DE3711396A1 - Abrichtwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Abrichtwerkzeug für die Fein­ bearbeitung der Bearbeitungsfläche eines seinerseits zur Feinbarbeitung von Werkstücken dienenden Werkstück- Bearbeitungswerkzeugs, insbesondere einer Schleifscheibe, das beim Betrieb in radialer Richtung gegen die rotieren­ de Bearbeitungsfläche gehalten wird und dabei relativ zu dieser eine axiale Vorschubbewegung ausführt, mit mindestens einem in einer Einbettung gehaltenen, mit seiner freien Stirnseite die Bearbeitungsfläche bearbei­ tenden Abrichtdiamanten.

Werkstücke, an die in bezug auf Maß- und Formgenauigkeit sowie Oberflächengüte sehr hohe Anforderungen gestellt werden, werden am Ende ihrer Herstellung einer spanenden Feinbearbeitung unterworfen. Eine solche Feinbearbeitung von Werkstücken, insbesondere aus Metall, mit der man beispielsweise Bohrungen, Wellen od. dgl. hoher Präzision erhält, wird mit einem Werkstück-Bearbeitungswerkzeug, z. B. eine Schleifscheibe, durchgeführt, das eine ent­ sprechende Maß- und Formgenauigkeit sowie Oberflächengüte besitzen muß. Auch bei der Fertigung des Werkstück-Bearbei­ tungswerkzeugs ist deshalb eine Feinbearbeitung erforder­ lich, wozu man Abrichtwerkzeuge benutzt.

Beim Abrichten beispielsweise von Schleifscheiben mittels eines Abrichtwerkzeugs der eingangs genannten Art unter­ liegt der mindestens eine Abrichtdiamant einer Abnutzung. Dies hat auf Grund der unregelmäßigen Gestalt des oder der Abrichtdiamanten die Folge, daß sich während des Abrichtens die freie Diamant-Stirnseite in ihren Abmessun­ gen laufend verändert. Dies wiederum ergibt eine ent­ sprechend unregelmäßige Oberflächentopographie der abzu­ richtenden Schleifscheiben-Bearbeitungsfläche.

Mit diesem Arbeitsergebnis fand man sich bisher ab bzw. zog eine Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit in Ab­ hängigkeit von den momentan an der Schleifscheibe wirksamen Diamantabmessungen in Betracht, die bei größer werdender Diamant-Stirnseite die Vorschubgeschwindigkeit entsprechend vergrößert und umgekehrt. Eine solche Steuerung ist jedoch vor allem wegen der Erfassung der momentanen Stirnflächen­ abmessungen des jeweiligen Diamanten oder einer hierzu proportionalen Größe sehr aufwendig.

Es versteht sich, daß beim Ersetzen eines abgenutzten Abrichtwerkzeugs durch ein neues Abrichtwerkzeug ent­ sprechende Erscheinungen auftreten, so daß man innerhalb einer Serienfertigung z. B. von Schleifscheiben von Schleif­ scheibe zu Schleifscheibe nicht unbeträchtliche Unter­

schiede in der Oberflächengüte erhalten kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Abrichtwerkzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich ohne besonderen Aufwand trotz der Diamantabnutzung eine bessere Oberflächengüte des Werkstück-Bearbeitungswerkzeugs erzielen läßt, und zwar in reproduzierbarer Weise, so daß ein Wechsel des Abrichtwerkzeugs das Arbeitsergebnis nicht beeinflußt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mindestens eine Abrichtdiamant zu einem Formkörper geschliffen ist, dessen zur Rotationsachse parallele größte Breitenabmessung über seine von der freien Stirn­ seite in die Einbettung hineinragende Tiefenabmessung hinweg durchgehend gleich ist.

