erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeuges.
3 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens des erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeuges.
4 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens des erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeuges.
5 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens des erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeuges.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Bearbeitungswerkzeuges gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ein durch Einblasen von Luft verschlungenes, vernetztes Garn wird als die lange Glasfaser eingesetzt, die in Form des verschlungenen Stranges angeordnet ist. Die Glasfaser weist jedoch eine hohe Zugfestigkeit auf und das unter Verwendung der langen Glasfaser hergestellte Bearbeitungswerkzeug weist eine zum Schneiden, Bohren, Schleifen und Polieren erforderliche ausreichende Festigkeit auf.
Es ist bevorzugt, daß die lange Glasfaser einen Faserdurchmesser in der Größenordnung von 3 μm bis 25 μm aufweist. Dies beruht darauf, daß die gegenwärtig im Handel erhältlichen Fasern im allgemeinen einen Faserdurchmesser in diesem Bereich aufweisen und es ist in der Praxis schwierig, lange Glasfasern herzustellen, die von diesem Bereich abweichen.
Die Menge an eingebrachter langer Glasfasern liegt vorzugsweise im Bereich von 20 bis 40 Vol.-%. Fällt die eingebrachte Menge an langer Glasfaser unter 20 Vol.-%, dann wird eine für das Bearbeitungswerkzeug erforderliche Festigkeit nicht erhalten. Andererseits werden, wenn die Menge 40 Vol.-% übersteigt, die für eine Bearbeitung wie Schneiden, Bohren, Schleifen und Polieren erforderlichen Schleifkörner nicht in ausreichender Menge eingebracht, wobei als Folge ein Bearbeitungswerkzeug erhalten wird, das eine Bearbeitung, wie Schneiden, Bohren, Schleifen und Polieren, nicht in ausreichendem Maße ermöglicht.
Beispiele für Schleifkörner, die eingesetzt werden können, sind Diamant-Schleifkörner, CBN-Schleifkörner, Siliziumcarbid-Schleifkörner, Aluminiumoxid-Schleifkörner, Zirkoniumdioxid-Aluminiumoxid-Schleifkörner, Zirkoniumdioxid-Schleifkörner und dergleichen. Darüber hinaus können die folgenden Materialien eingesetzt werden: Pulver von Carbiden, wie Borcarbid, Titancarbid, Wolframcarbid, von Nitriden, wie Bornitrid und Titannitrid, von Boriden, wie Zirconiumdioxidborid, Titanborid und Wolframborid, oder Whisker von Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Magnesiumoxid, Aluminiumborat, Kaliumtitanat und Aluminiumoxid.
Die Größe der Schleifkörner können in einem Bereich von # 60 bis # 200.000 liegen, was die Zugabe von Schleifkörnern ermöglicht. Sind die Schleifkörner jedoch größer (d.h. kleiner als # 60), dann läuft während des Imprägnierens der langen Glasfaser mit der die Schleifkörner enthaltenden Harzzusammensetzung innerhalb einer Harzzelle eine langsame Sedimentierung ab, wobei die erfolgreiche Herstellung eines Bearbeitungswerkzeuges nicht möglich ist. Die Verwendung von Schleifkörnern kleinerer Größe (d.h. größer als # 80) ist daher bevorzugt.
Es ist bevorzugt, daß die Menge der eingebrachten Schleifkörner im Bereich von 20 bis 40 Vol.-% liegt. Liegt die eingebrachte Menge unter 20 Vol.-%, dann weist das Bearbeitungswerkzeug zwar eine ausreichende Festigkeit auf, eine zufriedenstellende Bearbeitung, wie Schneiden, Bohren, Schleifen und Polieren wird jedoch nicht erreicht, so daß das Bearbeitungswerkzeug auf dem Werkstück lediglich gleitet. Übersteigt die eingebrachte Menge 40 Vol.-%, dann ist die die Festigkeit liefernde Glasfaser nicht in ausreichender Menge vorhanden und als Ergebnis kann kein Bearbeitungswerkzeug mit ausreichender Festigkeit erhalten werden.
