EP0896860A2 - Schleifscheibe - Google Patents

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EP0896860A2
EP0896860A2 EP98115103A EP98115103A EP0896860A2 EP 0896860 A2 EP0896860 A2 EP 0896860A2 EP 98115103 A EP98115103 A EP 98115103A EP 98115103 A EP98115103 A EP 98115103A EP 0896860 A2 EP0896860 A2 EP 0896860A2
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EP
European Patent Office
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grinding wheel
grooves
wheel according
groove
flanks
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EP98115103A
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English (en)
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EP0896860A3 (de
Inventor
Udo Dr. Klicpera
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Kopp Werkzeugmaschinen GmbH
Original Assignee
Kopp Werkzeugmaschinen GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/10—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor with cooling provisions, e.g. with radial slots

Definitions

  • the invention relates to a grinding wheel according to the Preamble of claim 1.
  • Grinding wheels with and without grooves are known. It is further known that by better cooling of the grinding wheel and the workpiece, thanks to shorter contact times of the grain with the workpiece surface and of course through greater cutting depths the cutting performance of grinding wheels can be improved.
  • Comb washers are often used, which have ring grooves. These discs are used in part with the piercing process and partly worked in the side grinding process.
  • the grooves provide better cooling of the grinding wheel or the tool by an improved Coolant flow guaranteed. Furthermore, through grooves the removal of grinding dust and removed material of the workpiece improved.
  • ring grooves have the disadvantage that with numerous Machining tasks the grinding wheels several times need to be pierced and then the surface must be processed by longitudinal grinding.
  • a grinding wheel is known with two grooves in a zigzag shape over the circumference extend.
  • the grooves are arranged so that they overlap the entire circumference of the grinding wheel approximately in the middle Cross the grinding wheel (viewed in the axial direction).
  • the invention has for its object a grinding wheel to create that with high cutting performance and good grinding result has a long service life.
  • the grinding wheel has a disc-like cylindrical Form, the circumference of which is provided with an abrasive and has at least one groove.
  • This groove extends essentially in the circumferential direction, being between groove and Circumferential direction a helix angle of less than 45 ° is provided. This means that the groove extends to a certain extent obliquely over the circumference of the grinding wheel.
  • the workpiece is therefore the entire area processed in the grinding wheel width and different from Ring grooving is longitudinal grinding or multiple grooving not mandatory.
  • the helix angle is advantageously an acute angle, so that with wider grinding wheels there is a spiral groove extending over the circumference of the grinding wheel results.
  • the helix angle and the width of the grinding wheel in axial direction can be dimensioned so that the groove over at least a full extent or several times over the Extends the circumference of the grinding wheel.
  • grooves can be provided, which are parallel can extend to each other or not in parallel.
  • a parallel arrangement has the advantage that there are no crossing points arise, whereas a non-parallel arrangement has the advantage that the grooves can be arranged that the from the grinding wheel applied to the workpiece Compensate forces at least partially.
  • the grooves are provided in opposite directions.
  • the helix angle of the grooves cannot parallel grooves should be chosen so that the resulting The grooves do not cross on a circumferential line lie, but offset laterally, i.e. in the axial direction are. This has the advantage that the cutting performance over the width of the grinding wheel does not vary widely.
  • the Helix angles can also be chosen so that the Crossing points at small intervals across the width of the Wander grinding wheel, so that there is a very uniform Cutting performance results.
  • the flanks of the grinding wheel adjacent to the grooves can be single-sided or double-sided with a straight cut be provided.
  • the flanks can also be used with a Bevel cut. It has been shown that the sharp edges that arise from a straight cut enable high cutting performance, but relatively wear out quickly and then the grinding wheel can continue to be used, but must be adjusted. This interrupts the manufacturing process. Furthermore sharp edges tend to chipping and through the Wear of the edge can result in a contour with regard to the cutting performance and tool life are not optimal is.
  • bevel at least one side of the flanks provided in this way an exact from the start predefined bevel of the edge.
  • the grinding wheel can have a certain contour on the circumference have a by plunge grinding on the workpiece to generate the corresponding counter contour.
  • the grooves can be retrofitted into the grinding wheel, for example, with the help of a diamond disc become.
  • the grinding wheel can also have a groove have provided base body with abrasives such as Corundum, carbide, boron nitride or diamond is coated.
  • the grinding wheel according to the invention can be a CBN, ceramic or resin bonded disc act.
