DE60111090T2

DE60111090T2 - Galvanisch hergestellte Schleifscheibe und dessen Herstellungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60111090T2
Application number: DE60111090T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Izumi-cho Takahashi; Naoki Izumi-cho Shimomae; Hanako Izumi-cho Hata
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2000-01-19
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2021-01-17
Also published as: DE60111090D1; KR20010076403A; HK1039297A1; CN1508295A; TW503161B; CN1244721C; EP1120196A3; US20010014578A1; EP1120196A2; EP1120196B1; KR100614047B1; ATE296716T1; CN1305884A; US6875098B2; CN1184056C

Description

Technisches Feld der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine galvanisch belegte Schleifscheibe, deren Produktionsverfahren und Produktionsanlage.
Beschreibung des Stands der Technik
Konventionellerweise wird, wenn eine maßhaltig ausgeformte Schicht mit abrasiven Körnern durch Elektroplattierung auf einem Schleifscheiben-Substrat (Basismetall) unter Verwendung einer Abdeckmasken-Komponente ausgebildet wird, ein Elektroplattier-Verfahren hauptsächlich als Produktionsverfahren der galvanisch belegten Schleifscheibe angewendet. Beispielsweise wird das besagte Verfahren wie folgt durchgeführt.
Zuerst wird, wie dies in 13 gezeigt ist, die Oberfläche 1a des Schleifscheiben-Substrats (Basismetall) 1 durch die Abdeckmasken-Komponente 2 abgedeckt, außer dem Bereich, der die gewünschte Schicht mit abrasiven Körnern ausbilden soll, und dieses Schleifscheiben-Substrat 1 wird in die Elektroplattier-Flüssigkeit mit nach oben angeordneter Oberfläche 1a eingetaucht.
Danach werden die superabrasiven Körner 3 auf den nicht abgedeckten Bereich 1b der Oberfläche 1a aufgestreut. Zusätzlich werden die superabrasiven Körner 3 durch Ablegen der Metallplattierschicht 4 durch Hindurchführen eines Stroms zwischen der Oberfläche 1a und den an der gegenüberliegenden Seite zur Oberfläche 1a angeordneten Anoden fixiert, während das Schleifstein-Substrat 1 mit einer Energiekathode verbunden ist. Darüber hinaus wird die Abdeckmasken-Komponente 2 entfernt und das galvanisch belegte Rad 6, bei dem eine einzelne Schicht 5 abrasiver Körner auf dem Schleifstein-Substrat 1 ausgebildet ist, wird erzielt.
Die europäische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer EP 0 393 540 offenbart ein Verfahren zur Elektroplattierung von Oberflächensegmenten, die an der Oberfläche eines zuerst vorgesehenen Objekts angeordnet sind, mittels mechanischer Elemente, mit Furchen oder Rändelung, welche mit einem Isoliermaterial beschichtet sind. Die exponierten Oberflächensegmente werden dann durch Abziehen der Oberfläche produziert, und diese werden elektroplattiert. Das dazwischenliegende Isoliermaterial wird dann entfernt. Dies ermöglicht es beispielsweise im Falle von Schleifwerkzeugen, auf denen eine abrasive Partikel enthaltene elektroplattierte Schicht abzulegen ist, die Segmente klein zu halten und Spalten zum Aufnehmen von Metallspänen zu erzeugen, die in Bezug auf die Oberflächensegmente vertieft ausgestaltet sind.
Die europäische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer EP 0 950 470 offenbart ein abrasives Werkzeug, welches eine Galvanoform-Schicht mit superabrasiven Körnern aufweist, die an der äußeren Oberfläche der Galvanoform-Schicht elektroplattiert sind, sowie eine Vielzahl von daran angeordneten Vertiefungen, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Werkzeugs unter Verwendung einer Form mit aus einem adhesiven Gel erzeugten Vorsprüngen. Die Konzentration der abrasiven Körner wird durch Verändern der Konzentration der Vertiefungen reguliert. Das adhesive Gel weist vorzugsweise eine Viskosität von 500 000 cP oder weniger auf. Das Verhältnis des Bereichs mit Vertiefungen zu dem Bereich ohne Vertiefungen ist vorzugsweise von 7 bis 70%.
Ziel der Erfindung
Jedoch treten die folgenden Phänomene in der galvanisch belegten Schleifscheibe 6, welche durch die oben beschriebene Produktionsmethode erzeugt wurde, auf. Der Kantenteil 5a, der eine Grenze zwischen der Abdeckmasken-Komponente 2 und der Schicht mit abrasiven Körnern 5 ist, steigt in der Metallplattierungsphase 4 an, um dicker als ein Zentralbereich zu werden. Als Ergebnis dessen treten am Kantenteil 5a Grate auf oder die superabrasiven Körner 3 stehen durch das Fixieren am Kantenteil mehr hervor als dieser Zentralbereich. Daher liegt ein Fehler dahingehend vor, dass Kratzer an einem Bearbeitungsmaterial auftreten oder die Schleifpräzision über die Schleifzeit hinweg abfällt. Darüber hinaus besteht ein Fehler dahingehend, dass die Lebensdauer des Schleifsteins verkürzt wird, da der Kantenteil 5a über die Schleifzeit leicht abrechen kann.
Zusätzlich ist die Abdeckmasken-Komponente 2 wie ein Blatt oder ein Film und muss unter Verwendung des Lichtdruckverfahrens usw. gemäß des Aufbaus der Schicht 5 mit abrasiven Körnern, die auszuformen ist, hergestellt werden. Darüber hinaus besteht ein Problem dahingehend, dass die Produktionskosten hoch werden, da es notwendig ist, die Abdeckmasken-Komponente 2 präzise zum Zeitpunkt der Einstellung der Abdeckmasken-Komponente zu positionieren.
Das Ziel dieser Erfindung ist es, ein galvanisch belegtes Schleifrad bereitzustellen, welches ein scharfes Schleif-Verhalten und ein verlängertes Werkzeugleben in Hinsicht auf die oben erwähnten Bedingungen aufweist.
