DE3128403A1

DE3128403A1 - Verfahren und vorrichtung zum nachschleifen von diemantwerkzeugen

Info

Publication number: DE3128403A1
Application number: DE19813128403
Authority: DE
Inventors: Horst 6450 Hanau Lach
Original assignee: LACH SPEZIAL WERKZEUGE GmbH
Current assignee: LACH SPEZIAL WERKZEUGE GmbH
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1981-07-17
Publication date: 1983-02-03
Also published as: DE3128403C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Nachschleifen von
Diamantwerkzeugen Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Nachschleifen von aus polykristallinem synthetischen Diamant bestehenden Schneidflächen von vorzugsweise ein-oder mehrschneidigen, starr oder umlaufend einsetzbaren, profilierten oder unprofilierten Werkzeugen.
Um abgenutzte Schneidflächen von zum Beispiel Dreh-, Bohr-, Fräs-, Säge- oder Hobelwerkzeugen instandzusetzen, werden die Schneidflächen nachgeschärft. Ein solches Nachschleifen erfolgt vorzugsweise mittels Schleif- oder Schärfmaschinen, die eine Aufnahmevorrichtung für das nachzuschleifende Werkzeug sowie eine vorzugsweise auf einem Schlitten manuell oder automatisch bewegbaren Schleifeinrichtung, die eine Schleifscheibe oder Diamantschleifscheibe aufweisen kann.
Das Nachschleifen erfolgt dann im Pendel- oder Tiefschliffverfahren. Eine entsprechende Schleifvorrichtung und -verfahren haben sich bei dem Nachschärfen von Hartmetallschneidflächen weitgehend bewährt. Schwierigkeiten bereitet jedoch das Nachschärfen von profilierten Schneidflächen, die mit polykristallinem synthetischen Diamanten bestückt sind. So können häufig die bekannten Schärf- oder Schleifmaschinen mit einer Schleifscheibe nicht eingesetzt werden, da das gesamte Profil aufgrund der vorgegebenen Geometrie der Schneidflächen des nachzuschärfenden Werkzeugs durch die Form der schärfenden Schleifscheibe nicht immer abgefahren werden kann. Selbst wenn dies mit einer entsprechenden Geometrie der Schleifscheibe gelingt, ist der apparative und zeitliche Aufwand sehr hoch.
Mit den bekannten Schleifmaschinen wird dann auch recht zeitaufwendig gearbeitet, wenn zum Beispiel die Zahnbrust und der Zahnrücken von Kreissägeblättern nachgeschärft werden sollen, da nur in getrennten Arbeitsgängen die entsprechenden Schneidflächen bearbeitet werden können.
Für das Nachschleifen von diamantbestückten Werkzeugen wie zum Beispiel Diamant-Fräsern, Diamant-Zerspanern oder -Sägeblättern werden zudem Schleifscheiben benutzt, die ihrerseits Diamanten enthalten, was mit überaus großen Schwierigkeiten verbunden ist, da Materialien gleicher Härte aufeinander wirken. Werkzeug und Werkstück nutzen sich gegenseitig ab. Lange Bearbeitungszeiten müssen in Kauf genommen werden. Daher sind die bekannten Schleif- oder Schärfmaschinen auch überwiegend nur zum Instandsetzen von vorwiegend hartmetallbestückter Werkzeuge ausgerichtet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren verfügbar zu machen, mit Hilfe dem ein problemloses Nachschleifen von mit polykristallinem synthetischen Diamant bestückten Werkzeugen mit einer hohen Bearbeitungsgüte erfolgen kann, wobei selbst eine vorhandene Profilierung der Schneidflächen den Nachschleifprozeß nicht begrenzen soll.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß prinzipiell dadurch gelöst, daß die Schneidflächen-drahtfunkenerosiv bearbeitet werden.
Dieses Verfahren läßt sich immer dann einsetzen, wenn die extreme Profilierung des nachzuschleifenden Werkzeugs eine besondere Lösung des Problems erforderlich macht.