  • the circumference of the grinding wheel 1 can be seen in FIG.
  • the grinding wheel 1 has a base body 2 which is already provided with grooves 4 and the grooves 4 adjacent flanks 3 are provided with an abrasive coating 6 are.
  • the illustrated embodiment has a groove 4, which is only slightly inclined to the vertical. Of the helix angle W is provided with respect to the vertical marked in area 5. Because of the very pointed Helix angle W, which is only approx. 1.5 °, results from the width of the grinding wheel shown a groove 4, which is about four times the circumference of the Grinding wheel extends.
  • the coolant and the sanding dust can accumulate over the Distribute continuous groove 4 well and it is due to the Helix angle W ensures that each area of the Workpiece even without moving the grinding wheel is processed. Furthermore, due to the acute angle only a small lateral force, i.e. a force on the workpiece in the axial direction of the grinding wheel upset. With angles up to approx. 5 ° the occurring Shear force are practically neglected.
  • FIG. 2 shows that designated X in FIG. 1 Detail that the design of the edges of the flanks 3 represents enlarged. With this design they are Flanks 3 with a straight cut, so that 3 sharp 90 ° edges between the faces of the flanks surrender.
  • Figure 3 shows an alternative design in which the Flanks 3 are provided on one side with a chamfer 8.
  • the geometric dimensions of the chamfer 8 are determined by the Height B and width A are defined.
  • Figure 4 shows a further alternative in which instead a chamfer 8 a rounding 9 is provided, the one Radius R. Because of this rounding arise at Transition of the surfaces of the flanks 3 no sharp Edge.
  • Figure 5 shows an alternative design that is provided was created in the workpiece by means of plunge grinding certain contour, in this case a triangular groove Cross section.
  • a grinding wheel with a wheel-like is disclosed cylindrical shape, the circumference of which with an abrasive is provided and has at least one groove, wherein the groove extends substantially in the circumferential direction and a helix angle between the groove and the circumferential direction of less than 45 ° is provided.
  • the Helix angle formed as an acute angle and so dimensioned that the groove over at least a full Extends the circumference of the grinding wheel.

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Abstract

Offenbart wird eine Schleifscheibe mit einer scheibenartigen zylindrischen Form, deren Umfang mit einem Schleifmittel versehen ist und zumindest eine Nut aufweist, wobei sich die Nut im wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckt und zwischen Nut und Umfangsrichtung ein Schrägungswinkel von kleiner als 45 ° vorgesehen ist. Vorzugsweise ist der Schrägungswinkel als spitzer Winkel ausgebildet und so bemessen, daß sich die Nut über zumindest einen vollen Umfang der Schleifscheibe erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es sind Schleifscheiben mit und ohne Nuten bekannt. Es ist weiterhin bekannt, daß durch bessere Kühlung der Schleifscheibe sowie des Werkstücks, durch kürzere Kontaktzeiten des Korns mit der Werkstückoberfläche und natürlich durch größere Schnittiefen die Zerspanleistung von Schleifscheiben verbessert werden kann.
Werden hohe Abtragungsraten gefordert, so werden daher häufig Kammscheiben eingesetzt, die Ringnuten aufweisen. Mit diesen Scheiben wird teilweise im Einstechverfahren und teilweise im Seitenschleifverfahren gearbeitet.
Durch die Nuten wird eine bessere Kühlung der Schleifscheibe bzw. des Werkzeuges durch einen verbesserten Kühlmittelfluß gewährleistet. Des weiteren wird durch Nuten die Entfernung von Schleifstaub und abgetragenem Material des Werkstückes verbessert.
Ringnuten weisen jedoch den Nachteil auf, daß bei zahlreichen Bearbeitungsaufgaben die Schleifscheiben mehrmals eingestochen werden müssen und anschließend die Fläche durch Längsschleifen bearbeitet werden muß.
Aus der DE-OS 27 58 285 ist eine Schleifscheibe bekannt, bei der sich zwei Nuten in Zick-Zack-Form über den Umfang erstrecken. Die Nuten sind so angeordnet, daß sie sich über den gesamten Umfang der Schleifscheibe in etwa in der Mitte (in Axialrichtung gesehen) der Schleifscheibe kreuzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Schleifscheibe zu schaffen, die bei hoher Zerspanleistung und gutem Schleifergebnis eine hohe Standzeit erreicht.