Auf diese Weise ist die sogenannte Wirkbreite des oder der Diamanten unabhängig vom Abnutzungsgrad konstant, so daß sich die Diamantabnutzung an der jeweiligen Schleif­ scheibe nicht auswirkt. Die pro Umdrehung der Schleifscheibe vom Diamanten in Vorschubrichtung bearbeitete Schleif­ scheibenlänge ist durchgehend konstant, was einer gleich­ bleibenden Rauhtiefe und somit einer sehr regelmäßigen Oberflächentopographie der abgerichteten Fläche entspricht. Man kann daher die einmal eingestellte Vorschubgeschwindig­ keit unverändert beibehalten. Auch ein Wechsel des Abricht­ werkzeugs kann jederzeit vorgenommen werden, ohne daß sich das Arbeitsergebnis verändert.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß die rechtwinkelig zur Breitenrichtung und zur Tiefenrichtung gerichtete Längenabmessung des Formkörpers, über die hinweg der Diamant an der Schleifscheibe anliegt, keine oder nur eine untergeordnete Rolle spielt.

Da das Schleifen von Diamanten eine gängige Technik ist, ist der mit der Herstellung des genannten Formkörpers verbundene Aufwand gering.

Zweckmäßigerweise weist der Formkörper einen rechteckigen Querschnitt mit zur Breitenrichtung parallelen Rechteck­ seiten auf.

Eine weitere zweckmäßige Maßnahme besteht darin, daß die rechtwinkelig zur Breitenrichtung und zur Tiefenrich­ tung gerichtete Längenabmessung des Formkörpers von der freien Stirnseite ausgehend in Tiefenrichtung zunimmt. Dabei können die sich in Tiefenrichtung erstreckenden, von den in Breitenrichtung verlaufenden Kanten der freien Stirnseite ausgehenden Seitenflächen des Formkörpers im wesentlichen spitzwinkelig zueinander verlaufen, so daß sich eine keilartige Formkörpergestalt ergibt. Dies ist, wie schon erwähnt, praktisch ohne Bedeutung für die Oberflächengüte des abgerichteten Werkzeugs, da es hier nur auf die konstante Breitenabmessung ankommt. Mit der in Tiefenrichtung zunehmenden Längenabmessung ist der Vorteil einer besonders guten Verankerung des Diamanten in der Einbettung verbunden.

Je nach dem Durchmesser und der Länge des abzurichtenden Werkstück-Bearbeitungswerkzeugs, d. h. je nach der insge­ samt zu leistenden "Abrichtarbeit", sollte das Abricht­ werkzeug mit mehreren Diamanten besetzt sein. In einem solchen Falle ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß mehrere Formkörper gleicher Breite in der Umfangsrichtung der Bearbeitungsfläche entsprechender Längsrichtung fluchtend mit Abstand hintereinander angeordnet sind. Die wirksame Diamantbreite ändert sich hierdurch nicht, es ergeben sich jedoch mehrere wirksame Diamantschneiden. Als besonders günstig hat es sich hierbei herausgestellt, daß der Ab­ stand zwischen aufeinanderfolgenden Formkörpern im wesent­ lichen gleich oder größer als 2 mm ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Abricht­ werkzeugs,

Fig. 2 das Abrichtwerkzeug gemäß Fig. 1 in Stirnansicht gemäß Pfeil II in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 einen Abrichtdiamanten des Abrichtwerkzeugs in vergrößerter Einzeldarstellung in Schräg­ ansicht und

Fig. 4 die schematische Darstellung des Abrichtens einer Schleifscheibe.

In Fig. 4 ist die eine Hälfte einer um eine Rotationsachse 1 rotierende Schleifscheibe 2 angeordnet, deren von ihrer Umfangsfläche gebildete Bearbeitungsfläche 3 mittels eines Abrichtwerkzeugs 4 abgerichtet wird. Die Schleif­ scheibe 2 ist beispielsweise für die Feinbearbeitung der Oberfläche einer Kurbelwelle oder eines anderen Werk­ stücks gedacht, bei dem an die Maß- und Formgenauigkeit sowie Oberflächengüte hohe Anforderungen gestellt werden. Dementsprechend muß die Bearbeitungsfläche 3 der Schleif­ scheibe 2 vor ihrem Einsatz einer Feinbearbeitung unter­ worfen werden, was mittels des Abrichtwerkzeugs 4 geschieht, das beim Betrieb in radialer Richtung gegen die rotieren­ de Bearbeitungsfläche gehalten wird und dabei relativ zu dieser eine axiale Vorschubbewegung in Richtung gemäß Pfeil 5 ausführt.

