DE9300521U1 - Base body for grinding wheels for rotating or oscillating grinding tools - Google Patents
Base body for grinding wheels for rotating or oscillating grinding toolsInfo
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Serial No.
vom 15· Januar 1993dated 15 January 1993
CJK/Hi.CJK/Hi.
Grundkörper für Schleifscheiben für rotierende oder schwingende SchleifwerkzeugeBase body for grinding wheels for rotating or oscillating grinding tools
Die Erfindung betrifft einen Grundkörper für Schleifscheiben für rotierende oder schwingende Schleifwerkzeuge.The invention relates to a base body for grinding wheels for rotating or oscillating grinding tools.
Bei Schleifverfahren wird eine hohe Energie in das Werkstück eingebracht. Aus diesem Grunde ist eine Kühlung mit Kühlschmierstoff (Kühlmittel, Kühlöl, Öl etc.) erforderlich, da ansonsten der Werkstoff überhitzt werden kann und seine mechanischen oder chemischen Eigenschaften sich ändern, was oft mit einem Funktionsverlust des gefertigen Bauteils verbunden ist. Die Kühlung ist dabei um so schwieriger, je größer die Kontaktfläche zwischen Werkzeug und Werkstück ist und je höher die Schnittgeschwindigkeit gewählt wird. Im erst genannten Fall wirdDuring grinding processes, a high level of energy is introduced into the workpiece. For this reason, cooling with a cooling lubricant (coolant, cooling oil, oil, etc.) is necessary, as otherwise the material can overheat and its mechanical or chemical properties change, which is often associated with a loss of functionality of the finished component. Cooling is more difficult the larger the contact surface between the tool and the workpiece and the higher the cutting speed is selected. In the first case,
der Zutritt von Kühlschmierstoff durch den weiten Weg außerordentlich erschwert, den das Mittel bei großen Kontaktflächen im Schleifspalt zurücklegen muß, um zur Zerspanungsstelle zu gelangen. Die Größe der Kontaktfläche hängt im wesentlichen von dem Schleifverfahren und den Werkstück- und Werkzeuggeometrien ab. Beispiele für extrem große Kontaktflächen sind beispielsweise Tief schleif en, Schrägeinstechschleifen, Stirnschleifen oder auch Schwingschleifen oder Exenterschleif en insbesondere bei der Steinbearbeitung oder im Hobbybereich. Bei allen diesen Verfahren ist im übrigen die Abführ der Späne oft schwierig, wobei die Späne die Schleifscheibe verstopfen.the access of cooling lubricant is made extremely difficult by the long distance that the medium has to travel in the grinding gap to reach the machining point when there are large contact surfaces. The size of the contact surface depends essentially on the grinding process and the workpiece and tool geometries. Examples of extremely large contact surfaces include deep grinding, inclined plunge grinding, face grinding or even orbital grinding or eccentric grinding, particularly in stone processing or in the hobby sector. In all of these processes, the removal of chips is often difficult, and the chips clog the grinding wheel.
Im zweiten genannten Fall ist die beim Hochgeschwindigkeitsschleifen eingebrachte Wärmemenge weitaus größer als bei geringen Schnittgeschwindigkeiten, andererseits ist die Zuführ durch den mit dem Werkzeug umlaufenden Luftmantel sehr erschwert (Ablenkung des Kühlmittelstrahles durch das Luftpolster).In the second case mentioned, the amount of heat introduced during high-speed grinding is much greater than at low cutting speeds, on the other hand, the supply is made very difficult by the air jacket circulating with the tool (deflection of the coolant jet by the air cushion).
Zwar ist die Kühlung bzw. Schmierung für ein gutes Arbeitsergebnis beim Schleifen unbedingt erforderlich, jedoch sind diese Notwendigkeiten bei vielen Ausführungsformen äußerst schwierig zu erreichen. Although cooling and lubrication are essential for good grinding results, these requirements are extremely difficult to achieve in many designs.
Im Falle des Hochgeschwindigkeitsschleifens tritt ein weiteres Problem auf. Es hat sich gezeigt, daß bei der Bearbeitung mit hohen Drehzahlen die Eigenfrequenz des SchleifSpindelrotors so niedrig sein kann, daß sie in die Nähe der Umdrehungsfrequenz der Schleifscheibe kommt, Da der Spindelrotor im wesentlichen keine Eigendämpfung aufweist, sind beträchtliche Schwingungsausschläge die Folge. Versucht man, mit einer Schleifspindel im Bereich der Eigenfrequenz des Rotors zu schleifen, so regt die periodische Schnittkraftschwankung des Prozesses den Rotor dermaßen zum Schwingen an, daß das Werzeug auf dem Werkstück "hüpft" und neben übermäßigen Werkzeugverschleiß eine extrem schlechte Werkstückoberfläche erzeugt wird. Es kann auch zu Rotorbrüchen der Spindel kommen. Aus diesen Gründen ist es häufig unmöglich mitIn the case of high-speed grinding, another problem arises. It has been shown that when machining at high speeds, the natural frequency of the grinding spindle rotor can be so low that it comes close to the rotational frequency of the grinding wheel. Since the spindle rotor has essentially no inherent damping, considerable vibration amplitudes are the result. If one attempts to grind with a grinding spindle in the range of the natural frequency of the rotor, the periodic cutting force fluctuation of the process causes the rotor to vibrate to such an extent that the tool "jumps" on the workpiece and, in addition to excessive tool wear, an extremely poor workpiece surface is produced. Rotor breakage of the spindle can also occur. For these reasons, it is often impossible to
einer für das Werkzeug optimalen Schnittgeschwindigkeit zu arbeiten, so daß niedrigere Drehzahlen eingestellt werden müssen, was zu Leistungsverlusten und damit zu höheren Bearbeitungskosten führt. Ein wesentlichen Einfluß auf die Höhe der Eigenfrequenz hat die Masse des angeflanschten Werkzeuges.to work at a cutting speed that is optimal for the tool, so that lower speeds have to be set, which leads to power losses and thus to higher processing costs. The mass of the flanged tool has a significant influence on the level of the natural frequency.
