EP1355757B1 - Honschleifwerkzeug mit schleifmittel und bindemittel - Google Patents

Honschleifwerkzeug mit schleifmittel und bindemittel Download PDF

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EP1355757B1
EP1355757B1 EP02715968A EP02715968A EP1355757B1 EP 1355757 B1 EP1355757 B1 EP 1355757B1 EP 02715968 A EP02715968 A EP 02715968A EP 02715968 A EP02715968 A EP 02715968A EP 1355757 B1 EP1355757 B1 EP 1355757B1
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EP
European Patent Office
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honing
grinding tool
layers
tool according
grinding
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EP02715968A
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Helmut HÖGER
Horst Heinrich
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Tyrolit-Schleifmittelwerke Swarovski KG
Original Assignee
Tyrolit-Schleifmittelwerke Swarovski KG
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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
    • B24B33/00—Honing machines or devices; Accessories therefor
    • B24B33/08—Honing tools
    • 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
    • B24D5/06—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental
    • B24D5/066—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental with segments mounted axially one against the other

Definitions

  • the present invention relates to a grinding tool with abrasive and Binder, wherein the honing tool has two or more layers, the are cut from the grinding surface.
  • a honing tool according to The preamble of claim 1 is known from DE-A-19 924 253.
  • Honing tools serve, among other things, the production and processing of Precision gears and worms, in particular for straight and helical gears Gears.
  • Other honing tools are basically known in the prior art.
  • a toothed honing tool is shown, in which a resin matrix ceramic Feingromer are embedded.
  • EP 0 622 483 discloses ceramic corundum abrasives.
  • For honing tools is especially a long service life, high stock removal and a short honing time per workpiece of interest.
  • an improved profile shape retention is important. Overall, one is To aim at reducing process costs. These criteria are used by Honing tools in the prior art not or only partially met.
  • the object of the invention is therefore to provide a honing tool, which in Meaning of the above criteria, significant improvements over the state the technology achieved.
  • a preferred embodiment provides that the layers of Honschleiftechnikmaschines have constant thickness.
  • the layer boundaries substantially stand perpendicular to the grinding surface. This also contributes to the fact that the Grinding behavior of the honing tool, even during long-term use not changed.
  • a favorable variant is that the layers have disc shape, with the individual discs together.
  • a honing tool which a longitudinal axis, before, that the grinding surface in the form of a Negative impression of the workpiece to be ground is formed, wherein the Abrasive surface along the longitudinal axis only substantially parallel to this having lying grinding surfaces.
  • abrasive e.g. Corundum, silicon carbide, diamond, Borozon - preferably Edelkorunde and their mixture - to be used:
  • the selection of the respective Abrasive depends on the task and can be adapted to this.
  • a structurally particularly preferred variant provides that the Honing tool is hardened.
  • alternately continuous layers are constructed with a matrix of synthetic resin 1 and a matrix of ceramic 2, wherein the respective outer layer 3 consists of synthetic resin.
  • the thickness 4 of the individual layers may be different, but this is usually between 0.5 and 50 mm.
  • the Honschleifwerkmaschine is made by alternately compressing layers of resin matrix with fired layers with ceramic matrix in H exertpreßerfahren (pressing or curing temperature 60 to 250 ° C). If necessary, hardening (firing) at elevated temperature is carried out after the pressing process. Further, during the pressing operation, the binder contained in the synthetic resin disk is infiltrated into the ceramic disk and thereby establishes a connection between the disks.
  • the materials used in the ceramic layers correspond to the material structure and in the production of the process of production of a standard ceramic grinding wheel including firing.
  • all conventional Scheifsch such as corundum, silicon carbide, diamond, Borozon - preferably noble corundum and their mixture - are used.
  • the grain size used is between 30 and 1000 mesh.
  • the density of the ceramic layer is between 1 and 3 g / cm 3 .
  • any known synthetic resins and mixtures thereof can be used.
