EP0103062A2 - Method of and device for sharpening a grinding wheel - Google Patents

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EP0103062A2
EP0103062A2 EP83102938A EP83102938A EP0103062A2 EP 0103062 A2 EP0103062 A2 EP 0103062A2 EP 83102938 A EP83102938 A EP 83102938A EP 83102938 A EP83102938 A EP 83102938A EP 0103062 A2 EP0103062 A2 EP 0103062A2
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EP
European Patent Office
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sharpening
feed
force
grinding wheel
feed force
Prior art date
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EP83102938A
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German (de)
French (fr)
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EP0103062A3 (en
EP0103062B1 (en
Inventor
Heinrich Dipl.-Ing Schleich
Kemal Dipl.-Ing Yegenoglu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Diamantwerkzeuge GmbH and Co KG
Original Assignee
Ernst Winter and Sohn Diamantwekzeuge GmbH and Co
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Publication of EP0103062A3 publication Critical patent/EP0103062A3/en
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Publication of EP0103062B1 publication Critical patent/EP0103062B1/en
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for sharpening and cleaning grinding wheels with diamond or cubic-crystalline boron nitride as an abrasive by means of a sharpening block and a device for carrying out the method.
  • profiling processes are available today for profiling diamond and boron nitride grinding wheels.
  • the choice of the profiling process depends on the grain material such as diamond or boron nitride, the bonding material and the profile shape of the grinding wheel.
  • profiling processes especially those with a diamond roller, diamond bar or a diamond block or with other diamond-tipped profiling tools work, but also those that work with a rotating silicon carbide or corundum grinding wheel as a profiling tool leave a grinding wheel surface after profiling that is too smooth for grinding, especially with high removal rates.
  • the grain protrusion above the bond is too small, so that there is not enough space between the grains for the removal of chips and the supply of cooling lubricant.
  • the grinding wheel must therefore also be sharpened in many cases after dressing.
  • This process which is also referred to as tearing, roughening, pulling or opening, causes the bond to set back against the abrasive grain tips, with no or only an insignificant number of the diamond or boron nitride grains breaking out in order not to change the contour of the grinding wheel.
  • sharpening with a sharpening block made of corundum and / or silicon carbide in a ceramic or bakelitic bond has established itself due to its process-specific advantages.
  • the sharpening block is fed to the grinding wheel in one pass (like deep grinding) or by immersion (like plunge grinding).
  • the invention has for its object to provide a method for sharpening with sharpening block that reproducibly generates a given chip space between the diamond or boron nitride grains of the grinding wheel with the least possible effort on sharpening block material and without sharpening the grinding wheel during sharpening high forces between the sharpening block and grinding wheel are damaged or mechanically or thermally influenced in an inadmissible manner in order to create a technological and economic improvement over known sharpening methods.
  • a sharpening device is to be created which enables the required sharpening process on production grinding machines.
  • the object is achieved in that the feed speed of the sharpening block is preset and when reaching a set maximum feed force is reduced so far that the set maximum force is not exceeded. It has been shown to be particularly expedient if the feed speed is brought to a preset target value after falling below the adjustable maximum feed force and is kept constant regardless of the feed force if the feed force is below the preset value.
  • Sharpening with a sharpening block with a constant feed force has the advantage that the grinding wheel structure cannot be overloaded due to excessive initial forces, since the feed speed adapts to the set feed force at all times.
  • the setting of the force can e.g. B. done by pneumatics, hydraulics or weights.
  • the roughness of the grinding wheel can reduce the grinding Task such as grinding of twist drills are adapted, with higher feed forces lead to a higher roughness of the grinding wheel, which is required for grinding with high stock removal rates.
  • the sharpening block lies against the grinding surface for a very long time without being abrasive.
  • the grinding wheel must therefore be profiled in such a way that the roughening of the sharpening block is guaranteed by sufficient roughness of the grinding pad.
  • the set feed force only affects the feed speed via the regulative grinding wheel width, machinability of the bond, cooling lubrication conditions etc. speed that determines the size of the chip space generated. Correlations between the feed force and the resulting chip space therefore only apply in individual cases and are not transferable and therefore difficult to systematize and very susceptible to faults. This applies in particular when using grinding wheels with different profiles.
  • the relationships that a short sharpening time requires a high sharpening force at the beginning of the process, but a high sharpening force can subsequently lead to an impermissibly high feed rate are fundamentally incompatible with regard to an optimal process design.