Das wärmehärtbare Harz, das die Schleifkörner enthält, dient als Matrix für ein Bindemittel, d.h. die lange Glasfaser und die Schleifkörner. Der Typ des Harzes ist nicht besonders eingeschränkt, solange er wärmehärtbar ist. Das wärmehärtbare Harz ist im allgemeinen ein ungesättigtes Polyesterharz oder ein Epoxyharz.
Zur Herstellung des Bearbeitungswerkzeug-Materials wird beispielsweise ein verschlungenes Garn, das durch Verwickeln einer langen Glasfaser durch Einblasen von Luft von der Seite in eine dünne Röhre hergestellt wurde, eingesetzt. Das verschlungene Garn wird durch eine Harzzelle geleitet, in der sich ein wärmehärtbares Harz vermischt mit einer bestimmten Menge Schleifkörnern befindet, wobei die die Schleifkörner enthaltende Harzzusammensetzung in Lücken in dem losen verschlungenen Garn zurückgehalten werden. Anschließend wird das verschlungene Glasfaser-Garn mit der bestimmten Menge der Harzzusammensetzung um einen sich drehenden Rotor gewickelt (der die Form eines Zylinders, Rechtecks oder einer flachen Platte aufweisen kann). Anschließend wird das Material, das sich aus der Integration des verschlungenen Stranges um den Rotor und der Harzzusammensetzung, die die Schleifkörner enthält, gebildet hat, in axialer Richtung geschnitten und in lageartiger Konfiguration ausgebreitet. Das lagenartige Material wird in eine der Gießform entsprechenden Größe zugeschnitten. Wenn erforderlich, können die Materialien je nach Dicke aufeinander laminiert werden. Das so erhaltene Material wird in eine erhitzte Gießform überführt, in der es durch Wärme und Druck gepreßt und gehärtet wird.
Das in der vorstehenden Art und Weise in Form eines Blocks hergestellte Bearbeitungswerkzeug-Material kann in Form eines gewünschten Rotors geschnitten werden, oder zu einem Polier-Schleifstein in Form eines gewünschten Stabes, wobei ein Bearbeitungswerkzeug gebildet wird.
Nachdem das Bearbeitungswerkzeug-Material wie vorstehend beschrieben in Form eines Blocks gebildet wurde, kann es in eine gewünschte Form des Bearbeitungswerkzeuges geformt werden. Das Bearbeitungswerkzeug-Material selbst kann jedoch von Anfang an direkt in Form einer gewünschten Form eines Bearbeitungswerkzeuges gebildet werden.
Das Drehwerkzeug kann in der folgenden Art und Weise hergestellt werden: zuerst wird das verschlungene Garn wie vorstehend aufgeführt durch eine Harzzelle geleitet, in der sich ein wärmehärtbares Harz befindet, das eine bestimmte Menge an Schleifkörnern enthält, was dazu führt, daß die die Schleifkörner enthaltende Harzzusammensetzung in den Lücken in dem verschlungenen Garn zurückgehalten wird. Anschließend wird das verschlungene Glasfaser-Garn, das die bestimmte Menge der Harzzusammensetzung in der wie vorstehend beschriebenen Art und Weise enthält, um einen sich drehenden Rotor gewickelt (der die Form eines Zylinders, Rechtecks oder einer flachen Platte aufweisen kann). In diesem Fall kann der verschlungene Strang querverlaufend oder parallel dazu gewickelt sein. Das so erhaltene Bearbeitungsmaterial wird direkt in eine Gießform eingebracht, in der die Harzzusammensetzung auf dem Rotor gehärtet wird, um ein gegossenes Produkt bereitzustellen. Der als Achse dienende Rotor wird entnommen und das gehärtete Gießprodukt wird in einer geeigneten Dicke geschnitten.
Wie vorstehend aufgeführt weist die lange Glasfaser in Form des verschlungenen Stranges, wie der durch Einblasen von Luft verschlungene, vernetzte Strang, eine hohe Zugfestigkeit auf und das hergestellte Bearbeitungswerkzeug weist eine ausreichende Zugfestigkeit von 10 kg bis 2 kg/mm² auf, was für ein Drehwerkzeug zum Schneiden, Bohren, Schleifen und Polieren erforderlich ist.
Beispiele
Spezifische Beispiele werden nun unter Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen erläutert.
Beispiel 1

