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Verfahren zum Hochglanzpolieren eines
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scheibenförmigen Werkstücks Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zum Hochglanzpolieren eines scheibenförmigen Werkstücks aus Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung unter Verwendung einer Arbeitsflüssigkeit und von Schleifelementen
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei einem scheibenförmigen Werkstück, wie z.B. einer Magnetscheibe
für einen Computer, sind im allgemeinen hochglanzpolierte Flächen und höchste Formgenauigkeit
zur Steigerung der Dichte der aufgenommenen Informationen erforderlich, und ebenfalls
ist zur Verminderung der Kosten eine hohe Produktivität erforderlich.
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Eine bekannte Herstellungseinrichtung verwendet ein Präzisierungsdrehverfahren
mit Diamant-Schneidwerkzeugen, mit denen eine Präzisionsbearbeitung der Werkstücke
durchgeführt wird.
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Mit diesem Verfahren wird jedoch in nachteiliger Weise nur eine geringe
Produktivität erzielt, wobei weiter große Maschinen zur Sicherstellung der Präzision
erforderlich sind.
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Weiter ist ein Präzisionsschleifverfahren bekannt, das Schleifsteine
verwendet. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die Schleifsteine sich
zusetzen, so daß man keine zufriedenstellend bearbeitete Oberfläche erhalten kann.
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Weiter kann die Bearbeitungsgenauigkeit nicht sichergestellt werden.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der
eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß das Hochglanzpolieren der Oberflächen
eines Werkstückes bei höchster Formgenauigkeit durchgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung
gelöst.
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Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Hochglanzpolieren eines scheibenförmigen
Werkstücks, umfassend: symmetrisches Anordnen von wasserdurchlässigen und elastischen
Schleifelementen an beiden Seiten eines drehbar angeordneten scheibenförmigen Werkstücks,
Bewegen der Schleifelemente in vertikaler Richtung in bezug auf eine Welle für das
Werkstück, wobei die Schleifelemente gegen die beiden Seiten des Werkstücks gedrückt
werden, und Zuführen einer Arbeitsflüssigkeit zwischen die jeweiligen Oberflächen
des Werkstücks und der Schleifelemente, wobei die Arbeitsflüssigkeit einer Oberflächenspannung
von 60 dyn/cm oder weniger aufweist und in der Lage ist, eine Oberflächenoxidation
des Aluminiummaterials zu verhindern.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1a und
1b Ansichten und Seitenansichten von Beibis Fig. 3a und 3b spielen der verwendeten
Werkzeuge; Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht eines weiteren verwendeten
Werkzeugs; Fig. 5 die Beziehung zwischen der Behandlungsdauer und der Oberflächenrauhigkeit;
Fig. 6 bis 9 weitere Beispiele verwendeter Werkzeuge; Fig. 6a und 6b entsprechende
Front- und Seitenansichten des Werkzeugs; Fig. 6c und 6d Ansichten des Werkzeugs
zur Darstellung der Bearbeitung; Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugs;
Fig. 8 eine schematische Ansicht zur Darstellung der Steuerung des Werkzeugs; Fig.
9 die Beziehung zwischen der Behandlungsdauer und der Oberflächenrauhigkeit; Fig.
10 bis 14 Diagramme in Verbindung mit weiteren Ausführungsbeispielen, wobei Fig.
10 die Beziehung zwischen der Belastung und der plastischen Verformung, Fig. 11
die Beziehung zwischen der Schleifelement-Verformungsmenge und dem Schleifelement-Andrückdruck,
Fig.
12 die Beziehung zwischen der Schleifelement-Verformung und der Andrückkraft zeigt.
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Fig. 13 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines Werkzeugs;
Fig. 14 zeigt die Beziehung zwischen der Zeit und der Belastung; Fig. 15 bis 17
zeigen Diagramme in bezug auf ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 15 eine
vergrößerte Ansicht eines teils von Fig. 1, Fig. 16 die Beziehung zwischen der Rauhigkeit
R und dem Verhältnis V/N der relativen Bewegungsgeschwindigkeit V zur Anzahl der
Umdrehungen N, und Fig. 17 die Beziehung zwischen der Rauhigkeit R und dem Verhältnis
V/(NH) zeigt.