Ein Ziel der Erfindung ist es, poröse Schleifkörper herzustellen, die den Anforderungen der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung genügen, wobei deren Masse erheblich geringer sein soll als bei bekannten massiven Schleifkörper, so daß sie eine möglichst hohe Biegeeigenfrequenz des Spindelrotors ermöglichen. Damit könnten die Vorteile derOne aim of the invention is to produce porous grinding bodies that meet the requirements of high-speed machining, whereby their mass should be considerably lower than that of known solid grinding bodies, so that they enable the highest possible bending frequency of the spindle rotor. This could make the advantages of
Hochgeschwindigkeitsbearbeitung besser ausgeschöpft werden. Sofern also eine geringe Schleifscheibenmasse realisiert werden könnte, würde das Hochgeschwindigkeitsschleifen erheblich verbessert werden können.High-speed machining can be better exploited. If a low grinding wheel mass could be achieved, high-speed grinding could be significantly improved.
Im Stand der Technik sind Schleifkörper für diverse Anwendungsfälle bekannt. So sind beispielsweiseIn the state of the art, grinding wheels are known for various applications. For example,
Schleifwerkzeuge für den Hobbybereich mit einer üblicherweise aus Papier, Pappe oder Kunststoffolie bestehenden Trägerschicht bekannt, auf der eine Schicht aus abrasiven Körnern durch einen üblicherweise aus Kunstharz bestehenden Kleber aufgebracht sind. Diese Schleifwerkzeuge setzen sich besonders schnell durch das Schleifgut zu, da kaum eine Möglichkeit zur Spanabfuhr besteht. Falls gehühlt/geschmiert wird, so besteht kaum die Möglichkeit für das Mittel, die gesamte Kontaktfläche zu erreichen.Grinding tools for hobby use are known with a carrier layer usually made of paper, cardboard or plastic film, onto which a layer of abrasive grains is applied using an adhesive usually made of synthetic resin. These grinding tools become clogged particularly quickly with the material being ground, as there is hardly any possibility of chip removal. If the tool is ground/lubricated, there is hardly any possibility for the agent to reach the entire contact surface.
Es sind auch Schleifkörper auf der Basis von Korundkörnern oder vergleichbaren Schleifmitteln bekannt. Sie werden üblicherweise durch einen keramischen Binder oder einen Kunstharzbinder zu einem Gesamtkörper zusammengebunden. Diese Schleifkörper weisen eine Porigkeit auf, die als "offenporig" bezeichnet werden kann, d.h., die einzelnen Poren sind miteinander verbunden und gestatten einen Flüssigkeitsstrom durch das Gefüge hindurch. Sie sind darüber hinaus entweder selbstschärfend (Trennscheiben)Abrasives based on corundum grains or similar abrasives are also known. They are usually bound together to form a complete body using a ceramic binder or a synthetic resin binder. These abrasives have a porosity that can be described as "open-pored", i.e. the individual pores are connected to one another and allow a flow of liquid through the structure. They are also either self-sharpening (cutting wheels)
oder können durch einen SchärfVorgang wieder schneidfähig und formhaltig gemacht werden (abrichten).or can be made capable of cutting again and retain their shape through a sharpening process (dressing).
Ferner sind Schleifkörper mit einem Belag aus CBN (kubisch-kristallines Bornitrit) oder Diamantkörnern bekannt, die keramisch miteinander und mit dem Grundkörper verbunden sind. Aufgrund der spröden Bindung ist die Schnittgeschwindigkeit begrenzt. Dieser Schleifscheibentyp ist abrichtbar. Hierbei ist zwar ein Porenraum vorhanden, wobei dieser aber aufgrund der geforderten hohen Festigkeit sehr gering ausfällt.Furthermore, grinding wheels with a coating of CBN (cubic crystalline boron nitride) or diamond grains are known, which are ceramically bonded to each other and to the base body. Due to the brittle bond, the cutting speed is limited. This type of grinding wheel can be dressed. There is a pore space, but this is very small due to the high strength required.
Weiter sind Schleifkörper mit einem Belag aus CBN oder Diamantkörnern bekannt, bei dem entweder eine Kunstharzoder Metallbindung für den Zusammenhalt sorgt. Hierbei ist der Grundkörper, besonders bei Werkzeugen für die Steinbearbeitung, üblicherweise massiv und besteht aus Metall (in Sonderfällen aus Kunstharz).Grinding wheels with a coating made of CBN or diamond grains are also known, with either a synthetic resin or metal bond ensuring cohesion. The base body, especially in tools for stone processing, is usually solid and made of metal (in special cases of synthetic resin).