Darüber hinaus ist ein anderer Zweck dieser Erfindung, ebenso das Produktionsverfahren sowie dessen Anlage bereitzustellen, welches in der Lage ist, leicht die galvanisch belegte Schleifscheibe zu produzieren, welche ein scharfes Schleifverhalten und das verlängerte Werkzeugleben aufweist, bei niedrigen Kosten zu produzieren.
Zusammenfassung der Erfindung
In der galvanisch belegten Schleifscheibe, die den Schichtteil mit abrasiven Körnern aufweist, in der die Vielzahl von abrasiven Körnern in der metallischen Binderphase festsitzen, ist die galvanisch belegte Schleifscheibe gemäß dieser Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtteil mit abrasiven Körnern am zentralen Teil eine hohe Konzentration abrasiver Körner aufweist und dass die Konzentration am umgebenden Teil vergleichsweise gering ist.
Die Standzeit der abrasiven Körner kann durch Anordnen der abrasiven Körner dicht in dem zentralen Teil der Schicht mit abrasiven Körnern verlängert werden. Darüber hinaus kann die Schärfe der abrasiven Körner durch grobes Anordnen der abrasiven Körner am umgebenden Teil gut erhalten werden, um eine Verblendung mit Schleifstaub zu verhindern.
Zusätzlich ist die galvanisch belegte Schleifscheibe gemäß dieser Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Metallphase am zentralen Teil dick ist und zum umgebenden Teil in der galvanisch belegten Schleifscheibe, die die Schichtteile mit abrasiven Körnern, in denen die Vielzahl von abrasiven Körnern in der metallischen Binderphase fixiert sind, schrittweise abnimmt.
Da die Dicke des Schichtteils mit abrasiven Körnern schrittweise auf den umgebenden Teil vom zentralen Teil hin abnimmt, treten Grate usw. nicht während der Schleifzeit am Kantenteil des Schichtteils mit abrasiven Körnern auf, so dass das Arbeitsmaterial nicht beschädigt wird und ein gutes Schleifverhalten erzielt werden kann.
Darüber hinaus kann es akzeptabel sein, dass die Schichtteile mit abrasiven Körnern durch voneinander Trennen in eine Vielzahl erzeugt werden.
Da die nicht abrasiven Kornteile dort, wo der Schichtteil mit abrasiven Körnern nicht erzeugt wurde, mit dem Trennteil entlang jedes der Schichteile mit abrasiven Körnern verbunden ist, kann der Schleifstaub sanft durch diese oben erwähnten nicht abrasiven Kornteile, die als Ausgabe-Passagen verwendet werden, abgegeben werden. Daher ist eine Verblendung viel stärker verhindert und die Schärfe kann verbessert werden.
Darüber hinaus kann es akzeptabel sein, dass die Vielzahl von Schichtteilen mit abrasiven Körnern durch voneinander Trennen erzeugt wurden, die oben erwähnten Schichtteile mit abrasiven Körnern miteinander verbunden sind und die abrasiven Körner am Verbindungsteil verteilt und fixiert sind.
Auf diese Weise wird die Verblendung am Verbindungsteil verhindert und die Schärfe in jedem der Schichteile mit abrasiven Körnern kann gut erhalten werden.
Darüber hinaus ist die Produktionsanlage für die galvanisch belegte Schleifscheibe gemäß dieser Erfindung durch die folgenden Prozesse gekennzeichnet.
Dies sind die Prozesse, die dazu führen, die Abdeckungs-Komponente auf dem Schleifstein-Substrat außer in dem Bereich, der den Schichtteil mit abrasiven Körnern ausbilden soll, abzudecken, dieses Substrat in die Elektroplattier-Flüssigkeit einzutauchen, das Substrat mit der Kathode zu verbinden, die Anode an der gegenüberliegenden Seite zu dem Substrat auszubilden sowie die abrasiven Körner in dem nicht abgedeckten Bereich auf dem Substrat mit der Metallplattierung zu fixieren. Darüber hinaus ist die Anlage ebenso dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckungs-Komponente eine Vielzahl von Abdeckungsteilen umfasst und dass die Abdeckungsteile wie geneigte Ebenen ausgebildet sind, in denen die Abdeckungsteile in den Raum auf dem Abdeckungsbereich gestreckt sind, wenn sie sich von deren Kontaktteil auf dem Schleifstein-Substrat entfernen.
Zum Zeitpunkt der Fixierung der abrasiven Körner durch Metallplattieren ist die Konzentration der abrasiven Körner im zentralen Teil des nicht abgedeckten Bereichs hoch, jedoch sind die abrasiven Körner in niedriger Konzentration am umgebenden Teil des nicht abgedeckten Bereichs verteilt, da die abrasiven Teile nicht in die nähe des Bereichs der Grenze zwischen dem Schleifstein-Substrat und dem Abdeckungsteil aufgrund der Existenz der geneigten Ebene des Abdeckungsteils eintreten können. Darüber hinaus wird die Stromdichte der Plattierung am zentralen Teil vergleichsweise dicht, wird jedoch grob umgebenden Teil gemäß des Ansatzes an dem Schleifstein-Substrat, da der Strom durch die geneigte Ebene der Vielzahl von Abdeckungsteile umgeben ist. Daher ist die Metall-Bindephase so abgelegt, dass sie sich so ausbildet, dass ihre Dicke auf den umgebenden Teil vom zentralen Teil hin abnimmt. Als Ergebnis wird kein Grat usw. am Kantenteil der metallenen Bindephase ausgeformt oder das abrasive Korn wird nicht im Zustand des Hervorstehens fixiert.
Das Produktionsverfahren für die galvanisch belegte Schleifscheibe durch diese Erfindung ist der Weg, der die Schleifscheibe außer in dem Bereich, wo sich der Schichtteil mit abrasiven Körnern auf dem Schleifstein-Substrat ausbilden soll, abgedeckt ist und die Abdeckungsteile ausbildet, was in der Abdeckungs-Komponente wie die geneigte Ebene, die außerhalb des nicht abgedeckten Bereichs gestreckt ist, als ob sie sich von dem Schleifstein-Substrat entfernt. Anschließend wird dieses Schleifstein-Substrat in die Elektroplattier-Flüssigkeit eingetaucht und der Strom wird durch Verbinden mit der Kathode, um die abrasiven Körner auf dem nicht abgedeckten Bereich des Schleifstein-Substrat mit der Metallplattierung zu fixieren, hindurchgeführt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine teilweise Zeichnung des vertikalen Abschnitts der galvanisch belegten Schleifscheibe gemäß des ersten Beispiels dieser Erfindung.