Zuerst wurden fünf verschlungene lange Glasfaser-Garne ("Thermo-locked Garn", von Nitto Boseki Kabushiki Kaisha verkauft, unter dem Namen GBY 042 SP von Fuji Fiber Glass Kabushiki Kaisha hergestellt) durch eine Harzzelle geleitet, die eine Harzzusammensetzung mit den nachstehenden Komponenten enthielt, wobei die verschlungenen Garne mit der Harzzusammensetzung imprägniert wurden. Ein so erhaltenes, mit der Harzzusammensetzung imprägniertes Bündel der fünf Garne 1 wurde parallel, in einer Weite von 50 mm um einen Eisenstab mit einem Durchmesser von 3 mm gewickelt, bis der Durchmesser 25 mm erreichte, wie in 1 gezeigt ist. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet Schleifkörner.

Epoxyharz (DER383J, hergestellt von Dow Chemical Japan)	100 Gewichtsteile
Tetrahydromethylphthalatanhydrid (HN2200, hergestellt von Hitachi Kasei Kogyo)	80 Gewichtsteile
Imidazol 1 (2E4MZ-CN, hergestellt von Shikoku Kasei Kogyo)	Gewichtstei

Aluminium-Schleifkörner (WA#240, hergestellt von Fujimi Incorporated)	150 Gewichtsteile
Schmiermittel (BYK-W965, hergestellt von Bigchemi Japan)	1 Gewichtsteil

