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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Konditionieren von
Schleifwerkzeugen nach Anspruch 1 oder 2.
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Schleifwerkzeuge
haben bekanntlich eine rotationssymmetrische oder eine prismatische
Geometrie. Auf einem Trägerkörper ist
ein durchgehender oder unterbrochener Schleifbelag ein- oder mehrschichtig
aufgebracht, wobei die Schleifkörner
des Schleifbelages durch eine keramische, organische oder metallische
Bindung gebunden sind. Derartige Schleifwerkzeuge dienen bekanntlich
zum Zerspanen mittels geometrisch unbestimmter Schneide.
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Bei
Schleifwerkzeugen ist im Betrieb von Zeit zu Zeit eine Konditionierung
erforderlich. Unter Konditionierung wird in der vorliegenden Anmeldung
die Aufbereitung von Schleifbelägen
durch Profilieren, Schärfen
und/oder Reinigen verstanden. Profilieren und Schärfen wird
zumeist unter dem Begriff Abrichten zusammengefaßt.
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Bei
profilierten Schleifwerkzeugen ist von Zeit zu Zeit das Ursprungsprofil
wieder herzustellen, das durch Verschleiß verloren gegangen ist. Mit
dem Abrichtwerkzeug ist daher durch eine entsprechende Bewegungsbahn
relativ zum Schleifwerkzeug oder durch das Profil des Abrichtwerkzeugs
selbst das Ursprungsprofil wieder einzustellen. Hierbei kann gleichzeitig
ein Anschärfen
des Schleifbelags erfolgen. Bei unprofilierten Schleifwerkzeugen
findet ebenfalls von Zeit zu Zeit ein Schärfen statt. Hierbei werden
Bindung und/oder Schleifkörner
teilweise oder vollständig
zertrümmert,
es hängt
dabei von der Art der Bindung mit der Schleifkörnung ab, in welcher Weise
sich Bindung und Schleifkörner
beim Abrichten verhalten. Bei einer metallischen oder keramischen
Bindung werden im wesentlichen die Schleifkörner angesplittert oder zertrümmert, während bei einer
weicheren Bindung diese selbst soweit abgetragen wird, dass die
Schleifkörner
wieder mit dem Werkstück
in Eingriff treten können.
Das Abrichten von Schleifscheiben mit Korund oder Siliziumcarbid erfolgt üblicherweise
mit Hilfe eines Diamantwerkzeugs. Diamant- und Bornitridscheiben
werden zumeist mit Siliziumcarbid aufweisenden Abrichtschleifscheiben
abgerichtet. Zum Abrichten von Bornitridschleifscheiben in Kunstharz
oder Sintermetallbindungen werden auch Diamant-Abrichtleisten verwendet.
Zum Profilieren von Diamant- und
Bornitridschleifscheiben ist auch bekannt, ein Crushieren mit profilierten
Stahlrollen vorzunehmen. Die Bindung besteht aus einer crushierbaren
Metallbindung, die sich durch Einrollen profilieren läßt. Zur
Erzeugung des Profils mit einer Hartmetall- oder Stahlrolle mit dem
Werkstückprofil
wird das Abrichtwerkzeug schrittweise achsparallel gegen die Diamant-
und Bohrnitridschleifscheibe zugestellt. Bonitridschleifscheiben
werden auch mit einer Diamantabrichtprofilrolle abgerichtet. In
diesem Zusammenhang sind sogenannte Dia mant-Abrichtformrollen bekannt
geworden. Während
eine Abrichtprofilrolle das Negativprofil zum Profil der Schleifscheibe
aufweist, weist eine Diamantabrichtformrolle zumeist einen im Schnitt
winkligen Schleifbelag auf, wobei die Formabrichtrolle des Profils
der Schleifscheibe nachfährt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Konditionieren
von Schleifwerkzeugen mit rotationssymmetrischer oder prismatischer
Geometrie anzugeben, und der das Konditionieren besonders wirksam
und einfach durchgeführt werden
kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 oder 2 gelöst.
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Bei
der Erfindung wird die Sonotrode eines Ultraschallschwingers mit
einem Werkzeugabschnitt ausgestattet, der aus sehr hartem Material
besteht bzw. einen sehr harten Belag aufweist. Mit Hilfe des Ultraschallschwingers
wird über
die Sonotrode der Abrichtwerkzeugabschnitt in eine Schwingung hoher Frequenz
versetzt, wobei die Bindung und/oder die Schleifkörner des
Schleifbelags teilweise oder vollständig zertrümmert werden, wenn ein Kontakt
zwischen Schleifbelag und Abrichtwerkzeug hergestellt wird.