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Fig. 18 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht eines Beispiels
einer Halterung für die Schleifelemente; und Fig. 19 eine teilweise geschnittene
Seitenansicht von Fig. 18.
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Das Verfahren zum Hochglanzpolieren eines Werkstücks aus Aluminium
verwendet wasserdurchlässige Schleifelemente und eine Arbeitsflüssigkeit mit einer
Oberflächenspannung von 60 dyn/cm oder weniger, die eine Oberflächenoxidation des
Aluminiums oder einer Aluminiumlegierung verhindert. Dabei werden hochgradige Spiegelflächen
sichergestellt, wobei die Schleifelemente sich weniger zusetzen.
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In Fig. 1 ist ein Werkstück 1 aus Aluminium gezeigt, das mittels einer
drehbaren Einspannvorrichtung 2 gehalten wird.
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Ein Werkzeug 3 umfaßt eine im Querschnitt U-förmige Spitze. An der
linken und rechten inneren Fläche der Spitzen des Werkzeugs 3 sind Halteelemente
4 angebracht. An den inneren Flächen der Halteelemente 4 sind wasserdurchlässige,
elastische Schleifelemente 5, an denen Schleifkörner haften, angebracht. Diese Schleifelemente
5 sind in bezug auf das Werkstück symmetrisch angeordnet.
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In den Spitzen des Werkzeugs 3 und den beiden Haltelementen 4 sind
durch sie hindurchgehende Zuführkanäle 6 zum Zuführen der Arbeitsflüssigkeiten 7
ausgebildet. Eine derartige Arbeitsflüssigkeit 7 hat eine Oberflächenspannung von
60 dyn/cm oder weniger und ist in der Lage, eine Oberflächenoxidation des Aluminiums
zu verhindern.
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In Betrieb werden, wenn das Werkstück 1 mittels der Einspannvorrichtung
2 gedreht wird, die symmetrisch in bezug auf das Werkstück 1 angeordneten Schleifelemente
5 gegen
das Werkstück gedrückt, wobei Arbeitsflüssigkeit 7 den Oberflächen
des Werkstücks 1 von den Zuführkanälen 6 durch die Schleifelemente 5 zugeführt wird.
Die Schleifelemente 5 werden zusammen mit dem Werkzeug 3 in vertikaler Richtung
in bezug auf die drehbare Welle der Einspannvorrichtung 2 bewegt. Eine derartige
Bewegung kann nur in einer einzigen Richtung oder als hin- und hergehende Bewegung
durchgeführt werden.
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Mit dieser Ausführungsform wird das Werkstück 1 mittels der Schleifkörner
an den Schleifelementen 5 feinst abgefräst, wobei die Arbeitsflüssigkeiten eine
Oberflächenoxidation des Werkstücks 1 aus Aluminium verhindern, und die Frässpäne
werden durch die wasserdurchlässigen Schleifelemente 5 nach außen abgegeben.
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Die elastische Wirkung der elastischen Schleifelemente 5 ist bei der
Absorption von Vibrationen des Werkstücks 1 und des Werkzeugs 3 nützlich, so daß
die Verteilung der Bearbeitungsmenge und die Verteilung der Oberflächenrauhigkeit
über die gesamte Oberfläche des Werkstücks gleichförmig ist. Somit kann eine genaue
Form des Werkstücks 1 sichergestellt werden, ohne daß eine hohe Festigkeit der Maschine
erforderlich ist.
