EP1786596B1 - Verfahren zur herstellung einer schleifscheibe - Google Patents
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- EP1786596B1 EP1786596B1 EP05779274A EP05779274A EP1786596B1 EP 1786596 B1 EP1786596 B1 EP 1786596B1 EP 05779274 A EP05779274 A EP 05779274A EP 05779274 A EP05779274 A EP 05779274A EP 1786596 B1 EP1786596 B1 EP 1786596B1
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- B24D7/06—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental
Definitions
- the invention relates to a method for producing a grinding wheel according to the preamble of patent claim 1.
- a rotating grinding wheel is moved relative to a stationary or moving workpiece to create a desired contour on the surface of the workpiece to be machined.
- abrasive grains of cubic boron nitride are also referred to as CBN abrasive grains.
- CBN abrasive grains are randomly distributed on a grinding wheel base body and therefore applied undefined.
- Such grinding wheels with an undefined arrangement of the abrasive grains on the grinding wheel main body have insufficient service life and therefore must be replaced frequently, which ultimately leads to high tooling costs. This is disadvantageous overall.
- the present invention is based on the object to provide a novel method for producing a grinding wheel.
- the surface of the grinding wheel base body is heated exclusively in predetermined macro-areas, wherein the abrasive grains are applied exclusively to the heated macro-areas of the surface of the grinding wheel main body, wherein the grinding wheel main body and / or the abrasive grains are nickel-plated and wherein by the partial heating of the surface of the grinding wheel main body and the application the abrasive grains are adhered to the heated macro regions of the surface adhering the abrasive grains to the heated macro regions of the surface of the grinding wheel main body and after adhering the abrasive grains to the heated macro regions of the surface of the grinding wheel main body, nickel plating or chemical or galvanic plating.
- a method is proposed in which the abrasive grains are applied to the surface of the grinding wheel base body with a defined distribution, namely with a defined position and a defined distance from each other.
- the defined distribution of the abrasive grains on the grinding wheel body allows an improved supply of coolant to the in grinding surface surface of the grinding wheel and an improved removal of chips forming during grinding.
- Another advantage is that the service life of the same increases with a grinding wheel designed in accordance with the invention and thus tool costs can be reduced.
- the abrasive grains may be applied to the surface of the wheel base such that the number of abrasive grains is approximately constant for each effective looped area of the wheel surface at a constant width thereof.
- a larger number of abrasive grains is positioned in predetermined macro-areas of the surface of the grinding wheel main body as in other predetermined macro-areas of the surface, wherein the position and / or the distance and / or the number of abrasive grains on the surface of the grinding wheel main body on which is tuned by grinding workpiece contour.
- Fig. 1 shows very schematically a section of a grinding wheel 10 together with a to be machined by grinding workpiece 11 as Fig. 1 can be removed, the grinding wheel 10 is rotatably driven in the direction of arrow 12 and moved in the direction of the arrow 13 relative to the workpiece 11 during grinding.
- the movement in the direction of the arrow 13 is referred to as a feed movement, such as Fig. 1
- a feed movement such as Fig. 1
- it can be seen during grinding a limited by the points 14 and 15 section or area 16 of the surface 17 of the grinding wheel 10 with the workpiece 11 in an effective grinding engagement.
- the grinding wheel 10 has a preferably metallic grinding wheel base body and abrasive grains applied to the surface of the grinding wheel base body.
- the abrasive grains are preferably formed of cubic boron nitride.
- the abrasive grains are thereby applied to the surface of the grinding wheel base body in such a way that the number of abrasive grains is approximately constant for each effective looped area 16 of the grinding wheel surface 17 with a constant width thereof.
- a larger number of abrasive grains are preferably positioned in predetermined macro regions of the surface of the grinding wheel main body, as in other predetermined macro-areas of the surface.
- macro-areas with abrasive grains and macro-areas without abrasive grains can mutually adjoin one another on the surface of the grinding wheel base body.
- Fig. 2 a possible arrangement of the abrasive grains on the surface of the grinding wheel main body.
- macro-areas 18 with abrasive grains and macro-areas 19 without grinding bodies are formed on the surface of the grinding wheel base body.
