DE2952838T5

DE2952838T5 - Method and device for manufacturing abrasive tools

Info

Publication number: DE2952838T5
Application number: DE19792952838
Authority: DE
Inventors: B Gorshkov; V Kurkin; V Mishin; L Kovalskaya
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-06-06
Filing date: 1979-05-31
Publication date: 1980-11-27

Description

PCT/SU 79/00035 Q DEA-PCT-19940

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FERTIGUNGSVERFAHREN FÜR EIN SCHLEIFWERKZEUG UND EINRICHTUNG FÜR DESSEN DURCHFÜHRUNG

Gebiet der Technik -

Die Erfindung betrifft ein Pressen von Werkstücken, für deren Herstellung eine Dauerlagerung unter Druck beigeringen Schwindungen von Preßstoffen gefordert wird, und bezieht sich ; insbesondere auf ein Fertigungsverfahren für ein Schleifwerkzeug und auf eine Einrichtung für dessen Durchführung.

Vorheriger Stand der Technik

Es ist ein Fertigungsverfahren für ein Schleifwerkzeug durch Warmpressen bekannt, bei dem die Schleifmasse in Preßformen geformt wird, die durch Platten unter dem Druck einer Presse im Laufe von 0,75 bis 1 niin pro 1 mm Hohe einer Schleifscheibe erwärmt werden, worauf die Preßstücke des Werkzeuges einer Endbakelisierung in.öfen im Laufe von 24 Stunden unterzogen werden.

Es ist ein Fertigungsverfahren für ein Schleifwerkzeug auf organischer Bindung bekannt, bei dem die Schleif masse auf eine Temperatur . von 95 bis 100⁰C erhitzt, dann in eine Preßform gebracht und mit einer Zeitverzögerung unter einer Presse bei gleichzeitiger Erwärmung gepreßt, ausgepreßt, gefördert und ferner das Werkzeug einer Wärmebehandlung in Ofenbakelisatoren ausgesetzt wird.

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Die oben beschriebenen Verfahren weisen eine niedrige Leistungsfähigkeit auf. Für eine Arbeitsschicht werden beispielsveise auf einer Presse mit einer Kraft von 1000 Mp (Megapond) lediglich 5 his 6 Schleifscheiben mit einem Längsprofil der Abmessungen 600x75x305 nun. wegen einer .langzeitigen Ausnutzung der Presse geformt. Diese Schleifscheiben werden im folgenden einer Bakelisierung in öfen unterzogen.

Die Leistung des Warmpressens wird durch Anwendung mehrstockiger Pressen gesteigert, die aber einen komplizierteren konstruktiven Aufbau, einen erhöhten Energie- und Metallverbrauch besitzen, für deren Betrieb wird eine zusätzliche Produktionsfläche gefordert, wobei die Dauer der Bakelisierungsoperation nicht abnimmt.

Einer weiten Einführung vom Schnell- und Kraftschleifen in verschiedenen Industriezweigen steht eine niedrige Leistung der bestehenden Fertigungsverfahren für ein Werkzeug im Wege. Dem Industriebedarf wird durch ein im Kaltpressen hergestelltes Werkzeug entgegengekommen, das eine mechanische Bearbeitung erfordert, eine niedrige Standzeit, eine geringe Leistung bei einer Spanabnahme und einen beträchtlichen Betriebsaufwand besitzt.

Es ist ein Verfahren zur Leistungssteigerung von Preßanlagen beim Warmpressen bekannt, wo ein Preßstück in einer ausziehbaren Preßform gepreßt und einer Wärmebehandlung (A.S. Jesjew, N.W. Osipow "Mechanisierung und Automatisierung der Plastverarbeitung auf der Grundlage einer ausziehbaren Preßform" , Moskau, Maschinostrojenije, 1971) ausgesetzt wird.

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Die Preßform schließt einen aus Tellerfedern hergestellten Kraftschalter und eine Verschlußeinrichtung ein. Die Wirkungsweise der ausziehbaren Preßform besteht in folgendem: die Mas-=-·- se wird in den Innenraum der Preßform gebracht, durch einen Preßdruck werden die Masse und die Tellerfedern zusammengedrückt, mit Hilfe der Verschlußeinrichtung wird der Druck fi- xiert, worauf die ausziehbare Preßform aus dem Bereich der ;' Presse herausgeführt und der Preßstoff einer Wärmebehandlung: ; unterzogen wird. Die ausziehbaren Preßformen können mit Hebel-, Keil- und Bajonettverschlußeinrichtungen ausgeführt werden.

Nachteilig sind beim Preßverfahren in den ausziehbaren Preßformen eine niedrige Betriebszuverlässigkeit der Tellerfedern großer Leistung unter den Temperaturverhältniasen einer Bakelisierung, eine komplizierte Konstruktion der Einrichtungen, praktisch keine Regelmöglichkeit der Wärmeführung und des Kraftbetriebes beim Pressen, eine Begrenztheit von in der Preßform erzeugten Drücken. Diese Mängel erlaubten es dem vorliegenden Verfahren nicht, in der Schleifmittelindustrie Anwendung zu finden.

Es ist ein Fertigungsverfahren für ein Schleifwerkzeug bekannt , nach dem die Masse vorher geformt wird, während die Endformung und die Wärmebearbeitung des Werkzeuges unter der Kraftwirkung einer Wärmeausdehung des Kraftschalters auf diesesjvollzogen werden.