2 ist die teilweise Bodenebene des Schichtteils mit abrasiven Körnern der in 1 gezeigten galvanisch belegten Schleifscheibe.
3 ist die teilweise Bodenebene, die den Zustand zeigt, in dem die Abdeckungs-Komponenten auf der Oberfläche des Schleifstein-Substrats abgelegt sind.
4 ist der vertikale Schnitt durch die Abdeckungs-Komponente und das Schleifstein-Substrat entlang der in 3 gezeigten Linie A-A.
5 ist die Zeichnung des vertikalen Schnitts, der den Zustand zeigt, dass die abrasiven Körner auf den in 4 gezeigten nicht abgedeckten Bereich gestreut werden.
6 ist die Zeichnung des vertikalen Schnitts, der den Zustand zeigt, dass die superabrasiven Körner auf den nicht abgedeckten Bereich abgelegt werden, so sie mit der Metallplattierung fixiert werden.
7(a) zeigt die Stromverteilung des nicht abgedeckten Bereichs, wo er der Abdeckungs-Komponente gegenüberlag.
7(b) zeigt die Dickenverteilung des Ablagemetalls durch die Metallplattierung, welche mit der Stromverteilung, wie sie in (a) gezeigt war, übereinstimmt.
8 ist die Zeichnung des vertikalen Schnitts, der den Zustand zeigt, bei dem Abdeckungsteil und superabrasive Körner mit der Metallplattierung in dem zweiten Beispiel genauso wie in 4 fixiert werden.
9 ist die Zeichnung eines vertikalen Schnitts, der den Zustand zeigt, dass der Abdeckungsteil und die superabrasiven Körner in dem dritten Beispiel mit der Metallplattierung genauso wie in 4 fixiert werden.
10 ist die Bodenebene des Schichtteils mit abrasiven Körnern, der unter Verwendung der in 9 gezeigten Abdeckungs-Komponente erhalten wird.
11 ist die Zeichnung des vertikalen Schnitts, der die Modifikation des Abdeckungsteils des dritten Beispiels genauso wie in 4 zeigt.
12 ist die Zeichnung des vertikalen Abschnitts, der den Abdeckungsteil in dem dritten Beispiel zeigt.
13 ist die Zeichnung des vertikalen Schnitts des prinzipiellen Teils, der den Zustand zeigt, dass die superabrasiven Körner auf dem Schleifstein-Substrat mit dem Abdeckungsteil mittels des konventionellen Produktionsverfahren für die galvanisch belegte Schleifscheibe zeigt.
14 ist eine teilweise Zeichnung des vertikalen Schnitts der galvanisch belegten Schleifscheibe, die unter Verwendung des Abdeckungsteils aus 13 produziert wurde.
Kurze Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Anschluss wird das Beispiels gemäß dieser Erfindung anhand der anhängenden Zeichnungen erläutert. Die 1 bis 7 sind auf das erste Beispiel bezogen. 1 ist die partielle Längs-Querschnittsebene der galvanisch belegten Schleifscheibe und 2 ist die Bodenebene der galvanisch belegten Schleifscheibe aus 1 und die 3 bis 7 zeigten das Produktionsverfahren für die galvanisch belegte Schleifscheibe. 3 ist die partielle Bodenebene in dem Zustand, dass die Abdeckungskomponente auf das Schleifstein-Substrat aufgesetzt wurde. 4 ist die Querschnittsebene entlang der Linie A-A aus 3. 5 ist die Zeichnung, die den Zustand zeigt, bei dem die superabrasiven Körner auf den nicht abgedeckten Bereich fallgelassen wurden. 6 ist der vertikale Schnitt, der den Zustand zeigt, in dem die superabrasiven Körner mit der Metallplattierung fixiert wurden. 7(a) ist die Figur, die die Stromverteilung in dem nicht abgedeckten Bereich zeigt, 7(b) ist die Zeichnung, die die Dickenverteilung des abgelegten Metalls mit der Metallplattierung gemäß der Stromverteilung zeigt.
In der galvanisch belegten Schleifscheibe 10 aus dem Beispiel der 1 und 2 existierten die vielen Schleifstein-Schichtteile 12 wie Punkte, die auf der Oberfläche 11a des Schleifstein-Substrats (Basismetall) 11, welches beispielsweise Edelstahl usw. umfasst, voneinander getrennt waren oder die Vielzahl von Schichtteilen 12 mit abrasiven Körnern sind wie ein Netz durch Verbindung miteinander oder durch den Brückenteil ausgeformt. Die galvanisch belegte Schleifscheibe 10 in diesem Beispiel hat eine Schicht 13 mit abrasiven Körnern, in der die Vielzahl von Schichtteilen 12 und abrasiven Körnern miteinander verbunden sind oder wie ein Netz über den Brückenteil 9 miteinander verbunden sind.
In jedem der in den 1 und 2 gezeigten Schichtteil 12 mit abrasiven Körnern, welches in der Schicht 13 mit abrasiven Körnern der galvanisch belegten Schleifscheibe 10 beinhaltet ist, sind eine Vielzahl von superabrasiven Körnern 14, die Diamanten oder CBN usw. umfassen (in dieser Figur liegen Diamanten vor) auf dem Schleifstein-Substrat 11 angeordnet und in der ersten Metallplattierungsphase 15 fixiert, die beispielsweise Nickel umfasst. Diese erste Metallplattierungsphase 15 ist in dem Bereich der Schichtteile 12 mit abrasiven Körnern ausgebildet. Zusätzlich ist auf der ersten Metallplattierungsphase 15 die zweite Metallplattierungsphase, die beispielsweise Nickel umfasst, über die gesamte Schicht 13 mit abrasiven Körnern ausgebildet. Daher werden die superabrasiven Körner 14 durch die metallische Binderphase 17 fixiert, die die binären Schichten der ersten Metallplattierungsphase 15 und der zweiten Metallplattierungsphase 16 umfasst, und die Oberseite der superabrasiven Körner 14 stehen aus der Außenseite von der zweiten Metallplattierungsphase 16 hervor.
