EP0083672B1 - Umfangsschleifscheibe und Verfahren zum Abrichten derselben - Google Patents

Umfangsschleifscheibe und Verfahren zum Abrichten derselben Download PDF

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EP0083672B1
EP0083672B1 EP82100085A EP82100085A EP0083672B1 EP 0083672 B1 EP0083672 B1 EP 0083672B1 EP 82100085 A EP82100085 A EP 82100085A EP 82100085 A EP82100085 A EP 82100085A EP 0083672 B1 EP0083672 B1 EP 0083672B1
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dressing
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grinding
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Wlodzimierz Dr. Ing. Sawluk
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Saint Gobain Diamantwerkzeuge GmbH and Co KG
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Ernst Winter and Sohn Diamantwekzeuge GmbH and Co
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/003—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces using at least two conditioning tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
    • B24B53/07—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels by means of forming tools having a shape complementary to that to be produced, e.g. blocks, profile rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/12—Dressing tools; Holders therefor
    • B24B53/14—Dressing tools equipped with rotary rollers or cutters; Holders therefor

Definitions

  • the invention relates to a circumferential grinding wheel which has transverse grooves arranged on its circumference at equal angular intervals and extending essentially in the axial direction.
  • the invention also relates to a method for dressing a peripheral grinding wheel of the aforementioned type with a dressing roller rotating in the opposite direction to the grinding wheel, the drive of which is in a fixed speed ratio to the grinding wheel.
  • the roughness depth of a corresponding grinding wheel results solely from the nature of the abrasive coating or the structure of the abrasive grains and the way in which they are bonded to the peripheral surfaces between the grooves.
  • the structure and bond of its abrasive grains can be taken into account by deviating from the previously selected nature of the abrasive coating by the special type of arrangement and design of grooves.
  • the grooves are arranged at angular intervals of at most 1 degree and a groove depth of 1 to a maximum of around 1 000 w m, preferably a groove depth of 50 to 300 wm.
  • Such so-called micro-grooves which lie directly against one another, form between them pointed webs or groove edges, which are effectively in the manner of cutting edges, like those of a milling tool.
  • this is achieved in that for dressing with a dressing roller, which has arranged at equal angular intervals and essentially axially extending cutting edges, between the grinding wheel and the dressing roller, a fixed number of grooves to be produced on the grinding wheel on the one hand and the Number of cutting edges on the dressing roller on the other hand dependent speed ratio is maintained.
  • the device shown in the drawing for dressing a grinding wheel 1 with the diameter D s has a base plate 16 on which two bearing blocks 14 and 15 are arranged.
  • the shaft 11 is rotatably supported in the bearing block 14 by means of the bearings 28 and 29. It carries the dressing roller 2 with the diameter D A.
  • the bearings 26 and 27 are mounted, which support the frame 8.
  • the shaft 10 is rotatably held by means of the bearings 24 and 25 and the shaft 7 by means of the bearings 21 and 22.
  • the shafts 7 and 10 are kinematically connected to each other by a toothed belt 9 and by gears Z 3 and Z 4 .
  • the kinematic connection between the shafts 10 and 11 is realized by the gears Z5 and Zg.
  • the gear Z 2 is connected to the shaft 7 by means of a feather key 23.
  • the gear Z 2 is rotatably supported by the bearings 32 and 33 in two levers 5 and 5 a.
  • the bearings 30 and 31 At the other end of the two levers 5 and 5 a are the bearings 30 and 31, which are inserted into the extension piece 6 of the grinding spindle 6 a.
  • a kinematic connection consisting of the gears Z 2 and Z 1 and the toothed belt 4.
  • the device described above allows the grinding wheel 1 to be moved in the directions designated by ZB 1 and AB 1 without interrupting the kinematic connection between the grinding wheel 1 and the dressing roller 2. This is possible because the shaft 7 can be pivoted with the frame 8 around the shaft 11 along the circular arc determined by the radius r.