In den Kopf 6 des Abrichtwerkzeugs 4, dessen Stirnfläche 7 gegen die Schleifscheibe 2 gehalten wird, sind drei Abrichtdiamanten 8 eingesetzt, die mit ihrer in der Stirn­ fläche 7 liegenden freien Stirnseite 9 das jeweilige Werkstück-Bearbeitungswerkzeug, d. h. im vorliegenden Falle die Schleifscheibe 2, bearbeiten. Je nach Schleif­ scheibengröße kann die Anzahl der Abrichtdiamanten 8 selbstverständlich auch anders gewählt werden. Die Abricht­ diamanten sind im Werkzeugkopf 6 in einer Einbettung verankert, zweckmäßigerweise indem der Werkzeugkopf 6 aus Sintermaterial mit eingesinterten Abrichtdiamanten besteht.

Anschließend an den Kopf 6 weist das Abrichtwerkzeug 4 noch eine hier nicht weiter interessierende Halterungs­ partie 10 auf, mittels der das Abrichtwerkzeug in üblicher Weise an der Abrichtmaschine gehalten ist.

Jeder Abrichtdiamant 8 ist zu einem Formkörper 11 geschlif­ fen, dessen zur Rotationsachse parallele Breitenabmessung b über seine von der freien Stirnseite 9 in die Einbettung, d. h. in den Werkzeugkopf 6, hineinragende Tiefenabmessung t hinweg durchgehend gleich ist. Beim bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel weist der Formkörper 11 einen rechteckigen Querschnitt mit zur Breitenrichtung B parallelen Rechteck­ seiten auf. Hierbei handelt es sich sowohl um die Stirn­ seite 9 als auch um die in Tiefenrichtung T auf die Stirn­ seite 9 nachfolgenden, zu dieser parallelen Querschnitts­ flächen. Als Breite b des Formkörpers hat sich etwa 0,7 mm als günstig herausgestellt. Die rechtwinkelig zur Breiten­ richtung B und zur Tiefenrichtung T gerichtete Längen­ abmessung l des Formkörpers 11 ist zweckmäßigerweise etwa 1 mm, wobei hiermit die Länge der Stirnseite 9 bei noch nicht abgenutztem Abrichtdiamanten gemeint ist.

Auch die Länge l könnte in Tiefenrichtung T durchgehend gleich sein. Sie kann in Tiefenrichtung T jedoch auch variieren, wobei beim dargestellten Ausführungsbeispiel zweckmäßigerweise vorgesehen ist, daß die Länge l von der freien Stirnseite 9 ausgehend in Tiefenrichtung T zunimmt. Im dargestellten Falle verlaufen die sich in Tiefenrichtung T erstreckenden, von den in Breitenrichtung B verlaufenden Kanten der freien Stirnseite 9 ausgehenden Seitenflächen 12, 13 des Formkörpers 11 im wesentlichen spitzwinkelig zueinander, so daß sich eine keilartige Formkörpergestalt ergibt, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Die in Tiefenrichtung T zunehmende Länge l des Formkörpers ergibt einen besonders guten Halt der Abrichtdiamanten im sie eingebettet haltenden Werkzeugkopf 6.