Diese Körper weisen üblicherweise keine oder fast keine Porigkeit auf, wobei die Porigkeit als geschlossenporig zu bezeichnen ist, so daß kein Flüssigkeitsstrom durch den Belag fließen kann.These bodies usually have no or almost no porosity, whereby the porosity can be described as closed-pore, so that no liquid stream can flow through the coating.
Es sind auch Schleifkörper mit einem Belag aus CBN oder Diamantkörnern bekannt, die den Grundkörper nur in einer Schicht bedecken. Die Fixierung erfolgt durch galvanische Abscheidung eines Metalles auf dem Grundkörper so, daß die Schleifkörner einwachsen. Der vorteil dieser Schleifscheiben liegt un einem "offenen" Schnitt, d.h. daß durch die besondere Bauweise dieser Werkzeuge eine hohe Schärfe erzielt wird. Hinzu kommt die hohe mechanische Festigkeit, die diesen Typ besonders für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung prädestiniert. Als Nachteil ist das Fehlen der Nachschärfbarkeit zu nennen. Hierbei ist keine Porigkeit vorhanden. Die Kühlungsverhältnisse sind relativ schlecht. Die Spanabfuhr kann ein Problem darstellen.There are also grinding wheels with a coating of CBN or diamond grains that only cover the base body in one layer. The fixing is done by galvanically depositing a metal on the base body so that the grinding grains grow in. The advantage of these grinding wheels is an "open" cut, i.e. that the special design of these tools achieves a high level of sharpness. In addition, there is the high mechanical strength, which makes this type particularly suitable for high-speed machining. A disadvantage is the lack of resharpening. There is no porosity. The cooling conditions are relatively poor. Chip removal can be a problem.
Im Stand der Technik sind auch schon Maßnahmen zur Verbesserung der Kühlung vorgeschlagen worden.Measures to improve cooling have already been proposed in the state of the art.
Die einfachste Art der Verbesserung der Kühlung ist die Erhöhung der Menge und des Zuführdrucks des Kühlschmiermittels. Dies stößt jedoch an Grenzen, die durch den hohen Engergiebedarf der Kühlmittelpumpen und die oft eingeschränkte Wirksamkeit gebildet werden. Aus diesem Grunde ist vielfach versucht worden, auch werkzeugseitig Maßnahmen zur Verbesserung der Kühlung zu treffen. Hierzu ist es bekannt, Kühlnuten, -schlitze oder -kanäle einzubringen oder hochporöse Schleifkörper zu verwenden. Das Einbringen von Kühlnuten hat sich in der Praxis nur in Randbereichen durchgesetzt, da ein unterbrochener Schnitt mit Ratterneigung auftritt und nicht alle Schleifkörner gleichmäßig mit Kühlmittel versorgt werden können. Es tritt demzufolge am Werkstück ein periodischer Wechsel von Kühlnut mit fehlenden Schleifkörnern und Schleifschweibensteg mit mangelhaften Kühlbedingungen auf. Bewährt haben sich hochporöse Schleifkörper ausThe simplest way to improve cooling is to increase the amount and supply pressure of the cooling lubricant. This, however, has its limits, which are formed by the high energy requirements of the coolant pumps and the often limited effectiveness. For this reason, many attempts have been made to take measures to improve cooling on the tool side. To do this, it is known to introduce cooling grooves, slots or channels or to use highly porous grinding wheels. In practice, the introduction of cooling grooves has only been used in edge areas, since an interrupted cut with a tendency to chatter occurs and not all grinding grains can be supplied with coolant evenly. As a result, there is a periodic alternation of cooling grooves with missing grinding grains and grinding weld webs with poor cooling conditions on the workpiece. Highly porous grinding wheels made of
Korund mit keramischen Binder. Hier liegt eine poröse Struktur vor, deren Poren miteinander verbunden sind und die so einen Kühlmittel transport in der Schleifscheibe erlaubt. Für Schleifverfahren mit rotieredem Werkzeug bedeutet das, daß durch den Keileffekt zwischen Schleifscheibe und Werkstück kurz vor der Kontaktzone Kühlmittel in die Schleifscheibe eingepreßt werden kann. Dieses Kühlmittel tritt dann im Verlauf der weiteren Drehung der Schleifscheibe durch die Fliehkraft wieder aus und benetzt gleichmäßig die gesamte Kontaktfläche. Dabei wird jedem Schleifkorn, daß sich in Eingriff befindet, Kühlmittel angeboten, was für die Gleichmäßigkeit der Belastung und der Temparatur wichtig ist.Corundum with ceramic binder. This is a porous structure whose pores are connected to one another and which thus allows coolant to be transported in the grinding wheel. For grinding processes with rotating tools, this means that coolant can be pressed into the grinding wheel just before the contact zone due to the wedge effect between the grinding wheel and the workpiece. This coolant then exits again as the grinding wheel continues to rotate due to centrifugal force and evenly wets the entire contact surface. This means that coolant is offered to every abrasive grain that is in contact, which is important for the uniformity of the load and the temperature.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schleifkörper vorzugsweise, aber nicht ausschließlich für Diamant- und CBN-Schleifmittel herzustellen, bei dem der Grundkörper zwar aus stabilem Material, insbesondere aus Metall bestehen kann, der aber dennoch eine offenporige PorositätBased on this state of the art, the invention is based on the object of producing an abrasive body preferably, but not exclusively for diamond and CBN abrasives, in which the base body can be made of stable material, in particular metal, but which nevertheless has an open-pored porosity
aufweisen soll und damit die Vorzüge der keramisch gebundenen Korundwerkzeuge bezüglich der guten Kühlung und guten Spanabfuhr aufweisen soll. Desweiteren soll der Grundkörper aufgrund seiner geringen Masse für das Hochgeschwindigkeitsschleifen geeignet sein, wobei ein Bearbeiten eines Werkstückes im Bereich der Biegeeingefrequenz der Antriebsspindel vermieden werden kann .and thus should have the advantages of ceramic-bonded corundum tools in terms of good cooling and good chip removal. Furthermore, the base body should be suitable for high-speed grinding due to its low mass, whereby machining of a workpiece in the range of the bending frequency of the drive spindle can be avoided.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen 1 bis 13 gegenständlich beschrieben.The solution to this problem is described in claims 1 to 13.
