DE4119872C2 - Rotierendes Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung von harten Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein rotierendes Werkzeug zur spanab­ hebenden Bearbeitung von harten Werkstücken, insbesondere von Werkstücken aus gehärtetem Stahl, aus einem stählernen Grund­ körper mit geometrisch definierter Arbeitsfläche, die mit einer Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden, unter einem spitzen Winkel zu einer an die Arbeitsfläche angelegten Tangente ausgerichteten und ein Querschnittsprofil mit definiertem Spanraum bildenden Nuten und mit einem Belag aus hartem Material, insbesondere Bornitrid, versehen ist.

Derartige rotierende Werkzeuge, vorzugsweise in der Form von Schleifscheiben, sind aus der DE 39 12 681 A1 bekannt. Hierbei bedeckt das mittels eines galvanischen Verfahrens aufgebrachte harte Material ausschließlich die zwischen den Nuten ver­ bleibende Oberfläche des Grundkörpers.

Obwohl bei dem bekannten Werkzeug eine Vielzahl von Nuten mit definiertem Spanraum gebildet wird, hat die bekannte Konstruktion den Nachteil, daß sich keine definierten Schneid­ kanten ergeben, da die einzelnen Körner des aus hartem Material bestehenden Belages mehrere und zufällig positionierte Schneid­ flächenstücke bilden. Die somit undefinierten Schneidkanten ergeben eine große Streubreite für die Standzeit des bekannten Werkzeuges.

Damit hat dieses Werkzeug dieselben Nachteile wie die aus dem DE-GM 76 01 299 bekannte Schleifscheibe, auf deren Oberfläche eine Profilierung in Form von sich kreuzenden Rillen oder ähnlichen Vertiefungen ausgebildet ist, wobei die Tiefe der Rillen etwa der Dicke des die Schleifkörper enthaltenden Schleifbelages entspricht.

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, ein rotierendes Werkzeug der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das definierte Schneidkanten hat und zur Präzisionsbearbeitung von Werkstücken geeignet ist, die aus Werkstoffen mit einer Härte bis zu 62 HRC (Rockwell-Härte) bestehen.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten als Mikro-Spannuten ausgeführt sind, die durch Ausbildung einer die gesamte Arbeits­ fläche bedeckenden homogenen Schicht gleicher Schichtdicke des harten Materials definierte Schneidkanten bilden.

Die erfindungsgemäß geschaffenen, definierten Schneidkanten haben zur Folge, daß nicht nur Werkstücke aus Werkstoffen mit einer Härte bis zu 62 HRC mit einer Präzisionsbearbeitung be­ arbeitet werden können, sondern daß sich eine vorherbestimmbare Standzeit ergibt, weshalb mit den erfindungsgemäßen Werk­ zeugen konstante und höhere Mengen von Werkstücken bearbeitet werden können.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Quer­ schnittsprofil der Mikro-Spannuten sägezahnartig mit einer etwa radial verlaufenden, am radial außenliegenden Ende die Schneid­ kante bildenden Zahnbrust, einem etwa in Umfangsrichtung ver­ laufenden Zahnkopf und einem den Spanraum bildenden Zahnrücken ausgebildet sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Abstand zwischen den Mikro-Spannuten 35 bis 600 µm und ihre Tiefe 20 bis 1000 µm.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die auf der Arbeitsfläche befindliche Schicht aus hartem Material eine Dicke von 1 bis 5 µm auf.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung nach der Erfindung können die Mikro-Spannuten durch Quernuten unterteilt sein, die unter einem Winkel zu den Mikro-Spannuten verlaufen. Hierdurch ergibt sich eine Aufteilung der Schneidkante, die zu schmaleren Spänen führt und eine bessere Zufuhr von Kühl-Schmierstoff zu den Schneidkanten ermöglicht.

Die Mikro-Spannuten und/oder die Quernuten können erfindungsge­ mäß bogenförmig verlaufen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird schließlich der Grundkörper des Werkzeuges gehärtet.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs­ gemäßen Werkzeuges in Form einer Schleifscheibe mit einer zweiten Ausführungsvariante für die Querschnittsformgebung der Mikro-Spannuten dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Schleifscheibe,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Arbeitsfläche dieser Schleifscheibe gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Teilschnitt einer ab­ gewandelten Ausführungsform und

Fig. 4 einen weiteren Teilschnitt gemäß der Schnittlinie IV- IV in Fig. 1.

