DE2350405B2 - Scheibenförmiges Lappwerkzeug - Google Patents
Scheibenförmiges LappwerkzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein scheibenförmiges Läppwerkzeug
zum Läppen von Werkstücken unter Verwendung eines insbesondere mit Diamantpulver versetzten
Läppmittels, das zwischen die Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstückes und der Arbeitsfläche
des Läppwerkzeuges eingebracht ist, wobei das Läppwerkzeug Flächenbereiche größerer Härte, beispielsweise
aus Grauguß oder Stahl, und Flächenbereiche geringerer Härte in Form von Einsätzen aus weicherem
Material, wie Blei, aufweist, die in Radial- und Umfangsrichtung nicht zusammenhängende Bereiche
bilden.
Bei einem Läppwerkzeug dieser Art zum Feinbearbeiten
von Glas gemäß der GB-PS 26287 (1906) ragen
die Einsätze aus weichem Material aus der Ebene der Werkzeugoberfläche aus hartem Material heraus,
so daß sie zwischen sich fortwährende Furchen oder Rinnen bilden, zwischen denen das Schleif- oder
Läppmittel geführt wird. Ist das herausragende Mate- > rial abgeschliffen, so daß keine führenden Rinnen
mehr vorhanden sind, muß das Werkzeug erneuert werden. Nachteilig bei derartigen Werkzeugen ist, daß
sie rasch und insbesondere auch ungleichmäßig abgenutzt sind. Ihre Schleifwirkung ist nicht sehr gleichmä-
U) Big und wirksam.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Läppwerkzeug zu schaffen, das praktisch für alle
Materialien geeignet ist und gegenüber dem Stand der Technik bei Bearbeitung eines Werkstückes eine ge-'>
ringere und gleichmäßigere Abnutzung aufweist, und verschleißfester ist. Gleichzeitig soll eine bessere und
gleichmäßigere Schleif- bzw. Läppwirkung erreicht wurden, so daß bei gleicher Bearbeitungszeit bessere
Ergebnisse bzw. gleiche Ergebnisse in kürzerer Zeit
-'<· erzielt werden.
Erfindungsgemäß wird die Lösung dieser Aufgabe dadurch erreicht, daß die dem Werkzeug zugewandten
Oberflächen der Einsätze aus weicherem Material mit der Oberfläche der Flächenbereiche größerer Härte
.'". fluchten und aus einem mit Kunstharz gebundenen
Metallpulver geringerer Härte, wie Eisen, Kupfer, Blei, Zinn oder Aluminium, bestehen.
Durch diese mit der Plattenfläche fluchtenden Einsätze
aus weicherem Material wird eine größere Re-
!H gelmäßigkeit und Häufigkeit des Eindringens und
Steckenbleibens der Teilchen des Schleif- oder Läppmittels erreicht, was zu einer Vergleichmäßigung und
Beschleunigung des Läppvorganges führt. Hierbei wird gleichzeitig auch, wie Versuche zeigen, eine bes-
n sere Schleifwirkung erreicht. Darüber hinaus zeigt sich, daß die Einsatzfüllung, obwohl weicher als das
Scheibenmaterial, mit ihrer zur Arbeitsfläche der Scheibe fluchtenden Oberfläche sich nicht so schnell
abnutzt, da die in die Einsätze eindringenden Teilchen
4(i auch immer wieder Teilchen in den Bereich der Arbeitsfläche
heraustreiben und einzelne, sich in das Einsatzmaterial hineinsenkende Körner oder Teilchen
des Läppmittels Teilchen in den Bereich der Arbeitsfläche verdrängen bzw. fehlendes Volumen cr-
4-, setzen.
Gute Ergebnisse lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug erzielen, wenn die Arbeitsfläche
vorzugsweise zu 70% aus Grauguß und zu 30% aus kunstharzgebundenem Metallpulver, insbesondere
,ο Kupfer, besteht. Da bei der rotierenden Scheibe oder
dem Drehteller des Werkzeuges die Umfangsgeschwindigkeit von außen nach innen abnimmt, empfiehlt
es sich, daß das Verhältnis der Oberfläche der Einsätze aus weicherem Material zur Oberfläche der
ν, Flächenbereiche größerer Härte vom Rand zum Inneren
des Werkzeuges hin zunimmt.