  • the grinding wheel 1 and the dressing roller 2 are driven by the drive motor, the grinding spindle 6 a.
  • This drive can also be represented by a separate drive motor 37 when it is kinematically connected to the shaft 11 by pulleys d 1 and d 2 and by a belt 36.
  • Such an alternative solution is shown in FIGS. 1 and 2 by dashed lines.
  • the drive motor of the grinding spindle 6 a remains switched off in such a case.
  • the device shown in FIGS. 1 and 2 can be used to carry out two different types of dressing processes.
  • the first type of dressing namely dressing in the pendulum process, is characterized in that between the rotating cylindrical peripheral grinding wheel 1 and the rotating dressing roller 2 which is in engagement with this grinding wheel 1, a pendulum feed movement into the + u z or - u z designated directions. As soon as the grinding wheel loses contact with the dressing roller as a result of this feed movement, the grinding wheel is infeed in the direction designated by ZB 1 by the amount of the intervention quantity “e”. This process, that is, the alternating pendulum feed movement and the aforementioned feed movement are repeated until the grinding wheel is dressed. If a color is applied to the working surface of a non-dressed grinding wheel 1, the subsequent dressing process of this grinding wheel can be regarded as complete when the applied color is no longer recognizable.
  • the second type of dressing namely dressing in the plunge-in process, results from the fact that between the rotating grinding wheel 1 and the rotating dressing roller 2 there is a constant feed movement or plunge movement in the direction designated by ZB 1 .
  • This type of dressing is used for dressing both the profiled and cylindrical peripheral grinding wheels. Since there is no pendulum feed movement of the gear Z 2 along the shaft 7 in this type of dressing, the components 5, 5a and 30 to 33 can be dispensed with in the device shown in FIGS. 1 and 2 and instead the solution described below can be selected.
  • the stand 17 On the base plate 16, the stand 17 is fixed, which is elastically connected to the pivotable frame 8 by the screw 18, the lock nut 18 a, the tension spring 19 and the bolt 20. It is possible to pretension the belt 4 in such a way that the forces acting on this belt 4 during dressing are unable to pivot the frame 8 upwards.
  • FIG. 3 shows the current position of the profiled grinding wheel 1 and the dressing roller 2, which results from the engagement of the two during a plunge-dressing dressing process.
  • the profile of the dressing roller 2 and the grinding wheel 1 taken into account can be seen from the sectional view AA.
  • This profile has a height that is identical to the engagement height «e.
  • the support 38 with a profile turning tool 39 remains in the position shown in FIG. 3. If the profile of the dressing roller 2 is used up after a series of dressing processes that have been carried out as a result of wear, it can be done by a Correct post-profiling.
  • Such a correction of a distorted profile is carried out during a turning operation in which a profile turning tool 39 fastened in the support 38 is inserted into the rotating dressing roller 2 in the direction designated by ZB 1 . During this process, there is no contact between the grinding wheel 1 and the dressing roller 2.
  • Such re-profiling of a worn dressing roll is carried out on the rolls made of structural steel.
  • the dressing roller can consist of one piece as well as a series of profiled cutting edges.
  • a cylindrical knurling roller is arranged in the support 38 instead of a turning tool 39, the circumference of the cylindrical dressing roller can subsequently be knurled with such a tool. This process can be carried out in the same way as the above-described re-profiling of dressing rolls made of structural steel.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Umfangschleifscheibe, die an ihrem Umfang in gleichen Winkelabständen angeordnete, im wesentlichen in Achsrichtung verlaufende Querrillen aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abrichten einer Umfangschleifscheibe der vorgenannten Art mit einer in entgegengesetzter Richtung wie die Schleifscheibe rotierenden Abrichtrolle, deren Antrieb in einem festen Drehzahlverhältnis zu der Schleifscheibe steht.