Gemäß der Erfindung wird ein vornehmlich aus Metall bestehender Grundkörper geschaffen, der aus Stegen aufgebaut ist und der durch diesen Aufbau ein zusammenhängendes offenporiges Stabwerk bildet. Zum Zwecke der Herstellung kann beispielsweise auf vorgefertigte Formstücke wie beispielsweise gerade Draht abschnitte zurückgegriffen werden, die statistisch oder nach einer bestimmungsgemäßen Systematik im Raum entsprechend der Form desAccording to the invention, a base body consisting primarily of metal is created, which is constructed from webs and which, through this construction, forms a coherent, open-pore framework. For the purpose of production, for example, prefabricated shaped pieces such as straight wire sections can be used, which are arranged statistically or according to a designated system in space according to the shape of the
Grundkörpers orientiert und beispielsweise magnetisch gehalten werden, woraufhin diese Elemente beispielsweise mit einem galvanischen Niederschlag in dieser Stellung fixiert werden können.base body and held magnetically, for example, whereupon these elements can be fixed in this position, for example with a galvanic deposit.
Ein weiterer Weg zu einem solchen Grundkörper zu gelangen, besteht darin, daß eine vornehmlich nicht metallische Struktur, wie z. B. ein Fasergewebe, Filz oder Schaumstoff durch galvanisches Beschichten so verfestigt wird, daß sie für den gewünschten Gebrauch eine ausreichende hohe Festigkeit aufweist.Another way to obtain such a base body is to solidify a primarily non-metallic structure, such as a fiber fabric, felt or foam, by galvanic coating so that it has a sufficiently high strength for the desired use.
In beiden Fällen lassen sich Verstärkungselemente, wie z. B. hochfeste Fasern oder hochfeste Stahldrähte in die Struktur einbringen. Das Einbringen kann dabei entweder vor dem Verfestigungsvorgang oder auch nach dem Verfestigungsvorgang erfolgen. Die Einbindung der Verstärkungselemente kann dabei entweder gleichzeitig mit der Verfestigung der übrigen Strukturelemente oder in einem separaten Vorgang erfolgen. Auf diese WeiseIn both cases, reinforcing elements such as high-strength fibers or high-strength steel wires can be introduced into the structure. The introduction can take place either before the consolidation process or after the consolidation process. The reinforcing elements can be incorporated either at the same time as the consolidation of the other structural elements or in a separate process. In this way,
läßt sich die Festigkeit des Grundkörpers der Schleifscheibe erheblich verbessern, wobei eine mögliche Verformung bei auftretenden Fliehkräften oder Schnittkräften erheblich herabgesetzt ist. Durch die poröse Struktur kann das Kühlschmiermittel zentral zugeführt werden, so daß durch die Fliehkraft eine Zwangszuführung im äußeren Schleifbei eich erfolgt, im welchen auf dem Grundkörper das eigentliche Schleifmittel angeordnet ist. Zur Verbesserung der Montage auf der Antriebsachse (Schleifspindel) laß sich ein solcher Grundkörper auch in der Form herstellen, daß, wenn es die tatsächliche Anwendung ermöglicht, ein Zentralkörper aus anderen Materialien hergestellt mit.einer nach der vorgeschriebenen Weise hergestellten porösen Schicht umgeben wird, wobei entweder ein zusammenhängender Schleifrand oder einzelne Schleifsegmente jeweils aus dem erfindungsgemäßen porösen Material die Schleifkörner tragen und die Kühlung sicherstellt. Auch hier läßt sich der Körper so ausführen, daß eine Kühlmittelzufuhr in der Mitte erfolgt, so daß eine Zwangskühlung durch die Fliehkraft erfolgt.the strength of the base body of the grinding wheel can be significantly improved, whereby possible deformation due to centrifugal forces or cutting forces is significantly reduced. The porous structure allows the cooling lubricant to be fed centrally, so that the centrifugal force forces the cooling lubricant to flow into the outer grinding area, in which the actual grinding medium is arranged on the base body. To improve assembly on the drive shaft (grinding spindle), such a base body can also be manufactured in such a way that, if the actual application allows it, a central body made of other materials is surrounded by a porous layer produced in the prescribed manner, whereby either a continuous grinding edge or individual grinding segments each made of the porous material according to the invention carry the grinding grains and ensure cooling. Here too, the body can be designed so that a coolant supply is provided in the middle, so that forced cooling is achieved by the centrifugal force.