Die Umfangsfläche 3 der Schleifscheibe 2 rotiert an der freien Diamant-Stirnseite 9 vorbei, wobei die in Breiten­ richtung B verlaufende Kante der Stirnseite 9, gegen die die Umfangsfläche 9 läuft, als den Materialabtrag ergebende Schneide wirkt. Diese Schneidenbreite b bleibt unverändert gleich, wenn sich der jeweilige Abrichtdiamant im Laufe der Zeit abnutzt. Dies bedeutet, daß bei konstanter Vorschubgeschwindigkeit des Abrichtwerkzeugs bei jeder Schleifscheibenumdrehung ein konstanter Materialabtrag über die sogenannte Wirkbreite b hinweg erfolgt. Dies führt zu einer ausgezeichneten Oberflächengüte der Schleif­ scheibe 2. Die sich im Laufe der Zeit vergrößernde Länge spielt demgegenüber keine Rolle, da die in Längenrichtung L, d. h. in Umfangsrichtung der Schleifscheibe 2, ver­ laufenden Kanten der Diamant-Stirnseite 9 zum Material­ abtrag nicht beitragen.

Die Stirnseite 9 muß nicht unbedingt rechtwinkelig sein. Wesentlich ist dagegen, daß die zur Rotationsachse 1 parallele größte Breitenabmessung über die Tiefe t hinweg gleich bleibt. Die Schneidkante des Diamanten könnte also auch beispielsweise winkelig zur Rotationsachse 1 gestellt sein. Die Wirkbreite würde hierdurch nicht verändert werden.

Sind wie beim Ausführungsbeispiel mehrere Formkörper 11, also mehrere Abrichtdiamanten, im Abrichtwerkzeug vorhanden, weisen sie die gleiche Wirkbreite b auf und sind in Längsrichtung L, die der Umfangsrichtung der Bearbeitungsfläche 3 der Schleifscheibe 2 entspricht, fluchtend mit einem Abstand a hintereinander angeordnet, für den sich im wesentlichen 2 mm oder mehr als günstig herausgestellt hat.

Claims (8)

1. Abrichtwerkzeug für die Feinbearbeitung der Bearbei­ tungsfläche eines seinerseits zur Feinbearbeitung von Werkstücken dienenden Werkstück-Bearbeitungswerkzeugs, insbesondere einer Schleifscheibe, das beim Betrieb in radialer Richtung gegen die rotierende Bearbeitungsfläche gehalten wird und dabei relativ zu dieser eine axiale Vorschubbewegung ausführt, mit mindestens einem in einer Einbettung gehaltenen, mit seiner freien Stirnseite die Bearbeitungsfläche bearbeitenden Abrichtdiamanten, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Abrichtdiamant (8) zu einem Formkörper (11) geschliffen ist, dessen zur Rotationsachse (1) parallele größte Breitenabmessung (b) über seine von der freien Stirnseite (9) in die Ein­ bettung hineinragende Tiefenabmessung (t) hinweg durch­ gehend gleich ist.

2. Abrichtwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Formkörper (11) einen rechteckigen Querschnitt mit zur Breitenrichtung (B) parallelen Rechteckseiten aufweist.

3. Abrichtwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rechtwinkelig zur Breitenrichtung (B) und zur Tiefenrichtung (T) gerichtete Längenabmessung (l) des Formkörpers (11) von der freien Stirnseite (9) ausgehend in Tiefenrichtung (T) zunimmt.

4. Abrichtwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die sich in Tiefenrichtung (T) erstreckenden, von den in Breitenrichtung (B) verlaufenden Kanten der freien Stirnseite (9) ausgehenden Seitenflächen (12, 13) des Formkörpers (11) im wesentlichen spitzwinkelig zuein­ ander verlaufen, so daß sich eine keilartige Formkörper­ gestalt ergibt.

5. Abrichtwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Formkörper (11) gleicher Breite (b) in der Umfangsrichtung der Bearbeitungsfläche (3) entsprechender Längsrichtung (L) fluchtend mit Ab­ stand (a) hintereinander angeordnet sind.

6. Abrichtwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Abstand (a) zwischen aufeinanderfolgenden Formkörpern (11) im wesentlichen gleich oder größer als 2 mm ist.

7. Abrichtwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Formkörper (11) eine Breite (b) von etwa 0,7 mm besitzt.

8. Abrichtwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Formkörper (11) an seiner freien Stirnseite (9) eine Länge (l) von etwa 1 mm besitzt.