Anschließend wurde, wie in 2 gezeigt, das so erhaltene, um den Stab gewickelte Garn-Faser-Bündel 1 in einen Eisenzylinder 10 eingebracht, dessen Innendurchmesser 30 mm betrug, und Stäbe 20 mit einem Außendurchmesser von 29,5 mm mit einem Loch 21 von 3,1 mm im Zentrum wurden in den Zylinder 10 von entgegengesetzten Enden des Zylinders 10 eingebracht. Wie in 3 gezeigt, wurden die Stäbe 20, 20 an den entgegengesetzten Enden übereinandergelegt und mittels einer Klammer zusammengeklammert und dann in einen Härtungsofen überführt und für eine Stunde bei 120°C gehärtet. Das Bündel der Garnfaser wurde aus dem Eisenzylinder 10 entnommen, wobei ein Polierstab 30 mit einem Loch 31 von 3 mm im Zentrum, wie in 4 gezeigt, bereitgestellt wurde.
Der Polierstab 30 wurde auf eine Dicke von 2 mm gemahlen, um eine Scheibe 41 bereitzustellen, wie in 5 gezeigt ist, und ein Stab 43 aus FPR einschließlich Glasfaser mit einem Durchmesser von 3 nun wurde im Loch 42 im Zentrum der Scheibe 41 mittels eines Epoxyharz-Klebers befestigt, um ein scheibenartiges Drehwerkzeug, wie in 6 gezeigt, bereitzustellen.
Das so erhaltene scheibenartige Drehwerkzeug enthält 30,3 Vol.-% lange Glasfaser, 23,5 Vol.-% Schleifkörner und 46,2 Vol.-% wärmehärtbares Harz.
Das Drehwerkzeug 49 wurde an einer drehbaren Poliervorrichtung (ESPERT400, hergestellt von Kabushiki Kaisha Nakanishi) angebracht, um eine Eisengießform zu polieren. Das Ergebnis zeigte, daß eine sehr gut polierte Oberfläche zur Verfügung gestellt wurde. Weiterhin stellte die Einbringung des verschlungenen Glasfaser-Gams sicher, daß das Dreh-Polierwerkzeug gegenüber Bruch sehr widerstandsfähig ist und das Polierwerkzeug brach auch dann nicht, wenn es zum Polieren der Oberfläche stark gegen diese gedrückt wurde.
Beispiel 2
10 verschlungene lange Glasfaser-Garne ("Thermo-locked Garn", von Nitto Boseki Kabushiki Kaisha verkauft, unter dem Namen GBY042SP von Fuji Fiber Glass Kabushiki Kaisha hergestellt), die mit einer Harzzusammensetzung imprägniert wurden, indem sie durch eine Harzzelle mit der gleichen Harzzusammensetzung wie in Beispiel 1 geleitet wurden, wurden 612 mal, parallel, in einer Weite von 276 mm in Abständen von 12 mm um einen Zylinder mit einem Durchmesser von 106 mm gewickelt. Das so erhaltene Material wurde axial geschnitten und in einer lagenartigen Art und Weise geöffnet und ein geschnittener und geöffneter Bereich, der in Form eines Schrägschnitts vorlag, wurde weiter geschnitten um eine einheitliche Länge von 310 mm bereitzustellen, wobei eine Lage mit 310 mm Länge × 270 mm Weite hergestellt wurde.
Die Lage wurde anschließend in eine positive Gießform mit einer Größe von 320 mm Länge × 300 mm Weite × 30 mm Tiefe eingebracht und auf 120°C erhitzt, wobei diese auf 100 kg/cm² unter Druck gesetzt wurde, um überschüssiges Harz herauszupressen. Die Lage wurde für 1 Stunde in diesem Zustand gehalten, um eine Wärmehärtung durchzuführen, wobei eine Platte mit den Abmessungen 320 mm Länge und 300 mm Weite und einer durchschnittlichen Dicke von 4,88 mm erhalten wurde.
Die Platte wurde in Richtung der Fasern mit einem Diamantschneider zu einem vierseitigen Stab geschnitten. Der Stab wurde geschnitten, um runde Stäbe mit einem Durchmesser von 3 mm bereitzustellen.
Das hergestellte Drehwerkzeug enthielt 23 Vol.-% lange Glasfaser, 29,4 Vol.-% Schleifkörner und 47,6 Vol.-% wärmehärtbares Harz.
Dieses Drehwerkzeug wurde an einer drehbaren Poliervorrichtung (ESZERT400, hergestellt von Nakanishi) angebracht, um eine Eisengießform zu polieren. Das Ergebnis zeigte, daß eine sehr gut polierte Oberfläche zur Verfügung gestellt werden konnte. Weiterhin stellt die Einbringung des verschlungenen Glasfaser-Garns sicher, daß das Polier-Drehwerkzeug gegenüber Bruch sehr widerstandsfähig ist und auch dann nicht brach, wenn das Polierwerkzeug zum Polieren der Oberfläche stark gegen diese gedrückt wurde.
Drehwerkzeuge wurden dann wie jene in Beispiel 1 und 2 unter Verwendung von Diamant-Schleifkörnern, CBN-Schleifkörnern, Siliziumcarbid-Schleifkörnern, Zirkoniumdioxid-Aluminiumoxid-Schleifkörnern und Zirkoniumdioxid-Schleifkörnern anstelle der in den Beispielen 1 und 2 verwendeten Aluminiumoxid-Schleifkörnern hergestellt und auf ihre Eigenschaften untersucht, wobei mit Beispiel 1 und 2 vergleichbare Ergebnisse erzielt wurden.
Ein Drehwerkzeug wurde unter Verwendung eines Polyesterharzes anstelle des in den Beispielen 1 und 2 verwendeten Epoxyharzes hergestellt und auf dessen Eigenschaften untersucht, wobei mit Beispiel 1 und 2 vergleichbare Ergebnisse erzielt wurden.
In dem vorstehenden Beispiel wurde das Drehwerkzeug zu einer scheibenartigen oder abgerundeten, stabähnlichen Form gebildet, wobei es auch in jegliche pyramidenartige Form, konische Form, pyramiden-konische Form und einer abgestumpft pyramidenartigen Form gebildet werden kann. Das verschlungene Garn dient nur als Verstärkungselement und nicht als Bearbeitungselement, wie als Polierelement, und kann daher in Bezug auf das Drehwerkzeug in jeder Richtung orientiert sein.
Beispiel 3

Zuerst wurde ein verschlungenes Garn einer langen Glasfaser ("Thermo-locked Garn", verkauft von Nitto Boseki Kabushiki Kaisha, unter dem Namen GBY042SP von Fuji Fiber Glass Kabushiki Kaisha hergestellt) durch eine Harzzelle geleitet, die eine Harzzusammensetzung mit den nachstehenden Komponenten enthielt, wobei die lange Glasfaser mit der Harzzusammensetzung imprägniert wurde. Die mit der Harzzusammensetzung imprägnierte lange Glasfaser wurde durch drei wiederkehrende Läufe eines vorwärts und rückwärts laufenden Wickelbetriebs unter Bildung von insgesamt 6 Schichten parallel in Abständen von 3 mm in einer Weite von 138 mm um einen Zylinder mit einem Durchmesser von 106 mm gewickelt.