Im Interesse einer einfachen Herstellung des erfindungsgemäßen Werkzeuges können die aus dem Metallpulver
und dem Kunstharz gebildeten Einsätze in
wi Form gegossener Elemente in öffnungen des Werkzeuges
durch Kleben befestigt sein. Eine andere, vorteilhafte Herstellungsmöglichkeit besteht darin, daß
das Werkzeug Durchgangsbohrungen aufweist, deren der Arbeitsfläche zugewandte zylindrische öffnungen
h-, durch eine Verengung von ihrem oberen trichterförmigen
Teil getrennt sind, und daß das Gemisch aus Metallpulver und Kunstharz direkt in die Durchgangsbohrungen
eingegossen ist.
Bei Verwendung eines Diamantpulver enthaltenden Läppmittels kann man mit einem erfindungsgemäß
ausgebildeten Läppwerkzeug in gleicher Zeit wesentlich größere Materialmengen abnehmen, als mit
der üblicherweise verwendeten Graugußscheibe oder mit einer aus einem Gemisch aty Kupferpulver und
Kunstharz bestehenden Läppscheibe. Wenn z. B. die in 10 Minuten mit einer Graugußscheibe abgeschliffene
Materialmenge gleich 100 Vol.% ist, dann ist die mit einer aus einem Gemisch aus Kupferpulver und
Harz bestehenden Läppscheibe abgeschliffene Materialmenge gleich 160 Vol.% und die mit einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Läppscheibe abgeschliffene Materiaimeüige gleich 200 Vol.%
Wenn man bei einer Graugußscheibe Diamantpulver mit einer bestimmten Korngröße verwendet, erhält
man nach einer bestimmten Zeit eine Beschaffenheit der Werkstückoberfläche, die man nur noch mit
Änderung der Korngröße des Läppmittels verbessern kann. Bei der erfindungsgemäßen Scheibe erhält man
in derselben Zeit und ohne Änderung der Korngröße des Läppmittels eine um mehr als das Doppelte verringerte
Rauhigkeit der Werkstückoberfläche.
Schließlich beträgt nach einer Läppzeit von 10 Minuten
die bei monochromatischem Licht gemessene Planität bei einer Graugußscheibe IV, Interferenzstreifen,
bei einer aus Kupfer und Kunstharz bestehenden Läppscheibe V2 Interfereiizstreil, n, und bei
dem erfindungsgemäßen Läppwerkzeug weniger als V, Interferenzstreifen, d. h., daß bei dem erfindungsgemäßen
Läppwerkzeug die Fehler praktisch nicht mehr meßbar sind.
Anhand eines Beispiels und der Zeichnungen wird eine Ausführungsform eines erfindungsgemaßen
Läppwerkzeuges beschrieben. Es zeigt
Fig. I eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßcs
Läppwerkzeug,
Fig. 2 eine graphische Darstellung der in Abhängigkeit
von der Zeit abgeschliffenen Materialmengc bei einer Scheibe aus Grauguß einerseits und einer
erfindungsgemäßen Läppscheibe andererseits unter Verwendung von Diamantpulver als Schleifmittel,
Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Läppscheibe, und
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Läppgeschwindigkeit
bei Verwendung einer Scheibe aus Grauguß und einer erfindungsgemaßen Scheibe mit
einem herkömmlichen Schleifmittel.
Die erfindungsgemäße Scheibe 1 gemäß Fig. 1 besteht aus Gußeisen. Auf dieser Scheibe 1 befinden sich
kreisförmige konzentrische Reihen von runden öffnungen 2,3, in die zylindrische Einsätze 4,5,6,7 eingepaßt
und evtl. klebend befestigt sind, welche zuvor gegossen und gegebenenfalls bearbeitet aus einem homogenen
Gemisch aus metallischem Pulver und Harz gebildet wurden, wobei das metallische Pulver (Kupfer,
Eisen, Aluminium, Zinn, Blei usw.) entsprechend der Art des Materials der zu schleifenden Werkstücke
gewählt wird. Selbstverständlich wurde die runde Form der auf der Scheibe zur Einpassung der aus weicherem
Material bestehenden Einsätze befindlichen öffnungen nur als Beispiel angenommen; diese Öffnungen
können jede beliebige, der Form der eingelassenen Einsätze entsprechende Form besitzen. Sie
können durch Cohrungen oder Löcher oder Sacklöcher gebildet sein, welche mit Einsätzen aus weichcrem
Material ausgefüllt werden.