- the macro-areas 18 and 19 extend diagonally across the surface 17 of the grinding-wheel base body, with a macro-area 19 without abrasive grains running between two adjacent macro-areas 18 with abrasive grains.
- the abrasive grains are in each case distributed uniformly, that is, in the same number and at the same distance from each other, positioned on the surface of the grinding-wheel base body. There are no abrasive grains in the macro regions 19.
- FIG. 3 An alternative arrangement of abrasive grains on the surface of the wheel base shows Fig. 3 , Also in the embodiment of Fig. 3 In turn, macro-regions 20 with abrasive grains and macro-regions 21 without abrasive grains are formed.
- the macro-regions 20 of abrasive grains are crossed diagonally across the surface of the abrasive wheel body and include rectangular macro-shaped regions 21 without abrasive grains.
- abrasive grains are evenly distributed, ie with an equal number and the same distance from each other, positioned.
- FIG. 4 Another possible arrangement of abrasive grains on the surface of the wheel base shows Fig. 4 ,
- the first macro regions 22 with abrasive grains extend annularly on the surface of the grinding wheel main body, wherein a macro region 23 without abrasive grains is enclosed between each two adjacent macro regions 22 with abrasive grains, and the macro regions 23 without abrasive grains are likewise designed in the form of a ring segment.
- a second macro region 24 of abrasive grains extends over the surface over the surface of the abrasive wheel body, with the second macro-region 24 intersecting the macro-regions 22 and 23.
- a larger number of abrasive grains are positioned opposite the macro regions 22.
- abrasive grains on the grinding wheel base body are followed directly by macro ranges being defined in the sense of the present invention, which differ by the number of abrasive grains positioned in the macro regions.
- macro-areas 19, 21 and 23 are in the embodiments of the Fig. 2 to 4 no abrasive grains present, these macro-areas of the supply of a coolant and the discharge are used when grinding auslagender chips.
- Fig. 4 For example, in macro-areas 24, a larger number of abrasive grains may be provided than in macro-regions 22.
- the concrete arrangement of the abrasive grains on the surface of the grinding wheel base body is preferably carried out in the sense of the present invention such that the distribution of the abrasive grains corresponds to the contour to be generated by means of the grinding wheel in the workpiece to be machined.
- the position as well as the distance and the number of abrasive grains on the surface of the grinding wheel base body is then matched to the workpiece contour to be produced by grinding.
- a method for producing a grinding wheel according to the invention comprises at least the following steps: a) provision of a grinding wheel main body of preferably metal; b) Providing abrasive grains of preferably cubic boron nitride; c) applying the abrasive grains with a defined position and with a defined distance from each other on the surface of the grinding wheel main body.
- the procedure in detail is preferably that the metallic grinding wheel base body and, if appropriate, the abrasive grains of preferably cubic boron nitride are nickel-plated on the grinding wheel base body before the abrasive grains are applied.
- the nickel-plated grinding wheel base body is preferably heated partially or partially at the surface by partial laser irradiation, and the abrasive grains are applied to these heated macro-regions of the surface. As a result, the abrasive grains adhere to the surface of the grinding wheel main body in the heated macro-areas.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Beim sogenannten Schleifen mit rotierendem Werkzeug wird eine rotierende Schleifscheibe relativ zu einem ortsfesten oder ebenfalls bewegten Werkstück bewegt, um an der Oberfläche des Werkstück auf spanendem weg eine gewünschte Kontur zu erzeugen. Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, auf metallischen Schleifscheiben Schleifkörner aus kubischem Bornitrid einzusetzen. Schleifkörner aus kubischem Bornitrid werden auch als CBN-Schleifkörner bezeichnet. Nach dem Stand der Technik sind die CBN-Schleifkörner auf einem Schleifscheibengrundkörper statistisch verteilt und demnach undefiniert aufgebracht. Derartige Schleifscheiben mit einer undefinierten Anordnung der Schleifkörner auf dem Schleifscheibengrundkörper verfügen über unzureichende Standzeiten und müssen daher häufig ausgetauscht werden, was letztendlich zu hohen Werkzeugkosten führt. Dies ist insgesamt von Nachteil.