Auf den erfindungsgemäß hergestellten Grundkörper lassen sich CBN- und Diamantkörner mit den üblichen Mitteln aufbringen und durch einen galvanischen Niederschlag fixieren. Hierbei sind zwei Ausführungsformen bevorzugt. Entweder wird der gesamte Stegverband oder nur Teile des Stegverbandes mit Schleifkörner durchsetzt, die dann in der vor beschriebenen Weise fixiert werden können. Oder aber die Schleifkörner werden ausschließlich in der Peripherie des Schleifkörpers aufgebracht und bilden dann ein einschichtig belegtes, poröses, galvanisch gebundenes Werkzeug.CBN and diamond grains can be applied to the base body produced according to the invention using the usual means and fixed by means of a galvanic deposition. Two embodiments are preferred here. Either the entire web structure or only parts of the web structure are permeated with abrasive grains, which can then be fixed in the manner described above. Or the abrasive grains are applied exclusively to the periphery of the grinding body and then form a single-layer, porous, galvanically bonded tool.
Im erst genannten Fall kann das Werkzeug verschleißen und behält trotzdem seine ursprüngliche Schneidfähigkeit bei. Im zweiten Fall ist bei Verlust der Schneidfähigkeit das Lebensende des Werkzeuges erreicht.In the first case, the tool can wear out and still retain its original cutting ability. In the second case, if the cutting ability is lost, the tool's lifespan is reached.
Im Stand der Technik sind zwar Werkzeuge aus Stahlwolle oder auf Bürstenbasis bekannt, die jedoch als wesentlichen Mangel die Tatsache aufweisen, daß ihre DrucksteifigkeitIn the state of the art, tools made of steel wool or brushes are known, but their main shortcoming is the fact that their compressive strength
gering ist. Dieses Verhalten ist zwar beim Polieren erwünscht, beim Formschleifen jedoch unerwünscht.is low. This behavior is desirable for polishing, but undesirable for form grinding.
Die Erfindung beruht auf der wesentlichen Erkenntnis, daß der Manel an Drucksteifigkeit beseitigt wird, wobei durch gezielte Wahl der entsprechenden Materialien und der Beschichtungsstärke Porenvolumen von über 80% realisiert werden können. Die dabei erreichen Steifigkeiten betragen ein mehrfaches, beispielsweise ein 10- bis lOOfaches der aus Stahlwolle hergestellten Schleifscheiben. Die Voraussetzung dafür ist, daß die die Schleifscheibe bzw. den Grundkörper bildenden Stege einerseits gerade verlaufen (und keinesfalls gekrümmt sind) und andererseits durch ihre Anordnung im Raum einen Verbund bilden, so daß jeder Steg im wesentlichen auf Druck oder Zug beansprucht ist. Durch diese Ausbildung ist es möglich, offenporige metallene Grundkörper für Schleifscheiben zu schaffen, die sogar noch, was ein Novum für galvanisch gebundene Werkezuge ist, über einen großen Betrag hinaus verschleißen können und so ihre Schnittfreudigkeit lage behalten.The invention is based on the essential finding that the lack of compressive stiffness is eliminated, whereby pore volumes of over 80% can be achieved through the targeted selection of the appropriate materials and the coating thickness. The stiffness achieved is several times higher, for example 10 to 100 times higher than that of grinding wheels made of steel wool. The prerequisite for this is that the webs forming the grinding wheel or the base body are straight (and not curved in any way) on the one hand and that they form a bond through their arrangement in space, so that each web is essentially subjected to pressure or tension. This design makes it possible to create open-pored metal base bodies for grinding wheels that can even wear out to a large extent - a novelty for galvanically bonded tools - and thus retain their cutting ability.
Die erfindungsgemäß ausgebildeten und hergestellten
Werkzeuge ermöglichen einen Kühlmittel transport bis zu jedem Schleifkorn. Zudem ermöglichen sie problemlos den
Abtrangsport des zerspanten Gutes, so daß kein Verstopfen der Schleiffläche auftritt. Durch ihre Struktur kann
das Kühlmittel in die Struktur des Grundkörpers und in das eigentliche Schleifmittel eindringen und in der
Kontaktzone wieder austreten. Für Schleifverfahren mit
einer Planetärbewegung des Werkzeuges (Schwingschleifer,
Exenterschleifer) ist im wesentlichen der freie Durchtritt des Kühlmittels wichtig. Hier lassen sich Grundkörper
mit Porenanteilen von über 90% realisieren, die dem Kühlmittelfluß und dem Spanabtransport keinen
nennenswerten Widerstand entgegensetzen. Zusammen mit
dem hohen Verschleißwiderstand der CBN und Diamantkörner
können so Hobbywerkezeuge hergestellt werden, die weder verstopfen nocht aufgrund ihres Verschleißes häufig ausgewechselt
werden müßten.The inventively designed and manufactured
Tools enable coolant to be transported to each abrasive grain. They also enable the removal of the machined material without any problems, so that the grinding surface does not become clogged. Due to their structure,
the coolant penetrates into the structure of the base body and into the actual abrasive and in the
contact zone. For grinding processes with a planetary movement of the tool (orbital sander, eccentric sander), the free passage of the coolant is essential. Here, base bodies with pore proportions of over 90% can be produced, which do not impede the flow of coolant and the removal of chips.
significant resistance. Together with
The high wear resistance of CBN and diamond grains makes it possible to produce hobby tools that neither clog nor need to be replaced frequently due to wear.
