DE19827897A1 - Verfahren zum Schleifen von wenigstens einer Fläche an einem in der Zerspantechnik eingesetzten Schneidmesser, Verwendung des Verfahrens und Schleifscheibe zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Mit einer sich um eine Achse drehenden Schleifscheibe (28), deren Arbeitsbereich (34) eine Ringfläche ist, die im Axialschnitt ein kreisbogenförmiges Profil hat, wird an einem Schneidmesser (22) zuerst eine Fläche durch Schleifen mit der Ringfläche unter einer ersten räumlichen Orientierung zwischen Schleifscheibe (28) und Schneidmesser (22) durch wenigstens eine erste translatorische Relativbewegung zwischen denselben erzeugt und dann wird wenigstens ein Teil der erzeugten Fläche mit der Ringfläche unter einer zweiten räumlichen Orientierung zwischen Schleifscheibe (28) und Schneidmesser (22) durch wenigstens eine zweite translatorische Relativbewegung zwischen denselben überschliffen. Die Schleifscheibe (28) ist eine Diamant-Topfschleifscheibe. Der Arbeitsbereich (34) liegt mit einem Teil (34') in einem Stirnbereich und mit einem weiteren Teil (34'') in einem Zylinderbereich der Schleifscheibe (28). Der eine Teil (34') dient zum Schruppschleifen, und der andere Teil (34'') dient zum Schlichtschleifen der an dem Schneidmesser (22) zu erzeugenden Fläche. Die Schleifscheibe (28) weist in dem gesamten Arbeitsbereich (34) ein und denselben Schleifbelag auf. Das Schruppen und Schlichten erfolgen somit zwar mittels Bereichen der Schleifscheibe (28), die dieselben Spezifikationen haben, jedoch mit unterschiedlichen Schleifparametern. Die Wahl der räumlichen Orientierung zwischen Schleifscheibe (28) und Schneidmesser (22) erfolgt vorzugsweise durch Einstellen des ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen von wenig­ stens einer Fläche an einem in der Zerspantechnik eingesetzten Schneidmesser mit einer sich um eine Achse drehenden Schleif­ scheibe, deren Arbeitsbereich eine Ringfläche ist, eine vor­ teilhafte Verwendung des Verfahrens und eine Schleifscheibe zur Durchführung des Verfahrens.

Bei dem Schleifen von in der Zerspantechnik eingesetzten Schneidmessern existieren heute zwei Technologien, nämlich Formschleifen und Erzeugungsschleifen. Der wesentliche Unter­ schied zwischen diesen beiden Schleiftechnologien besteht darin, daß bei dem Formschleifen die Erzeugende im voraus auf dem Werkzeug generiert wird (Abrichten). Auf diese Weise ent­ steht ein einfacher Prozeß, bei dem das Schleifwerkzeug der Profilträger ist. Für die Flächenerzeugung ist dann nur eine Vorschubbewegung nötig. Im Gegensatz dazu wird bei dem Erzeugungsschleifen die Erzeugende durch mindestens zwei Ma­ schinenbewegungen generiert, wodurch der Prozeß komplexer wird. Das Erzeugungsschleifen ist aber flexibler als das Formschlei­ fen, weil sich durch beliebige Bewegungskombinationen eine Vielfalt von Profilen erzeugen läßt. Die Erhöhung der Flexibi­ lität wird außerordentlich geschätzt, wenn Sonderprofile in ei­ ner kleinen oder in einer mittleren Losgröße hergestellt werden müssen. Das Erzeugungsprofil auf die Schleifscheibe zu bringen, ist in diesem Fall nicht erforderlich. Das Erzeugungsschleifen ist aber mit größerem Steuerungsaufwand als das Profilschleifen verbunden.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der US 5 168 661 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden eine beson­ dere Schleifscheibenkonfiguration und ein besonderer Bewegungs­ ablauf bei dem Bewegen des Schneidmessers relativ zu der Schleifscheibe eingesetzt, um die Bildung einer Anzahl von ge­ wünschten Oberflächen an einem Schneidmesser zu ermöglichen. Außerdem sollen spiralförmige Rillen, die auf der Werkstücko­ berfläche durch das von der Schleifscheibe am höchsten vorste­ hende Korn erzeugt werden, vermieden werden. Zu diesem Zweck wird bei dem bekannten Verfahren eine Schleifscheibe einge­ setzt, die zum Schlichtschleifen auf dem äußeren Teil der Scheibenoberfläche eine schmale, im wesentlichen ebene Fläche aufweist, welche zu einer Oberfläche eines Werkstückes während des Schlichtschleifens im wesentlichen tangential gehalten wird. Die Schleifscheibe besteht aus einem teueren, äußerst dauerhaften Schleifmaterial wie CBN-Kristallen, es können aber auch andere Materialien wie Aluminiumoxid verwendet werden, da die Schleifscheibe nicht abgerichtet zu werden braucht. Außer der schmalen ebenen Fläche, die zum Schlichtschleifen einge­ setzt wird, weist die Schleifscheibe eine innere konische Flä­ che auf, die zum Schruppschleifen eingesetzt wird. Die ge­ schruppte Messeroberfläche wird anschließend mit der schmalen ebenen Fläche geschlichtet.

Dieses bekannte Verfahren erfordert einen komplizierten Bewe­ gungsablauf, weil jede an einem Schneidmesser zu schleifende Fläche zunächst mit der inneren konischen Fläche geschruppt und anschließend mit der schmalen ebenen Fläche geschlichtet wird. Die bei dem bekannten Verfahren eingesetzten Schleifscheiben bestehen in ihrem Schrupp- und Schlichtbereich aus Schleifmate­ rialien mit unterschiedlicher Korngröße. Die von der Schleif­ scheibe auszuführende Schrupp- und Schlichtarbeit wird somit auf zwei verschiedene Schleifscheibenbereiche verteilt, von denen der eine nur zum Schruppschleifen und der andere nur zum Schlichtschleifen eingesetzt wird. Bei den Schneidmessern, die durch das bekannte Verfahren geschliffen werden, handelt es sich um die üblichen Schnellstahlmesser. Nachteilig ist bei dem bekannten Verfahren weiter, daß ein Schlichtschleifen von kon­ kav gekrümmten Flächen nicht möglich ist, weil das Schlichten immer mit der schmalen ebenen Fläche erfolgt. Ferner ist bei dem bekannten Erzeugungsschleifverfahren nachteilig, daß sich aufgrund der dabei eingesetzten CBN-Scheiben Hartmetallmesser nicht schleifen lassen. Eine CBN-Scheibe hätte keine ausrei­ chende Standfestigkeit bei der Bearbeitung von Hartmetallmes­ sern. Hartmetallmesser lassen sich aber auch nicht ohne wei­ teres Formschleifen. Für Hartmetallmesser wäre zum Formschlei­ fen eine breite Diamantscheibe erforderlich, diese Diamant­ scheiben lassen sich aber sehr schwer konditionieren.

Zur Herstellung der Zahnräder eines Getriebes kann es bei­ spielsweise erforderlich sein, sechs unterschiedliche Messerty­ pen einzusetzen, um sechs unterschiedliche Profile herzustel­ len. Auf einer Borazon-Schleifscheibe könnten diese sechs Pro­ file durch Umprofilieren hergestellt werden. Auf einer Diamant­ schleifscheibe wäre das nicht wirtschaftlich. Vielmehr müßten mehrere verschiedene Diamantscheiben für das Formschleifen bereitgestellt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs ge­ nannten Art anzugeben, das einen einfacheren Arbeitsablauf und den Einsatz einer Schleifscheibe mit einfacherer Konfiguration ermöglicht und insbesondere auch das Schleifen von gekrümmten Flächen gestattet. Außerdem sollen eine vorteilhafte Verwendung des Verfahrens und eine Schleifscheibe zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß Pa­ tentanspruch 1, durch die Verwendung gemäß Patentanspruch 15 bzw. durch die Schleifscheibe gemäß Patentanspruch 16 gelöst.

Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren mit kompliziert konfi­ gurierter Schleifscheibe läßt sich bei dem Verfahren nach der Erfindung eine Universalschleifscheibe einsetzen, deren Ar­ beitsbereich eine Ringfläche ist, die im Axialschnitt ein bo­ genförmiges Profil hat. Durch das Verfahren nach der Erfindung wird zuerst eine Fläche an dem Schneidmesser durch Schleifen mit der Ringfläche unter einer ersten räumlichen Orientierung zwischen Schleifscheibe und Schneidmesser durch wenigstens eine erste translatorische Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Schneidmesser erzeugt, und dann wird wenigstens ein Teil der erzeugten Fläche mit der Ringfläche unter einer zweiten räumlichen Orientierung zwischen Schleifscheibe und Schneidmes­ ser durch wenigstens eine zweite translatorische Relativbewe­ gung zwischen Schleifscheibe und Schneidmesser überschliffen. Erfindungsgemäß läßt sich so mit einem Bereich der Ringfläche eine Fläche schleifen und anschließend diese Fläche mit einem anderen Bereich der Ringfläche überschleifen. Dazu braucht die bei dem Verfahren nach der Erfindung eingesetzte Schleifscheibe in diesen beiden Bereichen keine unterschiedlichen Spezifika­ tionen zu haben, denn allein durch entsprechende Wahl der Para­ meter, gekoppelt mit den beiden unterschiedlichen räumlichen Orientierungen, läßt sich dieselbe Fläche des Schneidmessers schleifen und anschließend überschleifen, also z. B. schrupp- und schlichtschleifen, und zwar ungeachtet dessen, ob die fer­ tige Fläche plan, konvex oder konkav ist. Die bei dem Verfahren nach der Erfindung eingesetzte Schleifscheibe braucht in ihrem Arbeitsbereich lediglich einen Radius zu haben und weist des­ halb eine wesentlich einfachere Konfiguration als die bei dem bekannten Verfahren eingesetzte Schleifscheibe auf. Der Verfah­ rensablauf ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls wesentlich einfacher als bei dem bekannten Verfahren, weil le­ diglich zwei unterschiedliche räumliche Orientierungen gewählt werden können, indem beispielsweise für das Schneidmesser in bezug auf die Schleifscheibe ein anderer Winkel gewählt wird. Das Verfahren nach der Erfindung ist somit im Einsatz we­ sentlich flexibler als das bekannte Verfahren. Die spiralförmi­ gen Rillen, die durch das bekannte Verfahren auf aufwendige Art vermieden werden, werden auch durch das Verfahren nach der Er­ findung vermieden, ohne daß es erforderlich ist, eine Schleif­ scheibe mit einer schmalen ebenen Fläche zum Schlichtschleifen einzusetzen.

Bei der Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 15 ist das Er­ zeugungsschleifen von Hartmetallmessern möglich. Das ist ein sehr bedeutsamer Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Verfah­ rens, weil bei der Herstellung von Zahnrädern mehr und mehr das Trockenfräsen angewandt wird, bei dem Schneidmesser aus Hartme­ tall eingesetzt werden müssen. Hartmetall läßt sich nur mit Diamant bearbeiten, Diamant-Profilschleifscheiben sind aber kaum durch Abrichten profilierbar, so daß das Profilschleifen von Hartmetallmessern praktisch ausscheidet. Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich somit nicht nur für das Erzeugungs­ schleifen von Schneidmessern aus Schnellstahl einsetzen, son­ dern auch von Schneidmessern aus Hartmetall, indem einfach eine Diamant-Schleifscheibe zum Einsatz gebracht wird.

Erfindungsgemäß ist die Schleifscheibe zur Durchführung des Verfahrens eine Diamant-Topfschleifscheibe mit einem Arbeitsbe­ reich, der zum Teil in einem Stirnbereich und zum Teil in einem Zylinderbereich der Topfschleifscheibe liegt. Das bietet den Vorteil, daß wahlweise plane oder gekrümmte Flächen (mit dem Stirnbereich) oder konkave Flächen (mit dem Zylinderbereich oder dem Stirnbereich) geschliffen werden können, je nach räum­ licher Orientierung zwischen Schleifscheibe und Schneidmesser. Mit einer Diamantschleifscheibe wird das Verschleißverhalten besser und die Scheibengeometrie stabiler. Der Durchmesser des sog. profilierenden Punktes, der sich genau bestimmen läßt, än­ dert sich während einer technologischen Phase im Vergleich zu einer CBN-Schleifscheibe nicht mehr. Eine Kompensation der Po­ sition der Diamantschleifscheibe ist deshalb nicht erforder­ lich. Darüber hinaus läßt sich eine Messerschulter, bei der das Aufmaß größer ist, in einer separaten technologischen Phase er­ zeugen, was zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Prozesses beiträgt.

Die unter Verwendung des Verfahrens nach der Erfindung zu schleifenden Schneidmesser können aus verschiedenen Hartmetall­ sorten bestehen.

Eine mit der erfindungsgemäßen Schleifscheibe erzeugte Messer­ flanke kann aus einer oder mehreren geometrischen Flächen be­ stehen. Die Flächen- und Flankenform wird durch das relative Positionieren von Schleifscheibe und Schneidmesser erzeugt. In diesem Sinne erzeugt der Zylinderbereich der Schleifscheibe eine konkave Fläche, wogegen der Stirnbereich eine gekrümmte oder eine ebene Fläche erzeugen kann. Daher kann die Messer­ flanke aus zwei oder mehr als zwei unterschiedlichen Flächen bestehen (z. B. aus einer konkaven Fläche mit einem größeren Freiwinkel und aus einer ebenen Facette mit einem kleineren Freiwinkel).

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegen­ stände der Unteransprüche.

Wenn in vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens nach der Er­ findung die erste räumliche Orientierung zwischen Schleif­ scheibe und Schneidmesser durch Einstellen einer ersten Posi­ tion des Schneidmessers in bezug auf die Schleifscheibe erzielt wird und die zweite räumliche Orientierung zwischen Schleif­ scheibe und Schneidmesser durch Einstellen einer zweiten Posi­ tion des Schneidmessers in bezug auf die Schleifscheibe erzielt wird, läßt sich eine herkömmliche Schleifmaschine einsetzen, bei der die Schleifscheibe um ihre eigene Achse drehbar und in der Y-Achse vertikal verfahrbar ist.

Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung die erste Position des Schneidmessers so ge­ wählt wird, daß die Schleifscheibe die Fläche an dem Schneid­ messer mit einem in einem Zylinderbereich der Schleifscheibe gelegenen ersten Flächenelement der Ringfläche erzeugt, und die zweite Position des Schneidmessers so gewählt wird, daß die Schleifscheibe den wenigstens einen Teil der erzeugten Fläche an dem Schneidmesser mit einer in einem Stirnbereich der Schleiffläche gelegenen zweiten Flächenelement der Ringfläche überschleift, dann kann die mit dem Zylinderbereich erzeugte konkave Fläche wahlweise mit dem Stirnbereich so überschliffen werden, daß die erzeugte Fläche konkav bleibt oder plan wird oder zumindest teilweise plan wird.

Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die zweite Position des Schneidmessers so gewählt wird, daß die Schleifscheibe den wenigstens einen Teil der erzeugten Fläche an dem Schneidmesser als konkave oder ebene Facette erzeugt, braucht lediglich die räumliche Orientierung zwischen Schleif­ scheibe und Schneidmesser entsprechend gewählt zu werden.

Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung bei dem Erzeugen einer Fläche an dem Schneidmesser der Abtrag nur durch Zustellung in einer Messer­ achse erfolgt, läßt sich der Erzeugungsschleifvorgang auf ein­ fache Weise steuern.

Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung die Erzeugung der Fläche an dem Schneidmes­ ser nur mit drei zueinander rechtwinkeligen Linearachsen er­ folgt und andere Achsen als bloße Einstellachsen eingesetzt und vor dem eigentlichen Erzeugungsschleifen der Fläche an dem Schneidmesser positioniert werden, läßt sich durch drei gesteu­ erte Linearbewegungen jede gewünschte Fläche an dem Schneidmes­ ser auf einer herkömmlichen Schleifmaschine wie einer Schleifmaschine des Typs B22 der Anmelderin (vgl. den Firmen­ prospekt "CNC-Werkzeugschleifzelle Oerlikon B22", OGT-B22/D/hJ) oder des Typs B5 der Anmelderin (vgl. die beiden Firmen­ prospekte jeweils mit der Bezeichnung "profil B5", K 1.11 - d/e - cH bzw. OGT-profil B5/E/dH) erzeugt.

Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung die Fläche an dem Schneidmesser in dem einen und/oder oder in dem anderen Schritt in zwei Durchgängen durch zwei erste bzw. zweite translatorische Relativbewegungen zwi­ schen Schleifscheibe und Schneidmesser erzeugt wird, läßt sich die Fläche jeweils in zwei Schritten schrupp- und schlicht­ schleifen.

Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung dieses auf einer CNC-Maschine ausgeführt wird, läßt sich der Schleifvorgang hinsichtlich Geometrie und Technologie auf übliche Weise steuern.

Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung zum Ermitteln von Wechselbeziehungen zwi­ schen geometrischen und technologischen Parametern für das Er­ zeugungsschleifen ein CDS-Rechensystem (CDS ist die Abkürzung für Controlled Disk System) eingesetzt wird, ist lediglich ein spezielles Programmpaket erforderlich, um eine übliche Schleif­ maschine, beispielsweise des o.g. Typs B22, auf das er­ findungsgemäße Erzeugungsschleifen umzurüsten.

Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung die Fläche an dem Schneidmesser in dem einen Schritt mit wenigstens einem Schruppschnitt erzeugt wird und der wenigstens eine Teil der erzeugten Fläche in dem anderen Schritt mit einem Schlichtschnitt überschliffen wird, läßt sich jede Fläche separat erzeugen und dabei die Oberflächenmakro- und -mikrogeometrie der Fläche separat beeinflussen.

Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung die translatorische Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Schneidmesser dadurch erzeugt wird, daß dem Schneidmesser relativ zu der Schleifscheibe eine Stoß- oder Ziehbewegung gegeben wird, läßt sich der gewünschte einfache Arbeitsablauf durch entsprechende Wahl dieser Bewegung erzielen.

Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung bei dem überschleifen mit einem Schlicht­ schnitt dem Schneidmesser relativ zu der Schleifscheibe eine Ziehbewegung gegeben wird, ist das zwar der bevorzugte Ar­ beitsablauf, je nach der zu schleifenden Fläche kann statt der Ziehbewegung aber eine Stoßbewegung für den Schlichtschnitt vorteilhaft sein. Jede technologische Phase (Schruppen oder Schlichten) kann bei den vorteilhaften Ausgestaltungen des Ver­ fahrens nach der Erfindung geometrisch und technologisch sepa­ rat definiert werden.

Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung eine Schleifscheibe eingesetzt wird, die in ihrer gesamten zum Schleifen eingesetzten Ringfläche die glei­ chen Spezifikationen hat, erfolgt vorteilhafterweise die Aus­ wahl von Schruppschnitt und Schlichtschnitt allein durch Aus­ wählen von Vorschubparametern wie Vorschubrichtung und -ge­ schwindigkeit.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung sind Schruppen und Schlichten in den beiden Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens und somit die zum Schleifen eingesetzten Flächenelemente der Ringflächen aber gegeneinander austauschbar. Zwei technologische Phasen, Schruppen und Schlichten, könnten zwar erforderlich sein, der technologische Prozeß kann jedoch mehrere Schruppschnitte und einen Schlicht­ schnitt beinhalten, und umgekehrt.

Wenn in vorteilhafter Ausgestaltung der Schleifscheibe nach der Erfindung der Arbeitsbereich eine Ringfläche ist, welcher im Axialschnitt ein bogenförmiges Profil hat, das sich über einen Gesamtkontaktwinkel erstreckt, lassen sich innerhalb dieses Ar­ beitsbereiches durch Wahl von unterschiedlichen Pro­ filkippwinkeln die Schrupp- und Schlichtarbeitsbereiche der Schleifscheibe gegeneinander verschieben oder sogar trennen.

Wenn der Gesamtkontaktwinkel etwa 145° beträgt, läßt sich der eingesetzte Teil des Arbeitsbereiches im Stirnbereich und/oder Zylinderbereich der Schleifscheibe wählen.

Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Schleifscheibe nach der Erfindung das bogenförmige Profil kreisbogenförmig ist und einen Rundungsradius hat, der in einem Bereich von 0,5 bis 5 mm und bevorzugt von 0,5 bis 1 mm liegt und am bevorzugtesten 0,5 mm oder weniger beträgt, bieten sich flexible Möglichkeiten zur Bearbeitung des Schneidmessers.

Wenn in weiterer vorteilhafter-Ausgestaltung der Schleifscheibe nach der Erfindung diese eine feste Geometrie hat und nicht ab­ richtbar ist, ist ihre Herstellung besonders einfach. Es ist wesentlich einfacher, nur mit einem bestimmten Radius zu schleifen, wenn der Radius konstant gehalten wird, was bei Dia­ mant-Schleifscheiben der Fall ist, die eine hohe Standzeit ha­ ben. Man kann davon ausgehen, daß das Verfahren mit gleichblei­ bendem Radius ausgeführt wird, was die Steuerung des Prozesses vereinfacht und erleichtert. Die Frage, ob eine abrichtbare oder eine nichtabrichtbare Schleifscheibe verwendet wird, hängt von der Schleiffähigkeit der Schleifscheibe ab.

Eine nichtabrichtbare Schleifscheibe besteht vorzugsweise aus einem metallischen Trägerkörper, auf den ein Schleifbelag aus Diamantkörnern und einer galvanischen Bindung, aus der die Dia­ mantkörner herausragen, aufgebracht ist, wobei die galvanische Bindung vorzugsweise aus Nickel besteht.