Ungesättigtes Polyesterharz (XR301, hergestellt von Polyurethane Kasei)	100 Gewichtsteile
Percure O (hergestellt von Nippon Ushi)	1 Gewichtsteil
Aluminiumoxid-Schleifkörner (WA#240 Fujimi Incorporated)	150 Gewichtsteile

Das um den Zylinder gewickelte, verschlungene Garn wurde anschließend axial geschnitten und in eine lagenartige Form mit 3 Lagen geöffnet, wobei ein geschnittener und geöffneter Bereich in Form eines Schrägschnitts zu einer einheitlichen Länge von 300 mm zugeschnitten wurde, wobei eine Lage mit den Abmessungen 150 mm Länge × 60 mm Weite hergestellt wurde.
Anschließend wurden zwei Lagen übereinandergelegt und bei 120°C in eine positive Gießform mit den Abmessungen 150 mm Länge × 60 mm Weite überführt, in der sie unter einen Druck von 42 kg/cm² gesetzt und zum Wärmehärten für 30 Minuten in diesem Zustand gehalten wurden, wobei ein plattenähnliches Bearbeitungswerkzeug mit Abmessungen von 159 mm Länge × 60 mm Weite × 1 mm Dicke erhalten wurde.
Das plattenähnliche Bearbeitungswerkzeug wurde mit einem Diamantschneider in Richtung der Fasern in fünf stabähnliche Werkzeug-Teststücke mit jeweiligen Abmessungen von 15 mm Weite × 50 mm Länge × 1 mm Dicke geschnitten und die Polierfähigkeit und Bruchbiegefestigkeit wurde untersucht. Das Ergebnis zeigte eine Polierfähigkeit für einen Eisenartikel, die einem Schleifstein #400 entsprach. Das Ergebnis der Messung der Bruchbiegefestigkeit ist in nachstehender Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, wiesen alle hergestellten Teststücke eine ausreichende Bruchbiegefestigkeit auf.
Vergleichsbeispiel
Unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 wurde ein Harzgemisch, das nur weißes, geschmolzenes Aluminiumoxid und ungesättigtes Polyesterharz enthielt, zur Bereitstellung eines plattenähnlichen Bearbeitungswerkzeug-Materials mit den Abmessungen 150 mm Länge × 60 mm Weite × etwa 2 mm Dicke eingesetzt, wobei das "Thermo-locked" (wärmeverknpüfte) Garn nicht eingesetzt wurde.
Das plattenähnliche Bearbeitungswerkzeug wurde mit einem Diamantschneider in Richtung der Fasern in fünf Bearbeitungswerkzeug-Material-Teststücke mit den Abmessungen 15 mm Weite × 70 mm Länge × etwa 2 mm Dicke geschnitten (da die Festigkeit des Materials gering war, wurde eine Dicke von 2 mm gewählt). Die Bruchbiegefestigkeit der Teststücke wurde dann gemessen, wobei die in Tabelle 2 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden. Tabelle 2
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, wies im Vergleich mit den Teststücken aus Beispiel 3 keines der hergestellten Teststücke eine ausreichende Bruchbiegefestigkeit auf.
Beispiel 4

Zuerst wurden 10 verschlungene lange Glasfaser-Garne ("Thermo-locked Garn", verkauft von Nitto Boseki Kabushiki Kaisha, unter dem Namen von GBY042SP von Fuji Fiber Glass Kabushiki Kaisha hergestellt) durch eine Harzzelle geleitet, die eine die nachstehenden Komponenten aufweisende Harzzusammensetzung enthielt, wobei die lange Glasfaser mit der Harzzusammensetzung imprägniert wurde. Die mit der Harzzusammensetzung imprägnierte lange Glasfaser wurde 612 mal parallel in Abständen von 12 mm in einer Weite von 276 mm um einen Zylinder mit einem Durchmesser von 106 mm gewickelt.