Besonders bevorzugt läßt sich die erfindungsgemäße Ausbildung bei folgenden Anwendungen einsetzen:The design according to the invention can be used particularly preferably in the following applications:
Schleifen von hochempfindlichen Werkstoffen, wie z.B. Keramik, Glas,'Halbleiter, Turbinenschaufellegierungen und dergleichen.Grinding of highly sensitive materials such as ceramics, glass, semiconductors, turbine blade alloys and the like.
Schleifen von sprödharten Werkstoffen.Grinding of brittle-hard materials.
Schleifverfahren, bei denen nur eine sehr geringe Wärmebelastung des zu zerspanenden Materials entstehen darf, wie z.B. beim Beschleifen von Zähnen, Knochen, Elektronikbauteilen oder bei der Kunststoffbear beitung, Schleifen von Hartmetallen, aber auch Schleifen von großformatigen Werkstücken, bei denen kein Verzug auftreten darf.Grinding processes in which only a very low heat load on the material to be machined is allowed, such as when grinding teeth, bones, electronic components or when processing plastics, grinding hard metals, but also grinding large-format workpieces in which no distortion is allowed to occur.
Schleifen von Werkstoffen, die extrem voluminöse Späne erzeugen, wie viele duktile, langspanende Werkstoffe, aber auch Holz, Kunststoffe, rostfreie Stähle, sowieGrinding of materials that produce extremely voluminous chips, such as many ductile, long-chipping materials, but also wood, plastics, stainless steels, as well as
Grünlinge für die Keramikherstellung oder für die Hartmetallherstellung .Green compacts for ceramic production or for hard metal production.
Schleifen von Werkstoffen, bei denen die Späne eine starke abrasive Wirkung haben, so daß das Werkzeug einem übermäßigen Verschließangriff ausgesetzt ist, wie Keramiken, Glas, Stein oder Beton.Grinding of materials where the chips have a strong abrasive effect, so that the tool is exposed to excessive wear, such as ceramics, glass, stone or concrete.
Schleifen von abrasiven Werkstoffen, die einerseits die hohe Schneidfähigkeit der galvanisch gebundenen Werkzeuge benötigen, andererseits die lange Lebensdauer von selbstschärfenden Werkzeugen benötigen, wie Stein- und Betonbearbeitung, Glasbearbeitung, Keramikbearbeitung.Grinding of abrasive materials that require the high cutting ability of galvanically bonded tools on the one hand, and the long service life of self-sharpening tools on the other, such as stone and concrete processing, glass processing, ceramic processing.
Schleifen von Werkstücken, bei denen aufgrund der Form die Kühlungssituation ungünstig ist, wie Einstechen tiefer Schlitze, Schleifen von Profilen mit starker Profilneigung wie Verzahnungen, Kugellaufbahnen, Schleifen in tiefen Bohrungen und dergleichen.Grinding of workpieces where the cooling situation is unfavourable due to their shape, such as cutting deep slots, grinding profiles with a strong profile inclination such as gears, ball races, grinding in deep bores and the like.
Schleifverfahren, die auf Kühlmittel ganz verzichten müssen und dennoch keine thermische Schädigung des Werkstückes hervorrufen dürfen.Grinding processes that do not require any coolant but still must not cause any thermal damage to the workpiece.
Schleifverfahren, bei denen das Werkzeug mit einer großen Fläche mit dem Werkstück in Kontakt steht, wie z.B. Stirnschleifen, Schrägeinstechschleifen, Tief schleifen, Schwing- bzw. Exzenterschleifen.Grinding processes in which the tool is in contact with the workpiece over a large area, such as face grinding, inclined plunge grinding, deep grinding, orbital or eccentric grinding.
Schleifverfahren, die eine geringe Werkzeugmasse benötigen, um beispielsweise die Biegeeigenfrequenz zu erhöhen .Grinding processes that require a low tool mass in order to, for example, increase the bending natural frequency.
Schleifverfahren, bei denen hohe Schnittgeschwindigkeiten angewandt werden und bei denen die Kühlungssituation verbesserungsbedürftig ist.Grinding processes in which high cutting speeds are used and in which the cooling situation needs to be improved.
Bei der Herstellung "optischer" Oberflächen, bei denen eine gewisse Struktur erwünscht ist, laß sich durch die hohe Zahl der Parameter der optische Effekt in weiten Grenzen variieren, aufrauhen von Oberflächen und dergleichen.When producing "optical" surfaces where a certain structure is desired, the optical effect can be varied within wide limits due to the large number of parameters, surfaces can be roughened, etc.