Die Erfinder haben herausgefunden, daß zwar bei einer Schleifscheibe gemäß der DE-OS 27 58 285 die hinsichtlich der Ringnuten geschilderten Probleme nicht auftreten, diese Schleifscheibe jedoch zumindest nicht immer hohen Ansprüchen an die Bearbeitungsqualität genügen kann. Dies wird darauf zurückgeführt, daß die Zerspanleistung über die Breite der Schleifscheibe schwankt. Sowohl die Kreuzungspunkte der Nuten als auch die Umkehrpunkte der Nuten liegen auf einer Umfangslinie, was dazu führt, daß die Zerspanleistung im Bereich dieser Umfangslinie sich von der Zerspanleistung eines benachbarten Bereiches unterscheidet und somit ein ungleichmäßiges Schleifergebnis erhalten wird. Es muß daher bei zahlreichen Schleifaufgaben dennoch wie bei einer Schleifscheibe mit Ringnuten längs geschliffen werden, um ein ausreichendes Schleifergebnis zu erhalten.
Mittels einer Gestaltung der Schleifscheibe gemäß Patentanspruch 1 wird dies vermieden und die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst. Gemäß dieser Gestaltung weist die Schleifscheibe eine scheibenartige zylindrische Form auf, deren Umfang mit einem Schleifmittel versehen ist und zumindest eine Nut aufweist. Diese Nut erstreckt sich im wesentlichen in Umfangsrichtung, wobei zwischen Nut und Umfangsrichtung ein Schrägungswinkel von kleiner als 45 ° vorgesehen ist. Das heißt, die Nut erstreckt sich gewissermaßen schräg über den Umfang der Schleifscheibe. Bei der Bearbeitung des Werkstückes wird daher der gesamte Bereich in der Schleifscheibenbreite bearbeitet und anders als bei Ringnuten ist ein Längsschleifen oder mehrfaches Einstechen nicht erforderlich.
Bei den meisten Schleifaufgaben hat sich ein Winkel kleiner als 30° häufig sogar kleiner als 20° bewährt. Bei Schleifaufgaben an empfindlichen Werkstücken ist ein noch kleinerer Winkel im Bereich von wenigen Grad bis 15 ° zu bevorzugen, da bei derart kleinen Winkeln nur vernachlässigbare Querkräfte von der Schleifscheibe auf das Werkstück aufgebracht werden.
Vorteilhaft ist der Schrägungswinkel ein spitzer Winkel, so daß sich bei breiteren Schleifscheiben eine sich spiralförmige über den Umfang der Schleifscheibe erstreckende Nut ergibt.
Der Schrägungswinkel und die Breite der Schleifscheibe in axialer Richtung können so bemessen sein, daß sich die Nut über zumindest einen vollen Umfang oder mehrfach über den Umfang der Schleifscheibe erstreckt.
Es können mehrere Nuten vorgesehen sein, die sich parallel zueinander oder nicht parallel erstrecken können. Eine parallele Anordnung hat den Vorteil, daß keine Kreuzungspunkte entstehen, wohingegen eine nicht parallele Anordnung den Vorteil hat, daß die Nuten so angeordnet werden können, daß sich die von der Schleifscheibe auf das Werkstück aufgebrachten Kräfte zumindest teilweise kompensieren. Hierzu werden die Nuten gegenläufig vorgesehen.
Werden zwei Nuten vorgesehen, die einen gleich großen, aber unterschiedlich orientierten Schrägungswinkel aufweisen, so erfolgt eine vollständige Kompensation der entstehenden Kräfte. Die Schrägungswinkel der Nuten können bei nicht parallelen Nuten so gewählt sein, daß die sich ergebenden Kreuzungspunkte der Nuten nicht auf einer Umfangslinie liegen, sondern seitlich, also in Axialrichtung, versetzt sind. Dies hat den Vorteil, daß die Zerspanleistung über die Breite der Schleifscheibe nicht stark schwankt. Die Schrägungswinkel können auch so gewählt werden, daß die Kreuzungspunkte in kleinen Abständen über die Breite der Schleifscheibe wandern, so daß sich eine sehr einheitliche Zerspanleistung ergibt.
