DE2350405C3 - Scheibenförmiges Läppwerkzeug - Google Patents
Scheibenförmiges LäppwerkzeugInfo
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft ein scheibenförmiges L.äppwerkteug
zum Lappen 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 Lappwefkzeug Flaehenbereiche 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 Huchen oder
Rinnen bilden, zwischen denen das Schleif oder Läppmittel geführt wird. Ist das herantragende Mate-■
rial abgeschliffen, so daß keine fühlenden Rinnen mehr vorhanden sind, muli das Werkzeug erneuert
werden. Nachteilig bei derartigen Werkzeugen ist, dall sie rasch und insbesondere auch ungleichmäßig abgenutztsind.
Ihre Schleifwirkung ist nicht seht gleichmä-
H) Big und wirksam.
Der Erfindung liegt daher die Aufgab·.- zugrunde, ein Läppwerkzeug zu schaffen, das praktisch für alle
Materialien geeignet ist und gegenüber dem Stand ilcr
T-chnik bei Bearbeitung eines Werkstückes ein«.· ge-
r> ringere und gleichmäßigere Abnutzung aufweist, uinl
verschleißfester ist. Gleichzeitig soll eine bessere und gleichmäßigere Schleif- bzw. Uppwirkung erreicht
werden, so daß bei gleicher Bearbeitungs/eit bessere
Ergebnisse bzw. gleiche F.rgebnisse in kürzerer Alt
.'<> erzielt werden.
Erfindungsgemäß wird die Lösung diesel AuIgäbe
dadurch erreicht, daß die dem Werkzeug /ugew andtcn Oberflächender Einsätze aus weicherem Material mit
der Oberfläche der Flächenbereiche größerer Hatte
r> fluchten und aus einem mit Kunstharz gebundenen Metallpulver geringerer Härte, wie Eisen. Kupfer.
Blei, Zinn oder Aluminium, bestehen.
Durch diese mit der Plattenfläche fluchtenden L-insätze
aus weicherem Material wird eine größere Re
in gelmäßigkeit und Häufigkeit des Eindringens und Steckenbleibens der Teilchen des Schleif- oder Lappmittels
erreicht, was zu einer Vergleichmäßigung und Beschleunigung des Läppvorganges führt Hierbei
wird gleichzeitig auch, wie Versuche zeigen, eine bes-
ii sere Schleifwirkung erreicht. Darüber hinaus «igt
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
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 ersetzen.
Gute Ergebnisse lassen sich mit dem erlindungsgemäßen
Werkztug erzielen, wenn die Arbeitsfläche vorzugsweise m 7()'"f aus Grauguß und zu MWr aus
kunstnarzgehundenern Metallpulver, insbesondere
in Kupfer, besteht Da bei der rotierenden Scheibe oder
dem Drehteller des Werkzeuges die Umfangsgeschwindigkeit von außen nach innen abnimmt, empfiehlt
es sich, daß das Veihaltiiis der Oberfläche der
Einsätze aus weicherem Material zur Oberfläche der
■λ Flaehenbereiche größeier Härte vom Rand zum Inneren
des Werkzeuges hin zunimmt.
Im Interesse einer einfachen Herstellung des erfindungsgemaßcn
Werkzeuges können die aus dem Metallpulver und dem Kunstharz gebildeten Einsätze in
ho 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 Läppwerkzeugin gleicher Zeit wesentlich
größere Materialmengen abnehmen, als mit der üblicherweise verwendeten Graugußscheibe oder
mit einer aus einem Gemisch aus Kupferpulver und Kunstharz bestehenden Läppscheibe. Wenn z. B. die
in K) 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
Materialmenge gleich 200 VoI. %
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 Lappmittels verbessern kann. Bei der erfindungsgernäßen 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 Planitäi bei einer Graugußscheibe 1' , Interferenzstreifen,
bei einer aus Kupfer und Kunstharz bestehenden Läppscheibe V2 Interferenzstreifen, und bei
dem erfindungsgemäßen Läppwerkzeug weniger als V2 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 erfindungsgemäßen
Läppwerkzeuges beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Läppwerkzeug,
Fig. 2 eine graphische Darstellung der in Abhängigkeit
von der Zeit abgeschliffenen Materialmenge 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 erfindungsgemäßen 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 Hinsätze 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,
Hisen, 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 Einsatz« entsprechende Form besitzen. Sie
können durch Bohrungen oder Löcher oder Sacklöcher gebildet sein, welche mit Einsätzen aus weiche
rem Material ausgefüllt herden.
Nach Einfügung der Einsätze aus weicherem Mate
rial 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 Scheibenobetfläche so abgeschliffen, daß die Oberfläche der Einsätze genau mit
der der Scheibe übereinstimmt.
Die Umfangsgeschwindigkeit der "-.'heibe, welche
auf den koiuentrisehert Reihen der Ein* ätze S, 6, 7
gemessen wird, nimmt von der Peripherie zum Zentrum des Ttllers hin ab, das Verhältnis der Einsatzoberflächen
zur Oberfläche des Graugußes nimmt hingegen ?.u 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 HWc Grauguß
und 30% kunstharzgebundenem Kupfer auf.