  • sharpening at a constant feed rate ensures that the chip space corresponding to the feed rate is established in the grinding wheel.
  • impermissibly high forces between the sharpening block and grinding wheel in the initial phase of Sharpening process occur. This creates a risk of overloading, in particular if the grinding wheel has a very smooth profile.
  • the sharpening method according to the invention even with grinding wheels which are difficult to sharpen, results on the one hand from a constant feed speed in the final phase of the sharpening process and, on the other hand, through an adjustable feed force at the start of the sharpening process, to particularly good sharpening results with very short sharpening times without the grinding wheel being damaged or influenced inadmissibly.
  • the feed rate is initially limited to a previously adjustable force, the following must be taken into account. If chip spaces then opened between the grinding grains, the forces occurring would remain smaller at a constant feed speed because, on the one hand, the friction surface is smaller and, on the other hand, the chips can be better removed between the grinding wheel and the sharpening stone. If the force is now limited to a fixed or constant value, the feed rate increases continuously depending on the further formation or enlargement of the chip spaces between the grains. If the feed speed was slow, the chip spaces would not increase any further, since the abrasion on the stone is just large enough that it can be removed through the chip spaces. If there are small gaps between the grains, the feed rate can increase without one certain force is exceeded. Then comes the time when the chip spaces are so large that the maximum feed speed is reached when the maximum force is present.
  • the feed rate would have to be set to a higher value.
  • the feedrate is di velocity v g of the feed force is held constant below an adjustable value F.
  • the feed rate is above this value almost zero.
  • the characteristic entered in dashed lines in FIG. B. can be realized by simple damping elements, is disadvantageous in the sense of the invention, since it also causes a speed change with increasing or decreasing force below the maximum permissible force value F ax and the formation of the chip space of the grinding wheel, which is dependent on the feed speed, even at low, the feed force influencing process disturbances is not reproducibly achieved.
  • the speed / force characteristic according to the invention leads to the curve of feed force and speed over the sharpening time which is shown in FIG.
  • the feed force reaches its set maximum permissible value F max .
  • the feed speed v initially takes on very low values and then gradually increases in accordance with the current state of sharpening of the grinding wheel and the resulting force / speed ratio. As soon as the advancing force drops below the maximum value, the feed speed reaches its desired value v soll and loading the feed force holds this in the following independent of the further course at. A comparison of sharpening results showed that surprisingly reproducible results were achieved with this characteristic.
  • the maximum force is set in a first device and the feed rate in a second device.
  • the feed rate is set to 100 mm per minute and the force to 100 Newtons, it being assumed that the feed rate should be 100 mm if possible. But there is one Feedback that the force is too great or exceeds 100 Newtons, the feed rate is limited to such an extent that only 100 ⁇ ewtons occur. The feed speed therefore does not need to be regulated from the outside, but adjusts itself automatically according to the value of the existing force.
  • the feed rate always tries to reach its maximum. This process is ended when the chip spaces are so large that they readily remove the material of the stone to be removed at the predetermined feed rate. This is expressed in a drop in the displayed force. The maximum set feed rate is reached when the actual force drops below the maximum force.
  • the sharpening method according to the invention can be according to the realize in the form shown in Figure 3.
  • the grinding wheel 1 is to be sharpened by the sharpening block 2. This is pressed against the grinding wheel by a pneumatic piston 3.
  • the maximum permissible feed force depends on the piston area A 1 by the air pressure p 1 .
  • a hydraulic piston 4 is mechanically coupled to the pneumatic piston 3.
  • the hydraulic cylinder 6 forms a closed system with the flow regulator 5, in which the hydraulic oil flows from the piston side through the flow regulator to the other piston side during the feed movement.
  • the current controller regulates the oil flow and thus the feed rate independently of the differential pressure between the two surfaces of the hydraulic piston and thus independently of the reaction force between the grinding wheel and the sharpening block.
  • Such a device takes up little space and is very large Range of values of the manipulated variables, which ensures optimal adaptation to all practical applications.
  • the use of compressed air as an energy source is also advantageous since it is generally available in the installation area of machine tools and does not cause any connection problems.
  • the sharpening method according to the invention can also be implemented with hydraulic, mechanical, electromagnetic or magnetic drives, which are not explained in more detail here, and depending on the type of drive, force and speed regulating spring, damper or combined spring / damper systems or current regulators can also be used.

