DE2540516C3 - Verwendung von Molybdän als Abrichtwerkstoff für kunstharzgebundene Diamantschleifscheiben - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft die Verwendung von Molybdän als Abrichtwerkstoff für kunstharzgebundene Diamantschleifscheiben.

Für bestimmte Fertigungsarbeitsgänge werden Diamantschleifscheiben verwendet Beispielsweise sind kunstharzgebundene Diamantschleifscheiben erforderlich, wenn enge Toleranzen einzuhalten sind und extrem glatte Oberflächen erreicht werden müssen, wie etwa bei der Bearbeitung von Hartmetall und Wolframkarbidwerkzeugen. Diamantschleifscheiben müssen, wie andere Schleifscheiben, da sie verschleißen, von Zeit zu Zeit abgerichtet werden, damit mit ihnen genau feine Oberflächen oder präzise Konturen an Werkstücken, wie Werkzeugteilen, gefertigt werden können. Präzisionsschleifen unter Verwendung von kunstharzgebundenen Diamantschleifscheiben wird etwa bei der Fertigung von Hartmetallwerkzeugen immer weniger angewandt, weil es so schwierig ist, die richtige Abrichtung der kunstharzgebundenen Diamantschleifscheibe vorzunehmen und aufrechtzuhalten. Die in der Vergangenheit für das Abrichten von kunstharzgebundenen Diamantschleifscheiben verwendeten Siliziumkarbid- und Aluminiumoxidwerkzeuge verschleißen so schnell, wenn sie in Reibungskontakt mit einer umlaufenden kunstharzgebundenen Diamantschleif- »o scheibe während des Abrichtens gehalten werden, so daß es extrem schwierig ist, eine kunstharzgebundene Diamantschleifscheibe mit solchen Werkzeugen akkurat abzurichten. Selbst wenn man eventuell hinreichend viel Material von einer solchen Diamantschleifscheibe unter Verwendung solcher Werkzeuge beim Abrichten abtragen kann, erfordert die erhebliche Verschleißrate dieser Werkzeuge an kunstharzgebundenen Diamantschleifscheiben exzessive Mengen an Siliziumkarbidoder an Aluminiumoxidwerkzeugen. Darüber hinaus ist so die Hitze, verbunden mit dem Staub, die bei Verwendung von Siliziumkarbid- oder Aluminiumoxidwerkzeugen zum Abrichten von derartigen Diamantschleifscheiben entstehen, in höchstem Maße unerwünscht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine genauere und ökonomischere Möglichkeit für das Abrichten von kunstharzgebundenen Diamantschleifscheiben zu schaffen. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Patentanspruch 1. t>o

Bei Verwendung eines Molybdänabrichtwerkzeuges erhält man eine genaue Oberfläche vorgegebener Form bei einer kunstharzgebundenen Diamantschleifscheibe, wobei ein Minimum an Hitze erzeugt wird und wenig Staub anfällt, während das Molybdänwerkzeug nur sehr h^r> wenig verschleißt, verglichen mit dem Verschleiß, der bei bisher für das Abrichten von solchen Diamantschleifscheiben verwendeten Werkzeugen eintritt.

Diese grundsätzlichen Vorteile werden erreicht durch Verwendung eines Molybdänwerkzeugs aus handelsüblichen Molybdän, vorzugsweise mit einer Reinheit von mindestens 95%.

Wie an sich bekannt, kann die abzurichtende kunstharzgebundene Diamantschleifscheibe auf ihrer normalen Arbeitsspindel aufgekeilt werden, wobei also die Arbeitsspindel verwendet wird, um die Diamantschleifscheibe während des Abrichtens in Umdrehung zu versetzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert:

F i g. 1 zeigt in Draufsicht schematisiert eine Diamantschleifscheibe mit einem Molybdänwerkzeug, das positioniert ist um den Abrichtprozeß gemäß der Erfindung auszuführen,

F i g. 2\5ine Seitenansicht der Anordnung nach F i g. 1.