Statt einer nichtabrichtbaren Schleifscheibe kann auch eine ab­ richtbare Schleifscheibe eingesetzt werden. Das ist aufgrund der Konstruktion der Maschine des Typs B22 ohne weiteres mög­ lich, weil die Maschine eine geeignete Abrichtvorrichtung auf­ weist und geeignete Abrichtsoftware vorgesehen ist, um die Schleifscheibe gelegentlich abrichten zu können, um ihren Ra­ dius wieder zu profilieren.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine herkömmliche Schleifmaschine des Typs B22 der Anmelderin, die durch Weiterentwicklung ihrer Soft­ ware zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergerichtet ist,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Topfschleif­ scheibe für das erfindungsgemäße Verfahren,

Fig. 3 eine Erläuterungsdarstellung der Schleifscheibe nach der Erfindung,

Fig. 4 als vergrößerte Einzelheit den Arbeitsbereich der Schleifscheibe nach der Erfindung,

Fig. 5a-5c drei verschiedene Messertypen, die durch das Verfah­ ren nach der Erfindung auf einer Maschine nach Fig. 1 schleifbar sind, wobei jeweils links die Anordnung des Schneidmessers in einem Messerkopf und rechts die Anordnung des Schneidmessers in der Spannvor­ richtung der Schleifmaschine dargestellt ist,

Fig. 6a die Schnittaufteilung an einem Schneidmesser bei un­ terschiedlichem Abtrag an Messerschulter und -spitze,

Fig. 6b die Schnittaufteilung an einem Schneidmesser bei etwa konstantem Abtrag an Messerschulter und -spitze,

Fig. 7 den Einsatz des Verfahrens nach der Erfindung zum Schruppen der Fläche eines Schneidmessers in zwei Durchgängen,

Fig. 8 den Einsatz des Verfahrens nach der Erfindung zum Schlichten der gleichen Fläche wie in Fig. 7,

Fig. 9 das Schleifen einer Schulter an einem Schneidmesser mit der Schleifscheibe nach der Erfindung auf der softwaremäßig weiterentwickelten Schleifmaschine des Typs B22,

Fig. 10 die verschiedenen möglichen Schleifpositionen für verschiedene technologische Phasen für das Schleifen eines Schneidmessers mit der Schleifscheibe nach der Erfindung,

Fig. 11 das Schruppen einer Freifläche an dem Schneidmesser mit der Schleifscheibe nach der Erfindung,

Fig. 12 das Schlichten derselben Freifläche wie in Fig. 11 mit der Schleifscheibe nach der Erfindung,

Fig. 13 die Ermittlung des Arbeitsbereiches der Schleif­ scheibe beim Schruppen,

Fig. 14 eine Darstellung zur Erläuterung, wie sich durch Än­ derung eines Profilkippwinkels PKW ein Gesamt­ kontaktwinkel GKW verschiebt,

Fig. 15 die Ermittlung des Arbeitsbereiches der Schleif­ scheibe nach der Erfindung beim Schlichten,

Fig. 16a das Konditionieren einer abrichtbaren Schleifscheibe mit einer Konturrolle beim Anfahren an die Schleifscheibenkontur, und

Fig. 16b das Konditionieren einer Schleifscheibe nach der Er­ findung mit einer Abrichtrolle durch Interpolation um die Schleifscheibenkontur.

Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit der Bezugszahl B22 bezeichnete Messerschleifmaschine des Typs B20 der Anmelderin, die eigent­ lich zum Schleifen von Stabmessern mit Profilscheiben im Form­ schleifverfahren vorgesehen ist, hier aber eine Erweiterung aufweist für das Schleifen von Schneidmessern, insbesondere von Hartmetallmessern, im Erzeugungsverfahren. Die Erweiterung be­ steht vor allem aus einer Erweiterung der Software für die Steuerung der Messerschleifmaschine 20, insbesondere im Bereich der Anpaßsteuerung (PMC), den Bearbeitungszyklen und Makros der CNC, der Bedienoberfläche und der Datenverwaltung mit einem in­ tegrierten PC. Die CNC hat die Funktion des "Masters" und dient zur Achssteuerung, zum Ausführen der Teileprogramme (Prozeßablaufsteuerung), der Teileprogrammverwaltung und für CNC-Bildschirmanzeigen. Die auch SPS genannte Anpaßsteuerung übernimmt die Interface-Funktion zwischen der CNC und der Mes­ serschleifmaschine, die Steuerung der Maschinenabläufe, Überwa­ chungsfunktionen, Maschinenbedientafeln, digitale Ein­ gabe/Ausgabe und Schnittstelle zum Roboter/Magazin. Wegen der verfügbaren Ressourcen (RAM im PC) wird für jedes der beiden Schleifverfahren (Form- und Erzeugungsschleifen) ein Programm für die Bedienoberfläche erstellt. Der Wechsel zwischen der Be­ dienoberfläche für Form- oder Erzeugungsschleifen kann während der Hochlaufphase der PC-Software ausgeführt werden. Die Erzeu­ gung der Messerform erfolgt nur mit den Linearachsen X, Y, Z. Eine A- und eine C-Achse sind reine Einstellachsen und werden vor dem eigentlichen Erzeugungsschleifen der Messerflächen po­ sitioniert. Die Bahnberechnung und die Schnittaufteilung erfol­ gen im PC, damit auf der CNC-Ebene nur noch Makros und Zyklen für Werkstückwechsel und Konditionieren der Schleifscheibe vor­ handen sein müssen. Die Hauptinterpolationsebene für das Schleifen der Schneidmesser wird durch die Achsen Y und Z ge­ bildet.

Das Werkstückspektrum umfaßt Schneidmesser 22, von denen in den Fig. 5a-5c drei verschiedene Typen dargestellt sind. Die kon­ struktive Geometrie und die Anordnung in einem Messerkopf 24 ist bei den drei Messertypen unterschiedlich, und demzufolge werden die drei Messertypen in drei verschiedenen Spannvorrich­ tungen 26 geschliffen. Fig. 5a zeigt links einen Freiwinkel von 8° und einen Messerneigungswinkel in dem Messerkopf von 20°. Entsprechend muß das Schneidmesser 22 in Fig. 5a rechts in der Spannvorrichtung 26 einen Neigungswinkel von 28° haben, damit der Kopf des Messers zum Schleifen ohne Freiwinkel angeordnet ist. Entsprechendes gilt für die Darstellungen in den Fig. 5b und 5c. Die in den Fig. 5a und 5c ganz links und links oben angegebenen Winkel sind für die Beschreibung hier nicht von In­ teresse und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden.

Eine wichtige Voraussetzung für das hier beschriebene Verfah­ ren, das insbesondere zum Hartmetallschleifen entwickelt worden ist, sind die Eigenschaften der A-Achse der in Fig. 1 darge­ stellten Messerschleifmaschine 20. Bei dem herkömmlichen Form­ schleifverfahren dient die A-Achse nur für die Vorrichtungspo­ sitionierung und wird dann geklemmt. Der Kopfradius wird durch mindestens zwei Translationsbewegungen (Y, Z) erzeugt. Diese Translationsbewegungen sind weiter unten mit Bezug auf die Fig. 7-15 näher beschrieben.

Das hier beschriebene Erzeugungsschleifverfahren wird mit einer Schleifscheibe 28 ausgeführt, bei der es sich bevorzugt um eine Diamant-Topfschleifscheibe handelt. Die Schleifscheibe 28 ist schematisch im Axialschnitt in Fig. 2 und in vergrößerter Teildarstellung in Arbeitsposition in Fig. 3 dargestellt. Die Schleifscheibe 28 besteht in der in Fig. 3 dargestellten und hier beschriebenen Ausführungsform aus einem Trägerkörper 30 aus Stahl, auf den ein Schleifbelag 32 aus Korn und galvani­ scher Bindung aufgebracht ist. Die galvanische Bindung besteht aus Nickel, das in galvanischen Bädern elektrolytisch auf den Trägerkörper 30 aus Stahl abschieden worden ist. Die Diamant­ körner (nicht im einzelnen gezeigt) ragen aus der nach Abschluß der galvanischen Behandlung vorhandenen Bindung hervor. Eine abrichtbare Schleifscheibe könnte mit Kunstharz gebunden sein.