Abstract

Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schärfen und Reinigen von Schleifscheiben (1) mit einem Schärfblock (2). Um bei möglichst geringem Aufwand an Schärfblockmaterial und einer nur kurzen Schärfzeit einen vorgegebenen Spanraum zwischen den Diamant- oder Bornitridkörnern der Schleifscheibe (1) reproduzierbar zu erzeugen, sieht die Erfindung vor, die Vorschubgeschwindigkeit des Schärfblockes (2) voreinzustellen und bei Erreichen einer eingestellten maximalen Vorschubkraft soweit zu reduzieren, daß die eingestellte Maximalkraft nicht überschritten wird. Dafür kann die Vorschubgeschwindigkeit nach Unterschreiten der einstellbaren maximalen Vorschubkraft (Fmax) auf einen voreingestellten Sollwert (vsoll) gebracht werden und unabhängig von der Vorschubkraft konstant gehalten werden, wenn diese unterhalb des voreingestellten Wertes liegt. Die Vorrichtung weist dazu zwei miteinander gekoppelte Antriebe für den Schärfstein (2) auf, von denen mit dem einen Antrieb (4) die Vorschubgeschwindigkeit (v) und mit dem anderen Antrieb die Vorschubkraft (F) zu steuern ist.The invention relates to a method and a device for sharpening and cleaning grinding wheels (1) with a sharpening block (2). In order to reproducibly produce a given chip space between the diamond or boron nitride grains of the grinding wheel (1) with the least possible amount of sharpening block material and a short sharpening time, the invention provides for the feed speed of the sharpening block (2) to be preset and when a set maximum feed force is reached reduce to the extent that the set maximum force is not exceeded. For this purpose, the feed rate can be brought to a preset target value (vsoll) after falling below the adjustable maximum feed force (Fmax) and can be kept constant regardless of the feed force if it is below the preset value. For this purpose, the device has two coupled drives for the sharpening stone (2), of which the feed speed (v) can be controlled with one drive (4) and the feed force (F) with the other drive.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schärfen und Reinigen von Schleifscheiben mit Diamant oder kubisch-kristallinem Bornitrid als Schleifmittel mittels eines Schärfblockes sowie eine Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for sharpening and cleaning grinding wheels with diamond or cubic-crystalline boron nitride as an abrasive by means of a sharpening block and a device for carrying out the method.

Schleifscheiben mit Diamant oder kubisch-kristallinem Bornitrid als Schleifmittel haben sich aufgrund ihrer hohen Verschleißfestigkeit und weiterer technologischer und wirtschaftlicher Vorteile für die Zerspa-nung vieler, insbesondere sehr harter Eisen- und Nichteisenwerkstoffe durchgesetzt. Prinzipielle Probleme, verbunden mit einem hohen technischen und finanziellen Aufwand bereitet jedoch die Einsatzvorbereitung, d. h. das Profilieren und Schärfen dieser Schleifscheiben. Dies gilt insbesondere für profilierte Schleifscheiben, deren Verschleiß nicht durch Nachführen eines Stellwertes der Maschine kompensiert werden kann, sondern zu einem Formfehler am Werkstück führt. Diese Schleif-' scheibenmüssen daher in bestimmten Zyklern neu profiliert werden.Abrasive discs with diamond or cubic-crystalline boron nitride as the abrasive have established themselves due to their high wear resistance and other technological and economic advantages for the machining of many, especially very hard ferrous and non-ferrous materials. Principal problems combined with a high technical and finan However, the preparation for use, ie the profiling and sharpening of these grinding wheels, is a costly task. This applies in particular to profiled grinding wheels, the wear of which cannot be compensated for by adjusting a set value of the machine, but instead leads to a shape error on the workpiece. These grinding wheels therefore have to be re-profiled in certain cyclers.

Für das Profilieren von Diaman- und Bornitridschleifscheiben steht heute eine Vielzahl von Profilierverfahren zur Verfügung. Die Wahl des Profilierverfahrens richtet sich nach dem Kornmaterial wie Diamant oder Bornitrid, nach dem Bindungsmaterial und nach der Profilform der Schleifscheibe.A variety of profiling processes are available today for profiling diamond and boron nitride grinding wheels. The choice of the profiling process depends on the grain material such as diamond or boron nitride, the bonding material and the profile shape of the grinding wheel.

Viele Profilierverfahren, insbesondere die, die mit einer Diamantrolle, Diamantleiste oder einem Diamantblock oder mit sonstigen diamantbestückten Profilierwerkzeugen arbeiten, aber auch solche, die mit rotierender Siliziumkarbid- oder Korundschleifscheibe als Profilierwerkzeug arbeiten, hinterlassen nach dem Profilieren eine Schleifscheibenoberfläche, die für das Schleifen, insbesondere mit hohen Abtragraten, zu glatt ist. Der Kornüberstand über der Bindung ist zu gering, so daß zwischen den Körnern nicht ausreichend Raum für die Abfuhr von Spänen und die Zufuhr von Kühlschmierstoff zur Verfügung steht. Die Schleifscheibe muß daher außerdem in vielen Fällen nach dem Abrichten noch geschärft werden. Dieser Vorgang, der auch mit Aufreißen, Aufrauhen, Freiziehen oder Öffnen bezeichnet wird, bewirkt ein Zurücksetzen der Bindung gegenüber den Schleifmittelkornspitzen, wobei keine, oder nur eine unwesentliche Anzahl der Diamant- oder Bornitridkörner ausbrechen sollen, um die Kontur der Schleifscheibe nicht zu verändern.Many profiling processes, especially those with a diamond roller, diamond bar or a diamond block or with other diamond-tipped profiling tools work, but also those that work with a rotating silicon carbide or corundum grinding wheel as a profiling tool leave a grinding wheel surface after profiling that is too smooth for grinding, especially with high removal rates. The grain protrusion above the bond is too small, so that there is not enough space between the grains for the removal of chips and the supply of cooling lubricant. The grinding wheel must therefore also be sharpened in many cases after dressing. This process, which is also referred to as tearing, roughening, pulling or opening, causes the bond to set back against the abrasive grain tips, with no or only an insignificant number of the diamond or boron nitride grains breaking out in order not to change the contour of the grinding wheel.