Darüber hinaus ist in jedem Schichtteil 12 mit abrasiven Körnern die Anordnungsdichte der Vielzahl von superabrasiven Körnern 14 im zentralen Teil 12a hoch und die Anordnungsdichte der Vielzahl von superabrasiven Körnern 14 ist im umgebenden Bereich 12b, der außerhalb in Durchmesserrichtung liegt, gering. Die Anzahl der superabrasiven Körner 14 in einem Schichtteil 12 mit abrasiven Körnern ist beliebig, d.h. beispielsweise 100 Stück. In diesem Beispiel kann es, obwohl die superabrasiven Körner 14 als einzelne Schicht an dem Teil 12 mit abrasiven Körnern eingestellt sind, akzeptabel für die Körner 14 sein, dass es aus zwei oder mehreren Schichten besteht.
Darüber hinaus ist die erste Metallplattierungsphase 15 wie ein Berg im vertikalen Querschnitt ausgebildet, wobei die Dicke des zentralen Teils 12a groß ist und die Dicke des umgebenden Teils 12b, wie dies in 1 gezeigt ist, schrittweise geringer wird.
Zusätzlich werden, wie dies in 2 gezeigt ist, beispielsweise wenn der Schichtteil 12 mit abrasiven Körnern als im Wesentlichen wie ein Triangel ausgebildet erachtet wird, zwei benachbarte Schichtteile 12 und 12 mit abrasiven Körnern durch den Brückenteil 9 miteinander verbunden, in dem die umgebenden Teile 12b und 12b sich von oben von der im Wesentlichen Triangelform erstrecken. In dem Brückenteil 9 werden die superabrasiven Körner 14 in einem gröberen Intervall als im umgebenden Teil 12b eingestellt und durch die metallische Bindephase 17 fixiert, die die erste Metallplattierungsphase 15 und die zweite Metallplattierungsphase 16 umfasst. Daher liegt die Schicht 13 mit abrasiven Körnern in einer netzähnlichen Form vor, bei der die Vielzahl von Schichten 12 mit abrasiven Körnern durch jeden oben liegenden Teil an dem Brückenteil 9 verbunden sind.
Die galvanisch belegte Schleifscheibe 10 in diesem Beispiel weist den oben erwähnten Aufbau auf und im Anschluss wird mit Bezug auf die 3 bis 7 das Produktionsverfahren für diese galvanisch belegte Schleifscheibe 10 erläutert.
Zuerst wird die Abdeckungs-Komponente 18 auf der Oberfläche 11a des Schleifstein-Substrats 11 eingestellt, wo die Schicht mit abrasiven Körnern ausgeformt werden soll. Wie in den 3 und 4 gezeigt umfasst diese Abdeckungs-Komponente 18 eine Vielzahl von Abdeckungsteilen 19, die eine halbsphärische Form aufweist, erzeugt mit nicht leitenden Komponenten so wie Kunststoff, und die vorzugsweise ein großes spezifisches Gewicht aufweisen, um sie in die Metallplattierungs-Flüssigkeit einzutauchen. Die Abdeckungs-Komponenten 18 sind eng gepackt, um an den nahezu kreisförmigen flachen Oberflächen 19a jedes Abdeckungsteils 19, das in der flachen Oberfläche angeordnet ist, miteinander in Kontakt zu stehen, und sind in einem Zustand eingestellt, dass der obere Teil der Halbkugel 19a mit der Oberfläche 11a des Schleifstein-Substrats 11 in Kontakt steht. Zusätzlich kann es ebenso akzeptabel sein, dass jede der Abdeckungs-Komponenten 18 miteinander verbunden ist, um die nahezu kreisförmige flache Oberfläche 19a jedes Abdeckungsteils 19, welches flach angeordnet ist, eng miteinander in Kontakt zu bringen.
Darüber hinaus wird das Schleifstein-Substrat 11 mit der Abdeckungs-Komponente 18 in die elektrolytische Metallplattierungsflüssigkeit eingetaucht und die Oberfläche 11a ist horizontal nach oben angeordnet.
Durch diesen Zustand wird der nahezu triangelförmige Abstand 20 zwischen drei Abdeckungsteilen 19, 19 und 19 in der in 3 gezeigten ebenen Ansicht ausgebildet und die superabrasiven Körner 14 fallen von diesen Abständen 20 zum nicht abgedeckten Bereich 11b der Oberfläche 11a des Schleifstein-Substrats 11, wie dies in 5 gezeigt ist. Im Falle der Zufuhr von superabrasiven Körnern 14 können die superabrasiven Körner 14 effizient fallen, wenn das Schleifstein-Substrat 11 mit der Abdeckungs-Komponente 18 vibriert wird.
Der nicht abgedeckte Bereich 11b des Schleifstein-Substrats 11, der mit der Ausnehmung 20 übereinstimmt, wird für die Halbsphären-Fläche 19a des Abdeckungsteils 19 insgesamt breiter als die Ausnehmung 20 und liegt dann in dem Zustand vor, dass die nicht abgedeckten Bereiche 11b und 11b, die mit den benachbarten Ausnehmungen 20 und 20, die voneinander getrennt sind, übereinstimmen, sich schwerlich verbreiten. Da die superabrasiven Körner 14 außer dem Bereich der Halbsphären-Oberfläche 19a des Abdeckungs-Teils 19 auf dem nicht abgedeckten Bereich 11b abgelegt sind, ist die Anordnungsdichte der superabrasiven Körner 14 im zentralen Teil, der der Ausnehmung 20 des nicht abgedeckten Bereichs 11b gegenübersteht, hoch. Auf der anderen Seite werden die superabrasiven Körner im umgebenden Teil in geringer Anzahl eingestellt, da die geneigte Ebene der konvexen Oberfläche der Halbsphären-Oberfläche 19a auf den nichtabgedeckten Bereich 11b gestreckt ist, so dass so die Anordnungsdichte grob wird.