In F i g. I und 2 ist eine Anordnung für das Abrichten einer kunstharzgebundenen Diamantschleifscheibe unter Verwendung eines Molybdänwerkzeuges dargestellt. Die Schieibscheibe t ist auf einer Antriebsspindel 2 aufgekeilt, mit der sie mit einer gewünschten Drehzahl umläuft, um das Abrichten der Scheibe durchzuführen. Bei der Schleifscheibe handelt es sich in jedem Falle um eine kunstharzgebundene Diamantschleifscheibe, da bei diesem bestimmten Typ von Diamantscheiben das Abrichten mit einem Molybdänwerkzeug sich als besonders wirkungsvoll herausgestellt hat. Wie bekannt sind bei solchen Schleifscheiben die Diamantpartikel in ein Bindemittel eingebettet und werden in diesem gehalten, wobei das Bindemittel irgendein Harz sein kann. Beispielsweise kann das bindende Harz Bakelit sein oder Phenolharz, Formaldehydharz, Phenoplaste, auch Polystyrol. Solche Scheiben sind zu unterscheiden von den sogenannten metallgebundenen Diamantscheiben, bei denen sich Molybdänwerkzeuge für das Abrichten als weniger wirksam erwiesen haben. Das Arbeitsbett der Schleifmaschine ist mit dem Bezugszeichen 4 angedeutet.

Die Umfangsarbeitsfläche 6 der Schleifscheibe 1 ist hier in Bogenform dargestellt mit einem angeformten Radius zum Zweck der Illustration. Wie unten ausgeführt, können kunstharzgebundene Diamantschleifscheiben mit Konturen der verschiedensten Konfiguration an der Umfangsfläche mit dem Molybdänwerkzeug abgerichtet werden. Um eine Diamantschleifscheibe abzurichten, die eine solche gekrümmte, periphere Arbeitsfläche aufweist, wird ein stangenartiges Molybdänwerkzeug 8 verwendet. Eine solche langgestreckte Molybdänstange aus Molybdänhalbzeug handelsüblicher Qualität wurder erfolgreich eingesetzt, um eine kunstharzgebundene Diamantschleifscheibe abzurichten. Obwohl solche handelsüblichen Molybdänqualitäten normalerweise mehr als 99% reines Molybdän enthalten, ergibt ein Molybdänwerkzeug noch befriedigende Ergebnisse, wenn mindestens 95% reines Molybdän verwendet werden. In der Abrichtanordnung nach Fig. 1 und 2 wird das Werkzeug 8 in einer Abrichtvorrichtung 10 gehalten, die vorteilhafterweise auf dem Arbeitsbett 4 der Schleifmaschine, befestigt wird. Die Werkzeughaltevorrichtung 10 besitzt einen drehbaren Kopf 12 mit einem senkrechten Schenkel 14. der an dem Kopf 12 befestigt ist für die Drehung um die Schwenkachse 15 des Kopfes 12. Von dem Schenkel 14 erstreckt sich im wesentlichen unter einem rechten Winkel ein Werkzeughaltearm 16, der an seinem freier Ende mit einer Bohrung versehen ist zur Aufnahme einer Werkzeughaltemuffe 18. Die Molybdänwerkzeug-

stange 8 wird herausnehmbar in der Muffe 18 in der aufrechten Stellung gemäß F i g. 1 und 2 gehalten. Die Werkzeugstange 8 ist so montiert, daß ihr äußerer flijoher Endabschnitt 20 in Kontakt mit der peripheren Arbeitsfläche der Diamantschleifscheibe 1 steht

Unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtung erfolgt das Abrichten der Schleifscheibe i derart, daß diese mit vorgegebener Drehzahl mittels der Arbeitsspindel 2 in Umdrehung versetzt wird. Gleichzeitig mit dem Umlauf der Scheibe 1 wird der drehbare Kopf 12 der Werkzeugvorrichtung um die Achse 15 hin- und hergedreht, wie durch den Richtungspfeil in F i g. 1 angedeutet, um so den Endabschnitt 20 der Molybdänwerkzeugstange 8 längs einer bogenförmigen Strecke über die periphere Umfangsarbeitsfläche 6 der Schleifscheibe 1 während deren Drehung zu bewegen. Die Werkzeugstange 8 wird im wesentlichen quer zur Umfangsarbeitsfläche 6 der Scheibe 1 in einer Vertikalebene bewegt, die normalerweise im rechten Winkel zur Ebene der Schleifscheibe 1 steht. Die bogenförmige Bewegung der Werkzeugstange 8 über die gesamte periphere Arbeitsfläche 6 der Scheibe 1 ist in F i g. 1 angedeutet, wobei die Werkzeugstange 8 in gestrichelten Linien in einer der Positionen angedeutet ist, die sie während des Abrichtens einnimmt.