  • Bei bekannten Umfangschleifscheiben mit an ihrem Umfang in gleichen Winkelabständen angeordneten Querrillen (Zeitschrift Grinding and Finishing, April 1964, S. 71) sind diese Rillen zwischen dem spanabhebenden Umfangsflächen der Schleifscheibe angeordnet, um einen günstigen Spanabfluß zu erreichen und damit die Neigung der Schleifscheibe zu einem Verschmieren oder Zusetzen zu verringern. Dies gilt auch für Umfangsschleifscheiben mit achsparallelen, im Querschnitt dreieckförmigen, sich nach außen verbreiternden Rillen, bzw. Nuten nach der DE-OS 27 58 285, die zwischen benachbarten Schichten von Schleifkörnern angeordnet sind, um durch einen ungestörten Durchlfuß von Flüssigkeit die Kühlung der Schleifscheiben zu unterstützen und das abgetragene Material entweichen zu lassen.
  • Die Rauhtiefe einer dementsprechenden Schleifscheibe ergibt sich allein aus der Beschaffenheit des Schleifbelages, bzw. der Struktur der Schleifkörner und der Art ihrer Bindung auf den Umfangsflächen zwischen den Rillen.
  • Nach der US-PS 79 20 50 sind Umfangsschleifscheiben mit im Abstand voneinander angeordneten Rillen bekannt, zwischen denen im Querschnitt bogenförmig nach außen vorstehende Stege stehen, die mit dem Schleifbelag versehen sind, so daß sich auch hier die wirksame Rauhtiefe der Schleifscheibe allein aus der Beschaffenheit des Schleifbelages auf den Stegen bzw. Zähnen zwischen den Rillen ergibt.
  • In der Praxis besteht ein Bedürfnis nach Umfangsschleifscheiben von bestimmten Rauhtiefen, die unterschiedlich sind beispielsweise für ein Grobschleifen oder auch ein Feinschleifen. Es wurde nunmehr erkannt, daß dem abweichend von der bisher gewählten Beschaffenheit des Schleifbelages hinsichtlich der Struktur und Bindung seiner Schleifkörner Rechnung getragen werden kann durch die besondere Art der Anordnung und Gestaltung von Rillen. Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rillen in Winkelabständen von maximal 1 Grad angeordnet sind bei einer Rillentiefe von 1 bis maximal etwa 1 000 wm, vorzugsweise einer Rillentiefe von 50 bis 300 wm. Derartige sogenannte Mikrorillen, die unmittelbar aneinander liegen, bilden zwischen sich spitze Stege bzw. Rillenränder, die sich wirkungsmäßig in der Art von Schneiden, wie die eines Fräswerkzeuges darstellen.
  • Nach der US-PS 1 536 398 ist es bekannt, zum Abrichten einer Umfangsschleifscheibe eine in entgegengesetzter Richtung wie die Schleifscheibe rotierende Abrichtrolle zu verwenden, deren Antrieb durch eine mechanische Kopplung in einem festen Drehzahlverhältnis zu der Schleifscheibe steht. Dabei kommt es daraufan, als Schneidelemente einzelne Körner auf der Oberfläche der Schleifscheibe freizulegen. Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Schleifscheiben ist es hingegen wesentlich, parallel liegende Rillen, die vorzugsweise einen nach zykloidischen bzw. epizykloidischen Kurven geformten Querschnitt oder auch einen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen, in die Umfangsfläche einzuarbeiten, um durch deren Breite und Tiefe die Rauhtiefe der Schleifscheibe festzulegen. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zum Abrichten mit einer Abrichtrolle, die in gleichen Winkelabständen angeordnete und im wesentlichen axial verlaufende Schneiden aufweist, zwischen der Schleifscheibe und der Abrichtrolle ein festes, von der Anzahl der an der Schleifscheibe zu erzeugenden Rillen einerseits und der Anzahl der Schneiden an der Abrichtrolle andererseits abhängiges Drehzahlverhältnis aufrechterhalten wird.