Der Preßkörper, der das Gehäuse des Werkzeuges ist, wird beispielsweise durch einen flüssigen Stickstoff oder Sauerstoff

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abgekühlt. Dies erschwert die Realisierung dieses Verfahrens, weil sich bei der Arbeit mit dem flüssigen Stickstoff oder Sauerstoff die Arbeitsbedingungen für das Bedingungspersonal wesentlich verschlechtern und Sondermaßnahmen für den Arbeitsschutz gefordert werden.

Erfindungswesen

Der betreffenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fertigungsverfahren für ein Schleifwerkzeug und eine Einrichtung für dessen Verwirklichung zu entwickeln, in der der Kraftschalter in der Weise gewählt ist, daß die bei der Wärmebehandlung des Werkzeuges verbrauchte Wärmeenergie zum Teil in eine Energie des Pressens verwandelt wird.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in dem Fertigungsverfahren für ein Schleifwerkzeug, bei dem der Kraftschalter und die Schleifmasse auf der Basis einer organischen Bindung auf eine Fließtemperatur der Bindung erhitzt und dann unter der Kraftwirkung des Kraftschalters auf die Schleif masse durch dessen Wärmeausdehnung gepreßt und bakelisiert werden, gemäß der Erfindung die Schleifmasse samt dem Kraftschalter, als welcher ein Bimetall mit einer spezifischen Biegung oberhalb von 0,2 grd"" ausgenutzt wird, unter Fixierung eines an die Sohleifmasse angelegten Druckes gepreßt wird.

Das vorliegende Verfahren sichert eine Pressung der Schleif masse und eine Bakelisierung des Werkzeuges bei einer optimalen

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Temperaturführung und einem optimalen Eraftbetrieb, die durch, die physikalisch-chemischen und die mechanischen Eigenschaften der Bindung, des Schleifkornes und der Füllstoffe festgelegt werden, was im Endeffekt es gestattet, die Güte des zu entwickelnden Werkzeuges zu steuern. . .

Der wichtigste Vorteil des Verfahrens besteht darin, daB die Schleifmasse im komprimierten und fixierten Zustand über eine herstellungstechnisch verlangte Zeit außerhalb des Wirkungsbereiches von aufwendigen PreßmitteInverweilen kann, d.h. das Verfahren erlaubt es, die Leistungsfähigkeit der Preßanlagen bei der Herstellung eines Schleifwerkzeuges durch Warmpressen wesentlich zu erhöhen.

Die andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Erhitzung, Pressung und Bakelisierung bei Anlegen von Schwingungen mit einer Frequenz bis zu 2000 Hz verwirklicht werden.

Das Anlegen der Schwingungen trägt zu einer Verdichtung der Schleifmasse bei, verbessert die Gleichmäßigkeit einer Verteilung von Sch le if körne rnjim Werkzeug, fördert einen Austritt von flüchtigen Bestandteilen und eine Verringerung von bleibenden Spannungen im Werkzeug, es wird die Ausgeglichenheit von !Fertigerzeugnissen verbessert.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat die Schleifmasse eine Bindung auf der Basis von Phenolformaldehydharzen und stellt eine trockene Mischung dar.

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Die trockene Schleifmasse ballt sich nicht zusammen, wird nicht stückig, ihre Lagerdauer wird verlängert. Bei der Arbeit mit solch einer Masse verbessern sich die Arbeitsbedingungen für das Bedienungspersonal.

In einer der Ausführungsformen der Erfindung enthält die Schleifmasse eine hochschmelzende keramische Bindung in einer Menge von 8 bis 15 (Masse-)% und ein Metallpulver von Titan ineiner Menge bis zu IO (Masse-)%.

In einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Schleifmasse bei einem folgenden Komponentenverhältnis (in Masseprozenten) hergestellt:

Elektrokorund, normal - 61,0

Pulverbakelit - 15,0

keramische Bindung - 10,0

pulverförmiges Titan - 10,0

Kryolith - 4,0

Die Einführung eines metallischen pulverförmigen Titans in den Bestand der Schleifmasse erzeugt eine zusätzliche Wärmeenergie im Kontakt Werkzeug-Werkstück durch ein exothermisches Brennen des Titans. Der Schneidvorgang wird durch Erniedrigung von Festigkeitseigenschaften eines zu bearbeitenden Metalls infolge seiner Erhitzung beim Schleifen erleichtert. Die Einführung einer keramischen Bindung in den Bestand der Schleifmasse erhöht die Wärmebeständigkeit der Schneidkante eines Schleifwerkzeuges und die Starrheit einer Verklemmung von SchneidkÖr-

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nern durch eine periodische Erschmelzung der keramischen Bindung im Kontakt und Abkühlung außerhalb des Kontaktes. Dies wirkt sich auf eine Erhöhung der Verschleißfestigkeit des Werkzeuges aus/Derartige Schleifscheiben können beim Schnell- und Kraftschleifen der Oberfläche eines Walzgutes auf mechanisierten Anklagen wirksam eingesetzt werden. Der Vorteil dieser Schleif- ■ scheiben macht sich bei deren Ausnutzung im Verfahren einer mechanischen Bearbeitung von schwer zu bearbeitenden Werkstoffen (SU-Urheberscheine N.N. 588062, 621543, 631311) besonders bemerkbar, -wo das Schleifwerkzeug, indem es das Metall schleift, dieses für eine die durch ein in unmittelbarer Nähe des Kontaktes der Schleifscheibe mit dem zu bearbeitenden Metall angeordnetes Schneidwerkzeug zu entfernende Dicke einer Scherung unterschreitende Tiefe gleichzeitig erwärmt.