Danach wird, während das Schleifstein-Substrat 11 mit der Energiekathode verbunden wird, der Strom zwischen der Oberfläche 11a und die an der gegenüberliegenden Seite zu der Oberfläche 11a (nicht gezeigt) angeordneten Anode geführt und die erste Metallplattierungsphase 15, die Nickel usw. umfasst, wird abgelegt, um die superabrasiven Körner 14 zu fixieren. Zu diesem Zeitpunkt wird die Dicke der ersten Metallplattierungsphase 15 durch jede Halbsphären-Oberfläche 19b der Vielzahl von Abdeckungs-Teilen 19, die die Ausnehmung 20 ausbilden, geregelt.
Somit wird, wie dies in 7(a) gezeigt ist, der Strom, der von der Anode zur Kathode (Schleifstein-Substrat 11) zwischen der Anode und den Kathoden in der elektrischen Metallplattierungs-Flüssigkeit fließt, aufgeteilt, um sich wie ein aufgefalteter Fächer entlang des halbsphärischen Teils 19b des Abdeckungsteils 19 auf den nicht abgedeckten Bereich 11b vom Einlass der Ausnehmung 20 aufzuspreizen. Daher wird die Stromdichte am zentralen Teil des nicht abgedeckten Bereichs 11b hoch und am umgebenden Teil gering, so dass die erste Metallplattierungsphase 15 nahezu wie ein Berg ausgeformt wird, wobei die Dicke der Metallplattierung am zentralen Teil 12a dick ist und schrittweise am umgebenden Teil 12b mit der Stromdichte aufnimmt. Die Dicke der Metallplattierung wird durch die Halbsphären-Oberfläche 19b des Abdeckungsteils 19 am umgebenden Teil 12b der ersten Metallplattierungsphase 15 begrenzt.
Darüber hinaus sind die von der Ausnehmung 20 ausgestreuten superabrasiven Körner 14 mit einer groben Dichte zwischen benachbarten nicht abgedeckten Bereichen 11b und 11b angeordnet und mit der dünnen ersten Metallplattierungsphase 15 zum Zeitpunkt der Metallplattierung fixiert, um den Schichtteil 12 mit abrasiven Körnern mit dem Schichtteil 12 mit abrasiven Körnern zu verbinden.
Danach werden die überschüssigen superabrasiven Körner 14, die nicht fixiert wurden, entfernt, während die Abdeckungs-Komponente 18 entfernt wird und der Strom wird wiederum zwischen der Anode und der Kathode (Schleifstein-Substrat 11) geführt, um durch überall Ablegen der zweiten Metallplattierungsphase 16 die Metallbindephase 17 auszuformen.
Bei der auf diese Weise erhaltenen galvanisch belegten Schleifscheibe 10 wird, wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist, der nahe Bereich, wo der obere Teil der Halbsphären-Oberfläche 19b des Abdeckungsteils 19 mit der Oberfläche 11a des Schleifstein-Substrats 11 in Kontakt steht, der Teil 22 mit nicht abrasiven Körnern, in dem der Schichtteil 12 mit abrasiven Körnern nicht ausgebildet ist, entstehen. Als Ergebnis dessen wird der Schichtteil 13 mit abrasiven Körnern erhalten, wobei jeweils die Schichten 12 mit abrasiven Körnern ausgeformt werden, um die Brückenteile 9 an dem nicht abgedeckten Bereich 11b, der mit den Ausnehmungen 20 übereinstimmt, in drei Abdeckungsteilen 19, 19 und 19 ausgebildet ist. Daher sind die Schicht 13 mit abrasiven Körnern, der Teil 22 mit nicht abrasiven Körnern und der Schichtteil 12 mit abrasiven Körnern abwechselnd angeordnet.
Wenn das Schleifen unter Verwendung der produzierten und auf diesem Weg erzeugten galvanisch belegten Schleifscheibe 10 erfolgt, wird das Schleifen des Arbeitsmaterials mit jedem Schichtteil 12 mit abrasiven Körnern durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Schärfe am umgebenden Teil 12b des Schichtteils 12 mit abrasiven Körnern gut bleiben, da die Dichte der abrasiven Körner so klein ist, dass es schwierig ist, sie zu verblenden. Zusätzlich ist am zentralen Teil 12a die Dichte der abrasiven Körner hoch und somit wird die Haltbarkeit hoch.
Darüber hinaus kann der Schleifstaub am Teil 22 mit nicht abrasiven Körnern zwischen den Schichtteilen 12 und 12 mit abrasiven Körnern gespeichert werden.
Gemäß dieses Beispiels weist wie oben erwähnt jeder Schichtteil 12 mit abrasiven Körnern der galvanisch belegten Schleifscheibe 10 die hohe Dichte an abrasiven Körnern auf, um am zentralen Teil 12a eine gute Haltbarkeit aufzuweisen, und weist eine geringe Dichte an abrasiven Körnern am umgebenden Teil 12b, um schwierig zu verblenden zu sein. Somit ist deren Schärfe gut. Darüber hinaus sind die erste Metallplattierungsphase 15 und die zweite Metallplattierungsphase 16 wie ein Berg ausgeformt, bei dem die Dicke der Metallplattierung zum zentralen Teil 12a zum umgebenden Teil 12b des Schichtteils 12 mit abrasiven Körnern schrittweise dünn wird. Daher wird verglichen mit dem durch konventionelle Abdeckung produzierten galvanisch belegten Schleifscheibe der Grat nicht am Kantenteil erzeugt oder die superabrasiven Körner 14 werden nicht empor gehoben fixiert, so dass beim Schleifen keine Kratzer usw. auf dem Arbeitsmaterial vorliegen.