Die Flanken der Schleifscheibe angrenzend zu den Nuten können einseitig oder beidseitig mit einem Geradschliff versehen sein. Die Flanken können jedoch auch mit einem Fasenschliff versehen sein. Es hat sich gezeigt, daß die scharfen Kanten, die bei einem Geradschliff entstehen, zwar eine hohe Zerspanleistung ermöglichen, jedoch relativ schnell verschleißen und die Schleifscheibe dann zwar noch weiter benutzt werden kann, jedoch nachgestellt werden muß. Hierdurch wird der Fertigungsprozeß unterbrochen. Desweiteren neigen scharfe Kanten zu Absplitterungen und durch den Verschleiß der Kante kann eine Kontur entstehen, die hinsichtlich der Zerspanleistung und Standzeit nicht optimal ist.
Zumindest in bestimmten Fällen ist es daher vorteilhaft, zumindest eine Seite der Flanken mit einer Fase zu versehen, um auf diese Weise von Anfang an eine genau definierte Abschrägung der Kante vorzugeben. Die geschilderten Probleme treten bei einer solchen Abschrägung nicht auf und die Schleifscheibe kann länger ohne Nachstellung oder Abrichten betrieben werden, ohne daß sich das Schleifverhalten wesentlich ändern würde. Je nach Einsatz der Schleifscheibe kann es vorteilhaft sein, beide Kanten mit einer solchen Fase zu versehen.
Ähnliche Eigenschaften wie mit einer Fase an den Flanken wird mit einem Rundschliff mit einem bestimmten Radius an den Flanken erzielt. Wird ein Radius verwendet, hat dies den Vorteil, daß ein sanfter Übergang der Flächen der Flanken erhalten wird, der vollkommen frei von scharfen Kanten ist. Je nach Einsatz der Schleifscheibe kann es zweckmäßig sein, nur eine oder beide Seiten der Flanke mit einem Radius zu versehen.
Die Schleifscheibe kann am Umfang eine bestimmte Kontur aufweisen, um durch Einstechschleifen am Werkstück eine entsprechende Gegenkontur zu erzeugen.
Die Nuten können nachträglich in die Schleifscheibe, beispielsweise mit Hilfe einer Diamantscheibe, eingebracht werden. Die Schleifscheibe kann aber auch einen mit Nuten versehenen Grundkörper aufweisen, der mit Schleifmittel wie Korunde, Karbide, Bornitrit oder Diamant beschichtet ist. Bei der erfindungsgemäßen Schleifscheibe kann es sich um eine CBN, keramisch oder Kunstharz gebundene Scheibe handeln.
Die Erfindung wird folgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schleifscheibe in einer Ansicht.
  • Figur 2 zeigt eine Einzelheit der Schleifscheibe.
  • Figur 3 zeigt die Einzelheit gemäß Figur 2 in einer alternativen Gestaltung.
  • Figur 4 zeigt die Einzelheit in einer weiteren alternativen Gestaltung.
  • Figur 5 zeigt die Einzelheit in einer weiteren alternativen Gestaltung.
    • In Figur 1 ist der Umfang der Schleifscheibe 1 zu sehen. Die Schleifscheibe 1 weist einen Grundkörper 2 auf, der bereits mit Nuten 4 versehen ist und dessen an die Nuten 4 angrenzende Flanken 3 mit einem Schleifbelag 6 versehen sind.
    Das dargestellte Ausführungsbeispiel verfügt über eine Nut 4, die gegenüber der Vertikalen nur leicht geneigt ist. Der gegenüber der Vertikalen vorgesehene Schrägungswinkel W ist im Bereich 5 angezeichnet. Aufgrund des sehr spitzen Schrägungswinkels W, der lediglich ca. 1,5 ° beträgt, ergibt sich bei der Breite der dargestellten Schleifscheibe eine Nut 4, die sich ca. viermal über den Umfang der Schleifscheibe erstreckt.
    Das Kühlmittel sowie der Schleifstaub kann sich über die durchlaufende Nut 4 gut verteilen und es ist aufgrund des Schrägungswinkels W sichergestellt, daß jeder Bereich des Werkstückes auch ohne Versetzen der Schleifscheibe gleichmäßig bearbeitet wird. Des weiteren wird aufgrund des spitzen Winkels nur eine geringe Querkraft, also eine Kraft in Axialrichtung der Schleifscheibe, auf das Werkstück aufgebracht. Bei Winkeln bis ca. 5° kann die auftretende Querkraft praktisch vernachlässigt werden.
    Figur 2 zeigt die in der Figur 1 mit X bezeichnete Einzelheit, die die Gestaltung der Kanten der Flanken 3 vergrößert darstellt. Bei dieser Gestaltung sind die Flanken 3 mit einem Geradschliff versehen, so daß sich zwischen den Flächen der Flanken 3 scharfe 90° Kanten ergeben.