Dafür hat sich insbesondere das Schärfen mit Schärfblock aus Korund oder/und Siliziumkarbid in keramischer oder bakelitischer Bindung aufgrund seiner verfahrensspezifischen Vorteile durchgesetzt. Dabei wird der Schärfblcok im Durchlauf (wie Tiefschleifen) oder durch Eintauchen (wie Tauchschleifen) der Schleifscheibe zugeführt.In particular, sharpening with a sharpening block made of corundum and / or silicon carbide in a ceramic or bakelitic bond has established itself due to its process-specific advantages. The sharpening block is fed to the grinding wheel in one pass (like deep grinding) or by immersion (like plunge grinding).

Die Anwendung bekannter Verfahren ist jedoch problematisch. Das beruht unter anderem darauf, daß bei einer relativ großen Vorschubgeschwindigkeit des Schärfsteines mehr abgetragen würde, als abgeführt werden kann zu Beginn des Schärfvorganges. Dabei treten auch relativ große Kräfte auf. Durch diese großen Kräfte werden wiederum die feinen Profile zu stark verschliessen bzw. allgemein zu stark angegriffen. Andererseits ist es jedoch wünschenswert, beim Schärfen ein bestimmtes Spankammervolumen zu schaffen bzw. Spankammern von einer bestimmten Größe; welche optimal ist für die spätere Benutzung der Schleifscheiben.However, the use of known methods is problematic. This is due, among other things, to the fact that at a relatively high feed rate of the sharpening stone, more would be removed than can be removed at the beginning of the sharpening process. Relatively large forces also occur. As a result of these large forces, the fine profiles are closed too strongly or are generally attacked too strongly. On the other hand, however, it is desirable to create a certain chip chamber volume or chip chambers of a certain size during sharpening; which is optimal for the later use of the grinding wheels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schärfen mit Schärfblock zu schaffen, das bei möglichst geringem Aufwand an Schärfblockmaterial und möglichst kurzer Schärfzeit einen vorgegebenen Spanraum zwischen den Diamant- oder Bornitridkörnern der Schleifscheibe reproduzierbar erzeugt, ohne daß die Schleifscheibe während des Schärfens durch zu hohe Kräfte zwischen Schärfblock und Schleifscheibe beschädigt oder in unzulässiger Weise mechanisch oder thermisch beeinflußt wird, um eine technologische und wirtschaftliche Verbesserung gegenüber bekannten Schärfverfahren zu schaffen. Darüber hinaus soll eine Schärfvorrichtung geschaffen werden, die den geforderten Schärfvorgang auf Produtionsschleifmaschinen ermöglicht.The invention has for its object to provide a method for sharpening with sharpening block that reproducibly generates a given chip space between the diamond or boron nitride grains of the grinding wheel with the least possible effort on sharpening block material and without sharpening the grinding wheel during sharpening high forces between the sharpening block and grinding wheel are damaged or mechanically or thermally influenced in an inadmissible manner in order to create a technological and economic improvement over known sharpening methods. In addition, a sharpening device is to be created which enables the required sharpening process on production grinding machines.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Schärfblockes voreingestellt wird und bei Erreichen einer eingestellten maximalen Vorschubkraft soweit reduziert wird, daß die eingestellte Maximalkraft nicht überschritten wird. Als besonders zweckmäßig hat es sich dazu gezeigt, wenn die Vorschubgeschwindigkeit nach Unterschreiten der einstellbaren maximalen Vorschubkraft auf einen voreingestellten Sollwert gebracht wird und unabhängig von der Vorschubkraft konstant gehalten wird, wenn die Vorschubkraft unterhalb des voreingestellten Wertes liegt.According to the invention, the object is achieved in that the feed speed of the sharpening block is preset and when reaching a set maximum feed force is reduced so far that the set maximum force is not exceeded. It has been shown to be particularly expedient if the feed speed is brought to a preset target value after falling below the adjustable maximum feed force and is kept constant regardless of the feed force if the feed force is below the preset value.