Schematisierte Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:Schematic examples are shown in the drawing and described in more detail below. It shows:
In Figur 1 ist ein räumlicher Stegverbund gezeigt. Es sind dabei eine Vielzahl von geraden Stegen 1 miteinander zu einer räumlichen Struktur verbunden, die Druckstabil ist, so daß in Richtung der Kraftlinie 2 angreifende Kräfe , die auf die Schleifkörner 3 einwirken, gut aufgenommen werden können. Diese Strucktur ist sehr leichtbauend und dennoch äußerst stabil, wobei eine hervorragende Porigkeit zum Durchtritt von Kühlmittel oder dergleichen erzeugt ist.Figure 1 shows a spatial web assembly. A large number of straight webs 1 are connected to one another to form a spatial structure that is pressure-stable, so that forces acting in the direction of the line of force 2 that act on the abrasive grains 3 can be easily absorbed. This structure is very lightweight and yet extremely stable, creating excellent porosity for the passage of coolant or the like.
In Figur 2 ist eine Ausbildung gezeigt, bei der vorgefertigte Stege 1, die aus Stäben oder auch aus nicht stabilen Grundstukturen gefertigt sein können, mit einer Beschichtung A aus Kunstharz oder vorzugsweise aus metallischem Niederschlag überzogen sind, so daß stabile Grundstukturen der Stege weiter stabilisiertFigure 2 shows a design in which prefabricated webs 1, which can be made of rods or also of non-stable basic structures, are covered with a coating A made of synthetic resin or preferably of metallic deposit, so that stable basic structures of the webs are further stabilized.
und instabile Grundstukturen zu einer stabilen Struktur gebracht werden.and unstable basic structures are brought into a stable structure.
In Figur 3 ist in eine Struktur gemäß Figur 1 ein Verstärkungskörper 5 eingebracht. Der Verstärkungskörper 5 kann ein stabförmiges stabiles Element sein. Der Verstärkungskörper kann auch ein stabförmiges Element aus hochfesten Fasergebilden oder dergleichen sein.In Figure 3, a reinforcing body 5 is introduced into a structure according to Figure 1. The reinforcing body 5 can be a rod-shaped stable element. The reinforcing body can also be a rod-shaped element made of high-strength fiber structures or the like.
Der Verstärkungskörper 5 ist mit den Stegen 1 im Bereich der Anbindungspunkte 6 jeweils lokal verbunden, wobei die Verbindung durch Kunstharz, Bindemittel, keramische oder metallische Bindemittel erfolgen kann. Der Verstärkungskörper 5 kann vor der Herstellung der festen Struktur gemäß Figur eingebracht und gleichzeitig mit der Grundstuktur der Stege 1 verbunden werden. Es ist aber auch möglich, den Verstärkungskörper 5 nach der Verbindung der Stege 1 einzubringen und nachträglich zur Stabilisierung der Stege 1 zu befestigen.The reinforcing body 5 is locally connected to the webs 1 in the area of the connection points 6, whereby the connection can be made using synthetic resin, binding agents, ceramic or metallic binding agents. The reinforcing body 5 can be introduced before the solid structure is produced according to the figure and simultaneously connected to the basic structure of the webs 1. However, it is also possible to introduce the reinforcing body 5 after the webs 1 have been connected and to subsequently fasten it to stabilize the webs 1.
In Figur 4 ist beispielsweise ein Grundkörper eines rotorsymmetrischen Schleifwerkzeuges gezeigt, in welchen Verstärkungskörper 5 eingebracht sind. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 ist lediglich auf der äußern Hülllfläche 6 des aus Grundkörper und Schleifkörnern 3 bestehenden Werkzeuges die Anordnung der Schleifkörner 3 jeweils in Kreuzungspunkten der Stege 1 vorgenommen, so daß lediglich Schleifmittel in der äußeren Hüllfläche 6 angeordnet sind. In Figur 6 ist verdeutlicht, wie beispielsweise auf einen Grundkörper 7, der aus einem Stegverbund gemäß Figur 1 aufgebaut ist auf die äußere Hüllfläche 6 eine Schicht mit Schleifkörnern 8 aufbringbar ist .In Figure 4, for example, a base body of a rotor-symmetrical grinding tool is shown, into which reinforcing bodies 5 are introduced. In the embodiment according to Figure 5, the arrangement of the abrasive grains 3 is only carried out at the intersection points of the webs 1 on the outer envelope surface 6 of the tool consisting of the base body and abrasive grains 3, so that only abrasives are arranged in the outer envelope surface 6. Figure 6 shows how, for example, a layer with abrasive grains 8 can be applied to the outer envelope surface 6 of a base body 7, which is made up of a web composite according to Figure 1.