Die Einführung von Granatkörnern in den Bestand der Schleifmasse erhöht die Selbst anschärf ung des V/erkzeuges bei geringeren Drücken auf die Schleifscheibe.

In der nachstehenden Ausführungsform der Erfindung ist die Schleifmasse bei einem folgenden Komponentenverhältnis (in Masseprozent) hergestellt:

E Ie ktr ok or und, normal - 38,0

Granat - 38,0

Pulverbakelit - 12,0

Kryolith - 6,0

pulverförmige Metalle - 6,0

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-Ad- ·

Die aus einer solchen Masse hergestellten Schleifscheiben für ein Schleifen auf manuellen, Hänge- und ortsfesten Werkzeugmaschinen mit einer Schnittgeschwindigkeit bis zu 100 m/s verbessern die Arbeitsbedingungen für das Bedienungspersonal durch eine Verringerung einer Staubentwicklung und einer schädlichen Wirkung von Vibrationen, erhöhen die Arbeitsproduktivität.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Einrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens vorgesehen, die Preßmittel und Heizkörper für die Schleifmasse in Preßform samt einem in unmittelbarer Nähe der Preßform angeordneten Kraftschalter enthält, wo die Einrichtung erfindungsgemäß ein Gehäuse mit einer Einsatztür zur Anordnung der Preßform mit der Schleifmasse in seinem Innenraum aufweist, in deren Nähe Heizkörper angeordnet sind, wobei der Kraftschalter in Form von zwischen den Heizkörpern und dem Gehäuse liegenden Bimetallplatten ausgeführt ist, so daß deren aktive Schicht mit den Heizkörpern kontaktiert wird, sowie es ein in Form eines in einem Gewindeloch des Gehäuses angeordneten und mit einer passiven Schicht einer der Bimetallplatten zusammenwirkenden Sperringes mit einem Gewinde auf dessen Außenfläche ausgeführtes Mittel zur Fixierung des Preßdruckes der Schleifmasse gibt, wobei die Bohrung des Sperringes einen zur Sicherung einer Wechselwirkung des Preßmittels mit der Schleifmasse ausreichenden Durchmesser aufweist.

Die vorliegende Einrichtung gestattet es, das oben erwähnte Verfahren zu realisieren, das die Ausnutzung von energie-

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und materialintensiven Preßanlagen pro Einheit eines fertiggestellten Werkzeuges erheblich herabsetzt. Derartige Einrichtung erlaubt es, die Fertigungsleistung für ein Schnell- und Kraftwerkzeug auf organischer Bindung durch Warmpressen sprunghaft zu erhöhen. Die Konstruktion der Einrichtung weist eine "ho-: he Zuverlässigkeit und Lebensdauer bei Betrieb auf, was durch ^: die Anwendung eines eine hohe Arbeitszykluszahl besitzenden Bi-. metalls bedingt ist.

In einer der Ausführungsformen der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Höhe des Sperringes die Summe der Gewindelänge des Loches im Gehäuse und der Schwindungsgröße der Masse in der Preßform im Preßvorgang übertrifft.

Derartige Lösung gestattet es, den Preßdruck auf die Schleif masse sicher zu unterhalten und eine Durchbiegung der Bimetallplatten zu begrenzen.

In der anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Gehäuse der Einrichtung geschweißt ausgeführt. Dies gestattet es, die Herstellungstechnologie der Einrichtung zu vereinfachen.

In der nächsten Ausführungsform der Erfindung ist das Gehäuse der Einrichtung auseinandernehmbar aus mindestens zwei gegenseitig austauschbaren Teilen ausgeführt. Dies gestattet es, die Herstellungstechnologie zu vereinfachen, die Masse des Gehäuses der Einrichtung zur Herstellung großformatiger Werkzeuge geringer zu halten.

In der nächsten Ausführungsform der Erfindung sind die Bimetallplatten in Form von Rundscheiben ausgeführt. Dies gewähr-

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leistet eine maximale Kontaktfläche der Scheiben mit dem Gehäuse der Einrichtung.

In der weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die mit der passiven Schicht der Bimetallplatten in Wechselwirkung" stehenden !Flächenstücke des Gehäuses der Einrichtung toroidal ausgeführt.

Die toroidalen Flächenstücke des Gehäuses erhöhen betrachtlich die Wirksamkeit, der Arbeit der Bimetallplatten, weil die hervorragenden to^oidalen Stücke eine höchstmögliche Durchbiegung der Platten durch deren freies Aufliegen und also auch eine Erhöhung der erzeugten Kraft sichern.

In der anderen Ausführungsform der Erfindung hat die Gehäusefläche der Einrichtung einen Überzug aus einem Wärmeisolationsmaterial. Infolge der Wärmeisolierung des Gehäuses fällt der spezifische Energieverbrauch für die Fertigung eines Werkzeuges ab, und die Temperaturverhältnisse werden wirksamer stabilisiert.

In einer der Ausführungsformen der Erfindung ist das Gehäuse aus zwei koaxial angeordneten Zylindern ausgeführt, in deren einem - Außenzylinder - Bimetallscheiben mit Heizkörpern untergebracht sind, die über die Preßform mit der im Innenzylinder angeordneten Schleif masse, mit eii^m in den Außenzylinder einschraubbaren Sperring zusammenwirken.