    Figur 3 zeigt eine alternative Gestaltung, bei der die Flanken 3 auf einer Seite mit einer Fase 8 versehen sind. Die geometrischen Abmessungen der Fase 8 werden durch die Höhe B und die Breite A definiert.
    Figur 4 zeigt eine weitere Alternative, bei der anstelle einer Fase 8 eine Abrundung 9 vorgesehen ist, die einen Radius R aufweist. Aufgrund dieser Abrundung entstehen beim Übergang der Flächen der Flanken 3 keinerlei scharfe Kanten.
    Figur 5 zeigt eine alternative Gestaltung, die vorgesehen wurde, um mittels Einstechschleifen im Werkstück eine bestimmte Kontur, in diesem Fall eine Nut mit dreieckigem Querschnitt, zu erzeugen.
    Zu den Vorteilen der beschriebenen alternativen Gestaltungsmöglichkeiten wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.
    Offenbart wird eine Schleifscheibe mit einer scheibenartigen zylindrischen Form, deren Umfang mit einem Schleifmittel versehen ist und zumindest eine Nut aufweist, wobei sich die Nut im wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckt und zwischen Nut und Umfangsrichtung ein Schrägungswinkel von kleiner als 45 ° vorgesehen ist. Vorzugsweise ist der Schrägungswinkel als spitzer Winkel ausgebildet und so bemessen, daß sich die Nut über zumindest einen vollen Umfang der Schleifscheibe erstreckt.

    Claims (17)

    1. Schleifscheibe mit scheibenartiger zylindrischer Form, deren Umfang mit einem Schleifmittel versehen ist und zumindest eine Nut (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nut (4) im wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckt, wobei zwischen Nut (4) und Umfangsrichtung ein Schrägungswinkel von kleiner als 45° vorgesehen ist.
    2. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägungswinkel (W) ein spitzer Winkel ist.
    3. Schleifscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägungswinkel (W) und die Breite der Schleifscheibe (1) in axialer Richtung so bemessen sind, daß sich die Nut (4) über zumindest einen vollen Umfang der Schleifscheibe (1) erstreckt.
    4. Schleifscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nut (4) spiralartig mehrfach über den Umfang der Schleifscheibe (1) erstreckt.
    5. Schleifscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Nuten (4) vorgesehen sind.
    6. Schleifscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei parallel verlaufende Nuten (4) vorgesehen sind.
    7. Schleifscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei nicht parallel verlaufende Nuten (4) vorgesehen sind.
    8. Schleifscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (4) gegenläufig vorgesehen sind.
    9. Schleifscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Nuten (4) vorgesehen sind, die einen gleich großen, aber unterschiedlich orientierten Schrägungswinkel (W) aufweisen.
    10. Schleifscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägungswinkel (W) so gewählt sind, daß sich ergebende Kreuzungspunkte der Nuten (4) nicht auf einer Umfangslinie liegen.
    11. Schleifscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (3) der Schleifscheibe (1) angrenzend zu den Nuten (4) zumindest auf einer Seite mit einem Geradschliff versehen sind.
    12. Schleifscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (3) der Schleifscheibe (1) angrenzend zu den Nuten (4) zumindest auf einer Seite mit einem Fasenschliff versehen sind.
    13. Schleifscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (3) der Schleifscheibe (1) angrenzend zu den Nuten (4) zumindest auf einer Seite mit einem Rundschliff mit einem bestimmten Radius (R versehen sind.
    14. Schleifscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (3) der Schleifscheibe (1) angrenzend zu den Nuten (4) zumindest auf einer Seite mit einer Kontur (10) zur Erzeugung einer Gegenkontur am Werkstück vorgesehen sind.
    15. Schleifscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (4) mittels einer Diamantscheibe in die Schleifscheibe (1) eingebracht wurden.
    16. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (1) einen mit den Nuten (4) versehenen Grundkörper aufweist, der mit Schleifmitteln wie Korunde, Karbide, Bornitrit oder Diamant beschichtet ist.
    17. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Schleifscheibe (1) um eine CBN, keramisch oder Kunstharz gebundene Scheibe handelt.
    EP98115103A 1997-08-11 1998-08-11 Schleifscheibe Withdrawn EP0896860A3 (de)

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