Das Schärfen mit Schärfblock mit konstanter Vorschubkraft hat den Vorteil, daß eine Überlastung des Schleifscheibengefüges infolge zu hoher Anfangskräfte nicht auftreten kann, da sich die Vorschubgeschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt der eingestellten Vorschubkraft anpaßt. Die Einstellung der Kraft kann z. B. durch Pneumatik, Hydraulik oder Gewichte erfolgen. Durch die Anwendung der optimalen Vorschubkraft kann die Rauheit der Schleifscheibe der Schleifaufgabe wie einem Schleifen von Spiralbohrern angepaßt werden, wobei höhere Vorschubkräfte zu einer höheren Rauheit der Schleifscheibe führen, die für das Schleifen mit großen Abtragleistungen erforderlich ist. Je nach Auswahl der Größe der Vorschubkraft entstehen hierbei jedoch sehr lange Schärfzeiten, wenn die Schleifscheibe sehr glatt profiliert wurde. In diesem Fall liegt der Schärfblock sehr lange am Schleifbelag an, ohne abrasiv zu wirken. Für einen kurzen und reproduzierbaren Ablauf des Schärfvorganges ist daher die Schleifscheibe so zu profilieren, daß durch eine ausreichende Rauheit des Schleifbelages der sofortige Abrieb des Schärfblocks gewährleistet ist.Sharpening with a sharpening block with a constant feed force has the advantage that the grinding wheel structure cannot be overloaded due to excessive initial forces, since the feed speed adapts to the set feed force at all times. The setting of the force can e.g. B. done by pneumatics, hydraulics or weights. By using the optimal feed force, the roughness of the grinding wheel can reduce the grinding Task such as grinding of twist drills are adapted, with higher feed forces lead to a higher roughness of the grinding wheel, which is required for grinding with high stock removal rates. Depending on the selection of the size of the feed force, this results in very long sharpening times if the grinding wheel has a very smooth profile. In this case, the sharpening block lies against the grinding surface for a very long time without being abrasive. For a short and reproducible course of the sharpening process, the grinding wheel must therefore be profiled in such a way that the roughening of the sharpening block is guaranteed by sufficient roughness of the grinding pad.

Neben dieser nicht immer zu erfüllenden Forderung steht ein weiterer gravierender Nachteil. Die eingestellte Vorschubkraft wirkt nur über die Regulative Schleifscheibenbreite, Zerspanbarkeit der Bindung, Kühlschmierbedingungen usw. auf die Vorschubgeschwindigkeit ein, die die Größe des erzeugten Spanraums bestimmt. Zusammenhänge zwischen Vorschubkraft und entstehendem Spanraum gelten daher nur für den Einzelfall und sind nicht übertragbar und damit nur schwierig systematisierbar und sehr störanfällig. Dies gilt insbesondere beim Einsatz unterschiedlich profilierter Schleifscheiben. Prinzipiell unvereinbar hinsichtlich e/iner optimalen Prozeßauslegung sind die Zusammenhänge, daß eine kurze Schärfdauer eine hohe Schärfkraft zu Prozeßbeginn erfordert, eine hohe Schärfkraft jedoch anschließend zu einer unzulässig hohen Vorschubgeschwindigkeit führen kann.In addition to this requirement, which cannot always be met, there is another serious disadvantage. The set feed force only affects the feed speed via the regulative grinding wheel width, machinability of the bond, cooling lubrication conditions etc. speed that determines the size of the chip space generated. Correlations between the feed force and the resulting chip space therefore only apply in individual cases and are not transferable and therefore difficult to systematize and very susceptible to faults. This applies in particular when using grinding wheels with different profiles. The relationships that a short sharpening time requires a high sharpening force at the beginning of the process, but a high sharpening force can subsequently lead to an impermissibly high feed rate are fundamentally incompatible with regard to an optimal process design.

Ein Schärfen mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit gewährleistet hingegen unabhängig von den Randbedingungen, daß sich der der Vorschubgeschwindigkeit entsprechende Spanraum in der Schleifscheibe einstellt. Hierbei können jedoch unzulässig hohe Kräfte zwischen Schärfblock und Schleifscheibe in der Anfangsphase des Schärfprozesses auftreten. Hierdurch ist eine Überlastungsgefahr insbesondere bei sehr glatt profilierter Schleifscheibe gegeben.In contrast, regardless of the boundary conditions, sharpening at a constant feed rate ensures that the chip space corresponding to the feed rate is established in the grinding wheel. Here, however, impermissibly high forces between the sharpening block and grinding wheel in the initial phase of Sharpening process occur. This creates a risk of overloading, in particular if the grinding wheel has a very smooth profile.

Je nach Art der Schleifscheibe und der Größe des zu erzeugenden Spanraums ist es möglich, daß weder das Schärfen mit konstanter Vorschubkraft noch das Schärfen mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit einen sachgerechten Ablauf des Schärfvorganges ermöglicht.Depending on the type of grinding wheel and the size of the chip space to be generated, it is possible that neither the sharpening with constant feed force nor the sharpening with constant feed speed enables the sharpening process to proceed properly.

Überraschend stellte sich heraus, daß das erfindungsgemäß Schärfverfahren auch bei schwierig zu schärfenden Schleifscheiben einerseits durch eine konstante Vorschubgeschwindigkeit in der Endphase des Schärfvorgangs, andererseits durch eine einstellbare Vorschubkraft zu Beginn des Schärfvorgangs zu besonders guten Schärfergebnissen bei sehr kurzen Schärfzeiten führt, ohne daß die Schleifscheibe beschädigt oder unzulässig beeinflußt wird.It was surprisingly found that the sharpening method according to the invention, even with grinding wheels which are difficult to sharpen, results on the one hand from a constant feed speed in the final phase of the sharpening process and, on the other hand, through an adjustable feed force at the start of the sharpening process, to particularly good sharpening results with very short sharpening times without the grinding wheel being damaged or influenced inadmissibly.