Die in Fig. 1 perspektivisch dargestellte Schleifscheibe besteht aus einem stählernen Grundkörper 1, der mit einer definierten Arbeitsfläche 2 ausgeführt ist. Diese Arbeitsfläche 2 ist mit einer Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Mikro-Span­ nuten 3 versehen, deren Querschnittsformgebung in den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist. Diese Mikro-Spannuten 3 sind unter einem spitzen Winkel zu einer an die Arbeitsfläche 2 angelegten Tangente ausgerichtet. Ihr Querschnittsprofil ergibt eine defi­ nierte Schneidkante 4 und einen definierten Spanraum 5. Die gesamte Arbeitsfläche 2 des Grundkörpers 1 ist mit einer homo­ genen Schicht 6 gleicher Schichtdicke aus hartem Material über­ zogen. Als Material findet vorzugsweise Bornitrid Verwendung.

Im Gegensatz zu den bekannten bornitrid-belegten Schleifscheiben ergibt sich bei der voranstehend beschriebenen Ausgestaltung des rotierenden Werkzeuges zur spanabhebenden Bearbeitung eine Vielzahl von definierten Schneidkanten durch die Profilierung der Arbeitsfläche 2 mit den geschilderten Mikro-Spannuten 3. Die Standzeit des Werkzeuges wird demzufolge besser vorherbe­ stimmbar, so daß konstante und höhere Standmengen an Werkstücken erreicht werden können.

Das Querschnittsprofil der Mikro-Spannuten 3 kann gemäß Fig. 2 mit spitzwinkligen Zähnen oder gemäß Fig. 3 sägezahnartig ausge­ bildet sein. Bei der sägezahnartigen Ausbildung ergibt sich eine etwa radial verlaufende, am radial außenliegenden Ende die Schneidkante 4 bildende Zahnbrust, ein etwa in Umfangsrichtung verlaufender Zahnkopf und ein den Spanraum 5 bildender Zahn­ rücken. In jedem Fall liegt der Abstand zwischen den Mikro-Span­ nuten 3 zwischen 35 bis 600 µm, wogegen ihre Tiefe 20 bis 1000 µm beträgt. Die auf der gesamten Oberfläche der Arbeitsfläche 2 aufgebrachte Schicht 6 aus hartem Material hat eine Dicke von 1 bis 5 µm.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Schleif­ scheibe sind die Mikro-Spannuten 3 zusätzlich durch Quernuten 7 unterteilt, die unter einem Winkel zu den Mikro-Spannuten 3 verlaufen. Ein bevorzugter Querschnitt dieser Quernuten 7 ist in der Schnittdarstellung der Fig. 4 gezeichnet.

Während beim dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl die Mikro-Spannuten 3 als auch die Quernuten 7 geradlinig verlaufen, besteht selbstverständlich die Möglichkeit, die Mikro-Spannuten 3 und/oder die Quernuten 7 mit einem bogenförmigen Verlauf aus­ zubilden. Für den Fall, daß mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug eine Präzisions-Hartbearbeitung durch Profilschleifen vorge­ nommen werden soll, kann die Profilform der Arbeitsfläche 2 dem endgültigen Profil der zu bearbeitenden Werkstücke entsprechen.

Claims (7)

1. Rotierendes Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung von harten Werkstücken, insbesondere von Werkstücken aus gehärteten Stahl, aus einem stählernen Grundkörper mit geometrisch definerter Arbeitsfläche, die mit einer Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden, unter einem spitzen Winkel zu einer an die Ar­ beitsfläche angelegten Tangente ausgerichteten und ein Quer­ schnittsprofil mit definiertem Spanraum bildenden Nuten und mit einem Belag aus hartem Material, insbesondere Bornitrid, versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nuten als Mikro-Spannuten (3) ausgeführt sind, die durch Ausbildung einer die gesamte Arbeitsfläche (2) bedeckenden homogenen Schicht gleicher Schichtdicke des harten Materials difinierte Schneidkanten (4) bilden.

2. Rotierendes Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsprofil der Mikro-Spannuten (3) sägezahn­ artig mit einer etwa radial verlaufenden, am radial außen­ liegenden Ende die Schneidkante (4) bildenden Zahnbrust, einem etwa in Umfangsrichtung verlaufenden Zahnkopf und einem zusammen mit der Zahnbrust den Spanraum (5) bildenden Zahnrücken ausgebildet ist.

3. Rotierendes Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand zwischen den Mikro-Spannuten (3) 35 bis 600 µm und ihre Tiefe bis 1000 µm beträgt.

4. Rotierendes Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Arbeitsfläche (2) befindliche Schicht (6) aus hartem Material eine Dicke von 1 bis 5 µm aufweist.

5. Rotierendes Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikro-Spannuten (3) durch Quernuten (7) unterteilt sind, die unter einem Winkel zu den Mikro-Spannuten (3) verlaufen.

6. Rotierendes Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikro-Spannuten (3) und/oder die Quernuten (7) bogenförmig verlaufen.

7. Rotierendes Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) gehärtet ist.