Zusätzlich ist es nicht notwendig, ein Lichtdruckverfahren wie die konventionelle Abdeckungs-Komponente und das komplizierte Positionieren anzuwenden, da die im Wesentlichen halbsphärischen Abdeckungsteile 19 eng gepackt sind, um in X-Y-Richtung in 11a an der Oberfläche 11a des Schleifstein-Substrats 1 angeordnet zu sein. Daher kann sie leicht und bei geringen Kosten produziert werden. Zusätzlich ist es leicht, die Größe des Schichtteils 12 mit abrasiven Körnern, die Anordnungsdistanz sowie die Konzentration der superabrasiven Körner 14 durch Anheben oder Absenken des Radius der Abdeckungs-Teile 19 einzustellen. Wenn der Radius der Abdeckungsteile 19 groß wird, vergrößert sich der Abstand 20 und die Konzentration steigt ebenso an. Wenn der Radius der Abdeckungsteile 19 klein wird, reduziert sich der Abstand 20 und die Konzentration wird ebenso gering.
Im Anschluss wird unter Verwendung des gleichen Schlüssels, der für das gleiche Segment und die gleiche Komponente, wie im oben erwähnten Beispiel verwendet, das andere Beispiel gemäß dieser Erfindung erläutert.
8 zeigt die für die Produktion der galvanisch belegten Schleifscheibe gemäß des zweiten Beispiels verwendete Abdeckungs-Komponente und ist der gleiche vertikale Abschnitt wie in 4.
Die im zweiten Beispiel in dem Produktionsverfahren für die galvanisch belegte Schleifscheibe verwendete Abdeckungskomponente 25 weist eine Vielzahl von Abdeckungsteilen 26 auf, die jeweils eine konusähnliche Konfiguration aufweisen und eng gepackt und angeordnet sind, während deren Kegelspitzen P dieser Konus mit der Oberfläche 11a des Schleifstein-Substrats 11 in Kontakt stehen. Im Falle dieser Abdeckungsteile 26 ist die Konfiguration des Abstands 20 die gleiche wie im ersten Beispiel, jedoch steigt der Bereich des nicht abgedeckten Bereichs 11b auf der Oberfläche 11a des Schleifstein-Substrats 11 wesentlich an. Darüber hinaus wird aufgrund der Konus-Umfangsseite 26b des Abdeckungsteils 26, wenn die superabrasiven Körner 14 durch die Ausnehmung 20 gestreut werden, die Dichte der abrasiven Körner am umgebenden Teil 12b des nicht abgedeckten Bereichs 11b groß, verglichen mit dem Schichtteil 12 mit abrasiven Körnern des ersten Beispiels.
Im Anschluss wird mit Bezug auf die 9 und 10 das dritte Beispiel dieser Erfindung erläutert. 9 ist die Zeichnung eines vertikalen Querschnitts, der die Abdeckungs-Komponente zeigt, die zur Produktion der galvanisch belegten Schleifscheibe gemäß des dritten Beispiels verwendet wird und 10 ist die partielle Bodenebene der galvanisch belegten Schleifscheibe 30, die unter Verwendung der in 9 gezeigten Abdeckungs-Komponente erzeugt wird.
Die im Produktionsverfahren für das dritte Beispiel verwendete Abdeckungs-Komponente 32 umfasst eine Vielzahl von Abdeckungsteilen 33, die eng gepackt und in der X-Y-Richtung angeordnet sind. Der Abdeckungsteil 33 weist eine im Wesentlichen kegelstumpfartige Form auf und die obere Oberfläche 33a und die untere Oberfläche 33b, die wie ein Kreis sind, stehen einander gegenüber. Die untere Oberfläche 33b weist einen kleineren Durchmesser als die obere Oberfläche 33a auf und steht in Kontakt mit der Oberfläche 11a des Schleifstein-Substrats 11. Darüber hinaus ist die Seitenfläche 33c die konvexe Fläche und wird die geneigte Oberfläche, wenn sich der Durchmesser schrittweise von der oberen Oberfläche 33a auf die untere Oberfläche 33b hin reduziert.
Durch ein Zusammenstellen der Abdeckungs-Komponente 32 auf diese Weise wird, wenn die superabrasiven Körner 14 durch die Ausnehmung 20 auf den nicht abgedeckten Bereich 11b des Schleifstein-Substrats 11 gestreut werden, jede Schicht 12 mit abrasiven Körnern in einem voneinander getrennten Zustand oder wie Inseln oder Brückenteile 9 ausgebildet, wobei die superabrasiven Körner 14 linear angeordnet sind, um den Schichtteil 12 mit abrasiven Körnern mit dem benachbarten Schichtteil 12 mit abrasiven Körnern zu verbinden, da die untere Oberfläche 32b des Abdeckungsteils 32 breit ist und mit der Oberfläche in Kontakt steht.
Daher hat in jedem Schichtteil 12 mit abrasiven Körnern, wie dies in 10 gezeigt ist, die erste Metallplattierungsphase 15, die die superabrasiven Körner 14 fixiert, einen Aufbau, bei dem die ersten Metallplattierungsphasen 15 durch den Separationsteil 35 voneinander getrennt sind. Daher wird der Teil 22 mit abrasiven Körnern, der zwischen den Schichtteilen 12 und 12 mit abrasiven Körnern vorgesehen ist, durch den Separationsteil 35 passiert, so dass Schleifstaub sanft abgegeben werden kann.
Im Anschluss zeigt 11 die andere Abdeckungs-Komponente und diese Abdeckungs-Komponente 37 ist das Modifikationsbeispiel der in 9 gezeigten Abdeckungs-Komponente 32. In der Vielzahl von Abdeckungsteilen 38, die die Abdeckungs-Komponente 37 umfassen, verbindet die Seitenoberfläche 38 die obere Oberfläche 38a mit der unteren Oberfläche 38b, die nahezu eine kreisförmige Form aufweisen, und verringert ihren Radius schrittweise, nachdem sie den Radius auf die untere Oberfläche 38b von der oberen Oberfläche 38a aus schrittweise expandiert hat. Als Ergebnis dessen hat die Seitenoberfläche 38 im Querschnitt eine nahezu kreisförmige konvexe Oberfläche.