In Fig. 4, auf die zusätzlich Bezug genommen wird, ist ein Ar­ beitsbereich 34 in noch weiterer Vergrößerung dargestellt. Die Schleifscheibe 28 hat einen Schleif- oder Rundungsradius R. Ein Teil 34 des Arbeitsbereiches 34 liegt in einem Stirnbereich und ein Teil 34'' des Arbeitsbereiches 34 liegt in einem Zylin­ derbereich der Schleifscheibe 28. Die Schleifscheibe 28 hat eine feste Geometrie und ist nicht abrichtbar. Wenn die Stand­ zeit am Ende ist, kann der Arbeitsbereich 34, d. h. die aktive Fläche der Schleifscheibe wieder belegt werden.

Gemäß der Darstellung in Fig. 3 hat die Schleifscheibe 28 den Schleif- oder Rundungsradius R an der Schleifkante, einen Scheibenradius SR bis zu einer Tangente an die Schleifkante, eine Scheibenhöhe SH von einer Spindelauflagefläche 36 bis zu einer Tangente an die Schleifkante, einen Innenwinkel IW einer Innenfläche (Kegel) 40 zu der Achse 38 der Schleifscheibe 28 und einen Außenwinkel AW einer Außenfläche (Kegel) 42 zur Achse 38. Der Arbeitsbereich 34 der Schleifscheibe 28 ist eine Ring­ fläche, die gemäß der Darstellung in Fig. 4 von einem Punkt 44 im Stirnbereich bis zu einem Punkt 46 im Zylinderbereich der Schleifscheibe 28 reicht und in dem in Fig. 4 dargestellten Axialschnitt ein bogenförmiges Profil hat, das sich über einen Gesamtkontaktwinkel GKW erstreckt, der in den Fig. 13 bis 15 dargestellt ist und mit Bezug auf diese Figuren noch näher be­ schrieben wird. Der Gesamtkontaktwinkel GKW beträgt etwa 145°. Das bogenförmige Profil ist kreisbogenförmig, und der Rundungs­ radius liegt in einem Bereich von 0,5 bis 5 mm und bevorzugt von 0,5 bis 1 mm.

Die Schleifscheibe weist in dem gesamten Arbeitsbereich 34 ein und denselben Schleifbelag auf, d. h. die verschiedenen Teile des Arbeitsbereiches müssen nicht unterschiedlich beschichtet sein, um zum Schruppen oder Schlichten eingesetzt werden kön­ nen. Die Beschichtungsgrenzen des Arbeitsbereiches 34 sind in der Darstellung in Fig. 4 mit 48 bzw. 50 bezeichnet, der jewei­ lige Überstand, über den die Beschichtungsgrenze über den ei­ gentlichen Arbeitsbereich hinausreicht, mit 52 bzw. 54. Der Winkel, innerhalb welchem die Schleifscheibe 28 mit dem Kopf des Schneidmessers 22 beim Schleifen in Berührung kommen kann, wird als Kopfkontaktwinkel KKW bezeichnet. Der Kopfkontaktwin­ kel für den Einsatz der Schleifscheibe 28 beim Schruppen ent­ spricht dem Teil 34'' des Arbeitsbereiches, und der für das Schlichten dem Teil 34' des Arbeitsbereiches, wie es in Fig. 4 eingezeichnet ist. Der Einsatz dieser unterschiedlichen Teile des Arbeitsbereiches zum Schruppen bzw. Schlichten wird im fol­ genden näher erläutert.

Ein zu schleifendes Schneidmesser weist drei aktive Flächen auf, nämlich zwei Freiflächen 56 (von denen in Fig. 5a nur eine sichtbar ist) und eine Spanfläche 58. Diese drei Flächen können auf der Messerschleifmaschine 20 separat definiert und an­ schließend separat geschliffen werden. Jede Freifläche kann aus zwei unterschiedlichen Flächen (mit zwei unterschiedlichen Freiwinkeln und mit zwei Geometrien) bestehen. Der technologi­ sche Prozeß kann mehrere Schruppschnitte und einen Schlicht­ schnitt beinhalten. Jede technologische Phase (Schruppen oder Schlichten) oder Ausfunken kann separat definiert werden.

In den Fig. 13, 14 und 15 sind die Schrupp- und die Schlicht­ technologie schematisch dargestellt. Bei dem Schruppen (Fig. 13 und 14) wird das Schneidmesser 22 um einen Profilkippwinkel PK gekippt so daß der Arbeitsbereich 34 mit dem Zylinderbereich der Schleifscheibe 28 in Kontakt gebracht wird. Die auf diese Weisen generierte Freifläche des Schneidmessers wird konkav auf der Flanke und zylindrisch am Kopf des Schneidmessers 22. Bei dem hier beschriebenen Erzeugungsschleifverfahren ist vorgese­ hen, die "Schruppfreifläche" mit einem größeren Freiwinkel als die "Schlichtfreifläche" zu schleifen. In den Fig. 13 und 14 ist deutlich zu erkennen, daß der Gesamtkontaktwinkel GKW von dem Profilkippwinkel PK abhängig ist. Der Profilkontaktwinkel PKW liegt in einem Bereich von Alpha bis 90°-Alpha. Für un­ terschiedliche Profilkippwinkel PK werden die unterschiedlichen Teile 34', 34'' des Arbeitsbereiches 34 der Schleifscheibe 28 mit dem Schneidmesser 22 in Kontakt gebracht. Auf diese Weise lassen sich der Schrupp- und der Schlichtteil des Arbeitsberei­ ches 34 der Schleifscheibe 28 gegeneinander verschieben oder sogar voneinander trennen. Die Trennungsgrenze liegt bei PK = 90°-Alpha (bei unterschiedlichen Schleifmethoden: Stoßen oder Ziehen).

Fig. 14 dient zur Erläuterung, wie der Profilkippwinkel PK den Gesamtkontaktwinkel GKW verschiebt.

Für die Schlichtphase, die mit Bezug auf Fig. 15 beschrieben wird, wird das Messerprofil vertikal positioniert (PK = -Al­ pha). Die Schleifscheibe 28 bearbeitet die Flanke des Schneid­ messers 22, bei der die Erzeugende ein Bogen in einer Ebene ist. Auf der Flanke entsteht eine ebene oder eine zylindrische Facette, deren Breite berechenbar ist. Nur am Kopf des Schneid­ messers 22 wird kein theoretisch exakter Zylinder erzeugt, es wird aber eine korrekte Schneidkante geben. Der "Schlichtfreiwinkel" wird kleiner als beim Schruppen einge­ stellt, und es werden so die zwei unterschiedlichen Flächen er­ zeugt. Für den Zerspanungsprozeß muß natürlich der Wert des "Schlichtfreiwinkels" stimmen. Es werden, wie oben erwähnt, durch unterschiedliche Positionierung des Schneidmessers 22 beim Schruppen und Schlichten die unterschiedlichem Bereiche 34'' bzw. 34' der Schleifscheibe 28 beansprucht, was zur Erhö­ hung der Standzeit führen wird. Sollte der Profilkippwinkel PK kleiner als 90°-Alpha sein, ist immer ein Überschneidungsbe­ reich zwischen Schruppen und Schlichten in Kauf zu nehmen.

