DE3128403C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Nachschär­ fen von aus polykristallinem synthetischen Diamant bestehenden Schneid­ flächen von vorzugsweise ein- oder mehrschneidigen, starr oder umlaufend einsetzbaren, profilierten oder unprofilierten Werkzeugen.

Für Bearbeitungsvorgänge an Werkstücken aus elektrisch leitfähigem Mate­ rial ist es u. a. bekannt, die Funkenerosion mittels Drahtelektrode ein­ zusetzen. Zum Zertrennen von Diamanten kommt sie gemäß DE-OS 26 37 432 in der Form zum Einsatz, daß der Funkenüberschlag zwischen zwei parallelen Drähten erzeugt wird. Auch wenn der Funkenüberschlag unmittelbar zu einem aus Diamant bestehenden Werkstück erfolgt, ist die am Ende des Arbeits­ vorgangs erhaltene Fläche so rauh, daß sie dieses Verfahren als nicht ge­ eignet erscheinen läßt für das Nachschleifen von Diamantwerkzeugen.

Um abgenutzte Schneidflächen von z. B. Dreh-, Bohr-, Fräs-, Säge- oder Hobelwerkzeugen instandzusetzen, werden die Schneidflächen bisher durch Schleifen nachgeschärft (vgl. Lueger, Lexikon der Technik, 4. Aufl., Bd. 8, S. 114). Ein solches Nachschleifen erfolgt vorzugsweise mittels Schleif- oder Schärfmaschinen, die eine Aufnahmevorrichtung für das nach­ zuschleifende Werkzeug sowie eine vorzugsweise auf einem Schlitten ma­ nuell oder automatisch bewegbare Schleifeinrichtung mit Schleifscheibe oder Diamantschleifscheibe aufweisen kann. Das Nachschleifen erfolgt dann im Pendel- oder Tiefschliffverfahren. Eine entsprechende Schleifvorrich­ tung und -verfahren haben sich bei dem Nachschärfen von Hartmetall­ schneidflächen 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 vorgegegenen 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 zeit­ aufwendig gearbeitet, wenn zum Beispiel die Zahnbrust und der Zahnrücken von Kreissägeblättern nachgeschärft werden sollen, da nur in getrennten Arbeitsgängen die entsprechenden Schneid­ flächen bearbeitet werden können.

Für das Nachschleifen von diamantbestückten Werkzeugen wie zum Beispiel Diamant-Fräsern, Diamant-Zerspanern oder -Sägeblät­ tern werden zudem Schleifscheiben benutzt, die ihrerseits Diamanten enthalten, was mit überaus großen Schwierigkeiten verbunden ist, da Materialien gleicher Härte aufeinander wir­ ken. 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 vorwiegend hartmetallbestückter Werkzeuge ausgerichtet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren ver­ fügbar zu machen, mit dessen Hilfe ein problemloses Nachschärfen 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 Nach­ arbeiten 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 Diamanten an sich nicht elektrisch leitend sind. Daraus ergibt sich noch der Vorteil, daß die Werkzeuge, wie zum Beispiel Sägeblätter oder Fräser nicht von aufwendigen Einspannvorrichtungen aufgenommen wer­ den müssen, was erforderlich wäre, wenn entsprechend diamant­ bestückte Werkzeuge allein von einer Diamantenschleifscheibe nachbarbeitet werden würden. Dabei kann das drahterosive Be­ arbeiten mit an und für sich in letzter Zeit bekanntgeworde­ nen Drahterodiervorrichtungen erfolgen, die zum Beispiel beim Profilieren von Hartmetallwerkstoffen Einsatz finden. Da je­ doch das funkenerosive Bearbeiten nicht nur den Vorteil hat, allein feinen Profilierungen eines Schneidwerkzeugs folgen zu können, sondern auch eine erhebliche Verkürzung der Bearbei­ tungszeit möglich ist und nicht alle Schneidflächen durch eine komplizierte Formgebung beim Schleifen vollständig ver­ hindern, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Werkzeuge an derselben Stelle zunächst schnell funken­ erosiv vorzubearbeiten und anschließend die funkenerosiv be­ arbeitete Schneide mit einer Schleifscheibe, die an dieselbe Bearbeitungsstelle bringbar ist, fein nachzubearbeiten. Diese Kombination läßt sich gut automatisieren und ergibt hervor­ ragende 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 Schneidprofillierung einen Einsatz von Schleifscheiben zuläßt.

Bei zusammengesetzten Profilierungen der Schneiden kann so­ gar 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 Werk­ zeuge entweder zunächst oder abschließend drahtfunkenerosiv zu bearbeiten, wodurch sich eine im Vergleich zu den konven­ tionellen 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 einem einzigen Arbeitsgang vorzunehmen, was nach dem bekannten, Diamant-Schleifscheiben benutzenden Verfahren ausgeschlossen ist.

Nach der erfindungsgemäßen Lehre zeichnet sich die Vorrich­ tung zur Durchführung des Verfahrens im Vergleich zu den be­ kannten Schleif- oder Schärfvorrichtungen, die jeweils zumin­ dest eine Schleifscheibe, eine Halterung für das nachzuschlei­ fende Werkzeug, Flüssigkeitsführungen zur Abgabe der Flüssig­ keit an den Bearbeitungsort sowie eine Auffangvorrichtung für die Flüssigkeit umfassen, dadurch aus, daß entweder die Schleifscheibe durch eine Drahtfunkenerodiervorrichtung er­ setzt ist, der das nachzuschärfende Werkzeug als Gegenelek­ trode zugeordnet ist oder die Drahtfunkenerosion in Kombina­ tion mit dem Schleifen auf ein und derselben Maschine vorge­ nommen werden kann, ohne das Werkstück neu einstellen zu müs­ sen. Im ersten Fall wird als Flüssigkeit ein Dielektrikum benutzt und im zweiten Fall genügt die Zuführung von Kühl­ flüssigkeit an die Bearbeitungsstelle. Der Wechsel der Flüs­ sigkeiten kann während des Wechsels des Werkzeuges erfolgen.