In der anderen Ausführungsform der Erfindung enthält die Preßform mit der Schleifmasse Matrizen, in denen Preßstempel angeordnet sind, deren eine Gruppe zwischen dem Sperring und

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der Schleifmasse zur Vermittlung des Preßdrucks an die letztere und andere zwischen den Bimetallplatten und der Schleifmasse liegt, wobei im Zentralteil des InnenZylinders zwischen den genannten Gruppen der Preßstempel ein Keilverschluß angeordnet ist.

In der nächsten Ausführungsform der Erfindung weist die Einrichtung eine zwischen den Bimetallplatten und den mit diesen in Yi/echse!wirkung stehenden Preßstempeln liegende Zentrierplatte auf.

In der anderen Ausführungsform der Erfindung sind in der Einrichtung zwischen dem Außen- und Innenzylinder Heizkörper angeordnet.

Die vorliegende Einrichtung gestattet es auch, in den oben genannten Ausführungsformen das oben beschriebene Fertigungsverfahren für sehneHäufende Kraftsegmente zu realisieren, die auf Großanlagen (bis 500 kV/) zur Oberflächenbearbeitung bei Gußblöcken, Platinen und anderen großformatigen Walzknüppeln ausgenutzt werden. Außer den betrachteten Vorteilen hat die vorliegende Einrichtung zusätzliche Vorteile, die in folgendem bestehen: in der gleichen Einrichtung wird eine gleichzeitige Herstellung mehrerer Segmente mit minimaler Nennleistung der Presse dank einer Pressung der Schleifmasse nach den Segmenten auf einer geringeren Fläche ermöglicht; der Preßdruck wird zwischen zwei koaxial angeordneten Zylindern verteilt, was die Abmessungen und Masse der Einrichtung pro Masseeinheit eines zu fertigenden Werkzeuges verringert; der Keilverschluß verhindert eine Abplattung

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der Preßform unter der Presse bei ihrer Auseinandernähme und Ausziehung von fertiggestellten Segmenten, was die Preßanlagen zusätzlich freisetzt; die Einrichtung gewährleistet eine hohe Genauigkeit geometrischer Abmessungen der Segmente.

Die Erweiterung der technologischen Möglichkeiten des Verfahrens bei einer Absenkung des Energie- und Metallverbrauches der Preßanlagen wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Druck der Vorformung fixiert und als Kraftschalter zur Endformung ein Bimetall ausgenutzt wird, das von einer einzeln gesteuerten Wärmequelle erhitzt wird, die gleichzeitig die Schleifmasse bakelisiert.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen :

Die anderen Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung sollen aus einer nachstehenden eingehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und beiliegenden Zeichnungen ersichtlich werden. Es zeigt: . .

Fig. 1 eine Einrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens, gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein mit einer Bimetallscheibe kontaktiertes toroidales Flächenstück des Gehäuses;

Fig. 3 eine Einrichtung mit einem auseinandernehmbaren Gehäuse zur Herstellung von Paketen mit Schleif- und Schneidscheiben, gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine Draufsicht nach Fig. 3;

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Fig. 5 eine Ausführungsform zur Herstellung von Schleifsegmenten, gemäß der Erfindung;

Fig. 6 eine Draufsicht nach Fig. 5»

Fig..? eine Einrichtung in der Axonometrie mit einem teilweisen Längsschnitt nach Fig. 5·

Die beste Ausführungsform der Erfindung

Die Einrichtung (Fig. 1) setzt sich aus einem Hohlgehäuse 1 zusammen, auf dessen unterer innerer Grundfläche mit der aktiven Schicht nach oben eine untere Bimetallplatte 2 und ein unterer Heizkörper 3 angeordnet sind.

Die Bimetallplatte besteht aus zwei Schichten von Metallen oder Legierungen mit verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten, die miteinander auf der ganzen Berührungsfläche geschweißt sind. Die Metall- oder die Legierungsschicht mit einem großen Wärmeausdehnungskoeffizienten wird eine aktive und mit einem geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten eine passive Schicht genannt. Die Verbindung der aktiven und passiven Schicht bedingt die Empfindlichkeit des Bimetalls gegen eine Temperaturänderung, die durch die im wesentlichen durch eine Differenz der Wärmeausdehnungskoeffizienten der aktiven und passiven Schicht bestimmte Größe einer spezifischen Biegung gekennzeichnet wird.

Die spezifische Biegung ist eine Biegung eines freien Endes einer 100 mm langen und 1 mm dicken Thermobimetallplatte bei einer Erwärmung um 1°C.

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-M-

Die spezifische VerMegung (A, grd ) wird nach einer Formel

_A f S * IQ⁴

errechnet, wobei -

f - einen Biegepfeil (Abweichung des freien Endes einer

Probe von der Anfangsstellung), mm; S- eine Plattendicke, mm;
i- eine Plattenlänge, mm;

tp-t-, - eine Differenz der End- und Anfangstemperatur bezeichnet.

Als Kraftschalter für eine Bakelisierung unter Druck kommt ein Bimetall zur Anwendung, das aus einer aktiven und einer passiven Schichb besteht, deren chemische Zusammensetzung in der Tabelle 1 aufgeführt ist.