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Die Oberflächenrauhigkeit des Werkstücks 1 kann mittels des Andrückdrucks
der Schleifelemente 5, der Anzahl der Umdrehungen des Werkstücks 1 und der Bewegungsgeschwindigkeit
des Werkzeugs 3 gesteuert werden. Beispielsweise wird,
wenn die
Anzahl der Umdrehungen des Werkstücks 1 gesteigert und die Bewegungsgeschwindigkeit
des Werkzeugs 3 vermindert wird, die Oberflächenrauhigkeit verbessert werden.
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Im folgenden sollen weitere Ausführungsbeispiele der verwendeten Werkzeuge
unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben werden.
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In den Fig. 2 und 3 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
wie in Fig. 1 bezeichnet.
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Bei dem in Fig. 1 gezeigten Werkzeug werden die Schleifelemente 5
in bezug auf die drehbare Welle der Einspannvorrichtung 2 in vertikaler Richtung
und in einem rechten Winkel zu dieser drehbaren Welle bewegt, wohingegen bei dem
in Fig. 2 dargestellten Werkzeug die Schleifelemente 5' nicht in einem rechten Winkel
zur drehbaren Welle der Einspannvorrichtung 2 bewegt werden und die Schleifelemente
5' an ihren der drehbaren Welle der Einspannvorrichtung zugewandten Enden viertel-kreisbogenförmig
ausgebildet sind. In Fig. 1 sind die Schleifelemente 5 an ihren der drehbaren Welle
der Einspannvorrichtung zugewandten Enden kreisbogenförmig ausgebildet, wohingegen
die Schleifelemente 5" in Fig. 3 an ihren der drehbaren Welle der Einspannvorrichtung
zugewandten Enden rechtwinklig ausgebildet sind.
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Fig. 4 zeigt im einzelnen weitere Ausführungsbeispiele des verwendeten
Werkzeugs.
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In Fig. 4 ist eine Gleitstange 10 am unteren Ende eines im Querschnitt
U-förmigen Halterahmens 9 befestigt, die durch die oberen Enden eines Auflagers
8 verläuft. An der Gleitstange 10 sind an beiden Seiten des Auflagers 8 Federn 11
angeordnet. Von den beiden inneren oberen Enden
des Halterahmens
9 erstrecken sich Führungen 12 nach innen. Halteteile 13 sind in transversaler Richtung
längs der entsprechenden Führungen 12 gleitbar angeordnet. An den Innenflächen der
Halteteile 13 sind wasserdurchlässige und elastische Schleifelemente 14 befestigt.
An diesen Schleifelementen 14 haften Schleifkörner.
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An den oberen Enden des Halterahmens 9 sind von außen Druckschrauben
15 eingeschraubt, die mit den Halteteilen 13 in Berührung kommen. In den Halteteilen
13 sind weiter Zuführkanäle 16 für Arbeitsflüssigkeit ausgebildet. Die Schleifelemente
14 sind symmetrisch an beiden Seiten des scheibenförmigen Werkstücks 1 angeordnet.
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Mit einer derartigen Anordnung können durch die Einstellung der Druckschrauben
15 die Andruckdrücke der Schleifelemente 14 gegen das Werkstück 1 eingestellt werden.
Die an den Gleitstangen 10 angeordneten Federn 11 dienen zum Ausgleich der Andruckdrücke
der an beiden Seiten angeordneten Schleifelemente 14 an das Werkstück 1.
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Fig. 5 zeigt die Kennwerte der Bearbeitung, wobei eine Aluminiumscheibe
mit einem Durchmesser von 200 mm unter Verwendung des in Fig. 4 gezeigten Werkzeugs
bearbeitet wurde.
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Man sieht aus Fig. 5, daß die Oberflächenrauhigkeit von 1 #mRZ einer
behandelten Oberfläche auf 0,1 #mRZ oder weniger innerhalb einer Bearbeitungsdauer
von etwa einer Minute verbessert wurde, wobei man Schleifkörner mit einer Korngröße
von 11600 bis #800 verwendete. Man sieht weiter aus Fig. 5, daß eine hochglanzpolierte
Oberfläche mit einer Oberflächenrauhigkeit von 0,02 #mRZ innerhalb einer Behandlungsdauer
von etwa einer Minute unter Verwendung
von Schleifkörnern mit einer
Korngröße von #1.500 bis #5.000 erhalten wurde. Die Genauigkeit wurde auf den gesamten
Oberflächen des Werkstücks erreicht.