Wenn erfindungsgemäß die Vorschubgeschwindigkeit zunächst begrenzt wird auf eine vorher einstellbare Kraft, so ist dazu folgendes zu berücksichtigen. Haben sich danach zwischen den Schleifkörnern Spanräume geöffnet, so würden bei gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit die auftretenden Kräfte kleiner, weil einmal die Reibungsfläche geringer ist und andererseits die Späne besser abgeführt werden können zwischen der Schleifscheibe und dem Schärfstein. Wird nunmehr die Kraft begrenzt auf einen feststehenden bzw. gleichbleibenden Wert, so wächst die Vorschubgeschwindigkeit fortlaufend an in Abhängigkeit von der weiteren Ausbildung oder Vergrößerung der Spanräume zwischen den Körnern. Bei langsamer Vorschubgeschwindigkeit würden sich die Spanräume nicht weiter vergrößern, da der Abtrag an dem Stein gerade so groß ist, daß er durch die Spanräume abgeführt werden kann. Nach einem Vorliegen kleiner Spanräume zwischen den Körnern, kann die Vorschubgeschwindigkeit größer werden ohne daß eine bestimmte Kraft überschritten wird. Dann tritt der Zeitpunkt ein, zu dem die Spanräume so groß sind, daß bei Vorliegen der maximalen Kraft die höchste Vorschubsgeschwindigkeit erreicht ist.If, according to the invention, the feed rate is initially limited to a previously adjustable force, the following must be taken into account. If chip spaces then opened between the grinding grains, the forces occurring would remain smaller at a constant feed speed because, on the one hand, the friction surface is smaller and, on the other hand, the chips can be better removed between the grinding wheel and the sharpening stone. If the force is now limited to a fixed or constant value, the feed rate increases continuously depending on the further formation or enlargement of the chip spaces between the grains. If the feed speed was slow, the chip spaces would not increase any further, since the abrasion on the stone is just large enough that it can be removed through the chip spaces. If there are small gaps between the grains, the feed rate can increase without one certain force is exceeded. Then comes the time when the chip spaces are so large that the maximum feed speed is reached when the maximum force is present.

Wird nach Erreichen der maximalen Kraft die dann gegebene Vorschubgeschwindigkeit eingehalten, so fällt die Kraft wiederum ab, weil die Spanräume noch vergrößert werden. Wird:ein größeres Spankammervolumen gewünscht, so wäre die Vorschubgeschwindigkeit auf einen höheren Wert einzustellen.If the given feed speed is maintained after the maximum force has been reached, the force drops again because the chip spaces are still enlarged. If: a larger chip chamber volume is desired, the feed rate would have to be set to a higher value.

Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen lassen sich diese Erkenntnisse nicht ausnutzen, weil dort der Schärfstein entweder mit konstanter Kraft zugeführt wird oder mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit, ohne daß eine Abhängigkeit gegeben war zwischen der einen und der anderen Größe.In the known methods and devices, these findings cannot be used, because there the sharpening stone is either fed with a constant force or with a constant feed speed, without there being a dependency between one and the other size.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

  • Figur 1t Die Abhängigkeit der Vorschubkraft von der Vorschubgeschwindigkeit im Diagramm;
  • Figur 2: die Abhängigkeit der Vorschubgeschwindigkeit von der Schärfzeit im Diagramm und
  • Figur 3: eine Vorrichtung zum Schärfen in schematischer Darstellung.
The invention is explained below with reference to a drawing. The drawing shows:
  • Figure 1t The dependence of the feed force on the feed speed in the diagram;
  • Figure 2: the dependence of the feed rate on the sharpening time in the diagram and
  • Figure 3: a device for sharpening in a schematic representation.

Von Bedeutung für das erfindungsgemäße Verfahren ist die Einhaltung von Verhältnissen, welche in den Figuren 1 und 2 dargestellt sind.It is important for the method according to the invention that the conditions which are shown in FIGS. 1 and 2 are observed.

Nach Figur 1 wird die Vorschubgeschwin- digkeit v soll unterhalb eines einstellbaren Wertes F der Vorschubkraft konstant gehalten. Oberhalb dieses Wertes wird die Vorschubgeschwindigkeit nahezu null.Referring to Figure 1 The feedrate is di velocity v g of the feed force is held constant below an adjustable value F. The feed rate is above this value almost zero.

Die in Figur 1 gestrichelt eingetragene Charakteristik, wie sie z. B. durch einfache Dämffungsglieder realisiert werden kann, ist im erfindungsgemäßen Sinne unvorteilhaft, da sie auch unterhalb des maximal zulässigen Kraftwertes F ax eine Geschwindigkeitsänderung mit steigender oder fallender Kraft hervorruft und die von der Vorschubgeschwindigkeit abhängige Ausbildung des Spanraums der Schleifscheibe bereits bei geringen, die Vorschubkraft beeinflussenden Prozeßstörungen nicht reproduzierbar erreicht wird.The characteristic entered in dashed lines in FIG. B. can be realized by simple damping elements, is disadvantageous in the sense of the invention, since it also causes a speed change with increasing or decreasing force below the maximum permissible force value F ax and the formation of the chip space of the grinding wheel, which is dependent on the feed speed, even at low, the feed force influencing process disturbances is not reproducibly achieved.