Fig. 6 zeigt die Schnittaufteilung für eine Messerbearbeitung, bei der der Abtrag nur durch Zustellung in der Messerachse er­ folgt. Bei diesem Verfahren ist der Abtrag an der Messerschul­ ter und an der Messerspitze wesentlich größer als an den Sei­ tenflächen. Sollte es aufgrund der Schleiftechnologie notwendig sein, daß der Abtrag in etwa konstant ist, muß eine geeignete Schnittaufteilung berechnet werden. Zusätzliche Zwischenposi­ tionen müssen dann in der richtigen Reihenfolge in ein CNC-Tei­ leprogramm mit der korrekten zeitlich Abfolge der Schleifopera­ tionen umgesetzt werden. Die zusätzlichen Schleifoperationen sind in Fig. 6b grau markiert.

Die Messerbearbeitung wird im folgenden am Beispiel einer Flä­ che, die in zwei Durchgängen geschruppt und anschließend ge­ schlichtet wird, unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 näher beschrieben. Für das Schruppen in zwei Durchgängen werden mit dem Schneidmesser, das in der in den Fig. 7 und 8 nicht darge­ stellten Spannvorrichtung 26 (vgl. Fig. 5a) eingespannt ist, Positionen angefahren, die mit 0-14 bezeichnet sind. In Fig. 7 ist links der erste Durchgang und rechts der zweite Durchgang dargestellt. Die Schleifscheibe 28 behält ihre Position jeweils bei, und die dargestellten Positionen werden mit dem Schneid­ messer 22 selbst angefahren, obgleich die Darstellung in den Fig. 7 und 8 so gewählt ist, als würde die Schleifscheibe 28 verfahren. Diese kann jedoch, wie die Darstellung in Fig. 1 zeigt, lediglich eine Bewegung in der Y-Achse ausführen. Die Bewegungen in der X-, in der Z- und bei Bedarf in der Y-Achse führt die Spannvorrichtung 26 aus, in welcher das Schneidmesser 22 eingespannt ist.

In Fig. 7 ist 0 die Ausgangsposition, die von einer Standardpo­ sition aus kollisionsfrei angefahren werden kann. Diese Posi­ tion entspricht X = 0, Y = 0, Z = 0, mit der wirksamen Null­ punktverschiebung. Die gestrichelten Pfeile bedeuten ein Ver­ fahren mit Eilgang, die ausgezogenen Pfeile bedeuten Vorschub.

Mit 1 ist der Polygonpunkt bezeichnet, der noch im Eilgang an­ gefahren wird. 2-6 sind die Bahnpunkte des ersten Durchgangs, die mit Vorschub angefahren werden. Die Punkte 7 und 8 sind Zwischenpunkte, die im Eilgang angefahren werden. Die Punkte 9- 14 sind Bahnpunkte des zweiten Durchgangs, die mit Vorschub an­ gefahren werden. Ab dem Punkt 14 erfolgt der Rückzug auf die Standardposition im Eilgang.

In Fig. 8 ist 0 wieder die Ausgangsposition, die aus einer Standardposition kollisionsfrei angefahren werden kann. 1 ist der erste Bahnpunkt, der noch im Eilgang angefahren wird. 2-6 sind die Bahnpunkte, die mit Vorschub angefahren werden. Ab dem Punkt 6 erfolgt der Rückzug auf die Standardposition im Eil­ gang. Die Fig. 9-12 zeigen, wie die in den Fig. 7 und 8 schema­ tisch dargestellten Arbeitsgänge auf der Messerschleifmaschine 20 tatsächlich ausgeführt werden.

In Fig. 9 ist das Schneidmesser 22 so eingestellt, daß die Schleifscheibe 28 mit dem im Zylinderbereich gelegenen Teil 34'' ihres Arbeitsbereiches eine Fläche (A) des Schneidmessers 22 schleift, nämlich schruppt, und zwar ausgehend von einer Schulter 21 bis zu einem Kopf 23 des Schneidmessers 22.

Fig. 10 zeigt die verschiedenen möglichen Schleifpositionen für verschiedene technologische Phasen für das Schleifen des Schneidmessers 22 mit der Schleifscheibe 28.

Gemäß der Darstellung in Fig. 11 wird die andere Fläche (B) des Schneidmessers 22 mit dem im Zylinderbereich gelegenen Teil 34'' des Arbeitsbereiches geschliffen, also ebenfalls ge­ schruppt.

Gemäß der Darstellung in Fig. 12 wird dann die zuvor durch Schruppschleifen bearbeitete Fläche des Schneidmessers 22 in eine vertikale Position gebracht, in der sie zu dem Stirnbe­ reich der Schleifscheibe 28 tangential ist. In dieser Stellung wird diese Fläche des Schneidmessers 22 geschlichtet.

Die Einstellung des Messers in bezug auf die in der Y-Achse verfahrbare Schleifscheibe wird nun im einzelnen unter Bezug­ nahme auf die Fig. 13-15 beschrieben. Von der Schleifscheibe 28 ist in den Fig. 13-15 jeweils nur die Schleifkante durch einen Kreis angedeutet, der dem in Fig. 4 dargestellten Kreis an der Schneidkante entspricht. Die Schleifscheibe, die im übrigen nicht dargestellt ist, hat dieselbe Orientierung wie in Fig. 4, d. h. ihre Stirnfläche erstreckt sich vertikal und die Drehachse ist horizontal.

In den Fig. 13-15 sind die Schrupp- und die Schlichttechnologie schematisch dargestellt. Bei dem Schruppen (Fig. 13 und 14) wird das Schneidmesser 22 um den Profilkippwinkel PKW gekippt, so daß das Profil mit dem Zylinderbereich der Schleifscheibe 28 in Kontakt gebracht wird. Auf diese Weise wird eine Freifläche generiert, die auf der Flanke konkav ist und an dem Kopf 23 des Schneidmessers 22 zylindrisch ist. Vorzugsweise wird die "Schruppfreifläche" mit einem größeren Freiwinkel als die "Schlichtfreifläche" geschliffen. In den Fig. 13 und 14 ist deutlich zu erkennen, daß der Gesamtkontaktwinkel GKW von dem Profilkippwinkel PKW abhängig ist, wie weiter oben bereits dar­ gelegt.

Für die Schlichtphase (Fig. 15) wird das Messerprofil vertikal positioniert (PK = -Alpha). Die Schleifscheibe 28 bearbeitet die Flanke des Schneidmessers mit ihrer Stirnfläche, bei der die Erzeugende ein Bogen in einer Ebene ist, wie ebenfalls be­ reits dargelegt.

Es werden, wie oben erwähnt, durch unterschiedliche Positionie­ rung des Schneidmessers beim Schruppen und Schlichten unter­ schiedliche Teile des Arbeitsbereiches 34 der Schleifscheibe 28 beansprucht. Die Vorschubrichtung (Stoßen oder Ziehen) spielt dabei natürlich eine große Rolle.