  • Dabei ist von der Erkenntnis ausgegangen, daß die Anzahl der Rillen und ihr Teilungswinkel sich durch eine geringfügige Vergrößerung bzw. Verkleinerung eines zugrundeliegenden Drehzahlverhältnisses erheblich ändern lassen.
  • Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen :
    • Figur 1 eine Einrichtung zum Abrichten einer Schleifscheibe in der Seitenansicht ;
    • Figur 2 die Einrichtung von Figur 1 in der Draufsicht ;
    • Figur 3 ein Lageverhältnis der Schleifscheibe zur Abrichtrolle mit einem Drehwerkzeug in der Seitenansicht.
  • Die in der Zeichnung wiedergegebene Einrichtung zum Abrichten einer Schleifscheibe 1 mit dem Durchmesser Ds besitzt eine Grundplatte 16, auf der zwei Lagerböcke 14 und 15 angeordnet sind. In dem Lagerbock 14 ist die Welle 11 mittels der Lager 28 und 29 drehbar gelagert. Sie trägt die Abrichtrolle 2 mit dem Durchmesser DA. An den beiden Enden der Welle 11 sind die Lager 26 und 27 aufgesetzt, die den Rahmen 8 tragen. In diesem Rahmen 8 ist die Welle 10 mittels der Lager 24 und 25 sowie die Welle 7 mittels der Lager 21 und 22 drehbar gehalten. Die Wellen 7 und 10 sind durch einen Zahnriemen 9 und durch Zahnräder Z3 und Z4 miteinander kinematisch verbunden. Die kinematische Verbindung zwischen den Wellen 10 und 11 wird durch die Zahnräder Z5 und Zg verwirklicht. Das Zahnrad Z2 ist mittels einer Paßfeder 23 mit der Welle 7 verschiebbar verbunden. Außerdem ist das Zahnrad Z2 mittels der Lager 32 und 33 in zwei Hebeln 5 und 5 a drehbar gelagert. Am anderen Ende der beiden Hebel 5 und 5 a befinden sich die Lager 30 und 31, die auf das Verlängerungsstück 6 der Schleifspindel 6 a gesteckt sind. Zwischen der Schleifspindel 6 a und der Welle 7 besteht eine kinematische Verbindung, die durch die Zahnräder Z2 und Z1 und aus dem Zahnriemen 4 besteht.
  • Die vorbeschriebene Einrichtung erlaubt es, die Schleifscheibe 1 in die mit ZB1 und AB1 bezeichneten Richtungen zu bewegen, ohne die kinematische Verbindung zwischen der Schleifscheibe 1 und der Abrichtrolle 2 zu unterbrechen. Dies ist dadurch möglich, daß sich die Welle 7 mit dem Rahmen 8 entlang des durch den Radius r bestimmten Kreisbogens um die Welle 11 schwenken läßt. Bei der in ausgezogenen Linien wiedergegebenen Ausführung erfolgt der Antrieb der Schleifscheibe 1 und der Abrichtrolle 2 durch den Antriebsmotor, der Schleifspindel 6 a. Dieser Antrieb läßt sich aber auch darstellen durch einen gesonderten Antriebsmotor 37, wenn dieser mit der Welle 11 durch Riemenscheiben d1 und d2 und durch einen Riemen 36 kinematisch verbunden wird. Eine solche alternative Lösung ist in den Figuren 1 und 2 durch gestrichelte Linien dargestellt. Die Durchmesser d1 und d2 haben keinen Einfluß auf das Drehzahlverhältnis m = ns : nA. Der Antriebsmotor der Schleifspindel 6 a bleibt in einem derartigen Fall ausgeschaltet.