Tabelle 1

Chemische Zusammensetzung von Bimetallkomponenten

1	Sili zium	Chemische	i ' · Zusammensetzung	4 5	Eisen	Kupfer	Mangan
Kohlen stoff		Schwe fel	Phos- Nickel phor
	2	unterhalb	6	7	8
1	3

akti- un- unter- 0,02 0,03 14 bis unter- 9,5 Rest

ve ter- halb 16 halb bis

Schicht halb 0,5 _n,_nnR1/nnK 0,8 11,0

0,05 030061/ρ 026

passi- un- 0,15 0,02 0,02 35 bis Rest - 0^30

ve ter- bis 37 bis..

Schicht halb 0,30 0,60 0,05

Physikalisch-mechanische Eigenschaften von Bimetall

aktive Schicht

Dichte, g/cm³ - 7,26

2
Elastizitätsmodul E, kp/mm - 12000

spezifische Wärme, kal/g-grd — 0,130

spezifische Wärmeleitfähigkeit,

kal/s*cm«grd -0,021

passive Schicht

Dichte, g/cm³ - 8,12

ρ
Elastizitätsmodul E, kp/mm -15,000

spezifische Wärme, kal/g*grd - 0,122

spezifische Wärmeleitfähigkeit, kal/s*cm*grd - 0,039

Die Anwendung von Bimetallen mit einer spezifischen Biegung unterhalb von 0,2 grd ist weniger effektiv, weil die Durchbiegung des Thermobimetalls unter der Temperaturwirkung bei einer Bakelisierung und folglich auch die Schwindung der Schleifmasse abnehmen.

Der ringförmige Teil der Stützfläche der inneren Grundfläche des Gehäuses 1, mit dem die Platte in Wechselwirkung

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steht, ist in Form einer Toroidalflache ausgeführt, die es gestattet, einen Höchstdruck zu erzeugen, der hei einer Erwärmung der Platte unter den Bedingungen einer Begrenzung ihrer Durchbiegung entsteht. Der obere Heizkörper 4 befindet sich in einem Schwebezustand durch Einwirkung von Federn 5, deren ein' Ende am Gehäuse 1, anderes an mit dem oberen Heizkörper 4 starr verbundenen Backen 6 befestigt ist. Am oberen Heizkörper 4 ist mit der aktiven Schicht zu diesem eine obere Bimetallplatte 7 angeordnet, die von oben mit einem in die obere Grundfläche des Gehäuses 1 eingeschraubten Sperring 8 kontaktiert wird. Die mit der passiven Schicht der Platte 7 kontaktierte Oberfläche des Sperringes 8 ist gleichfalls in Form einer Toroidalflache ausgeführt. Die Platten 9»10, einen Ring 11 und einen Kern 12 mit einer Schleifmasse.13 einschließende Preßform wird koaxial zwischen dem unteren Heizkörper 3 und dem oberen Heizkörper 4 angeordnet. Im Gehäuse 1 ist eine eine Klappe aufweisende Beschicktür 14 ausgeführt.

Die Arbeit der. Einrichtung geht wie folgt vor sich.

Über die Beschicktür 14 im Gehäuse 1 der Einrichtung wird zwischen dem oberen und unteren Heizkörper 3 bzw. 4 eine Preßform mit einer in diese eingebrachten trockenen Schleifmasse angeordnet. Die Anwendung der trockenen Schleifmasse 13 wird dadurch bedingt, daß sie sich nicht zusammenrollt, nicht stückig wird, eine längere Zeit gelagert werden kann. Die trockene Masse ist in der Preßform leichter zu unterbringen und auszugleichen. Die Festigkeit der aus der trockenen Masse 13 hergestell-

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ten Schleifscheiben nimmt zu, die Herstellungskosten für ein Werkzeug werden gesenkt. Nach der Erwärmung der Preßform mit der Schleifmasse auf eine Fließtemperatur der Bindung werden unter dem Preßdruck auf die obere Platte 7 der obere Heizkörper 4 und die obere Platte 10 der Preßform um die Schwindungsgröße der Masse 13 gemeinsam verschoben.

Gleichzeitig mit der Pressung werden an das Gehäuse 1 und an den Ring 11 der Preßform Schwingungen mit einer Frequenz bis zu 2000 Hz in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Schleifmasse angelegt. Beim aufgeschmolzenen Bindemittel nimmt die Schleifmasse 13 den dünnflüssigsten Zustand an, was zu einer Reibungssenkung zwischen den Körnern beiträgt, die Kompressionseigenscbaften der Schleifmasse, die Bedingungen für einen Austritt von flüchtigen Bestandteilen verbessert, den Anteil von feingemahlenen Körnern reduziert. Die Schwingungen fördern eine Verdichtung der Schleifmasse 13> sichern bessere Bedingungen für eine Gleitung der Körner gegeneinander, erhöhen die Gleichmäßigkeit einer Verteilung der Schleifmasse und die Ausgeglichenheit des Werkzeuges.

Nach Abschluß der Temperaturhaltung und des Kraftbetriebes zur Bakelisierung erfolgen .eine Abkühlung der Einrichtung und eine Herausziehung des fertigen Werkzeuges.

In Fig. 3 ist eine Einrichtung mit einem zerlegbaren Gehäuse zur Herstellung von Paketen der Schleif- und Schneidscheiben dargestellt.