Das vorstehend beschriebene Verfahren zum Schleifen von wenig­ stens einer Fläche an einem in der Zerspantechnik eingesetzten Schneidmesser 22 mit einer sich um die Achse 38 drehenden Schleifscheibe 28, deren Arbeitsbereich 34 eine Ringfläche ist, die im Axialschnitt ein bogenförmiges Profil hat (vgl. insbe­ sondere Fig. 4), läßt sich folgendermaßen zusammenfassend dar­ stellen:

• a) Zuerst wird eine Fläche an dem Schneidmesser 22 durch Schleifen mit der Ringfläche unter einer ersten räumlichen Ori­ entierung zwischen Schleifscheibe 28 und Schneidmesser 22 durch wenigstens eine erste translatorische Relativbewegung zwischen Schleifscheibe und Schneidmesser erzeugt, wie es für eine Flä­ che z. B. in Fig. 11 dargestellt ist, und
• b) anschließend wird wenigstens ein Teil der erzeugten Fläche mit der Ringfläche unter einer zweiten räumlichen Orientierung zwischen der Schleifscheibe 28 und dem Schneidmesser 22 durch wenigstens eine zweite translatorische Relativbewegung zwischen der Schleifscheibe 28 und dem Schneidmesser 22 überschliffen, wie es in Fig. 12 dargestellt ist.

Vorzugsweise werden dabei die erste und die zweite räumliche Orientierung zwischen der Schleifscheibe 28 und dem Schneidmes­ ser 22 durch Einstellen einer ersten bzw. zweiten Position des Schneidmessers 22 in bezug auf die Schleifscheibe 28 erzielt. Je nach der Neigung des Schneidmessers 22 in Fig. 12 wird durch die Schleifscheibe 28 der wenigstens eine Teil der erzeugten Fläche an dem Schneidmesser 22 als konkave oder eben Facette erzeugt. Zweckmäßig erfolgt bei dem Erzeugen der Fläche an dem Schneidmesser 22 der Abtrag nur durch Zustellung in einer Mes­ serachse. Erfindungswesentlich ist, daß zwischen dem Schneid­ messer 22 und der Schleifscheibe 28 lediglich translatorische Relativbewegungen ausgeführt werden. Weder die Schleifscheibe 28 noch das Schneidmesser 22 braucht während der Messerbearbei­ tung gedreht zu werden, selbstverständlich abgesehen von der Drehung der Schleifscheibe um 28 um deren eigene Achse 38. Die Fläche an dem Schneidmesser 22 kann dabei in dem Schritt a) und/oder in der Schritt b) in zwei Durchgängen durch zwei erste bzw. zweite translatorische Relativbewegungen zwischen der Schleifscheibe 28 und dem Schneidmesser 22 erzeugt werden.

Oben ist bereits dargelegt worden, daß das Verfahren bevorzugt auf einer CNC-Maschine ausgeführt wird und daß zum Ermitteln von Wechselbeziehungen zwischen geometrischen und technologi­ schen Parametern für das Erzeugungsschleifen ein CDS-Rechensy­ stem eingesetzt wird. Oben ist weiter an einem Beispiel be­ schrieben worden, daß die Fläche an dem Schneidmesser 22 in dem Schritt a) in zwei Durchgängen, also mit zwei Schruppschnitten erzeugt wird. Es ist aber klar, daß wenigstens ein Schrupp­ schnitt ausreichend ist. Der wenigstens eine Teil der erzeugten Flächen wird dann in dem Schritt b) mit einem Schlichtschnitt überschliffen.

Die translatorische Relativbewegung zwischen der Schleifscheibe 28 und dem Schneidmesser 22 wird dadurch erzeugt, daß dem Schneidmesser 22 relativ zu der Schleifscheibe 28 eine Stoßbe­ wegung (wie z. B. in den Fig. 13 und 14 dargestellt) oder eine Ziehbewegung (wie z. B. in Fig. 15 dargestellt) gegeben wird. Der besondere Vorteil der Schleifscheibe 28, die bei dem hier beschriebenen Verfahren eingesetzt wird, besteht darin, daß die Schleifscheibe in ihrer gesamten zum Schleifen eingesetzten Ringfläche die gleichen Spezifikationen hat, d. h., daß die Schleifscheibe in dem gesamten Arbeitsbereich beispielsweise ein und denselben Schleifbelag aufweist, und daß die Auswahl von Schruppschnitt und Schlichtschnitt allein durch Auswählen von Vorschubparametern wie Vorschubrichtung und -geschwindig­ keit, Schnittgeschwindigkeit und Aufmaß erfolgt.

Die Flächenelemente der Ringfläche, die in den Schritten a) und b) zum Schruppen bzw. Schlichten verwendet werden, sind gegen­ einander austauschbar.

Bevorzugt wird das hier beschriebene Verfahren verwendet, um unter Einsatz einer Diamant-Topfschleifscheibe Hartmetallmesser zu schleifen.

Die Schleifscheibe 28 kann abrichtbar oder nichtabrichtbar sein.

Wenn eine abrichtbare Schleifscheibe verwendet wird, könnte das Abrichten nach folgenden Methoden ausgeführt werden:

• - Abrichten mit einer Konturrolle 66 (Fig. 16a), welche die negative Korrektur besitzt. In diesem Fall sind außer dem Anfahren an die Schleifscheibe 28 keine weiteren Achsbewe­ gungen nötig, oder
• - Abrichten mit einer Konturrolle 68, welche eine ähnliche Kontur besitzt, wie sie üblicherweise verwendet wird. In diesem Fall muß mit der Konturrolle 68 eine Kontur um das Scheibenprofil gefahren werden.

Wegen der geneigten Abrichtspindelachse kann die üblicherweise vorhandene Anordnung der Abrichteinheit nicht dafür übernommen werden. Mit einem neuen Eingangssignal muß der Steuerung mitge­ teilt werden, daß die Abrichteinrichtung (Konturrolle 66 oder 68) für die Diamant-Topfschleifscheibe eingerichtet wurde, so daß dann Softwarebereichsendschalter aktiviert werden können und zusätzliche Überwachungs- und Plausibilitätskontrollen be­ züglich des Schleifverfahrens durchgeführt werden können. Fig. 16a zeigt schematisch das Konditionieren mit der Konturrolle 66 und mit Linearinterpolation bei dem Anfahren an die Schleif­ scheibenkontur. Fig. 16b zeigt das Konditionieren mit der Kon­ turrolle 68 durch Interpolation um die Schleifscheibenkontur. In beiden Fällen kann der Konditioniervorgang mit unterschied­ lichen Relativgeschwindigkeiten der Berührungspunkte der Topf­ scheibe zum Abrichtwerkzeug erfolgen, um so die gewünschte Oberflächengüte oder Abtragfähigkeit der Schleifscheibe 28 zu erreichen. Der eigentliche Abrichtvorgang wird ein in der CNC abgelegter Zyklus sein, welcher auf die Daten der Werkzeugda­ tenbank zugreift. Der Konditioniervorgang nach Fig. 16b kann ausgeführt werden, wenn die Bedingung für die Radien und die Steilheit des Kegels erfüllt ist. Dann findet eine theoretisch punktformige Berührung zwischen der Schleifscheibe 28 und der Abrichtrolle 68 statt. Der Anrichtzyklus ist so auszulegen, daß eine Abrichtrolle mit einem zylindrischen Teil und je einem Ra­ dius an der Kante angesetzt werden kann.

Oben ist zwar angegeben, daß mindestens zwei Translationsbewe­ gungen nötig sind, nämlich eine für die Flanke des Schneidmes­ sers 22 und eine für den Kopf 23 des Schneidmessers 22, es könnte jedoch mit einer dritten Translationsbewegung zusätzlich gearbeitet werden.