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Im folgenden soll ein weiteres Ausführungsbeispiel des Werkzeugs unter
Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben werden.
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In Fig. 6 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig.
1 bezeichnet.
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In Fig. 6 ist ein erstes Werkzeug 17 mit Schleifelementen 5, an denen
Schleifkörner für eine Rohbearbeitung haften, ein zweites Werkzeug 18 mit Schleifelementen
5, an denen Schleifkörner für eine mittlere Bearbeitung haften, und ein drittes
Werkzeug 19 mit Schleifelementen 5, an denen Schleifkörner für ein Hochglanzpolieren
haften, angeordnet, die in Abhängigkeit von der Anfangsrauhigkeit eines Werkstücks
1 verwendet werden. Diese Werkzeuge 17, 18 und 19 sind in bezug zur drehbaren Welle
für das Werkstück 1 radial angeordnet.
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Im folgenden soll die Bearbeitung des Werkstücks 1 beschrieben werden.
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Wie in Fig. 6c dargestellt, wird das Werkzeug 7 vertikal in bezug
zur drehbaren Welle für das Werkstück 1 bewegt, wobei das Werkzeug 17 gegen das
sich drehende Werkstück 1 gedrückt wird. Wenn der Verschiebungsabstand des Werkzeugs
17 erreicht und die Bearbeitung mit dem ersten Werkzeug 17, wie in Fig. 6d dargestellt,
beendet ist, wird das erste Werkzeug 17 zurückgezogen. Darauf wird das zweite Werkzeug
18 für die Weiterbearbeitung vorwärtsbewegt. Wenn der Verschiebungsabstand des Werkzeugs
18 den Abstand Z2 erreicht und die Bearbeitung mit dem zweiten Werkzeug 18, wie
in Fig. 6a dargestellt, beendet ist, wird das zweite Werkzeug 18 zurückgezogen.
Darauf wird das dritte Werkzeug 19 zur Bearbeitung vorwärtsbewegt.
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Ein derartiges Bearbeitungsverfahren vermeidet die Notwendigkeit des
Ersetzens der Schleifelemente, das sonst erforderlich ist, wenn die Bearbeitung
nur unter Verwendung eines Werkzeugs durchgeführt wird. Weiter ermöglicht die geeignete
Auswahl der Verschiebungsabstände t1 und 2 die Verkürzung der Bearbeitungsdauer,
verglichen mit einem Verfahren, bei dem mehrere Bearbeitungen mit nur einem Werkzeug
durchgeführt werden.
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In Fig. 7 ist das verwendete Werkzeug im einzelnen dargestellt.
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In Fig. 7 umfaßt das Werkzeugbasisteil 20 Führungsöffnungen 21. Eine
Halterung 20 weist durch die Führungsöffnungen 21 verlaufende Führungsstangen 22
auf, so daß die Halterung 22 gleiten kann. Am Werkzeugbasisteil 20 ist weiter ein
Antriebsmotor 24 angeordnet, dessen drehbare Welle gewindemäßig mit einem Antriebsgetriebe
25 verbunden ist, das an der Halterung 22 angeordnet ist. Entsprechend der Drehung
des Antriebsmotors 24 wird die Halterung 22 bewegt.
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In den Seiten der Halterung 22 sind Führungsöffnungen 26 ausgebildet.
In die Führungsöffnungen 26 sind Führungsstangen 28 zweier Halteteile 27 eingesetzt,
so daß diese zwei Halteteile 27 gleiten können.
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Druckmotoren 29 sind an den entsprechenden beiden Seitenplatten angeordnet.