Durch Bewegung der Molybdänwerkzeugstange 8 hin und her längs des bogenförmigen Pfades mit ihrem Ende 20 in Reibungseingriff mit der peripheren Arbeitsfläche 6 der Scheibe 1 bei deren Drehung bildet die Werkzeugstange 8 einen präzisen Radius auf der peripheren Arbeitsfläche der Scheibe 1 ab, so daß man die exakte kreisbogenförmige Kontur mit einem vorgegebenen Radius erhält, der auf der peripheren Arbeitsfläche 6 erforderlich ist. Zum Ausbilden eines vorgegebenen Radius auf der peripheren Arbeitsfläche 6 der Scheibe 1 wird die Molybdänwerkzeugstange 8 wie in Fig. 1 und 2 dargestellt montiert, mit dem langgestreckten Haltearm 16 sich unter rechtem Winkel zur Umlaufachse 22 der Scheibe 1 erstreckend. Der Fachmann erkennt, daß die Werkzeugstange 8 stationär gehalten werden könnte oder längs verschiedener Typen vorgegebener Strecken bewegt werden könnte, um eine flache oder bogenförmige Fläche bestimmter Kontur auf der peripheren Arbeitsfläche einer Diamantschleifscheibe abzurichten.

Es hat sich gezeigt, daß das Abrichten kunstharzgebundener Diamantschleifscheiben mit einem Minimum an Verschleiß des Abrichtwerkzeuges unter Verwendung eines kaltgewalzten Molybdänwerkzeuges durchgeführt werden kann. Der Grund für die Verbesserung durch Verwendung eines solchen kaltgewalzten Molybdänwerkzeuges ist nicht genau bekannt. Vermutlich ergeben sich jedoch bei einem solchen kaltgewalzten Molybdänwerkzeug metallurgische Eigenschaften, wie Kornverteilung und Härte, die anders sind als bei warmverarbeitetem Molybdän, was der Grund sein kann für die verbesserten Ergebnisse, wenn ein solches Werkzeug zum Abrichten einer kunstharzgebundenen Diamantschleifscheibe verwendet wird.

Einer der wichtigsten Vorteile bei der Verwendung bo eines Molybdänwerkzeuges für das Abrichten einer kunstharzgebundenen Diamantschleäfscheibe liegt in dem niedrigen Verschleiß des Werkzeuges relativ zur Abtragung der Schleifscheibe. Siliziumkarbid und Aluniiniumoxidwerkzeiige, die bisher für das Abrichten to von Diamantschleifscheiben sowohl in kunstharzgebundener wie auch in metallgebundener Form verwendet wurden, hatten Verschleißraten von 100 ·. 1, d.h. das Abrichtwerkzeug verschliß lOOmal so schnell wie die kunstharz, «bundene Diamantschleifscheibe während des Abrichtens. Molybdänabrichtwerkzeuge haben bei dem Abrichten gemäß der Erfindung ein sehr kleines Verschleißverhältnis des Werkzeuges relativ zu der Schleifscheibe von etwa 2 :1. Dieser geringe Verschleiß des Molybdänwerkzeuges im Vergleich mit dem der bisher üblichen Werkzeuge beim Abrichten von kunstharzgebundenen Diamantschleifscheiben erklärt auch weitgehend den geringen Staub- und Hitzeanfall beim Abrichten. Siliziumkarbidwerkzeuge beispielsweise verschleißen, wenn sie zum Abrichten einer Diamantschleifscheibe verwendet werden, so schnell, daß in erheblichem Maße Staub und Hitze anfallen. Dies ist höchst unerwünscht und spezielle Unterdruckabsaugeinrichtungen müssen verwendet werden, um den Staub während des Abrichtens zu entfernen. Bei Verwendung eines Molybdänabrichtwerkzeuges für eine kunstharzgebundene Diamantschleifscheibe hat sich gezeigt, daß die dabei erzeugten Temperaturen niedrig sind. Weder die Schleifscheibe selbst noch das Molybdänwerkzeug erreichen eine Temperatur oberhalb von 95° C beim Abrichten.