Man geht demzufolge zunächst zumindest für das grobe Nacharbeiten von dem bekannten mechanischen Nachschleifen ab, um eine einwandfreie Instandsetzung zu erzielen, wobei ein unmittelbarer Kontakt zwischen dem zu schleifenden Werkzeug und Schleifwerkzeug nicht erfolgt. Das drahtfunkenerosive Bearbeitungsverfahren läßt sich überraschenderweise auch für künstliche Diamanten einsetzen, obwohl Diamantenansich nicht elektrisch leitend sind. Daraus ergibt sich noch der Vorteil, daß die Werkzeuge, wie zum Beispiel Sägeblätter oder Fräser nicht von aufwendigen Einspannvorrichtungen aufgenommen werden müssen, was erforderlich wäre, wenn entsprechend diamantbestückte Werkzeuge allein von einer Diamantenschleifscheibe nachbearbeitet werden würden. Dabei kann das drahterosive Bearbeiten mit an und für sich in letzter Zeit bekanntgewordenen Drahterodiervorrichtungen erfolgen, die zum Beispiel beim Profilieren von Hartmetailwerkstoffen Einsatz finden. Da jedoch das funkenerosive Bearbeiten nicht nur den Vorteil hat, allen feinen Profilierungen eines Schneidwerkzeugs folgen zu können, sondern auch eine erhebliche Verkürzung der Bearbeitungszeit möglich ist und nicht alle Schneidflächen durch eine komplizierte Formgebung beim Schleifen vollständig verhindern, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Werkzeuge an derselben Stelle zunächst schnell funkenerosiv vorzubearbeiten und anschließend die funkenerosiv bearbeitete Schneide mit einer Schleifscheibe, die an dieselbe Bearbeitungsstelle bringbar ist, fein nachzubearbeiten. Diese Kombination läßt sich gut automatisieren und ergibt hervorragende Resultate an den bearbeiteten Schneiden, die bisher nicht erzielbar waren und vor allen Dingen auch nicht in der jetzt ermöglichten Kürze der Bearbeitungszeit denkbar waren.
Diese Kombination kann man immer dann einsetzen, wenn die Schneidprofilierung einen Einsatz von Schleifscheiben zuläßt.
Bei zusammengesetzten Profilierungen der Schneiden kann sogar ein teilweises Nachschleifen mit einer Schleifscheibe über die Strecken der Profilierung ermöglicht werden, die diese Nacharbeitung zulassen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, gleichzeitig mehrere über- oder nebeneinander angeordnete Werkzeuge entweder zunächst oder abschließend drahtfunkenerosiv zu bearbeiten, wodurch sich eine im Vergleich zu den konventionellen Verfahren die Dauer der Instandsetzungsarbeiten weiterhin erheblich verkürzt.
Sollte ein Nachschleifen der Zahnbrust und des Zahnrückens von Sägeblättern erforderlich sein, wird vorgeschlagen, das drahtfunkenerosive Bearbeiten dieser Schneidflächen in einemeinzigen Arbeitsgang vorzunehmen, was nach dem bekannten, Diamant-Schleifscheiben benutzenden Verfahren ausgeschlossen ist.
Nach der erfindungsgemäßen Lehre zeichnet sich die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens im Vergleich zu den bekannten Schleif- oder Schärfvorrichtungen, die jeweils zumindest eine Schleifscheibe,eine Halterung für das nachzuschleifende Werkzeug, Flüssigkeitsführungen zur Abgabe der Flüssigkeit an den Bearbeitungsort sowie eine Auffangvorrichtung für die Flüssigkeit umfassen, dadurch aus, daß entweder die Schleifscheibe durch eine Drahtfunkenerodiervorrichtung ersetzt ist, der das nachzuschärfende Werkzeug als Gegenelektrode zugeordnet ist oder die Drahtfunkenerosion in Kombination mit dem Schleifen auf ein und derselben Maschine vorgenommen werden kann, ohne das Werkstück neu einstellen zu müssen. Im ersten Fall wird als Flüssigkeit ein Dielektrikum benutzt und im zweiten Fall genügt die Zuführung von Kühlflüssigkeit an die Bearbeitungsstelle. Der Wechsel der Flüssigkeiten kann während des Wechsels des Werkzeuges erfolgen.