Die drehbaren Wellen der Druckmotoren 29 sind gewindemäßig mit den Halteteilen 27
verbunden. Entsprechend der Drehung der Druckmotoren 29 werden die Halteteile 27
bewegt, so daß sie die an den Halteteilen 27 befestigten Schleifelemente 30 gegen
die Flächen des Werkstücks 1 drücken.
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Wie in Fig. 8 dargestellt, sind drei des in Fig. 7 dargestellten Werkzeugs
als erstes, zweites und drittes Werkzeug 31, 32 und 33 angeordnet. An den Schleifelementen
30 dieser Werkzeuge 31, 32 und 33 haften Schleifkörner unterschiedlicher Korngrößen,
die wahlweise in Abhängigkeit von der Anfangsrauhigkeit des Werkstücks 1 verwendet
werden.
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Die Arbeitsreihenfolge der Werkzeuge 31, 32 und 33 wird mittels Zeitschaltkreisen
34 und 35 gesteuert. Eine Antriebsenergiequelle 36 wird hinsichtlich der Einschaltdauer
mittels der Zeitschaltkreise 34 und 35, die unterschiedliche Betriebszeiten T1 und
T2 haben, gesteuert, so daß die Druckmotoren 29 das Andrücken der Schleifelemente
21 steuern. Die Antriebsmotoren 24 werden mittels der Ausgänge der Zeitschaltkreise
34 und 35 durch Geschwindigkeits-Steuereinrichtungen 37, 38 und 39 gesteuert.
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Die Zeitsteuerung der Werkzeuge 31, 32 und 33 ermöglicht die Behandlung
von der Rohbearbeitung bis zum Hochglanzpolieren, und zwar automatisch in einem
Bearbeitungsschritt, so daß die Produktivität in hohem Maße gesteigert wird.
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In Fig. 9 sind die Ergebnisse der Bearbeitung unter Verwendung der
in Fig. 8 gezeigten Anordnung dargestellt.
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Fig. 9 zeigt die Beziehung zwischen der Oberflächenrauhigkeit und
der Bearbeitungsdauer für die Bearbeitung einer Aluminiumscheibe mit einem Durchmesser
von 200 mm, die eine Anfangsrauhigkeit von 2 ßmRZ hat. Es wurden Schleifelemente
verwendet, an denen Schleifkörner mit einer Korngröße von 11180 bis 11500 zur Rohbearbeitung,
Korngrößen von #600 bis #800 für eine mittlere Bearbeitung und Korngrössen von #1.500
bis #5.000 für das Hochglanzpolieren aufwiesen.
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In Fig. 9 zeigt die Kurve A die Ergebnisse der Bearbeitung durch ein
Verfahren mit der in Fig. 8 gezeigten Anordnung, während die Kurve B die Ergebnisse
der Bearbeitung zeigt, bei der nur ein einziges Werkzeug verwendet wird, wobei die
mittels gestrichelten Linien dargestellten Kurven die Zeit zum Auswechseln der Schleifelemente
darstellen.
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Man sieht aus Fig. 9, daß man etwa vier Minuten benötigt, um eine
Oberflächenrauhigkeit von 0,02 #mRZ zu erhalten, wenn man nur ein einziges Werkzeug
verwendet und die Schleifelemente auswechselt.
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Die Kurve A zeigt die Ergebnisse der Bearbeitung, bei der der Verschiebeabstand
der Schleifelemente im ersten Schritt auf 1/3 des Radius des bearbeiteten Werkstücks
eingestellt wurde. Bei einer derartigen Bearbeitung dauert es lediglich etwa 1,5
min., um eine Oberflächenrauhigkeit von 0,02 #mRZ zu erreichen, so daß die Bearbeitungsdauer,
verglichen mit einer Bearbeitung mit nur einem Werkzeug, stark verkürzt werden kann.
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Im folgenden soll ein weiteres Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme
auf die Fig. 10 bis 14 beschrieben werden.