Eines der wichtigen Probleme, die in direkter Beziehung stehen zu den hohen Temperaturen beim Abrichten von Diamantscheiben mit Aluminiumoxidoder Siliziumkarbidwerkzeugen ist das Verbrennen und Glasieren der peripheren Fläche von kunstharzgebundenen Diamantschleifscheiben während des Abrichtens. Die auftretenden hohen Temperaturen bei solchen Werkzeugen führen dazu, daß das Harzbindemittel schmilzt und über den Diamantenpartikeln und um diese herum die Peripherie der Schleifscheiben quasi glasiert. Als Folge ist häufig ein Endabrichtarbeitsgang unter Verwendung eines anderen Abtragungsmittels erforderlich, um die periphere Oberfläche einer harzgebundenen Diamantschleifscheibe zu öffnen und damit die Spitzen der Diarnantpartikeln nach dem Abrichten mit Hilfe eines Siliziumkarbid- oder Aluminiumoxidwerkzeugs freizulegen. Das Molybdänabrichtwerkzeug, das gemäß der Erfindung eingesetzt wird, erzeugt von vornherein eine mehr offene Oberfläche einer harzgebundenen Diamantscheibe mit gutem Freilegen der Diamantpartikeln. Es besteht keine Notwendigkeit für einen abschließenden zusätzlichen Arbeitsgang unter Verwendung eines anderen Abrichtmaterials nach dem Abrichten mit dem Molybdänwerkzeug, da die bei der Verwendung des Molybdänwerkzeuges entstehenden Temperaturen an der harzgebundenen Diamantscheibe nicht hoch genug sind, um das Harzbindematerial zu schmelzen und zu glasieren. Die mit den bekannten Abrichtmaterialien zu erwartenden, hohen Temperaturen, das Glasieren des Bindemittels und die hohen Verschleißraten mit daraus resultierender Stauberzeugung machen es sehr schwierig, die gewünschten genauen Konturen auf den Diamantschleifscheiben zu erhalten, die für Präzisionsschleifarbeiten erforderlich sind. Man kann daher unter Verwendung von molybdänabgerichteten, harzgebundenen Diamantscheiben viel genauere und feinere Oberflächenhearbeitungen an Werkstücken durchführen, insbesondere an Hartmetall und Wolframkarbidwerkzeugteilen. Beispielsweise war es möglich, Oberflächenbearbeitungen mit Toleranzen von 5/100 mm unter Verwendung einer harzgebundenen Diamantschleifscheibe durchzuführen, die mit einem Molybdänwerkzeug abgerichtet worden war.

Wenn in der bevorzugten Weise das Abrichten mit der Schleifscheibe auf ihrer Arbeitssnindel durchgeführt

wird, so rotiert die Scheibe während des Abrichtens innerhalb eines vorgegebenen Drehzahlbereiches. Normalerweise liegt die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe bei konventionellen Schleifmaschinen zwischen 25 und 30 m/sec. Befriedigende Abrichtergebnisse wurden erzielt unter Verwendung eines Molybdänwerkzeuges, das in Reibungskontakt mit der Arbeitsoberfläche einer innerhalb eines solchen Umfangsgeschwindigkeitsbereiches laufenden Schleifscheibe gehalten wurde. Noch bessere Resultate in Form besonders genauen Abrichtens und minimalen Verschleißes des Molybdänwerkzeuges wurden jedoch erreicht, wenn die Schleifscheibe mit geringeren Umfangsgeschwindigkeiten im Bereich zwischen 3 bis 3,8 m/sec angetrieben wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verwendung von Molybdän als Abrichtwerkstoff an einem metallischen, stabförmigen Werkzeug zum Abrichten kunstharzgebundener Diamantschleifscheiben.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molybdän handelsübliche Reinheit von mindestens 95% aufweist ι ο

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Molybdän kaltgewalzt ist