DEP0036914DA - Verfahren zur Bearbeitung von äußerst harten Werkstoffen - Google Patents

Description

Die Bearbeitung von Ziehwerkzeugen, wie Ziehringen, Ziehsteinen und dergl., aus äusserst harten Werkstoffen, wie Diamanten oder Hartmetall, erfolgt bisher mittels Exzentermaschinen, die durch Exzenterbewegung Werkzeuge, beisp. Arbeitsnadeln, stossend bewegen und dabei die in die Stossbewegung gebrachten Ziehwerkzeuge bearbeiten. Der Arbeitsweg der Werkzeuge wird in Zeitabständen nachgestellt. Das bekannte Verfahren beansprucht lange Arbeitszeiten und ist deshalb teuer.

Die Erfindung hat ein Verfahren zur Bearbeitung von äusserst harten Werkstoffen, wie Diamanten oder Hartmetall, beispielsweise zur Herstellung von Ziehsteinen oder Ziehringen zum Gegenstand und besteht darin, dass während der Bearbeitung entweder die Bearbeitungswerkzeuge oder die zu bearbeitenden Werkstücke, wie Ziehsteine oder Ziehringe in elektrisch oder pneumatisch erzeugte, hohe Schwingungen versetzt werden, wobei die Bearbeitung der Werkstücke durch Werkzeuge derart erfolgt, dass diese mit dem Eisenkern einer Magnetspule verbunden bzw. auf einer Membran befestigt und durch Schall- oder Ultraschall bzw. durch Impulse von Pressluft bewegt werden. Es ist dabei möglich, das Werkstück, wie den Hartmetall-Ziehstein, durch elektrisch oder pneumatisch erzeugte Schwingungen zu vibrieren und das Werkzeug zu drehen und so durch eine Kombination von hochtourigen Umdrehungen der Werkzeuge sowie hochtourigen Schwingbewegungen des Werkstücks die Bearbeitung vorzunehmen und die Bearbeitungszeit wesentlich zu verkürzen. Zur Vermeidung von harten Stössen werden zweckmässig die pneumatisch oder elektrisch erzeugten Schwingungen über Luftkissen auf die Arbeitswerkzeuge oder auf die Werkstücke übertragen.

Wenn es notwendig ist, können Unterbrecher mit Induktionsspulen zur Erhöhung der Arbeitswirkungen zwischengeschaltet werden.

Die Vorteile der Erfindung sind in der in das Vielfache gehenden Erhöhung der Arrbeitsbewegungen in der auf ein Bruchteil verkürzten Bearbeitungszeit, der wesentlich vereinfachten Ausbildung der Bearbeitungsmaschinen und der Schonung sowohl der Werkzeuge als auch der Werkstoffe zu sehen, zumal harte Stösse durch Luftkissen gedämpft werden können. Dabei ist es durch Steuerung der Bewegungserzeuger möglich, eine automatische Werkzeug- oder Werkstückverstellung zu erreichen.

Ausführungsbeispiele:

In der Mittelachse eines rotierenden Tellers wird eine Arbeitsnadel befestigt und diese mit etwa 10 000 Umdrehungen je Minute gedreht. Über oder unter der Arbeitsnadel schwebt ein mit einer Membran verbundener und zu bearbeitender Ziehstein. Die Membran bildet den Boden eines luftgefüllten Gehäuses, dessen Deckel ebenfalls aus einer Membran gebildet ist. Über bzw. unter dem Gehäuse ist eine Magnetspule angeordnet, die nach Anschluss an den üblichen Wechselstrom der Netzspannung nach der Periodenzahl des Wechselstroms die Membran mit 50 x 60 x 2 - 6000 Schwingungen je Minute bewegt, wodurch über das Luftkissen die zweite Membran mit dem Ziehstein in entsprechende Schwingungen versetzt wird. Diese Schwingungen werden zur Bearbeitung der Herstellung einer Bohrung im Ziehstein ausgenutzt, wobei die Nadel umlaufend in ihrem Abstand zum Ziehstein verstellt wird.

Wenn es notwendig ist, die Schwingungszahl noch weiter zu erhöhen, um den Leistungseffekt noch zu vergrössern, kann anstelle der Netzspannung ein höher frequenter Strom als Energiequelle zur Erregung benutzt werden. Dabei können Schwingungen in der angestrebten Grössenordnung bis zu 100 000 und mehr je Minute erreicht werden. Anstelle eines Generators kann dabei zur Erzeugung der benötigten höheren Frequenz auch ein Quecksilberunterbrecher dienen, wie oben ausgeführt ist. Es ist auch möglich, den Magneto-striktiven-Effekt als Energiespender für den in Schwingung zu bringenden Bearbeitungsteller auszunutzen, indem beispielsweise der Ziehsteinträger auf das freie Ende eines Magneto-Striktionsschwingers befestigt ist. Un der Magneto-Striktion wird die Längenänderung eines ferromagnetischen Körpers im magnetischen Feld verstanden. Ausserdem kann der Bearbeitungsteller auch durch einen erregten Piezot-Quarz in die Anzahl der gewünschten Schwingungen versetzt werden. Je nach der gewählten Frequenz hat man es in solchen Fällen mit Schall- oder Ultraschall zu tun. Wenn oben von einer pneumatischen Regelung mit Luftüberdruck die Rede ist, so wird hierunter verstanden, dass Pressluft durch eine in hohe Rotation befindliche Lochscheibe mit pneumatischen Energieimpulsen versetzt wird, die über eine Membran den Vibrator in oszillierende Bewegung bringt.

1.) Verfahren zur Bearbeitung von äusserst harten Werkstoffen, wie Hartmetall oder Diamanten, beispielsweise zur Herstellung von Ziehsteinen oder Ziehringen, dadurch gekennzeichnet, dass während der Bearbeitung entweder die Bearbeitungswerkzeuge oder die zu bearbeitenden Werkstücke, wie Ziehsteine oder Ziehringe, in elektrisch oder pneumatisch erzeugte Schwingungen versetzt werden, wobei die Bearbeitung der Werkstücke durch Werkzeuge z.B. derart erfolgt, dass diese mit dem Eisenkern einer Magnetspule verbunden bzw. auf einer Membran befestigt und durch Schall- oder Ultraschall bzw. durch Impulse von Pressluft bewegt werden.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass pneumatisch oder elektrisch erzeugte Schwingungen über Luftkissen auf die Arbeitswerkzeuge oder auf die Werkstücke übertragen werden.