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Dünne scheibenförmige Werkstücke für Computer-Magnetscheiben erfordern
hochglanzpolierte Flächen hoher Präzision.
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Wie in Fig. 10 dargestellt, führen jedoch unausgeglichene Druckkräfte
der beidseitigen Druckmittel für die Schleifelemente zu einer plastischen Verformung,
so daß die Präzision nicht sichergestellt ist.
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Fig. 10 zeigt die Beziehung zwischen der plastischen Verformung 8
und der Kraft F in Abständen r von 60 mm und 90 mm von dem Mittelpunkt des scheibenförmigen
Werkstücks,
das einen Außendurchmesser von 250 mm, einen Innendurchmesser
von 100 mm und eine Dicke von 1,5 mm aufweist.
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Aus Fig. 10 ist ersichtlich, daß ein erzeugtes Ungleichgewicht von
3 kp, wenn die Druckkräfte der beidseitigen Druckmittel eingestellt wurden, eine
plastische Verformung 6 von etwa 35 ßm bei r = 90 mm und ein Ungleichgewicht von
4 kp eine plastische Verformung 6 von etwa 20 Fm bei r = 60 hervorriefen.
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Fig. 11 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Andrückdruck
P und der Verformung A der bei dieser Ausführungsform verwendeten elastischen Schleifelemente.
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Betrachtet man die Produktivität, so beträgt der erforderliche Andrückdruck
für eine vorbestimmte bearbeitete Fläche etwa 0,5 kp/cm2. Wenn die Andrückfläche
S beispielsweise 20 cm2 beträgt, so betragen die Andrückkräfte 10 kp.
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Fig. 12 zeigt die Beziehung zwischen der Verformung A der Schleifelemente
und der Andrückkraft F.
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In Fig. 13 ist ein Ausführungsbeispiel einer bei dieser Ausführungsform
verwendeten Einrichtung dargestellt.
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Eine U-förmige Halterung 40 weist an ihren beiden Spitzen elektromagnetische
Druckmittel 41 auf, die so angeordnet sind, daß ein dünnes scheibenförmiges, mittels
einer drehbaren Einspannvorrichtung 2 gehaltenes Werkstück 1 zwischen ihnen liegt.
Diese elektromagnetischen Druckmittel 41 umfassen elektromagnetische Spulen 42,
die auf hohlen Rohren mit einer isolierenden oder nicht-magnetischen Eigenschaft
aufgewickelt sind. In den hohlen Abschnitten in den elektromagnetischen Spulen 42
sind Stangenteile 43 bewegbar, die magnetische Stangen 44, nicht-magnetische
Stoßdämpfer
45 und Belastungsfühler 46 umfassen, die einstückig von den äußersten Seiten der
Haltemittel angeordnet sind.
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Druckmittel 47 sind einstückig an den Stangenteilen 43 an ihren innersten
Seiten befestigt. An den inneren Flächen der Druckmittel 47 sind elastische Schleifelemente
48 mit Schleifkörnern befestigt, die an beiden Seiten des dünnen scheibenförmigen,mittels
der drehbaren Einspannvorrichtung 2 gehaltenen Werkstücks 1 symmetrisch angeordnet
sind.
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An den Stangenteilen 43 sind an ihren äußersten Enden Anschläge 49
befestigt. Zwischen den elektromagnetischen Druckmitteln 41 und den Druckmitteln
47 sind Druckfedern 50 angeordnet. Auf diese Federn 50 wird eine Kraft aufgebracht,
die im wesentlichen keine plastische Verformung hervorruft und vorher aus den Fig.
10 und 12 ausgewählt wird, wobei die relativen Stellungen der Halterung 40 und des
Werkstücks 1 berücksichtigt werden. In dem Beispiel von Fig. 10 ist die ausgewählte
Kraft gleich oder kleiner als F0.