Wenn der Abdeckungsteil 38 auf diese Weise zusammengesetzt ist, wird die Ausnehmung 20 entlang der Abdeckungs-Teile 38 an der oberen Seite expandiert und die Einführung der superabrasiven Körner 14 zum nicht abgedeckten Bereich 11b durch Streuen wird leicht.
Zusätzlich kann die Konfiguration des Abdeckungsteils beliebig ausgestaltet sein, ohne auf jedes oben erwähnte Beispiel beschränkt zu sein. Beispielsweise kann es für die Abdeckungs-Komponente 40, wie sie in 12 gezeigt ist, akzeptabel sein, dass jedes der Vielzahl von Abdeckungsteilen 42 als Sphäre ausgebildet ist, die einen geeigneten Radius aufweist, und dieses Sphären sind eng gepackt und so angeordnet, dass sie einander berühren. In diesem Fall kann, wenn die Rahmenform des geeigneten Aufbaus, so wie ein Ring, am Umfang der Schicht 13 mit abrasiven Körnern erzeugt ist, um die Abdeckungsteile 42 innerhalb dieses Rings eng zu packen, das Positionieren leicht erfolgen.
Darüber hinaus wurde in jedem der oben erwähnten Beispiele das elektrolytische Metallplattieren durchgeführt, um die superabrasiven Körner 14 zu fixieren, nachdem die superabrasiven Körner 14 auf dem Schleifstein-Substrat 11 aufgestreut wurden, jedoch ist diese Erfindung nicht auf derartige Produktionsverfahren beschränkt. Beispielsweise kann es ebenso akzeptabel sein, dass der Strom hindurchgeführt wird, während die Metallplattierungs-Flüssigkeit gerührt wird, wobei die superabrasiven Körner 14 innerhalb der elektrolytischen Metallplattierungs-Flüssigkeit vermischt werden und die superabrasiven Körner 14 auf dem Schleifstein-Substrat 11, welches die Kathode ist, abgelegt zu werden, um hierauf mit dem Metall fixiert zu werden.
Darüber hinaus sind blockförmige superabrasive Körner als superabrasive Körner 14 geeignet oder es können generell abrasive Körner anstelle der superabrasiven Körner verwendet werden.
In dem der oben erwähnten Beispiele sind die superabrasiven Körner in der metallischen Bindephase 17 fixiert, welche die erste Metallplattierungsphase 15 und die zweite Metallplattierungsphase 16 umfasst. Jedoch kann es akzeptabel sein, dass die superabrasiven Körner 14 ebenso mit nur der ersten Metallplattierungsphase 15 als Metallbindephase 17 fixiert werden, ohne auf dieses Verfahren beschränkt zu sein.
Zusätzlich kann es ebenso akzeptabel sein, dass die Qualität des Materials jedes der Abdeckungs-Teile, welches die Abdeckungs-Komponenten 18, 25, 32, 37 und 40 umfasst, aus anderen geeigneten nicht leitfähigen Komponenten, beispielsweise Gläsern oder Gummis usw. umfasst, ohne auf Kunststoff beschränkt zu sein.
Wie oben in Bezug auf die galvanisch belegte Schleifscheibe gemäß dieser Erfindung erläutert, weist der Schichtteil mit abrasiven Körnern am zentralen Teil eine hohe Konzentration abrasiver Körner auf und weist am umgebenden Teil eine vergleichsweise niedrige Konzentration auf. Daher kann das Betriebsleben des Schichtteils mit abrasiven Körnern am zentralen Teil verlängert werden und das Verblenden des Schleifstaubs am umgebenden Teil kann so verhindert werden, dass die Schärfe der abrasiven Körner gut bleiben kann.
Darüber hinaus ist in Bezug auf die galvanisch belegte Schleifscheibe gemäß dieser Erfindung die Dicke der metallischen Bindephase am zentralen Teil dick und sinkt schrittweise zum umgebenden Teil so ab, dass die Dicke des Schichtteils mit abrasiven Körnern zum umgebenden Teil hin vom zentralen Teil absinkt. Daher kann, da ein Grat usw. nicht im Kantenteil während des Schleifens auftritt, ein gutes Schleifverhalten ohne Beschädigung des Arbeitsmaterials erzielt werden.
Darüber hinaus können, da die Schichtteile mit abrasiven Körnern voneinander getrennt sind und in einer Vielzahl vorliegen, die Abgabedurchgänge für Schleifstaub entlang der Schichtteile mit abrasiven Körnern erzeugt werden, um den Schleifstaub sanft abzugeben und das Verblenden deutlicher zu verhindern. Auf diese Weise kann die Schärfe verbessert werden.
Zusätzlich sind die Schichtteile mit abrasiven Körnern voneinander getrennt, in einer Vielzahl ausgestaltet und miteinander durch die Brückenteile verbunden. Diese abrasiven Körner sind an diesem Brückenteil derart verteilt und fixiert, dass die Schärfe jedes Schichtteils mit abrasiven Körnern gut ist und das Verblenden an dem Brückenteil verhindert werden kann.
Zusätzlich umfasst in Bezug auf die Produktionsanlage für die galvanisch belegte Schleifscheibe gemäß dieser Erfindung die Abdeckungs-Komponente eine Vielzahl von Abdeckungsteilen und diese Abdeckungsteile werden wie eine geneigte Ebene ausgeformt, die in den Raum des nicht abgedeckten Bereichs gestreckt sind, um sich von dem Kontaktsegment mit dem Schleifstein-Substrat zu entfernen. Daher ist zum Zeitpunkt der Fixierung der abrasiven Körner durch Metallplattierung die Konzentration der abrasiven Körner am zentralen Teil des nicht abgedeckten Bereichs hoch und die abrasiven Körner sind am umgebenden Teil mit einer niedrigen Konzentration verteilt, da diese abrasiven Körner nicht in den Grenzbereich zwischen dem Schleifstein-Substrat und dem Abdeckungs-Teil durch den Abdeckungs-Teil eintreten können. Zusätzlich ist die Stromdichte des Plattierungsstroms, der mit der geneigten Ebene der Vielzahl von Abdeckungs-Teilen umgeben ist, am zentralen Teil vergleichsweise dicht und wird am umgebenden Teil, wenn er sich dem Schleifstein-Substrat nähert, grob. Daher ist die abgelegte Metallbindephase mit einer solchen Konfiguration ausgebildet, dass deren Dicke von dem zentralen Teil aus und zum umgebenden Teil hin abnimmt und ein Grat usw. nicht ausgebildet ist, und die abrasiven Körner sind nicht in einem hervorstehenden Zustand am Kantenteil der metallischen Bindephase fixiert.