Wird eine Elektrolytflüssigkeit benutzt, die zugleich allen Erfordernissen der Kühlung beim Schleifen genügt, braucht ein Flüssigkeitswechsel nicht einmal stattzufinden.
Demzufolge weicht die erfindungsgemäße Vorrichtung von dem Bekannten zunächst im wesentlichen dadurch ab, daß die Schleifscheibe und deren Antriebsvorrichtung durch eine Drahtfunkenerodiervorrichtung ersetzt wird, die in Bezug auf das nachzuschärfende Werkzeug derart einstellbar ist, daß der vorzugsweise aus Messing bestehende Elektrodendraht in Bezug auf die Schneidfläche beliebige Positionen einnehmen kann. Dann kann aber auch die Funkenerosionsstation zusätzlich zur Schleifstation in der Maschine untergebracht werden.
Für das Austauschen, Filtern, Auffangen und Zuleiten der verwendeten Flüssigkeit kann beim Einsatz zweier verschiedener Flüssigkeiten dieselbe Maschineneinrichtung benutzt werden, die im wesentlichen aus einem Rohrleitungssystem mit Filter und Pumpe und einer Auffangwanne besteht. Dieses System kann gegebenenfalls durch zwei Reservoire ergänzt werden, in denen bei Verwendung zweier verschiedener Flüssigkeiten die jeweils nicht benutzte Flüssigkeit verwahrt wird.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Der einzigen Figur ist eine schematische Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zum Nachschärfen von Werkzeugen zu entnehmen, wobei im Ausführungsbeispiel ein Sägeblatt 10 und dessen Schneidflächen 12 bearbeitet werden. Zu diesem Zweck wird das Sägeblatt 10 von einer Halterung 14 aufgenommen, die parallel und senkrecht zur Sägeblattachse verdreht bzw.
verkippt werden kann. Das Nachschärfen der Schneidflächen 12 erfolgt entweder ausschließlich oder primär mittels funkenerosiven Bearbeitens durch eine Drahtfunkenerosionsstation 16.
Diese ist derart zum Sägeblatt 10 angeordnet, daß ein Draht 18, der vorzugsweise ein Messingdraht ist, derart in Bezug auf die Schneidflächen 12 ausgerichtet werden kann,daß unabhängig von deren Profil das erforderliche Nachschärfen erfolgen kann.
Das zum funkenerosiven Schleifen erforderliche Dielektrikum befindet sich in einer Wanne 20 und wird über ein Rohrleitungssystem 22 von einer Pumpe 26 über einen Filter 24 ausgetauscht.
Die Drahtfunkenerosionsstation 16 befindet sich schwenkbar an einem Schwenkkopf 28, der sich am Steuerkopf 30 der Maschine angelenkt befindet. Mit einer Schwenkbewegung des Schwenkkopfes 28 kann anstelle der Drahtfunkenerosionsstation 16 ein Schleifkopf 32 in die Bearbeitungsposition gegenüber dem Sägeblatt 10 so gebracht werden, daß eine Schleifscheibe 34 die Nachbearbeitung übernimmt.
Das Sägeblatt 10 bleibt hierbei in der Position in der Halterung 14 und der Schwenkkopf 28 ist so in zumindest zwei oder auch drei Ebenen verfahrbar, daß entweder der Draht 18 oder die Schleifscheibe 14 über die Zähne 12 gesteuert geführt werden kann. Die Steuerung kann wahlweise von Hand oder automatisch vorgenommen werden, wobei für sich wiederholende Nachbearbeitungsbewegungen eine Mikroprozessorsteuerung eignet. Die entsprechende Steuerelektronik läßt sich im Steuerkopf 30 unmittelbar an der Maschine unterbringen.
Von der automatischen Steuerung wird nicht nur die Führung des Werkzeugs über das Werkstück betätigt, sondern auch der Wechsel des Werkzeugs und der Wechsel des Werkstücks bzw.
der Wechsel der Position des Werkstücks gegenüber dem Nachbearbeitungswerkzeug. Schließlich läßt sich auch der Kühlmittelumlauf bzw. der Elektrolytumlauf und gegebenenfalls auch der Wechsel der Flüssigkeiten voll automatisch steuern.