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Die Beziehung zwischen den magnetischen Stangen 44 und den elektromagnetischen
Spulen 42, die die Andrückkraft erzeugen, wird vorzugsweise so eingestellt, daß
die Länge X der in die Spulen 42 eingesetzten magnetischen Stangen 44 gleich oder
kleiner als 1/2 der gesamten Länge X0 der Spulen 42 ist; d.h., es wird eine Beziehung
von X f X0/2 hergestellt.
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Die Andrückkraft kann durch Zuführen eines Erregerstroms zu den elektromagnetischen
Spulen 42 erzeugt werden. Die Andrückkraft Fs kann durch die Steuerung oder Einstellung
eines derartigen Erregerstroms unter Verwendung der Signale von den Belastungsfühlern
46 eingestellt werden.
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Unter Berücksichtigung der in den Fig. 10 bis 12 gezeigten Kennwerte
sollte der Unterschied Fe der Andrückkraft kleiner als F0 sein, bis die eingestellte
Andrückkraft Fs erreicht ist. Wie in Fig. 14 dargestellt, kann eine derartige Bedingung
Fe zF0 (wobei Fe der Unterschied zwischen den Andrückkräften F1 und F2 ist) durch
geeignete Auswahl der Zeitkonstanten X der mit den magnetischen Stangen 44 zur Erzeugung
einer Andrückkraft verbundenen Stoßdämpfer 45 in bezug auf den vorbestimmten Wert
Fs beibehalten werden.
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Eine Veränderung der beiden Andrückkräfte im Laufe der Zeit ist abhängig
von der Vorrichtung und den Zuführkennwerten der Erreger ströme der elektromagnetischen
Wicklungen, wobei jedoch der Unterschied At zwischen den beiden Betriebszeiten vorzugsweise
gering ist. Wie in Fig. 12 dargestellt, haben die Andrückkräfte der Schleifelemente
48 einen superelastischen Kennwert. Die elektromagnetischen Druckmittel 41 von einfachem
Aufbau können daher ein kleines At verwirklichen.
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Gemäß dieser Ausführungsform ermöglicht die Verwendung der elastischen
Schleifelemente und das ausgeglichene Einstellen der Andrückkräfte der Schleifelemente
eine Präzision der Form eines scheibenförmigen Werkstücks von 10 #m oder weniger.
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Im folgenden soll eine weitere in Fig. 15 bis 17 gezeigte Ausführungsform
beschrieben werden.
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Bei dieser Ausführungsform werden Schleifelemente mit Schleifkörnern
einer Korngröße von #1.500 bis #8.000 verwendet, wobei die Bedingung von V/(NH)
c0,015 eingestellt wird, wobei V die relative Bewegungsgeschwindigkeit in mm/min.
der Schleifelemente in bezug auf ein Werkstück,
N die Anzahl der
Umdrehungen des Werkstücks in Umdrehung pro Minute, und H die Größe in mm der Schleifelemente
in Umfangsrichtung des Werkstücks darstellen. Entsprechend der Ausführungsform erhält
man eine hochglanzpolierte Fläche von 0,1 #mRmax auf wirksame Weise.
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Fig. 15 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Fig. 1, in der
ein Beispiel der Form der Druckmittel 4 und der Schleifelemente 5 dargestellt ist,
wobei die Schleifelemente 5 Schleifkörner mit Korngrößen von #1.500 bis #8.000 aufweisen.
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Fig. 16 zeigt die Beziehung zwischen der Rauhigkeit R und dem Verhältnis
V/N zwischen der Anzahl der Umdrehung N der Aluminiumscheibe 1 und der relativen
Bewegungsgeschwindigkeit V der Schleifelemente, die eine Schleifbewegung der Schleifkörner
mit Korngrößen von #1.500 bis #8.000 darstellen. In Fig. 16 wird ein Vergleich
zwischen den Änderungen der Größe H der Schleifelemente 5 in Umfangsrichtung des
Werkstücks 1 dargestellt.