Die Einrichtung mit einem auseinandernehmbaren Gehäuse (Fig. 3>4) setzt sich aus einer unteren Begrenzungsplatte 15

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zusammen, in deren obere Aussparung mit der aktiven Schicht nach oben eine untere Bimetallplatte 16 eingesetzt ist. Der untere Heizkörper 17 wird an der unteren Begrenzungsplatte 15 mittels Bolzen 18 starr befestigt, wodurch die untere Bimetallplatte 16 festgeklemmt wird. Auf den unteren Heizkörper 17 wird eine mehrstellige Paket-Preßform 19 samt der Schleifmasse gesetzt, auf die von oben ein oberer Heizkörper 20 aufgelegt wird, der mit der aktiven Schichteiner oberen Bimetallplatte 21 kontaktiert wird, deren passive Schicht sich auf einen Sperring 22 stützt, das Außengewinde des Sperringes wirkt mit dem Innengewinde einer oberen Begrenzungsplatte 23 zusammen. Hierbei stellen der obere Heizkörper 20, die Platte 21, der Sperring 22 und die Begrenzungsplatte 23 einen durch die Fixierungsbolzen 18 verbundenen Block dar. Der Preßdruck wird durch zylindrische Stufen, die auf der unteren und oberen Begrenzungsplatte 15 bzw. 23 ausgeführt sind, mittels Bügel 24 fixiert.

Die Arbeit der Einrichtung geschieht wie folgt.

Auf den unteren Block, der die untere Begrenzungsplatte 15, die untere Bimetallplatte .16 und den unteren Heizkörper 17 einschließt , die durch die Fixierungsbolzen 18 zusammengeschraubt sind, wird die zusammengebaute mehrstellige Paket-Preßform 19 aufgesetzt, auf die der obere Block aufgestellt wird, der sich aus dem oberen Heizkörper 20, der Bimetallplatte 21, dem mittels Gewinde in die obere Begrenzungsplatte 23 eingeschraubten Sperring 22 zusammensetzt, wobei die Fixierungsbolzen die obere Heizplatte 20 und den Sperring 22 verbinden. In derartiger Stel-

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lung wird der Preßdruck an die obere Platte 21 angelegt, und es erfolgt deren Vertika!verschiebung nach unten um die Schwindungsgröße der Schleifmasse. Gleichzeitig werden auf die zylindrischen Stufen der unteren und oberen Begrenzungsplatte 15 bzw. 2-3 die Bügel 24 gesetzt. Ein Spalt zwischen dem Vorsprung der unteren Begrenzungsplatte 15 und den Bügeln 24 wird durch Ausschrauben der oberen Begrenzungsplatte 23 behoben. Auf solche Weise wird der Preßdruck auf die Schleifmasse fixiert. Dann wird die Einrichtung aus der Druckzone entfernt und eine Beheizung nach einer vorgegebenen Betriebsart zur Bakelisierung eingeschaltet.

Diese Einrichtung kann bei deren Ausnutzung in Ofenbakelisatoren durch Beseitigung autonomer Heizkörper in der Einrichtung und durch Aufstellung der Einrichtung auf einen Transportwagen vereinfacht werden, der die Preßmittel mit dem Ofenbakelisator verbindet.

Nach Beendigung der Bakelisierung erfolgen eine Abkühlung der Einrichtung und eine Herausziehung des fertigen Werkzeuges.

Bei der Herstellung eines Werkzeuges zum Kraft- und Schnellschleifen wird eine Schleifmasse ausgenutzt, die sich aus Schleifkörnern, einer organischen Bindung, Füllstoffen zusammensetzt, die exotherme Metallpulver vom Typ des Titans, Zirkoniums und eine hochschmelzende keramische Bindung enthalten. Die Einführung der Metallpulver von Titan, Zirkonium erhöht die Dichte des Schleifwerkzeuges, weil unter den Bedingungen eines Warmpressens diese Metalle in der Lage sind,beträchtliehe Gasvolumina zu absorbieren. Bei der Arbeit derartiger Schleifscheiben erhitzt

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die im Schneidvorgang entstehende sowie sich beim Ablauf exothermer Verbrennungsreaktionen im Eontakt entwickelnde Energie die Oberflächenschicht des Metalls, wodurch der SehneidVorgang erleichtert wird, und erschmelzt die in der Oberflächenschicht der Schleifscheibe befindliche keramische Bindung. Die keramische Bindung erstarrt bei Unterbrechungen im Kontakt des Schleifens, wodurch eine zusätzliche Bindung des Kornes im Arbeitsvorgang der Schleifs-cheibe geschaffen wird. Die Wirksamkeit der Arbeit mit., einem solchen Werkzeug nimmt mit steigender Schlei-f·- geschwindigkeit zu.

Bei der Herstellung von Schleifscheiben für ein manuelles Schnellschleifen (bis zu 100 m/s) wird eine Masse ausgenutzt, die ein natürliches Mineral - Granat - enthält. Dies gestattet es, bei verhältnismäßig geringen Drücken auf die Schleifscheibe eine produktive Spanabnahme vom Metall bei einer erheblichen Steigerung der Schneidhaltigkeit des Werkzeuges zu sichern. Der Umfang einer Staub- und Gasentwicklung durch solch ein Werkzeug, die schädliche Wirkung von Vibrationen auf das Bedienungspersonal nehmen ab.

In Pig. 5i6»7 ist eine Einrichtung zur Herstellung von SchleifSegmenten dargestellt.