Nach Einfügung der Einsätze aus weicherem Material wird die Scheibenoberfläche sorgfältig so abgeschliffen,
daß die Oberfläche der einzelnen Einsätze mit der Oberfläche der Scheibe bündig ist.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel werden die
aus Metallpulver und einem Bindemittel aus Kunstharz bestehenden Einsätze 8 direkt in die Öffnungen
der Scheibe 1 versenkt. Um die Verankerung der eingelassenen Einsätze 8 in den Öffnungen der Scheibe
zu gewährleisten, weisen die Öffnungen in ihrem unteren Bereich 9 vorzugsweise eine zylindrische, durch
eine Verengung 10 von ihrem oberen trichterförmigen Teil 11 getrennte Form auf. Die aus dem Pulver-Kunstharz-Gemisch
gebildete Masse wird so in den Teil 11 gegossen, daß die Öffnungen 9, 10, 11 vollständig
gefüllt werden, wobei die Scheibe 1 auf einem Tisch 12 gelagert ist. Nach dem Einfüllen und Erstarren
der Teile 8 wird die Scheibenoberfläche so abgeschliffen, daß die Oberfläche der Einsätze genau mit
der der Scheibe übereinstimmt.
Die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe, welche auf den konzentrischen Reihen der Einsätze 5, 6, 7
gemessen wird, nimmt von der Peripherie zum Zentrum des Tellers hin ab, das Verhältnis der Einsatzoberflächen
zur Oberfläche des Graugußes nimmt hingegen zu unter Beibehaltung derselben Einsatzanzahl
in den Reihen, wobei das Gesamtverhältnis der Oberfläche des Graugußanteils zur Oberfläche der
Einsätze etwa in der Größenordnung von 3 zu 1 ist. Wenn z. B. die Einsätze aus einem Gemisch aus Kupferpulver
und Harz bestehen, teilt sich die Scheibenoberfläche ungefähr im Verhältnis von 70% Grauguß
und 30% kunstharzgebundenem Kupfer auf.
Die Fig. 2 zeigt die abgeschliffenen Materialmengen (Dicke) als Funktion der Zeit I bei Verwendung
einer Graugußscheibe einerseits und der erfindungsgemäßen, beschriebenen Scheibe andererseits. Die
Kurven F1, F, und F, stellen die Werkstoffabnahm': im Verhältnis zur Zeit für Hartstahl, rostfreien Stahl
und Flußstahl bei einer Graugußscheibe dar, während die Kurven FC1, FC1 und FC-J1 die Werkstoffabnahme
derselben Metalle bei einer erfindungsgemaßen Guß-Kufer-Scheibe darstellen. Man stellt bei den
Kurven einerseits fest, daß die Werkstoffabnahinen bei der erfindungsgemaßen Scheibe viel höher sind,
und daß andererseits diese Werkstoffabnahmen während eines normalen Zeitraumes konstant sind, wohingegen
bei der Graugußscheibe die Werkstoffabnahme mit der Zeit rapide abnimmt. Dieser Zeitgewinn bei dem erfindungsgemaßen Läppwerkzeug
ist deutlich spürbar, wenn man ein Läppmittel auf der Basis von Diamantpulver mit geringer Korngröße
verwendet. Man erhält z. B. mit einem Diamantpulver von 6 Micron eine ungefähr der bei Verwendung
eines Diamantpulvers von 14 Micron mit den vorbekannten Scheiben entsprechende Werkstoffabnahme,
so daß es die Erfindung ermöglicht, bei gleicher Geschwindigkeit eine bessere Oberflächenbeschaffenheit
(geringere Unebenheiten) zu erzielen.
Zusammenfassend ermöglicht das erfindungsgemäße Werkzeug das Läppen und Polieren mit einem
Läppmittel auf der Grundlage von Diamantpulver unter wirtschaftlichen Voraussetzungen, insbesondere
durch den erzielten Zeitgewinn, und das bei weitaus Lesseien Oberflächenbeschaffenheiten als bei den
vorbekannten Werkzeugen, bei denen die Verwendung von Diamantpulver praktisch auf den Poliervorgang
beschränkt war.
Ferner ermöglicht das erfindungsgemäße Werk-
zeug bei Verwendung von herkömmlichen Läppmitteln (auf der Grundlage von Aluminium oder !Carborundum)
in erstaunlicher Weise die Läppgeschwindigkeit bei den zu bearbeitenden Werkstücken zu
steigern, wie es die nachstehenden, unter den gleichen Bedingungen mit Scheiben von etwa 50 cm Durchmesser
durchgeführten Versuche zeigen. Dies ist in Fig. 4 dargestellt. Die Kurven G1, G2, G3 stellen die
abgetragene Werkstoffmenge als Funktion der Zeit bei einer Graugußscheibe dar, die Kurven GC1, GC2,
GC3 die entsprechenden Werte bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Scheibe.