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Aus Fig. 16 hat sich gezeigt, daß die Rauhigkeit R in hohem Maße von
der Größe H abhängt. Diese Größe H bestimmt die Anzahl der das Schleifen des Werkstücks
1 durchführenden Schleifkörner. Die Anfangsflächenrauhigkeit des bei dieser Ausführungsform
verwendeten Werkstücks 1 beträgt 0,2 bis 0,4 #mRmax.
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Um deutlich zu machen, wie die Oberflächenrauhigkeit von der Bearbeitung
abhängt, zeigt Fig. 17 die Beziehung zwischen der Oberflächenrauhigkeit R und dem
Verhältnis von V/(NH), wobei H die Größe der Schleifelemente, N die Anzahl der Umdrehungen
des Werkstücks und V die relative Bewegungsgeschwindigkeit des Schleifelements ist.
Aus Fig. 17 sieht man, daß die Oberflächenrauhigkeit R von den Bearbeitungsbedingungen
abhängt.
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Entsprechend den in Fig. 17 dargestellten Ergebnissen ist es erforderlich,
daß das Verhältnis von V/(NH) kleiner als 0,015 sein muß, um eine hochglanzpolierte
Fläche von 0,1 ijmRmax oder geringer zu erhalten.
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Im folgenden sollen im einzelnen die Halteelemente für die Schleifelemente
unter Bezugnahme auf Fig. 18 und 19 beschrieben werden.
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An den Innenseiten der beiden Spitzen eines gabelförmigen Werkzeugs
sind Druckmittel 51 angeordnet, die an ihren seitlichen Seiten Einlaßöffnungen 52
für die Arbeitsflüssigkeit aufweisen. Mehrere Auslaßöffnungen 61 für Arbeitsflüssigkeit
sind auf den inneren Endflächen der Druckmittel 51 angeordnet, an denen flüssigkeitsdurchlässige
Stoßdämpfer 54 angeordnet sind. Flüssigkeitsdurchlässige Schleifpapiere 55, an denen
Schleifkörner haften, sind zum Abdecken der Stoßdämpfer 54 angeordnet. Das Schleifpapier
55 wird an seinen Umfangsabschnitten mittels Befestigungsmitteln 56 an den Druckmitteln
51 befestigt. Die Schleifpapiere 55 sind auf beiden Seiten eines Werkstücks, das
mittels einer drehbaren Einspannvorrichtung drehbar gehalten wird, symmetrisch angeordnet.
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Den Eintrittsöffnungen 52 wird Arbeitsflüssigkeit zugeführt, die dann
aus den Auslaßöffnungen 53 den Flächen des Werkstücks 1 durch die Stoßdämpfer 54
und die Schleifpapiere 55 zugeführt wird. Das Werkstück 1 wird somit auf seinen
beiden Seiten gleichzeitig hochglanzpoliert.
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Das Anbringen der Schleifpapiere 55 an den Druckmitteln 51 durch Stoßdämpfer
54 kann die Gleichförmigkeit der Andruckdrücke verbessern, so daß eine Präzisionsbearbeitung
erreicht wird, auch wenn die Genauigkeit der eingestellten Andruckdrücke geringer
ist.
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Weiter erleichtern flüssigkeitsdurchlässige Schleifpapiere das Ausführen
der Materialteilchen.
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Mit der Erfindung wird ein Verfahren zur Bearbeitung eines scheibenförmigen
Werkstücks aus Aluminium geschaffen, wobei wasserdurchlässige und elastische Schleifelemente
symmetrisch an beiden Seiten des Werkstücks angeordnet sind. Die Elastizität der
Schleifelemente absorbiert Vibrationen des Werkstücks und des Werkzeugs, wodurch
eine gleichförmige Oberflächenrauhigkeitverteilung und Bearbeitungsmengenverteilung
auf den gesamten Flächen des Werkstücks erreicht wird. Das so bearbeitete Werkstück
weist eine Präzisionshochglanzpolierung von hoher Gleichförmigkeit auf.