Die erfindungsgemäße Geschwindigkeits/ Kraftcharakteristik führt zu dem in Figur 2 dargestellten, als optimal anzusehenden Verlauf von Vorschubkraft und -geschwindigkeit über der Schärfzeit. Zu Beginn des Schärfvorgangs erreicht die Vorschubkraft ihren eingestellten maximal zulässigen Wert Fmax. Die Vorschubgeschwindigkeit v nimmt dabei anfangs sehr niedrige Werte an und steigert sich dann allmählich entsprechend dem gerade erreichten aktuellen Schärfzustand der Schleifscheibe und dem daraus resultierenden Kraft/Geschwindigkeitsverhältnis. Sobald die Vorschubkraft den Maximalwert unterschreitet, erreicht die Vorschubgeschwindigkeit ihren Sollwert vsoll und be- hält diesen im folgenden unabhängig vom weiteren Verlauf der Vorschubkraft bei. Ein Vergleich von Schärfergebnissen zeigte, daß bei dieser Charakteristik überraschend reproduzierbare Ergebnisse erreicht sind.The speed / force characteristic according to the invention leads to the curve of feed force and speed over the sharpening time which is shown in FIG. At the beginning of the sharpening process, the feed force reaches its set maximum permissible value F max . The feed speed v initially takes on very low values and then gradually increases in accordance with the current state of sharpening of the grinding wheel and the resulting force / speed ratio. As soon as the advancing force drops below the maximum value, the feed speed reaches its desired value v soll and loading the feed force holds this in the following independent of the further course at. A comparison of sharpening results showed that surprisingly reproducible results were achieved with this characteristic.

Bei der praktischen Anwendung wird in einem ersten Gerät die maximale Kraft eingestellt und in einem zweiten Gerät die Vorschubgeschwindigkeit. Beispielsweise wird die Vorschubgeschwindigkeit eingestellt auf 100 mm pro Minute und die Kraft auf 100 Newton, wobei auszugehend ist, daß die Vorschubgeschwindigkeit möglichst 100 mm betragen soll. Ergeht aber eine Rückmeldung, daß die Kraft zu groß wird bzw. 100 Newton überschreitet, so wird die Vorschubgeschwindigkeit soweit begrenzt, daß nur 100 δewton auftreten. Die Vorschubgeschwindigkeit braucht deshalb nicht besonders von außen geregelt zu werden, sondern stellt sich automatisch ein jeweils nach dem Wert der vorhandenen Kraft. Die Vorschubgeschindigkeit versucht andererseits stets ihr Maximum zu erreichen. Beendet wird dieser Vorgang, wenn die Spanräume so groß sind, daß sie das bei der vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit abzutragende Material des Steines ohne weiteres abführen. Das drückt sich aus in einem Abfall der angezeigten Kraft. Die maximale eingestellte Vorschubgeschwindigkeit wird also dann erreicht, wenn die tatsächlich vorhandene Kraft unter die maximale Kraft absinkt.In practical use, the maximum force is set in a first device and the feed rate in a second device. For example, the feed rate is set to 100 mm per minute and the force to 100 Newtons, it being assumed that the feed rate should be 100 mm if possible. But there is one Feedback that the force is too great or exceeds 100 Newtons, the feed rate is limited to such an extent that only 100 δewtons occur. The feed speed therefore does not need to be regulated from the outside, but adjusts itself automatically according to the value of the existing force. On the other hand, the feed rate always tries to reach its maximum. This process is ended when the chip spaces are so large that they readily remove the material of the stone to be removed at the predetermined feed rate. This is expressed in a drop in the displayed force. The maximum set feed rate is reached when the actual force drops below the maximum force.