Die zahlenmäßigen Resultate dieser Versuche lauten wie folgt:
Läppen von runden Unterlegscheiben aus rostfreiem Stahl mit einem bekannten Schleifmittel
unter Verwendung von Läppscheiben mit gleichem Durchmesser, gleicher Anzahl von Werkstücken
und gleicher Belastung pro Ring: :o
a) Scheibe aus Grauguß
Läppzeit 60 Minuten
Werkstoffabnahme 30 Micron
Läppgeschwindigkeit 0,5 Micron/Min.
Läppgeschwindigkeit 0,5 Micron/Min.
b) Erfindungsgemäße Scheibe :> Läppzeit 27 Minuten
Werkstoffabnahme 30 Micron
Läppgeschwindigkeit 1,1 Micron/Min.
Werkstoffabnahme 30 Micron
Läppgeschwindigkeit 1,1 Micron/Min.
Es zeigt sich also eine 55%ige Zeitersparnis und eine ungefähr gleiche Ersparnis von Läppmittel und
Öl.
2. Kurven G2-GC,
Läppen von Graugußringen mit bekanntem Schleifmittel:
a) Scheibe aus Grauguß
Läppzeit 20 Minuten
Werkstoffabnahme 60 Micron Läppgeschwindigkeit 3 Micron/Min.
b) Erfindungsgemäße Scheibe Läppzeit 12 Minuten Werkstoffabnahme 60 Micron
Läppgeschwindigkeit 5 Micron/Min.
Dies zeigt also eine 40%ige Zeitersparnis und eine im Verhältnis etwa gleiche Ersparnis an Läppmittel
und Öl.
3. Kurven G:i-GCi
Läppen von Teilen aus gehärtetem 63 Rockwell-Stahl mit dem Schleifmittel:
a) Scheibe aus Grauguß
Läppzeit 45 Minuten
Werkstoffabnahme 20 Micron Läppgeschwindigkeit 0,5 Micron/Min.
b) Erfingungsgemäße Scheibe Läppzeit 30 Minuten Werkstoffabnahme 20 Micron
Läppgeschwindigkeit 0,9 Micron/Min.
Dies zeigt eine Zeit-, Läppmittel- und ölersparnis von 33%.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Scheibenförmiges Läppwerkzeug zum Läppen von Werkstücken unter Verwendung eines
insbesondere mit Diamantpulver versetzten Läppmittels, das zwischen die Oberfläche des zu
bearbeitenden Werkstücks und der Arbeitsfläche des Läppwerkzeugs eingebracht ist, wobei das
Läppwerkzeug Flächenbereiche größerer Härte, beispielsweise aus Grauguß oder Stahl, und Flächenbereiche
geringerer Härte in Torrn von Einsätzen aus weicherem Material, wie Blei, aufweist,
die in Radial- und in Umfangsrichtung nicht zusammenhängende Bereiche bilden, dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Werkstück zugewandten Oberflächen der Einsätze (4 bis 8) aus weicherem Material mit der Oberfläche der Flächenbereiche
(1) größerer Härte fluchten und aus einem mit Kunstharz gebundenen Metallpulver geringerer Härte, wie Eisen, Kupfer, Blei, Zinn
oder Aluminium, bestehen.
2. Läppwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche des Läppwerkzeuges
vorzugsweise zu 70% aus Grauguß und zu 30% aus kunstharzgebundenem Metallpulver,
insbesondere Kupfer, besteht.
3. Läppwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Oberfläche
der Einsätze aus weicherem Material (4 bis 8) zur Oberfläche der Flächenbereiche (1) größerer
Härte vom Rand zum Inneren des Werkzeuges hin zunimmt.
4. Läppwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem
Metallpulver und dem Kunstharz gebildeten Einsätze (4 bis 8) in Form gegossener Elemente in
Öffnungen (2, 3) des Werkzeuges durch Kleben befestigt sind.
5. Läppwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug
Durchgangsbohrungen (9,10,11) aufweist, deren
der Arbeitsfläche zugewandte zylindrische öffnungen (9) durch eine Verengung (10) von ihrem
oberen trichterförmigen Teil (11) getrennt sind, und daß das Gemisch aus Metallpulver und Kunstharz
direkt in die Durchgangsbohrungen (9, 10, H) eingegossen ist.
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