Das Produktionsverfahren für die galvanisch belegte Schleifscheibe gemäß dieser Erfindung umfasst das Abdecken des Schleifstein-Substrats außer dem Bereich, der den Schichtteil mit abrasiven Körnern ausbilden soll, mit der Abdeckungs-Komponente, die die Abdeckungsteile umfasst,
das Ausformen der Abdeckungsteile wie eine geneigte Ebene, die so auf dem nicht abgedeckten Bereich gestreckt ist, dass sie sich von dem Schleifstein-Substrat entfernt,
das Eintauchen in die metallische Plattierungs-Flüssigkeit,
das Verbinden des Schleifstein-Substrats mit der Kathode, und
das Hindurchführen des Stroms, um die abrasiven Körner auf dem nicht abgedeckten Bereich auf dem Schleifstein-Substrat mit der metallischen Plattierung zu fixieren.
Daher ist zum Zeitpunkt der Fixierung der abrasiven Körner mit der Metallplattierung die Konzentration der abrasiven Körner am zentralen Teil des nicht abgedeckten Bereichs hoch und die abrasiven Körner sind in einer geringen Konzentration am umgebenden Teil verteilt. Darüber hinaus ist gemäß der Variation der Stromdichte der Metallplattierung die abgelegte metallische Bindephase mit einem solchen Aufbau ausgebildet, dass deren Dicke vom zentralen Teil aus zum umgebenden Teil hin abnimmt, ein Grat usw. ist nicht ausgeformt und die abrasiven Körner werden nicht im hervorstehenden Zustand am Kantenteil der metallischen Bindephase fixiert.

Claims

Galvanisch belegte Schleifscheibe (10), aufweisend auf einer Oberfläche (11a) des Schleifscheiben-Trägers (11) einen Abschnitt (22) ohne abrasive Körner sowie einen Abschnitt mit abrasiven Körnern (14), wobei der Abschnitt mit abrasiven Körnern einen abrasiven Kornschicht-Teil (12) zum Schleifen beinhaltet, in dem eine Vielzahl abrasiver Körner mit einer metallischen Binderphase (15, 16) fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass dieser abrasive Kornschicht-Teil eine hohe Konzentration abrasiver Körner in einem zentralen Teil (12a) des abrasiven Kornschicht-Teils sowie eine niedrige Konzentration an abrasiven Körnern in einem Bereich (12b) aufweist, der den zentralen Teil des abrasiven Kornschicht-Teils umgibt.
Galvanisch belegte Schleifscheibe (10), aufweisend an einer Oberfläche (11a) des Schleifscheiben-Trägers (11) einen Abschnitt (22) ohne abrasive Körner sowie einen Abschnitt mit abrasiven Körnern (14), wobei der Abschnitt mit abrasiven Körnern einen abrasiven Kornschicht-Teil (12) zum Schleifen beinhaltet, bei dem eine Vielzahl abrasiver Körner mit einer metallischen Binderphase (15, 16) fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt der metallischen Binderphase, die die Vielzahl abrasiver Körner beinhaltet, eine Dicke aufweist, die schrittweise von einem zentralen Teil (12a) der metallischen Binderphase auf einen umgebenden Bereich (12b) verringert ist.
Galvanisch belegte Schleifscheibe gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die abrasiven Kornschicht-Teile in einer Vielzahl durch Trennung voneinander erzeugt werden.
Galvanisch belegte Schleifscheibe gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die abrasiven Kornschicht-Teile in einer Vielzahl durch Trennung voneinander erzeugt und miteinander über Brückenteile (9) verbunden sind, und wobei diese abrasiven Körner getrennt und an den Brücken-Teilen fixiert werden.
Produktionsanlage für eine galvanisch belegte Schleifscheibe (10) mit einem Abschnitt, der so angebracht ist, dass er mit Abdeck-Komponenten (18) die Schleifscheibe bis auf einen nicht abgedeckten Bereich (11b) abdeckt, wo abrasive Kornschicht-Teile (12) ausgeformt werden sollen, und so angeordnet, dass die Schleifscheibe in eine metallische Plattierungsflüssigkeit getaucht wird, einen Bereich, der so angebracht ist, dass er die Schleifscheibe mit einer Kathode verbindet und um eine Anode derart anzuordnen, dass sie der Schleifscheibe gegenübersteht, wobei die Abdeck-Komponenten aus einer Vielzahl von Abdeckteilen (19) bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckteile mit geneigten Oberflächen (19b) ausgeformt sind, die in den Raum in dem nicht abgedeckten Bereich ausgedehnt sind und sich von ihrem Kontaktabschnitt (33b, P) an dem Schleifscheiben-Träger entfernen.
Produktionsprozess für eine galvanisch belegte Schleifscheibe (10), umfassend das Abdecken mit Abdeck-Komponenten (18), die aus Abdeck-Teilen (19) bestehen, auf dem Schleifscheiben-Träger, ausgenommen ein nicht abgedeckter Bereich (11b), wo abrasive Kornschicht-Teile ausgeformt werden sollen, Ausbilden der Abdeck-Teile mit geneigten Oberflächen (19b) Eintauchen des Schleifscheiben-Trägers in eine metallische Plattierungsflüssigkeit, in Berührung bringen des Schleifscheiben-Trägers mit einer Kathode, um einen Strom hindurchzuführen, sowie Fixieren der abrasiven Körner (14) auf dem nicht abgedeckten Bereich an dem Schleifscheiben-Träger mit der metallischen Plattierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeck-Teile (19) mit geneigten Oberflächen (19b) in den Raum an dem nicht abgedeckten Bereich ausgestreckt sind und sich von deren Kontaktbereich (33, P) an dem Schleifscheiben-Träger entfernen.