  • Die beschriebene Einrichtung und die sich daraus ergebende kinematische Verbindung zwischen der Schleifscheibe 1 und der Abrichtrolle 2 erlaubt es, das Drehzahlverhältnis m = ns : nA durch eine entsprechende Wahl der Zahnräder Z1 ... Ze zu bestimmen. Dieses Drehzahlverhältnis läßt sich wie folgt ausdrücken :
    • m = ns : nA = (Z6 : Z5) · (Z4 : Z3) · (Z2 : Z1).
  • Soll z. B. der Abrichtprozeß mit einem Drehzahlverhältnis m = 12 : 29 geführt werden, so läßt sich dieses Verhältnis z. B. durch folgende Zahnradübersetzung erreichen m = n$ :
    • nA = (Ze : Z5) · (Z4 : Z3) · (Z2 : Z1) = (36 : 42) . (36 : 58) . (42 : 54) = 12 : 29.
  • Das sich aus dieser Zahnradübersetzung ergebende Drehzahlverhältnis von m = 12 : 29 wird unabhängig von den Drehzahlen n, bzw. nA während des gesamten Abrichtprozesses konstant aufrechterhalten.
  • Mit der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Einrichtungen können zwei verschiedene Arten von Abrichtverfahren durchgeführt werden.
  • Die erste Art der Abrichtung, nämlich das Abrichten im Pendelverfahren, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der rotierenden zylindrischen Umfangsschleifscheibe 1 und der rotierenden und sich mit dieser Schleifscheibe 1 im Eingriff befindlichen Abrichtrolle 2 eine Pendel-Vorschubbewegung in die mit + uz bzw. -uz bezeichneten Richtungen erfolgt. Sobald infolge dieser Vorschubbewegung die Schleifscheibe den Kontakt mit der Abrichtrolle verliert, wird eine Zustellung der Schleifscheibe um den Betrag der Eingriffsgröße « e » in die mit ZB1 bezeichnete Richtung verwirklicht. Dieser Vorgang, das heißt die wechselnde Pendel-Vorschubbewegung und die vorerwähnte Zustellbewegung wird solange wiederholt, bis die Schleifscheibe abgerichtet ist. Trägt man auf die Arbeitsfläche einer nicht abgerichteten Schleifscheibe 1 eine Farbe auf, so kann der anschließend geführte Abrichtprozeß dieser Schleifscheibe als beendet betrachtet werden, wenn die aufgetragene Farbe nicht mehr erkennbart ist. Diese Art eines Abrichtprozesses wird ausschließlich beim Abrichten von zylindrischen Schleifscheiben angewendet. Für ihn muß die Einrichtung, wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, mit den Bauteilen 5, 5a und 30 bis 33 versehen sein, da anderenfalls der Riemen 4 allein nicht imstande ist, das Zahnrad Z2 entlang der Welle 7 hin und zurück zu verschieben.
  • Die zweite Art der Abrichtung, nämlich das Abrichten im Einstechverfahren ergibt sich daraus, daß zwischen der rotierenden Schleifscheibe 1 und der rotierenden Abrichtrolle 2 eine stetige Vorschubbewegung bzw. Einstechbewegung in die mit ZB1 bezeichnete Richtung erfolgt. Sobald nach einer bestimmten Zeit diese Einstechbewegung unterbrochen wird und anschließend die Schleifscheibe n, Wirkumdrehungen bzw. die Abrichtrolle nA Wirkumdrehungen durchgeführt hat, wird der Abrichtprozeß beendet sein. Dieser Art der Abrichtung wird beim Abrichten sowohl bei der mit einem Profil versehenen als auch der zylindrischen Umfangsschleifscheiben angewendet. Da bei dieser Art der Abrichtung keine Pendel-Vorschubbewegung des Zahnrades Z2 entlang der Welle 7 auftritt, läßt sich bei der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Einrichtung auf die Bauelemente 5, 5a und 30 bis 33 verzichten und stattdessen nachstehend beschriebene Lösung wählen.