Die Optimierung, die bei dem hier beschriebenen Erzeugungs­ schleifverfahren vorgenommen wird, kann beispielsweise darin bestehen, daß die Kraft an der Schleiffläche konstant bleibt. Um diese Optimierung zu erreichen, ist es z. B. möglich, die Flächen an dem Schneidmesser 22 so auszulegen, daß die Schnitt­ leistung der Schleifscheibe 28 immer die gleiche bleibt. Der Schleifscheibenhersteller empfiehlt üblicherweise eine be­ stimmte Schnittleistung, die eingehalten werden sollte. Für den Anwender besteht dann die Möglichkeit, die zu schleifenden Mes­ serflächen daran anzupassen. Eine kontrollierte Schnittauftei­ lung, wie sie oben mit Bezug auf die Fig. 6a und 6b beschrieben worden ist, ermöglicht eine bessere Optimierung des Schleifpro­ zesses, nämlich gleichbleibende Leistung oder Kräfte, Herstel­ lung einer gewünschten Facettenbreite usw.

Eine weitere Optimierung besteht darin, daß die geschliffene Fläche im Endzustand wahlweise plan oder konkav sein kann und daß jede Freifläche selbst aus einer Kombination von zwei Frei­ flächen bestehen kann. Dafür braucht ledigliche die räumliche Orientierung zwischen der Schleifscheibe 28 und dem Schneid­ messer 22 entsprechend gewählt zu werden, kombiniert mit einer Stoß- oder Ziehbewegung des Schneidmessers 22, wie oben darge­ legt. Das hier beschriebene Verfahren ist also äußerst flexi­ bel.

Claims (24)

1. Verfahren zum Schleifen von wenigstens einer Fläche an einem in der Zerspantechnik eingesetzten Schneidmesser (22) mit einer sich um eine Achse (38) drehenden Schleifscheibe (28), deren Arbeitsbereich (34) eine Ringfläche ist, die im Axialschnitt ein bogenförmiges Profil hat, durch

• a) Erzeugen einer Fläche an dem Schneidmesser (22) durch Schleifen mit der Ringfläche unter einer ersten räumlichen Orientierung zwischen Schleifscheibe (28) und Schneidmes­ ser (22) durch wenigstens eine erste translatorische Rela­ tivbewegung zwischen Schleifscheibe (28) und Schneidmesser (22), und
• b) Überschleifen wenigstens eines Teils der erzeugten Fläche mit der Ringfläche unter einer zweiten räumlichen Orientierung zwischen Schleifscheibe (28) und Schneidmes­ ser (22) durch wenigstens eine zweite translatorische Relativbewegung zwischen Schleifscheibe (28) und Schneid­ messer (22)

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Schritt a) die erste räumliche Orientierung zwischen Schleifscheibe (28) und Schneidmesser (22) durch Einstellen ei­ ner ersten Position des Schneidmessers (22) in bezug auf die Schleifscheibe (28) erzielt wird, und
daß in dem Schritt b) die zweite räumliche Orientierung zwi­ schen Schleifscheibe (28) und Schneidmesser (22) durch Einstel­ len einer zweiten Position des Schneidmessers (22) in bezug auf die Schleifscheibe (28) erzielt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Position des Schneidmessers (22) so gewählt wird, daß die Schleifscheibe (28) die Fläche an dem Schneidmesser (22) mit einem in einem Zylinderbereich der Schleifscheibe (28) gelegenen ersten Flächenelement der Ringfläche erzeugt, und
daß die zweite Position des Schneidmessers (22) so gewählt wird, daß die Schleifscheibe (28) den wenigstens einen Teil der erzeugten Fläche an dem Schneidmesser (22) mit einer in einem Stirnbereich der Schleifscheibe (28) gelegenen zweiten Flächen­ element der Ringfläche überschleift.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Position des Schneidmessers (22) so gewählt wird, daß die Schleifscheibe (28) den wenigstens einen Teil der erzeugten Fläche an dem Schneidmesser (22) als konkave oder ebene Facette erzeugt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei dem Erzeugen der Fläche an dem Schneidmesser (22) der Abtrag nur durch Zustellung in einer Messerachse erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erzeugung der Fläche an dem Schneidmesser (22) nur mit drei zueinander rechtwinkeligen Linearachsen (X, Y, Z) erfolgt und andere Achsen (C, A) als bloße Einstellachsen eingesetzt und vor dem eigentlichen Erzeugungsschleifen der Fläche an dem Schneidmesser (22) positioniert werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fläche an dem Schneidmesser (22) in dem Schritt a) und/oder in dem Schritt b) in zwei Durchgängen durch zwei erste bzw. zweite translatorische Relativbewegungen zwischen Schleif­ scheibe (28) und Schneidmesser (22) erzeugt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verfahren auf einer CNC-Messerschleifmaschine (22) aus­ geführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermitteln von Wechselbeziehungen zwischen geometrischen und technologischen Parametern für das Erzeugungsschleifen ein CDS-Rechensystem eingesetzt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß die Fläche an dem Schneidmesser (22) in dem Schritt a) mit wenigstens einem Schruppschnitt erzeugt wird und
daß der wenigstens eine Teil der erzeugten Fläche in dem Schritt b) mit einem Schlichtschnitt überschliffen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die translatorische Relativbewegung zwischen Schleifscheibe (28) und Schneidmesser (22) dadurch erzeugt wird, daß dem Schneidmesser (22) relativ zu der Schleifscheibe (28) eine Stoß- oder Ziehbewegung gegeben wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Überschleifen mit einem Schlichtschnitt dem Schneidmesser (22) relativ zu der Schleifscheibe (28) eine Ziehbewegung gegeben wird.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schleifscheibe (28) eingesetzt wird, die in ihrer gesamten zum Schleifen eingesetzten Ringfläche die gleichen Spezifi­ kationen hat, und
daß die Auswahl von Schruppschnitt und Schlichtschnitt allein durch Auswählen von Vorschubparametern wie Vorschubrichtung und -geschwindigkeit, Aufmaß und Schleifgeschwindigkeit erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß Schruppen und Schlichten in den Schritten a) bzw. b) und somit die zum Schleifen eingesetzten Flächenelemente der Ringfläche gegeneinander austauschbar sind.

15. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 unter Einsatz einer Diamant-Topfschleifscheibe (28) zum Schlei­ fen von Hartmetallmessern (22).

16. Schleifscheibe zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (28) eine Diamant-Topfschleifscheibe mit einem Arbeitsbereich (34) ist, der zu einem Teil (34') in einem Stirnbereich und zu einem Teil (34'') in einem Zylinderbereich der Topfschleifscheibe liegt.

17. Schleifscheibe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsbereich (34) eine Ringfläche ist, welche im Axialschnitt ein bogenförmiges Profil hat, das sich über einen Gesamtkontaktwinkel (GKW) erstreckt.

18. Schleifscheibe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtkontaktwinkel (GKW) etwa 145° beträgt.

19. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das bogenförmige Profil kreisbogenförmig ist und einen Rundungsradius (R) hat, der in einem Bereich von 0,5 bis 5 mm und bevorzugt von 0,5 bis 1 mm liegt.

20. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (28) eine feste Geometrie hat und nicht abrichtbar ist.

21. Schleifscheibe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (28) aus einem metallischen Trägerkörper (30) besteht, auf den ein Schleifbelag (32) aus Diamantkörnern und einer galvanischen Bindung, aus der die Diamantkörner her­ ausragen, aufgebracht ist.

22. Schleifscheibe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanische Bindung aus Nickel besteht.

23. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (28) abrichtbar ist.

24. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe in dem gesamten Arbeits­ bereich (34) ein und denselben Schleifbelag (32) aufweist.