Bei der Variante gemäß Figur 7 ist die Anordnung von Schleifkörnern 3 nicht nur in der Hüllfläche 6 des Grundkörpers vorgesehen, sondern die Schleifkörner 3 sind im gesamten Bereich des StegVerbandes der Stege 1 angeordnet. Vorzugsweise sind die Schleifkörner dabei jeweils in den Kreuzungspunkten der Stege 1 angeordnet und angebunden. In Figur 8 ist veranschaulicht, wieIn the variant according to Figure 7, the arrangement of abrasive grains 3 is not only provided in the envelope surface 6 of the base body, but the abrasive grains 3 are arranged in the entire area of the web connection of the webs 1. Preferably, the abrasive grains are arranged and connected at the intersection points of the webs 1. Figure 8 illustrates how
eine derartige Stuktur aussehen kann. Im Bereich 9 ist der Stegverbund mit eingebrachten Schleifkörnern ersichtlich, wobei die die äußere Hüllfläche 6 durch eine Schleifkörnerschicht 8 gebildet ist. Gemäß Figur 9 ist es auch möglich, den inneren Bereich 10 des Grundkörpers nur mit einer Stegstuktur auszubilden und lediglich den radial außenliegenden Bereich 11 mit Stegstuktur und Schleifkörnern zu versehen.such a structure can look like. In area 9, the web composite with introduced abrasive grains is visible, whereby the outer shell surface 6 is formed by an abrasive grain layer 8. According to Figure 9, it is also possible to form the inner area 10 of the base body only with a web structure and to only provide the radially outer area 11 with a web structure and abrasive grains.
In den Figuren 10 bis 18 sind unterschiedliche Formen von Grundkörpern bzw. Schleifscheiben mit Grundkörpern gemäß der Erfindung gezeigt. Figur 10 zeigt ein rotationsymmetrisches Werkzeug.Figures 10 to 18 show different shapes of base bodies or grinding wheels with base bodies according to the invention. Figure 10 shows a rotationally symmetrical tool.
Figur 11 zeigt das gleiche Werkzeuge in Ansicht, wobei das Werkzeug zylindrische Form aufweist. Figur 12 zeigt ein ähnlichen rotationssymmetrischen Werkzeuge, welches im Querschnitt profiliert ist. Bei der AusführungsformFigure 11 shows the same tool in view, whereby the tool has a cylindrical shape. Figure 12 shows a similar rotationally symmetrical tool, which is profiled in cross section. In the embodiment
gemäß Figur 13 sind die Randkanten des Werkzeuges gerundet.According to Figure 13, the edges of the tool are rounded.
Bei der Ausbildung gemäß Figur 14 ist die Schleifscheibe bzw. der Grundkörper aus einer Stegstuktur aufgebaut, wobei nur die radial außenliegende Schicht mit Schleifkörnern belegt ist.In the design according to Figure 14, the grinding wheel or the base body is constructed from a web structure, whereby only the radially outer layer is covered with abrasive grains.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 15 ist der radial innenliegende zentrale Bereich ein massiver Grundkörper, der radial außen von einer Stegstruktur mit Schleifkörnern umgeben ist.In the embodiment according to Figure 15, the radially inner central region is a solid base body, which is surrounded radially on the outside by a web structure with abrasive grains.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 16 ist wiederum eine radial innenliegende massive Struktur vorgesehen, auf die außenliegend segmentweise Stegstrukturen mit Schleifelementen vorgesehen sind.In the embodiment according to Figure 16, a radially inner solid structure is provided, on which segmental web structures with grinding elements are provided on the outside.
In Figur 17 ist ein nicht rotierender Schleifkörper aus Stegstruktur und Schi eifelementen gezeigt, der fürFigure 17 shows a non-rotating grinding body made of a web structure and grinding elements, which is used for
Schwingschleifer oder Exenterschleifer geeignet ist. Die Randkanten können dabei wie in der Zeichnung gezeigt eckig ausgebildet sein oder auch gerundet sein.Orbital sander or eccentric sander is suitable. The edges can be square as shown in the drawing or rounded.
In Figur 18 ist eine Struktur gezeigt, die nur ausschnittsweise mit Schleifelementen belegt ist, wobei auch dieser nicht rotierende Schleifkörper entweder ingesamt ein Stegverbund sein kann, oder aber in einen massiven Körper sind aus einem Stegverbund mit Schleifelementen aufgebaute Elemente eingesetzt.Figure 18 shows a structure that is only partially covered with grinding elements, whereby this non-rotating grinding body can either be a web composite as a whole, or elements constructed from a web composite with grinding elements are inserted into a solid body.
Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispielse beschränkt sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel .The invention is not limited to the embodiments but is variable in many ways within the scope of the disclosure.
Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new individual and combination features disclosed in the description and/or drawing are considered essential to the invention.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9300521U DE9300521U1 (en) | 1993-01-09 | 1993-01-16 | Base body for grinding wheels for rotating or oscillating grinding tools |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934300417 DE4300417C2 (en) | 1993-01-09 | 1993-01-09 | Rotating or oscillating grinding tool with a base body, which is made up of spatially arranged and interconnected webs, and manufacturing method for such a grinding tool |
| DE9300521U DE9300521U1 (en) | 1993-01-09 | 1993-01-16 | Base body for grinding wheels for rotating or oscillating grinding tools |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9300521U1 true DE9300521U1 (en) | 1993-06-09 |
Family
ID=25922166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9300521U Expired - Lifetime DE9300521U1 (en) | 1993-01-09 | 1993-01-16 | Base body for grinding wheels for rotating or oscillating grinding tools |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9300521U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004039310B3 (en) * | 2004-08-13 | 2005-09-22 | Engel, Horst | grinding wheel |
-
1993
- 1993-01-16 DE DE9300521U patent/DE9300521U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004039310B3 (en) * | 2004-08-13 | 2005-09-22 | Engel, Horst | grinding wheel |
| DE102004039310B8 (en) * | 2004-08-13 | 2006-05-11 | Novatecs Gmbh | grinding wheel |
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