Die Einrichtung zur Herstellung von Segmenten (Fig. 5,6,7) besteht aus einem Außenzylinder 25, in den auf die untere zylindrische Stufe eine Bimetallscheibe 26 von der Seite der passiven Schicht gesetzt wird. Auf der Scheibe 26 wird ein elektrischer Scheiben-Heizkörper 27 angeordnet. Auf den Heizkörper 27

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ist mit der aktiven Schicht nach unten eine zweite Bimetallscheibe 28 und auf diese mit der aktiven Schicht nach oben eine dritte Bimetallscheibe 29 aufgelegt. Oberhalb der Scheibe 29 befindet sich eine vierte Metallscheibe 30» die mit ihrer passiven Schicht eine Zentrierplatte 31 berührt. Die Platte 31 wird von. einer seitlichen Verschiebung durch einen Zentrierrinp 32 zurückgehalten. Auf den Ring 32 stützt sich eine Heizspule 33· Auf den äußern Teil der Spule 33 wird eine wärmebeständige Zwischenlage aus einem Isolierstoff aufgelegt, auf die ein Nichrorudraht gewickelt wird. Von oben ist der Nichromdraht durch ein Asbestgewebe abgedeckt. An den Außenzylinder sind zylindrische Greifer 34 zum Lastheben angeschweißt. Innerhalb der Greifer 34 sind Durchführungen 35 aus einem Isolierstoff angeordnet, durch die Stromzuleitungen zu den Heizkörpern 33>27 hindurchgehen. Von oben wird in den inneren Teil des Zylinders 25 ein Sperring 36 eingeschraubt. Auf die obere Stirnfläche der Zentrierplatte sind zwei Feststellplatten 37 aufgelegt, an denen durch Schrauben zwei untere Preßstempel 38 befestigt werden. Die Preßstempel 38, 45 bilden im Querschnitt ein Segment nach. Die Preßstempel 38 weisen Längsnuten mit Stufen auf, in die die Vorsprünge einer Leiste 39 und die eines Rückwärtskeiles 40 hineingehen. Zwischen der Leiste 39 und dem Rückwärtskeil 40 befindet sich ein.Keil 41, der gegen die Innenfläche eines Zylinders 42 die zylindrischen Außenflächen zweier unterer Matrizen 43 andrückt. Innerhalb der Matrizen 43 liegen zu pressende Segmente 44, die von oben durch Preßstempel 45 festgespannt sind. Im Querschnitt

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ähnelt der obere Preßstempel 45 dem unteren Preßstempel 38. Die oberen Preßstempel 45 gehen inmitten zweier oberer Matrizen 46 hindurch, die nach der Form von den unteren Matrizen nicht abweichen. Zwischen den oberen Matrizen 46 befindet sich ein Steg 47 niit geneigten und vertikalen Nuten zum Gasaustritt. Die unteren und oberen Matrizen 43 bzw. 46 sind in der Weise ausgeführt, daß die Innenfläche der Matrizen 43, 46 die facettierte Außenfläche der Segmente formt, während die Außenfläche dieser Matrizen zylindrisch ist und mit der Oberfläche des Zylinders 42 gekoppelt wird, der einen Radialdruck bei der Pressung und Bakelisierung der Segmente aufnimmt.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt: die Schleifmasse 44 wird in den Hohlraum der Matrizen 43 und 46 eingebracht, worauf die Preßstempel 45 durch die Schlitze des Sperringes 36 in die Innenräume der oberen Matrizen eingesteckt werden. Es wird ein Druck an die oberen Preßstempel 46 angelegt, der durch den Sperring 36 fixiert wird, indem er in den Außenzylinder eingeschraubt wird. Die Einrichtung wird unter der Presse herausgenommen, wodurch eine Bakelisierung mit Hilfe der Heizspule 33 und der Heizscheibe 27 ermöglicht wird, unter deren Temperaturwirkung eine Durchbiegung der Bimetallscheiben 26,27,28,29,30 eintritt, die durch die Zentrierplatte 31 auf die unteren Preßstempel 38 und die Schleifmasse 44 einwirken.

Nach Abschluß des Fertigungsprozesses für ein Werkzeug wird die Einrichtung gekühlt, auseinandergenommen und das fertige Yi/erkzeug herausgezogen.

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Die Anwendung der often "beschriebenen Verfahren, der Zusammensetzungen der Massen und der Einrichtungen zur Herstellung von Schleifwerkzeugen auf organischer Bindung zum Kraft- und Schnellschleifen gestattet es, eine beträchtliche Kostenein- : sparung und einen hohen Gewinn sowie bei Herstellern als auch bei Anwendern des Schleifwerkzeuges zu erzielen.

Die Erfindung kann am wirksamsten in der Schleif mitte lir.-dustrie zur Fertigung eines Werkzeuges auf organischer Bindung durch Warmpressen ausgenutzt werden. Dieses Werkzeug wird zum Schnell- und Kraftschleifen, insbesondere zum Abstreifen vom Guß und Walzgut j zur Schweißnahtreinigung, zum Schneiden durch manuelle und ortsfeste Werkzeugmaschinen vorgesehen. Das Schnell- und Kraftschleifen (bis zu 100 m/s bzw. 15OO kp) bietet Vorteile bei Betrieb: produktive Spanabnahme pro Zeiteinheit, hohe Verschleißfestigkeit der Schleifscheiben, Errnog lic hung der Ausnutzung der Abfalle des Schleifens beim Umschmelzen, Verringerung einer Staubentwicklung im Arbeitsbereich, Reduzierung von Zeitverlusten zur Vferkzeugauswechselung.