  • epoxy oxides and phenolic resins are mentioned here.
  • Fillers may be included.
  • all conventional abrasives such as corundum, silicon carbide, diamond, Borozon - preferably noble corundum - can be used in the synthetic resin layers.
  • the grain size is between 30 and 1000 mesh and the density of the layer is between 1 and 3 g / cm 3 .
  • Figures 1 and 2 show that the outer layers 3 of the layer honing tool are preferably made of synthetic resin.
  • Fig. 3 shows an embodiment in which the Schichthonschleifwerkmaschine for the Machining of gears with external teeth has been made.
  • the internal teeth 7 as part of the grinding surface 5 of Schichthonschleiftechnikmaschines have a negative mold of the not shown to be machined teeth of the workpiece.
  • the layer structure and the Layer sequence of the layers 1,2,3 corresponds to that of the blank shown in FIG.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a layer honing tool which is used for the machining of gears with internal teeth has been made.
  • the teeth 8 as part of the grinding surface 5 of the Layer honing tool on the outer surface of the Schichthonschleiftechnikmaschines lie.
  • the layer structure again corresponds to that of FIG Blank. It should be emphasized that both in Fig. 3 and in Fig. 4th the layers are continuous parallel layer interfaces which are perpendicular to the Longitudinal axis 6 are, have. In addition to those shown in Fig.
  • 3 and 4 Exemplary embodiments is in the layer honing tool according to the invention
  • the adaptation of a blank to almost every cross-sectional area of the machined workpiece e.g., rectangular cross section, oval cross section, etc.
  • the layer honing tool usually has only one linear and movement along the longitudinal axis 6 performs.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Honschleifwerkzeug mit Schleifmittel und Bindemittel, wobei das Honschleifwerkzeug zwei oder mehrere Schichten aufweist, die von der Schleifoberfläche angeschnitten sind. Ein Honschleifwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-A-19 924 253 bekannt.
Honschleifwerkzeuge dienen unter anderem der Herstellung und Bearbeitung von Präzisionszahnrädern und -schnecken, insbesondere für gerad- und schrägverzahnte Zahnräder. Weitere Honschleifwerkzeuge sind beim Stand der Technik grundsätzlich bekannt. In der EP 0 692 342 wird ein verzahntes Honschleifwerkzeug gezeigt, bei welchem in eine Kunstharzmatrix keramische Feinkömer eingebettet sind. Des weiteren sind aus der EP 0 622 483 keramische Korundschleifmittel bekannt. Bei Honwerkzeugen ist besonders eine hohe Standzeit, hoher Abtrag und eine kurze Honzeit pro Werkstück von Interesse. Darüber hinaus werden beim Leistungshonen Genauigkeiten bis in den Bereich eines 1000tel Millimeters (beispielsweise bei Kraftfahrzeuggetrieben) erwartet. Des weiteren ist eine verbesserte Profilformhaltigkeit wichtig. Insgesamt ist eine Verringerung der Prozeßkosten anzustreben. Diese Kriterien werden von Honwerkzeugen beim Stand der Technik nicht oder nur teilweise erfüllt.
Aufgabe der Erfindung ist es somit ein Honschleifwerkzeug zu schaffen, welches im Sinne der oben genannten Kriterien deutliche Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik erzielt.
Diese Aufgabe wird mit dem Honschleifwerkzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Dabei weisen die jeweils äußersten Schichten des Honschleifwerkzeugs Kunstharz als Bindemittel auf. Dies schlägt sich in einem besonders guten Schleifverhalten des Honschleifwerkzeugs nieder, während die in den inneren Schichten abwechselnd mit einer Kunstharzmatrix verwendete Keramikmatrix eine höhere Stabilität des erfindungsgemäßen Honschleifwerkzeugs garantiert.