Wird eine dielektrische Flüssigkeit benutzt, die zugleich allen Erfordernissen der Kühlung beim Schleifen genügt, braucht ein Flüssigkeitswechsel nicht stattfinden.

Demzufolge weicht die erfindungsgemäße Vorrichtung von dem Be­ kannten zunächst im wesentlichen dadurch ab, daß die Schleif­ scheibe und deren Antriebsvorrichtung durch eine Drahtfunken­ erodiervorrichtung ersetzt wird, die in bezug auf das nachzu­ schärfende Werkzeug derart einstellbar ist, daß der vorzugs­ weise aus Messing bestehende Elektrodendraht in bezug auf die Schneidfläche beliebiger Positionen einnehmen kann. Dann kann aber auch die Funkenerosionsstation zusätzlich zur Schleif­ station in der Maschine untergebracht werden.

Für das Austauschen, Filtern, Auffangen und Zuleiten der ver­ wendeten 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.

Eine nähere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevor­ zugten Ausführungsbeispiels.

Der einzigen Figur ist eine schematische Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zum Nachschärfen von Werkzeugen zu entneh­ men, wobei im Ausführungsbeispiel ein Sägeblatt 10 und des­ sen 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 funken­ erosiven 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 Rohrleitungs­ system 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 Schwenk­ kopfes 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 Hal­ terung 14 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 ge­ führt werden kann. Die Steuerung kann wahlweise von Hand oder automatisch vorgenommen werden, wobei für sich wiederholende Nachbearbeitungsbewegungen eine Mikroprozessorsteuerung eig­ net. Die entsprechende Steuerelektronik läßt sich im Steuer­ kopf 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 Nach­ bearbeitungswerkzeug. Schließlich läßt sich auch der Kühl­ mittelumlauf bzw. der Umlauf des Dielektrikums 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 Hal­ terung 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 Me­ dium innerhalb der Wanne 20 auf die Bearbeitungsstelle zu len­ ken 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 meh­ rere neben- und übereinander angeordnete Werkzeuge nachge­ schärft werden, wobei das Drahterodieren in an sich bekann­ ter Weise ein- oder mehrkanalig erfolgen kann.

Claims (8)

1. Verfahren zum Nachschärfen von aus polykristallinem synthetischen Diamant bestehenden Schneidflächen von vorzugsweise ein- oder mehrschneidigen, starr oder um­ laufend einsetzbaren, profilierten oder unprofilierten Werkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidflächen (12) drahtfunkenerosiv bearbei­ tet werden.

2. Verfahren zum Nachschärfen von aus polykristallinem synthetischen Diamant bestehenden Schneidflächen von vorzugsweise ein- oder mehrschneidigen, starr oder um­ laufend einsetzbaren, profilierten oder unprofilierten Werkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidflä­ chen (12) drahtfunkenerosiv vorbearbeitet und an der­ selben Stelle mittels Schleifen fein nachbearbeitet wer­ den.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß mehrere nachzuschleifende Werkzeuge (10) über- oder nebeneinander angeordnet gleichzeitig bearbeitet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 zum Nachschlei­ fen von Zahnbrust und -rücken von zum Beispiel Sägeblät­ tern, dadurch gekennzeichnet, daß das drahtfunkenerosive Bearbeiten der Zahnbrust und des Zahnrückens in einem Arbeitsgang erfolgt.

5. Vorrichtung zum Nachschärfen von aus polykristallinem synthetischen Diamant bestehenden Schneidflächen von vorzugsweise ein- oder mehrschneidigen, starr oder umlau­ fend einsetzbaren, profilierten oder unprofilierten Werk­ zeugen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfassend zumindest ein Bearbeitungswerkzeug, eine Halteeinrichtung für das nachzu­ schleifende Werkzeug, Flüssigkeitsführungen zur Abgabe der Flüssigkeit an den Bearbeitungsort sowie eine Auffang­ vorrichtung für die Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Bearbeitungswerkzeug eine Drahtfunkenerodierein­ richtung (16, 18) ist, der das nachzuschleifende Werkzeug (10) als Gegenelektrode zugeordnet ist, und daß die Flüssigkeit ein Dielektrikum ist.

6. Vorrichtung zum Nachschärfen von aus polykristallinem synthetischen Diamant bestehenden Schneidflächen von vorzugsweise ein- oder mehrschneidigen, starr oder umlau­ fend einsetzbaren, profilierten oder unprofilierten Werk­ zeugen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfassend zumindest eine Schleifscheibe, eine Halteeinrichtung für das nachzu­ schleifende Werkzeug, Flüssigkeitsführungen zur Abgabe der Flüssigkeit an den Bearbeitungsort sowie eine Auf­ fangvorrichtung für die Flüssigkeit, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schleifscheibe (34) an einem Schwenkkopf (28) angebracht ist und daß eine Drahtfunkenerodiervorrichtung (16, 18) zusätzlich derart am Schwenkkopf (28) angebracht ist, daß sie 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 Bearbeitungs­ stelle gesteuert einstellbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß während des Werkzeugwechsels die Flüssigkeit aus­ tauschbar ist.