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Beim
Abrichten findet naturgemäß eine Relativbewegung
zwischen Abrichtwerkzeug und abzurichtendem Werkzeug bzw. abzurichtender
Schleifscheibe statt. Das Abrichtwerkzeug kann stationär gehalten
werden, während
das Schleifwerkzeug relativ zum Abrichtwerkzeugabschnitt bewegt
wird. Mit Hilfe einer numerischen Steuerung, über die eine Schleifmaschine üblicherweise
verfügt,
kann das Werkstück,
hier das Schleifwerkzeug, beliebig im Raum bewegt und daher entlang
einer vorgegebenen Bahn relativ zum Abrichtwerkzeugabschnitt bewegt
werden, um eine entsprechende Konditionieroperation durchzuführen. Diese
besteht in erster Linie in einem Profilieren und/oder Schärfen des
Schleifbelags (Abrichten). Alternativ kann eine Reinigung vorgenommen
werden.
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Die
mechanische Schwingung des Abrichtwerkzeugabschnitts beträgt 20 kHz
bis 1.000 MHz. Die Amplitude kann zwischen 10 nm und 1 mm betragen.
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Der
Abrichtwerkzeugabschnitt kann Hartmetall, Keramik, Polykristallindiamant
oder dergleichen aufweisen. Es versteht sich, dass der Abrichtwerkzeugabschnitt
unter Umständen
auf einem Träger angebracht
ist, etwa durch Kleben, Löten
oder dergleichen. Der Träger
ist seinerseits in geeigneter Weise an der Sonotrode des Ultraschallschwingers angebracht
ist.
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Nach
einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist der Abrichtwerkzeugabschnitt
ein Profil auf, etwa wie einer Profilabrichtrolle.
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Bei
der Erfindung wirkt der Abrichtwerkzeugabschnitt wie ein mit hoher
Frequenz betätigtes Schlagwerkzeug,
der oszillierend auf den Belag des Schleifwerkzeugs schlägt, um die
gewünschte
Zersplitterung oder Zertrümmerung
der Abrasivkörner
zu erreichen. Auf diese Weise läßt sich
der Abrichtvorgang in Abhängigkeit
von der für
die Abrasivkörner gewählte Bindung
in gewünschter
Weise gezielt steuern.
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Zwei
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt
schematisch ein Abrichtwerkzeug nach der Erfindung mit einer Schleifscheibe,
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2 zeigt
eine andere Ausführungsform
eines Abrichtwerkzeugs nach der Erfindung und eine Schleifscheibe.
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In
den 1 und 2 ist jeweils eine Schleifscheibe 10 im
Schnitt dargestellt, bei der auf einem zylindrischen Träger 12 ein
Schleifbelag 14 aus Abrasivkörnern aufgebracht ist. Der
Schleifbelag ist im Querschnitt halbkreisförmig. Mithin liegt eine Profilschleifscheibe
vor.
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Ein
nicht weiter dargestelltes Abrichtwerkzeug 16 weist an
seinem freien Ende einen Belag aus hartem Werkstoff 18 auf.
Das Werkzeug 16 ist mit Hilfe eines Ultraschallschwingers 20 angeregt.
Während
des Abrichtvorgangs wird der Schwinger 20 entlang des Doppelpfeils 22 bzw.
des Doppelpfeils 24 bewegt, um entlang des Profils des
Schleifbelags 14 zu fahren. Es versteht sich, dass der
Ultraschallschwinger 20 stationär sein kann, während die Schleifscheibe 10 entsprechend
verfahren wird. Hierbei führt
sie gleichzeitig eine Drehbewegung aus. Schleifscheibe 10 und
Ultraschallschwinger 20 können in einer geeigneten Maschine
angeordnet werden, um die beschriebenen Bewegungen auszuführen.
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Bei
der Ausführungsform
nach 2 hält
der Ultraschallschwinger 20 ein Abrichtwerkzeug 16a mit einer
kreisbogenförmigen
Abrichtfläche
oder Kante 18a, deren Profil komplementär zum gewünschten Profil des Schleifbelags 14 ist.
Beim Abrichten wird das Werkzeug 16a gegen das Profil des
Schleifbelags 14 angelegt, wobei die Schleifscheibe 10 in
Drehung versetzt wird.