Durch diesen schichtenweisen Aufbau des Honschleifwerkzeugs wird erreicht, daß die Standzeit des Honwerkzeugs gegenüber bekannten Leistungshonwerkzeugen deutlich erhöht wird und die Honzeit pro Werkstück deutlich verringert wird. Des weiteren wird eine Profilformhaltigkeit erreicht, welche deutlich, gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Als weiterer Vorteil sind die verringerten Prozeßkosten bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Honschleifwerkzeugs zu nennen.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Schichten des Honschleifwerkzeugs konstante Dicke aufweisen.
Hierbei ist es besonders günstig, daß die Schichten des Honschleifwerkzeugs in Richtung der Schichtung durchgehend ausgebildet sind. Dies erhöht zum einen die Stabilität, zum anderen ergibt sich keine Veränderung des Schleifverhaltens auch nach längerer Benutzung des erfindungsgemäßen Honschleifwerkzeugs.
Als besonders günstig ist es anzusehen, daß die Schichtgrenzen im wesentlichen senkrecht auf der Schleifoberfläche stehen. Dies trägt ebenfalls dazu bei, daß sich das Schleifverhalten des Honschleifwerkzeugs auch während längerfristiger Benutzung nicht verändert.
Eine günstige Variante besteht darin, daß die Schichten Scheibenform aufweisen, wobei die einzelnen Scheiben aneinander liegen.
Hierbei sieht eine bevorzugte Ausführungsform eines Honschleifwerkzeugs, welches eine Längsachse aufweist, vor, daß die Schleifoberfläche in Form eines Negativabdrucks des zu schleifenden Werkstücks ausgebildet ist, wobei die Schleifoberfläche entlang der Längsachse nur im wesentlichen parallel zu dieser liegende Schleifflächen aufweist. So kann eine Anpassung der Schleifoberfläche an die Form des zu schleifenden Werkstücks sowohl an der äußeren als auch an der inneren, Manteloberfläche des Schichtenhonschleifwerkzeugs vorgenommen werden. Bei Anpassung der äußeren Manteloberfläche können z.B. Zahnkränze mit innenliegenden Zähnen gehont werden. Ist die Schleifoberfläche an der inneren Mantelfläche des Honschleifwerkzeugs an die Form des zu schleifenden Werkstücks angepaßt, so kann das Honschleifwerkzeug zum Honen z.B. von Zahnrädern mit außen liegenden Zähnen verwendet werden. Da das Honschleifwerkzeug beim Honen in der Regel eine lineare Hin- und Herbewegung entlang einer Längsachse ausführt, ist es besonders vorteilhaft, daß die Schleifoberfläche entlang der Längsachse nur im wesentlichen parallel zu dieser liegende Schleifflächen aufweist. Durch die lineare Hin- und Herbewegung des Honschleifwerkzeugs während des Schleifvorgangs kann grundsätzlich die Querschnittsform senkrecht zur Längsachse des Honschleifwerkzeugs an nahezu jede beliebige Form des Werkstücks (z.B. rechteckiger oder ovaler Querschnitt) angepaßt werden, so lange die Form des Werkstücks bzw. der Schleifoberfläche des Honwerkzeugs entlang der Längsachse gleichbleibend ausgebildet ist. Hierbei ist es besonders günstig, daß die Schichtgrenzen senkrecht zur Längsachse verlaufen.
Erfindungsgemäß ist es besonders günstig, daß vorzugsweise alle Schichten Schleifmittel aufweisen. Hierbei können je nach Anwendungsform alle üblichen Schleifmittel wie z.B. Korund, Siliciumkarbid, Diamant, Borozon - vorzugsweise Edelkorunde und deren Mischung - verwendet werden: Die Auswahl des jeweiligen Schleifmittels hängt von der Aufgabenstellung ab und kann an diese angepaßt werden.