Die Fig. 2 zeigt die abgeschliffenen Materialmengen (Dicke) als Funktion der Zeit t bei Verwendung
einer Graugußscheibe einerseits und der erfindungsgemäßen, beschriebenen Scheibe andererseits. Die
Kurven F1, F1 und F3 stellen die Werkstoffabnahme
im Verhältnis zur Zeit für Hartstahl, rostfreien Siahl
und Flußstahl bei einer Graugußscheibe dar, während die Kurven FCV FC1 und FC, die Werkstoff abnähme
derselben Metalle 'bei einer erfindungsgernäßen
Guß-Kufer-Scheibe darstellen. Man stellt bei den Kurven einerseits fest, daß die Werkstoffabnahmen
bei der erfindungsgemäßen Scheibe viel höher sind, und daß andererseits diese Werkstoffabi.ahmen während
eines normalen Zeitraumes konstant sind, wohingegen bei der Graugußscheibe die Werkstoffabnahme
mit der Zeit rapide abnimmt. Dieser Zeitgewinn bei dem erfindungsgemäßen Läppwerkzeug
ist deutlich spürbar, wenn man ein Läppmittel auf der Basis von Diamantpulver mit geringer Korngröße
verwendet. Man erhält z. B. mit einem Diamantpu'ver von 6 Micron eine ungefähr der hei 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.
Zusammenfasserd ermöglicht das erfindungsgemäße
Werkzeug das Läppen und Polieren mit einem Läppmittel auf der Grundlage von Diamantpulvef unter
wirtschaftlichen Voraussetzungen, insbesondere durch den erzielten Zeitgewinn, und das bei weitaus
besseren Oberflächenbeschaffenheiten als bei den vorbekannten Werkzeugen, bei denen die Verwendung
von Diamantpulver praktisch auf den Poliervorgang beschränkt war.
Ferner ermöglicht das erfindungsgemäße Werk-
zeug hei Verwendung von herkömmlichen Läppmitteln (auf der Grundlage von Aluminium oder Karbortinclum)
in erstaunlicher Weise die Lappgeschwindigkeit 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 (/',. (/,. (Ix stellen die
abgetragene Werkstoffmenge als Funktion der Zeit bei einer Giaugußscheibc dar. die Kurven (/C1. (!(',.
(!C1 die entsprechenden Werte bei Vei Wendung einet
erfindiingsgcmäßen Scheibe.
Die zahlenmäßigen Resultate dieser Wisuche lauten
wie folgt:
I. Kurven (S1 -GC,
I. Kurven (S1 -GC,
Läppen von runden Unterlegscheiben aus rostfreiem Stahl mit einem bekannten Schleifmittel
unicr Verwendung von LüpiisLiieibcii mii gleichem
Durchmesser, gleicher Anzahl \on Werkstücken und gleicher Belastung pro Ring:
!>) Scheitie aus Grauguß
!>) Scheitie aus Grauguß
I.iippzeit (iO Minuten
Werkstoffabnahme M) Micion
l.iippgeschwindigkeit 0.5 Micron/Min,
b) Frfindungsgemäßc Scheibe
l.iippgeschwindigkeit 0.5 Micron/Min,
b) Frfindungsgemäßc Scheibe
I.iippzeit 27 Minuten
Werkstoffabnahme M) Micron
l.iippgeschwindigkeit 1.1 Micron'Min.
Ιλ zeigt sich also eine 55rrige Zeitersparnis und Minuten
l.iippgeschwindigkeit 1.1 Micron'Min.
Ιλ zeigt sich also eine 55rrige Zeitersparnis und Minuten
Mieioii
Micioir'Miii.
Miiiiilen Micioit
Mieion Min.
eine ungefiihi gleiche lisparnis von Läppmittel und
öl.
2. Kurven (ι, ■(!('.
2. Kurven (ι, ■(!('.
Läppen von (iiaugiißiingcn mit bekanntem
Schleifmittel:
a) Scheibe aus (iiaugult
I.iippzeit 2(1
a) Scheibe aus (iiaugult
I.iippzeit 2(1
Werkstoffabuahine (>(l
I äppgcschw indigkeit } It) l'rfindiingsf'.i'iniilti- Siheibi·
I.itypzeit 12
W'erksloffabnahine (ill I .äppgeschvvindigkeil 5
Dies zeigt also eine 40'j ige Zeile! spamis und eine
im Verhältnis etwa gleiche Htspainis an Läppmittel
und Öl.
.V Kurven (», -(!( .
.V Kurven (», -(!( .
ι ^ T..:i I.... t..i..,., ι,T. IJ.wL ι. .11
l.<i|.|.t Ii ...Ii HiIiIi.....^.........
Stahl mit dem Schleifmittel:
a) Scheibe aus Grauguß
I.iippzeit 45 Minuten
Werkstoffabnahme 20 Micron l.äppgeschwiiuligkeit 0.5 Micron Min.
b) Hrfingungsgemäßc Scheibe
I.iippzeit M) Minuten Werksloffabnahmc 20 Micron l.iippgeschwindigkeit ().«» Micron Min
Dies zeigt eine Zeit-. Läppmittel- und ölerspainN
\on .W,.
lliLi/ii 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 Form von Einsätzenaus 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 Flächenbereicii-..
(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 7(Kf aus Grauguß und zu 30% aus kunstharzgebundenem Metallpulver,
insbesondere Kupfer, besteht.
3. Läppwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Oberfläche
der EinyStze aus weicherem Material (4 bis 8) zur Oberfläche der Flächenbereiche (1) größerer
Härte vom Rand zu/n Inne.en des Werkzeuges
hin zunimmt.
4. Läppwerkzeug nach einen 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
Offnungen (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,
11) eingegossen ist.
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