Gerätetechnisch läßt sich das erfindungsgemäße Schärfverfahren entsprechend der in der Figur 3 wiedergegebenen Form realisieren. Die Schleifscheibe 1 soll durch den Schärfblock 2 geschärft werden. Dieser wird von einem Pneumatikkolben 3 gegen die Schleifscheibe gedrückt. Die maximal zulässige Vorschubkraft ergibt sich in Abhängigkeit von der Kolbenfläche A1 durch den Luftdruck p1. Mechanisch gekoppelt mit dem Pneumatikkolben 3 ist ein Hydraulikkolben 4. Der Hydraulikzylinder 6 bildet mit dem Stromregler 5 ein geschlossenes System, in dem während der Vorschubbewegung das Hydrauliköl von einer Kolbenseite durch den Stromregler auf die andere Kolbenseite fließt. Der Stromregler regelt dabei unabhängig vom Differenzdruck zwischen den beiden Flächen des Hydraulikkolbens und damit unabhängig von der Reaktionskraft zwischen Schleifscheibe und Schärfblock den Öldurchfluß und damit die Vorschubgeschwindigkeit.In terms of equipment, the sharpening method according to the invention can be according to the realize in the form shown in Figure 3. The grinding wheel 1 is to be sharpened by the sharpening block 2. This is pressed against the grinding wheel by a pneumatic piston 3. The maximum permissible feed force depends on the piston area A 1 by the air pressure p 1 . A hydraulic piston 4 is mechanically coupled to the pneumatic piston 3. The hydraulic cylinder 6 forms a closed system with the flow regulator 5, in which the hydraulic oil flows from the piston side through the flow regulator to the other piston side during the feed movement. The current controller regulates the oil flow and thus the feed rate independently of the differential pressure between the two surfaces of the hydraulic piston and thus independently of the reaction force between the grinding wheel and the sharpening block.

Eine derartige Vorrichtung hat nur einen geringen Platzbedarf und einen sehr großen Wertebereich der Stellgrößen, wodurch eine optimale Anpassung an alle praktisch auftretenden Einsatzfälle gewährleistet ist. Vorteilhaft ist darüber hinaus der Einsatz von Druckluft als Energieträger, da diese in der Regel im Aufstellungsbereich von Werkzeugmaschinen zur Verfügung steht und keine Anschlußprobleme bereitet.Such a device takes up little space and is very large Range of values of the manipulated variables, which ensures optimal adaptation to all practical applications. The use of compressed air as an energy source is also advantageous since it is generally available in the installation area of machine tools and does not cause any connection problems.

Das erfindungsgemäße Schärfverfahren läßt sich auch mit hier nicht näher erläuterten hydraulischen, mechanischen, elektromagnetischen oder magnetischen Antrieben verwirklichen, wobei je nach Antriebsart auch kraft- und geschwindigkeitsregulierende Feder-, Dämpfer-oder kombinierte Feder/Dämpfersysteme oder Stromregler eingesetzt werden können.The sharpening method according to the invention can also be implemented with hydraulic, mechanical, electromagnetic or magnetic drives, which are not explained in more detail here, and depending on the type of drive, force and speed regulating spring, damper or combined spring / damper systems or current regulators can also be used.

Claims (6)

1. Verfahren zum Schärfen und Reinigen von Schleifscheiben mit Diamant oder kubisch-kristallinem Bornitrid als Schleifmittel mittels eines Schärfblockes, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit (v) des Schärfblockes (2) voreingestellt wird und bei Erreichen einer eingestellten maximalen Vorschubkraft (F) soweit reduziert wird, daß die eingestellte Maximalkraft (F max) nicht überschritten wird.1. A method for sharpening and cleaning grinding wheels with diamond or cubic-crystalline boron nitride as an abrasive by means of a sharpening block, characterized in that the feed speed (v) of the sharpening block (2) is preset and reduced as far when a set maximum feed force (F) is reached will ensure that the set maximum force (F max ) is not exceeded. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubgeschwindigkeit (v) nach Unterschreiten der einstellbaren maximalen Vorschubkraft (F max) auf einen voreingestellten Sollwert gebracht wird und unabhängig von der Vorschubkraft (F) konstant gehalten wird, wenn die Vorschubkraft (F) unterhalb des voreingestellten Wertes (F max liegt.2. The method according to claim 1, characterized in that the feed speed (v) after falling below the adjustable maximum feed force (F max) is brought to a preset target value and independent of the feed force (F) is kept constant when the feed force (F) is below the preset value ( F max. 3. Vorrichtung zum Schärfen einer Schleifscheibe mit Diamant oder kubisch-kristallinem Bornitrid unter Verwendung eines Schärfblockes, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei miteinander gekoppelte Antriebe für den Schärfstein (2) aufweist, von denen mit dem einen Antrieb (4) die Vorschubgeschwindigkeit (v) und mit dem anderen Antrieb die Vorschubkraft (F) zu steuern ist.3. Device for sharpening a grinding wheel with diamond or cubic-crystalline boron nitride using a sharpening block, characterized in that the device has two coupled drives for the sharpening stone (2), of which with one drive (4) the feed rate (v ) and the feed force (F) is to be controlled with the other drive. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb einen Hydraulikzylinder (6) mit einem Hydraulikkolben (4) aufweist.4. The device according to claim 3, characterized in that a drive has a hydraulic cylinder (6) with a hydraulic piston (4). 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Antriebe jeweils mindestens einen Arbeitskolben (3, 4) aufweisen, deren Kolbenstangen miteinander mechanisch gekoppelt sind.5. The device according to claim 3, characterized in that both drives each have at least one working piston (3, 4), the piston rods of which are mechanically coupled to one another. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb einen Pneumatikzylinder mit Kolben (3) aufweist.6. The device according to claim 3, characterized in that a drive has a pneumatic cylinder with piston (3).
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