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Claims

Oj f PATENTANSPRÜCHE

1. Fertigungsverfahren für ein Schleifwerkzeug, "bei dem die Schleifmasse auf der Basis eines organischen Binders samt einem Kraftelement auf eine Fließtemperatur dieses Binders erhitzt, dann unter der Kraftwirkung des Kraftelement auf die Schleifmasse durch dessen Wärmeausdehnung gepreßt und bakeIisiert wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Schleifmasse (13, 44) samt dem Kraftelement (2, 7, 16, 21, 26, 28, 29, 30), als welches ein Bimetall mit einer spezifischen Biegung oberhalb von 0,2 grd" benutzt wird, unter Fixierung eines an die Schleifmasse (13» 44) angelegten Druckes gepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Erhitzung, Pressung und Bakelisierung bei Anlegen von Schwingungen mit einer Frequenz bis zu 2000 Hz durchgeführt werden. *

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schleifmasse (13, 44) ein. Bindemittel auf der Basis von Phenolformaldehydharzen aufweist und eine trockene Mischung darstellt.

4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Schleifmasse (13> 44) eine hochschmelzende keramische Bindung in einer Menge von 8 bis 15 (Masse-)% und ein Metallpulver von Titan in einer Menge bis zu 10 (Masse-)% enthält.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifmasse (13, 44) bei folgendem Komponentenverhältnis (in Fasseprozent) hergestellt ist:

Elektrokorund, normal - 61,0

Pulverbakelit - 15,0

keramische Bindung - 10,0

pulverförmiges Titan - 10,0

Kryolith - 4,0

6. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Schleifmasse (13,44) Granatkörner in einer Menge von 33 bis 38 (Masse-)% enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Schleifmasse (13, 44) bei folgendem Komponentenverhältnis (in Masseprozent) hergestellt ist:

Elektrokorund, normal - 38»0

Granat . - 38,0

Pulverbakelit - 12,0

Kryolith - 6,0

pulverförmige Metalle - 6,0

8. Einrichtung zur Herstellung eines Schleifwerkzeuges, die Preßmittel und Heizkörper für die Schleifmasse in einer Preßform samt einem in unmittelbarer Nähe der Preßform angeordneten Kraft.element ^ enthält, dadurch gekennzeichnet , daß sie ein Gehäuse (1) mit einer Einsatztür (14) zur Anordnung der Preßform mit der Schleifmasse (13) in seinem Hohlraum aufweist, in deren Nähe Heizkörper (3, 4, 17, 20) angeordnet sind, wobei das' Kraftelement (2, 7,16,21) in

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Form von zwischen den Heizkörpern (3»4,17>2O) und dem Gehäuse (1) liegenden Bimetallplatten ausgeführt ist, so daß deren aktive Schicht mit den Heizkörpern (3»4,17₅2O) kontaktiert wird, und daß ein in Form eines in einem Gewindeloch des Gehäuses (1) angeordneten und mit einer passiven Schicht einer der Bimetallplatten (2,7,16,21) zusammenwirkenden Sperringes (8,22) mit einem Gewinde auf dessen Außenfläche ausgeführtes Mittel zur Fixierung des Preßdruckes der Schleifmasse (13) vergesehen ist, wobei die Bohrung des Sperringes (8,22) einen zur-Sicherung einer W@ehselwirkung des Preßmittels mit der Schleixmasse (13) ausreichenden Durchmesser aufweist.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Höhe des Sperringes (8, 22) die Summe der Gewindelänge des Loches im Gehäuse (1) und der Schwindungsgröße der Masse (13) in der Preßform im Preßvorgang übertrifft.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (1) der Einrichtung geschweißt ausgeführt ist.

11. Einrichtung, nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (1) der Einrichtung auseinandernehmbar aus mindestens zwei gegenseitig austauschbaren Teilen ausgeführt ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Bimetallplatten (2,7,16,21) in Form von Rundscheiben ausgeführt sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der passiven Schicht der Bimetall-

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platten (2,7,16,21) in Wechselwirkung stehenden Flächenstücke des Gehäuses (1) toroidal ausgeführt sind.

14. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche des Gehäuses (1) einen Überzug aus einem Wärmeisolationsmaterial besitzt. ^:

15. Einrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche B,9> 10,12,13,14, dadurch gekennzeichnet, d.&3 das Gehäuse aus zwei koaxial angeordneten Zylindern (25,42) ausgeführt ist, in deren einem - Außenzylinder (25) - Bimetallscheiben (26,28,29,30) mit Heizkörpern (27) untergebracht sind, die über die Preßform mit der im Innenzylinder (42) angeordneten Schleifmasse (44), mit einem in den Außenzylinder (25) einschraubbaren Sperring (36) zusammenwirken.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Preßform mit der Schleifmasse (44) Matrizen (43,46) enthält, in denen Preßstempel angeordnet sind, deren eine Gruppe (45) zwischen dem Sperring (36) und der Schleifmasse (44) zur Vermittlung des Preßdrucks an die letztere und andere (38) zwischen den Bimetallplatten (26,28,29,30) und der Schleifmasse (44) liegt, wobei im Zentralteil des Innenzylinders (42) zwischen den genannten Gruppen (45,38) der Preßstempel ein Keilverschluß angeordnet ist.

17. Einrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 15,16, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine zwischen den Bimetallplatten (26,28,29,30) und den mit diesen in Wechselwirkung stehenden Preßstempeln (38) liegende Zentrierplatte (31) aufweist.

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18. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Außenzylinder (25) und dem Innenzylinder (42) Heizkörper (33) angeordnet s ind.

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