Die Polung des Sägeblatts 10 als Werkstück gegenüber dem Draht 18 als Nachbearbeitungswerkzeug erfolgt über die Halterung 14.
Während der funkenerosiven Bearbeitung ist die Wanne 20 mit dem Dielektrikum gefüllt. Das funkenerosive Abtragen erfolgt innerhalb des Dielektrikums Wird der Schleifkopf 32 in die Bearbeitungsposition gebracht, genügt es, das kühlende Medium innerhalb der Wanne 20 auf die Bearbeitungsstelle zu lenken und mittels Wanne 20, die für diese Art der Bearbeitung abgedeckt sein kann, aufzufangen. Selbstverständlich kann bei Verwendung verschiedener Flüssigkeiten auch ein für jede Flüssigkeit getrennt vorgesehener gesonderter Umlauf des entsprechenden Mittels erfolgen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können gleichzeitig mehrere neben- und übereinander angeordnete Werkzeuge nachgeschärft werden, wobei das Drahterodieren in an sich bekannter Weise ein- oder mehrkanalig erfolgen kann.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Nachschleifen von, Diamantwerkzeugen 1. Verfahren zum Wachschleifen von aus polykristallinem synthetischen Diamant bestehenden Schneidflächen von vorzugsweise ein- oder mehrachneidigen, starr oder umlaufend einsetzbaren, profilierten oder unprofilierten Werkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidflächen (12) drahtfunkenerosiv bearbeitet werden.
2. Verfahren nach Nachschleifen von aus polykristallinem synthetischen Diamant bestehenden Schneidflächen von vorzugsweise ein- oder mehrschneidigen, starr oder umlaufend einsetzbaren, profilierten oder unprofilierten Werkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidflächen (12) drahtfunkenerosiv vorbearbeitet und an der selben Stelle mittels Schleifen fein nachbearbeitet werden.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere nachzuschleifende Werkzeuge (10) über-oder nebeneinander angeordnet gleichzeitig bearbeitet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 zum Nachschleifen von Zahnbrust und -rücken von zum Beispiel Sägeblättern, dadurch gekennzeichnet, daß das drahtfunkenerosive Bearbeiten der Zahnbrust und des Zahnrückens in einem Arbeitsgang erfolgt.
5. Vorrichtung zum Nachschleifen von aus polykristallinem synthetischen Diamant bestehenden Schneidflächen von vorzugsweise ein- oder mehrschneidigen, starr oder umlaufend einsetzbaren, profilierten oder unprofilierten Werkzeugen zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4 umfassend zumindest eine Schleifscheibe, eine Halteeinrichtung für das nachzuschleifende Werkzeug, Flüssigkeitsführungen zur Abgabe der Flüssigkeit an den Bearbeitungsort sowie eine Auffangvorrichtung für die Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe durch eine Drahtfunkenerodiereinrichtung (16,18) ersetzt ist, der das'nachzuschleifende Werkzeug (10) als Gegenelektrode zugeordnet ist, und daß die Flüssigkeit ein Dielektrikum ist.
6. Vorrichtung zum Nachschleifen von aus polykristallinem synthetischen Diamant bestehenden Schneidflächen von vorzugsweise ein- oder mehrschneidigen, starr 6der umlaufend einsetzbaren, profilierten oder unprofilierten Werkzeugen zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4 umfassend zumindest eine Schleifscheibe, eine Halteeinrichtung für das nachzuschleifende Werkzeug, Flüssigkeitsführungen zur Abgabe der Flüssigkeit an den Bearbeitungsort sowie eine Auffangvorrichtung für die Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (34) an einem Schwenkkopf (28) angebracht ist urddaß eine Drahtfunkenerodiervorrichtung (16,18? zusätzlich derart am Schwenkkopf (28) angebracht ist, daß die an.die Bearbeitungsstelle der Schleifscheibe (34) gegenüber dem nachzuschleifenden Werkzeug (10) schwenkbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkkopf (28) gegenüber der Bearbeitungsstelle gesteuert einstellbar ist.
8. Vorrichtung nch Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß während des Werkzeugwechsels die Flüssigkeit austauschbar ist.