Epoxyharz (DERJ, hergestellt von Dow Chemical Japan)	100 Gewichtsteile
Tetrahydromethylphthalatanhydrid (HN2200, hergestellt von Hitachi Kasei Kogyo)	80 Gewichtsteile
Imidazol (2E4MZ-CN, hergestellt von Shikoku Kasei Kogyo)	1 Gewichtsteil
Aluminiumoxid-Schleifkörner (WA#240, von Fuji Incorporated hergestellt)	150 Gewichtsteile
Schmiermittel (BYK-W965, hergestellt von Bigchemi Japan)	1 Gewichtsteil

Das um den Zylinder gewickelte, verschlungene Garn wurde dann geschnitten und in eine lagenartige Form geöffnet und ein geschnittener und geöffneter Bereich in Form eines Schrägschnitts wurde auf eine einheitliche Länge von 310 mm zugeschnitten, wobei eine Lage mit einer Abmessung von 310 mm × 270 mm Weite hergestellt wurde.
Diese Lage wurde dann bei 120°C in eine positive Gießform mit den Abmessungen 320 mm Länge × 300 mm Weite × 30 mm Tiefe überführt, wo sie für eine Stunde bei 100 kg/cm² unter Druck gesetzt wurde, um überschüssiges Harz auszupressen und für eine Stunde zur Wärmehärtung in diesem Zustand gehalten wurde, wobei ein plattenähnliches Bearbeitungswerkzeug-Material mit den Abmessungen 320 mm Länge × 300 mm Weite × etwa 5 mm Dicke erhalten wurde.
Das plattenähnliche Bearbeitungswerkzeug-Material wurde mit einem Diamantschneider in Richtung der Fasern zu fünf stabähnlichen Werkzeug-Teststücken mit den Abmessungen von etwa 5 mm Weite × 70 mm Länge × etwa 3 mm Dicke zerschnitten, und die Polierfähigkeit und Bruchbiegefestigkeit wurde gemessen. Das Ergebnis zeigte eine Polierfähigkeit für einen Eisenartikel die dem eines #400 Schleifsteins entspricht. Das Ergebnis der Messung der Bruchbiegefestigkeit ist in nachstehender Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, wiesen alle hergestellten Teststücke eine ausreichende Bruchbiegefestigkeit auf.
Auf diese Art und Weise wird es erfindungsgemäß möglich, ein Drehwerkzeug und ein Bearbeitungswerkzeug bereitzustellen, mit dem ein Werkstück mit hoher Effizienz und ohne Abstumpfen geschnitten, gebohrt, geschliffen und poliert werden kann, sowie ein Bearbeitungswerkzeug-Material zur Bildung des Bearbeitungswerkzeuges. Das Bearbeitungswerkzeug, wie ein Drehwerkzeug und ein Polier-Schleifstein kann in jede Form gebracht werden. Weiter wird die Bearbeitung, wie Schneiden, Bohren, Schleifen und Polieren durch die Schleifkörner bewirkt und wird daher durch die gerichtete Eigenschaft des verschlungenen Garns nicht beeinflußt. Das Bearbeitungswerkzeug weist daher keine gerichtete Eigenschaft auf, und es kann in alle Richtungen gearbeitet werden.

Claims

Material für ein Bearbeitungswerkzeug, das verschlungene Glasfasern und ein wärmehärtbares Harz umfasst, das Schleifkörner enthält und das mit der Glasfaser verbunden und gehärtet ist.
Material für ein Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 1, bei dem das Material 20 bis 40 Vol.-% einer langen Glasfaser, 20 bis 40 Vol.-% Schleifkörner und 30 bis 50 Vol.-% wärmehärtbares Harz enthält.
Material für ein Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem das wärmehärtbare Harz ein ungesättigtes Polyesterharz enthält.
Material für ein Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem das wärmehärtbare Harz ein Epoxyharz enthält.
Material für ein Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Schleifkörner mindestens eines von Diamant-Schleifkörnern, CBN-Schleifkörnern, Siliziumcarbid-Schleifkörnern, Aluminiumoxid-Schleifkörnern, Zirkoniumdioxid-Aluminiumoxid-Schleifkörnern und Zirkoniumdioxid-Schleifkörnern sind.
Rotierendes, abtragendes Werkzeug in Form eines Rotors aus einem Bearbeitungswerkzeug-Material gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
Abtragendes Werkzeug in Form eines Stabes aus dem Bearbeitungswerkzeug-Material gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
Abtragendes Werkzeug nach Anspruch 7, bei dem der Stab die Dicke von 3 mm oder weniger aufweist.