  • Auf der Grundplatte 16 ist der Ständer 17 befestigt, der durch die Schraube 18, die Kontermutter 18 a, die Zugfeder 19 und den Bolzen 20 mit dem schwenkbaren Rahmen 8 elastisch verbunden ist. Dabei besteht die Möglichkeit, den Riemen 4 in der Weise vorzuspannen, daß die während des Abrichtens auf diesen Riemen 4 wirkenden Kräfte nicht im Stande sind, den Rahmen 8 nach oben zu schwenken.
  • In Figur 3 ist die momentane Lage der profilierten Schleifscheibe 1 und der Abrichtrolle 2 wiedergegeben, die sich aus dem Eingriff der beiden während eines im Mitlauf geführten Einstech-Abrichtprozesses ergibt. Das in Betracht gezogene Profil der Abrichtrolle 2 und der Schleifscheibe 1 ist aus dem Schnittbild A-A zu entnehmen. Dieses Profil weist eine Höhe auf, die jeweils mit der Eingriffshöhe « e identisch ist. Während des Abrichtens bleibt der Support 38 mit einem ProfilDrehmeißel 39 in der aus Figur 3 zu ersehenden Stellung. Ist das Profil der Abrichtrolle 2 nach einer Reihe von durchgeführten Abrichtprozessen infolge des Verschleißes verbraucht, so läßt es sich durch eine Nachprofilierung korrigieren. Ein solches Korrigieren eines verzerrten Profiles wird während einer Drehoperation durchgeführt, bei der mit einem in dem Support 38 befestigten Profildrehmeißel 39 in die rotierende Abrichtrolle 2 in der mit ZB1 bezeichneten Richtung eingestochen wird. Während dieses Vorganges besteht zwischen der Schleifscheibe 1 und der Abrichtrolle 2 kein Kontakt. Ein derartiges Nachprofilieren einer verschlissenen Abrichtrolle wird bei den aus Baustahl hergestellten Rollen durchgeführt. Dabei kann die Abrichtrolle sowohl aus einem Stück wie auch aus einer Reihe von profilierten Schneiden bestehen.
  • Wird in dem Support 38 anstelle eines Drehmeißels 39 eine zylindrische Rändelrolle angeordnet, so läßt sich mit einem solchen Werkzeug der Umfang der zylindrischen Abrichtrolle nachträglich rändeln. Dieser Vorgang kann genauso wie das vorbeschriebene Nachprofilieren von aus Baustahl hergestellten Abrichtrollen durchgeführt werden.

Claims (3)

1. Umfangschleifscheibe, die an ihrem Umfang in gleichen Winkelabständen angeordnete, im wesentlichen in Achsrichtung verlaufende Querrillen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen in Winkelabständen von maximal 1 Grad angeordnet sind bei einer Rillentiefe von 1 bis maximal etwa 1 000 µm.
2. Umfangschleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillentiefe 50 bis 300 µm beträgt.
3. Verfahren zum Abrichten einer Umfangschleifscheibe, die an ihrem Umfang in gleichen Winkelabständen angeordnete, im wesentlichen in Achsrichtung verlaufende Querrillen aufweist, wobei die Rillen in Winkelabständen von maximal 1 Grad angeordnet sind bei einer Rillentiefe von 1 bis maximal etwa 1 000 µm, mit einer in entgegengesetzter Richtung wie die Schleifscheibe rotierenden Abrichtrolle, deren Antrieb in einem festen Drehzahlverhältnis zu der Schleifscheibe steht, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abrichten mit einer Abrichtrolle, die in gleichen Winkelabständen angeordnete und im wesentlichen axial verlaufende Schneiden aufweist, zwischen der Schleifscheibe (1) und der Abrichtrolle (2) ein von der Anzahl der an der Schleifscheibe (1) zu erzeugenden Rillen einerseits und der Anzahl der Schneiden (3) an der Abrichtrolle (2) andererseits abhängiges Drehzahlverhältnis aufrechterhalten wird.
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