Eine konstruktiv besonders bevorzugte Variante sieht vor, daß das Honschleifwerkzeug gehärtet ist.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Dabei zeigt:
  • Fig. 1 einen Schnitt senkrecht zu den Schichten des erfindungsgemäßen Schichtenhonwerkzeugs
  • Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf die Schleifoberfläche eines Rohlings des Schichtenhonwerkzeugs,
  • Fig. 3 eine erfindungsgemäße Ausführungsform zum Honen von Zahnrädern mit außenliegenden Zähnen, und
  • Fig. 4 eine erfindungsgemäße Ausführungsform zum Honen von Zahnrädern mit innenliegenden Zähnen.
    • Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Grundaufbau eines Rohlings des erfindungsgemäßen Schichtenhonschleifwerkzeugs werden abwechselnd durchgehende Schichten mit einer Matrix aus Kunstharz 1 und einer Matrix aus Keramik 2 aufgebaut, wobei die jeweils äußere Schicht 3 aus Kunstharz besteht. Die Dicke 4 der einzelnen Schichten kann unterschiedlich sein, wobei diese jedoch in der Regel zwischen 0,5 und 50 mm liegt. Gefertigt wird das Honschleifwerkzeug durch wechselweises Zusammenpressen von Schichten mit Kunstharzmatrix mit gebrannten Schichten mit Keramikmatrix im Heißpreßerfahren (Preß- bzw. Härtungstemperatur 60 bis 250°C). Nach dem Preßvorgang wird falls notwendig eine Härtung (Brand) bei erhöhter Temperatur durchgeführt. Des weiteren wird beim Preßvorgang das in der Kunstharzscheibe enthaltene Bindemittel in die Keramikscheibe infiltriert und stellt dadurch eine Verbindung zwischen den Scheiben her. Für die Verbindung der Scheiben ist somit kein weiterer Zusatz in Form eines Bindemittels erforderlich. Die bei den keramischen Schichten verwendeten Materialien entsprechen dem Materialaufbau und in der Produktion dem Prozeß der Produktion einer Standardkeramikschleifscheibe inklusive Brennen. Hierbei können alle üblichen Scheifmittel wie z.B. Korund, Siliciumkarbid, Diamant, Borozon - vorzugsweise Edelkorunde und deren Mischung - verwendet werden. Die verwendete Korngröße liegt zwischen 30 und 1000 mesh. Die Dichte der Keramikschicht liegt zwischen 1 und 3 g/cm3.
    Bei den Schichten, bei denen Kunstharz als Bindemittel verwendet wird, können alle bekannten Kunstharze und deren Mischungen verwendet werden. Insbesondere sind hier Epoxyde und Phenolharze zu nennen. Füllstoffe können hierbei enthalten sein. Wie bei den Keramikschichten können auch bei den Kunstharzschichten alle üblichen Schleifmittel wie z.B. Korund, Siliciumkarbid, Diamant, Borozon - vorzugsweise Edelkorunde - verwendet werden. Auch hier liegt die Komgröße zwischen 30 und 1000 mesh und die Dichte der Schicht zwischen 1 und 3 g/cm3. Die Figuren 1 und 2 zeigen, daß die äußeren Schichten 3 des Schichtenhonwerkzeugs vorzugsweise aus Kunstharz bestehen.
    Nachdem ein in Fig. 2 dargestellter Rohling wie oben beschrieben gefertigt ist, wird er jeweils an die Form des zu honenden Werkstücks angepaßt. Dies geschieht unter Verwendung von geeigneten Bearbeitungswerkzeugen, z.B. aus Diamant. Da das fertige Honschleifwerkzeug beim Honen in der Regel linear entlang seiner Längsachse 6 hin und her bewegt wird, kann seine Schleifoberfläche 5 an nahezu alle Formen des zu bearbeitenden Werkstücks angepaßt werden.
    Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Schichtenhonschleifwerkzeug für die Bearbeitung von Zahnrädern mit außen liegenden Zähnen gefertigt worden ist. Die innenliegenden Zähne 7 als Teil der Schleifoberfläche 5 des Schichtenhonschleifwerkzeugs weisen dabei eine Negativform der nicht dargestellten zu bearbeitenden Zähne des Werkstücks auf. Der Schichtaufbau und die Schichtabfolge der Schichten 1,2,3 entspricht der des in Fig. 2 dargestellten Rohlings.
    Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Schichtenhonschleifwerkzeugs, welches für die Bearbeitung von Zahnrädern mit innenliegenden Zähnen gefertigt worden ist. Für diese Aufgabenstellung müssen die Zähne 8 als Teil der Schleifoberfläche 5 des Schichtenhonschleifwerkzeugs an der Außenfläche des Schichtenhonschleifwerkzeugs liegen. Der Schichtaufbau entspricht wiederum dem des in Fig. 2 dargestellten Rohlings. Hierbei ist besonders hervorzuheben, daß sowohl in Fig. 3 als auch in Fig. 4 die Schichten durchgehend parallele Schichtgrenzflächen, welche senkrecht auf der Längsachse 6 stehen, aufweisen. Neben den in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen ist bei dem erfindungsgemäßen Schichtenhonschleifwerkzeug grundsätzlich die Anpassung eines Rohlings an nahezu jede Querschnittsfläche des zu bearbeitenden Werkstücks (z.B. rechteckiger Querschnitt, ovaler Querschnitt usw.) möglich, da das Schichtenhonwerkzeug im Betrieb in der Regel nur eine lineare Hin- und Herbewegung entlang der Längsachse 6 ausführt. Hierbei ist es jedoch wichtig, daß die Schleifoberfläche 5 des Schichtenhonwerkzeugs entlang der Längsachse 6 nur im wesentlichen parallel zu der Längsachse liegende Schleifflächen aufweist.

    Claims (14)

    1. Honschleifwerkzeug mit Schleifmittel und Bindemittel, wobei das Honschleifwerkzeug mehrere Schichten (1, 2, 3) aufweist, die von der Schleifoberfläche (5) angeschnitten sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel benachbarter Schichten abwechselnd Keramik (2) und Kunstharz (1, 3) ist, wobei die äußersten Schichten (3) Kunstharz als Bindemittel aufweisen.
    2. Honschleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten eine konstante Dicke (4) aufweisen.
    3. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (4) der einzelnen Schichten zwischen 0,5 und 50 mm liegt.
    4. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (1, 2, 3) des Honschleifwerkzeugs im wesentlichen durchgehend ausgebildet sind.
    5. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtgrenzen im wesentlichen senkrecht auf der Schleifoberfläche (5) stehen.
    6. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten Scheibenform aufweisen, wobei die einzelnen Scheiben aneinander liegen.
    7. Honschleifwerkzeug mit einer Längsachse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifoberfläche (5) in Form eines Negativabdrucks des zu schleifenden Werkstücks ausgebildet ist, wobei die Schleifoberfläche (5) entlang der Längsachse (6) nur im wesentlichen parallel zu dieser liegende Schleifflächen aufweist.
    8. Honschleifwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (6) senkrecht zu den Schichtgrenzen verläuft.
    9. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass - vorzugsweise alle - Schichten (1, 2, 3) Schleifmittel aufweisen.
    10. Honschleifwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittel eine Korngröße zwischen 30 und 1000 mesh aufweisen.
    11. Honschleifwerkzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittel Schleifkömer aufweisen, welche aus Karbid und/oder Diamant und/oder Borozon und/oder Edelkorunde und/oder deren Mischungen bestehen.
    12. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Dichte zwischen 1,0 und 3,0 g/cm3 aufweist.
    13. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es gehärtet ist.
    14. Honschleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (1, 2, 3) parallel sind.
    EP02715968A 2001-02-02 2002-01-24 Honschleifwerkzeug mit schleifmittel und bindemittel Expired - Lifetime EP1355757B1 (de)

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