- Aus der
DE 196 43 113 A1 ist es bekannt, zur Herstellung einer Schleifscheibe Schleifkörner an die metallische Oberfläche des Schleifkörpers ausschließlich über Metallplattierung zu binden. - Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine neuartiges Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibe zu schaffen.
- Dieses Problem wird durch eine Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers ausschließlich in vorbestimmten Makrobereichen erwärmt, wobei die Schleifkörner ausschließlich auf die erwärmten Makrobereiche der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers aufgebracht werden, wobei der Schleifscheibengrundkörper und/oder die Schleifkörner vernickelt sind und wobei durch das partielle Erwärmen der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers und das Aufbringen der Schleifkörner auf die erwärmten Makrobereiche der Oberfläche ein Anhaften der Schleifkörner an den erwärmten Makrobereichen der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers erfolgt und im Anschluss an das Anhaften der Schleifkörner an den erwärmten Makrobereichen der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers ein Vernickeln bzw. Einnickeln auf chemischem oder galvanischem Weg erfolgt.
- Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird eine Verfahren vorgeschlagen, bei welcher die Schleifkörner mit einer definierten Verteilung, nämlich mit einer definierten Position und einem definierten Abstand zueinander, auf die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers aufgebracht werden. Die definierte Verteilung der Schleifkörner auf dem Schleifscheibengrundkörper erlaubt eine verbesserte Zufuhr von Kühlmittel an den im Schleifeingriff stehenden Oberflächenbereich der Schleifscheibe sowie eine verbesserte Abfuhr der sich beim Schleifen ausbildenden Späne. Ein weiterer vorteil liegt darin, dass mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schleifscheibe die Standzeiten derselben erhöht und damit Werkzeugkosten reduziert werden können.
- Die Schleifkörner können derart auf die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers aufgebracht werden, dass für jeden wirksam im Schleifeingriff stehenden Bereich der Schleifscheibenoberfläche bei konstanter Breite desselben die Anzahl der Schleifkörner in etwa konstant ist.
- Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird in vorbestimmten Makrobereichen der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers eine größere Anzahl von Schleifkörnern positioniert wie in anderen vorbestimmten Makrobereichen der Oberfläche, wobei die Position und/oder der Abstand und/oder die Anzahl der Schleifkörner auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers auf die durch Schleifen zu erzeugende Werkstückkontur abgestimmt ist.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- Fig. 1
- einen ausschnittsweisen Querschnitt durch eine Schleifscheibe zusammen mit einem durch Schleifen zu bearbeitenden werkstück;
- Fig. 2
- eine schematisierte Draufsicht auf die Oberfläche einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe;
- Fig. 3
- eine schematisierte Draufsicht auf die Oberfläche einer weiteren erfindungsgemäßen Schleifscheibe; und
- Fig. 4
- eine schematisierte Draufsicht auf die Oberfläche einer weiteren erfindungsgemäßen Schleifscheibe.
-
Fig. 1 zeigt stark schematisiert einen Ausschnitt aus einer Schleifscheibe 10 zusammen mit einem durch Schleifen zu bearbeitenden Werkstück 11. wieFig. 1 entnommen werden kann, wird beim Schleifen die Schleifscheibe 10 im Sinne des Pfeils 12 rotatorisch angetrieben und im Sinne des Pfeils 13 relativ zum Werkstück 11 bewegt. Die Bewegung im Sinne des Pfeils 13 bezeichnet man als Vorschubbewegung, wieFig. 1 weiterhin entnommen werden kann, steht beim Schleifen ein durch die Punkte 14 und 15 begrenzter Abschnitt bzw. Bereich 16 der Oberfläche 17 der Schleifscheibe 10 mit dem Werkstück 11 in einem wirksamen Schleifeingriff. Da die Schleifscheibe 10 einerseits im Sinne des Pfeils 12 drehend angetrieben und andererseits im Sinne der durch den pfeil 13 visualisierten Vorschubbewegung relativ zum Werkstück 11 bewegt wird, wechselt der mit dem Werkstück 11 in einem wirksamen Schleifeingriff stehende Bereich 16 der Oberfläche 17 der Schleifscheibe 10 kontinuierlich. - Die Schleifscheibe 10 verfügt über einen vorzugsweise metallischen Schleifscheibengrundkörper sowie über auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers aufgebrachten Schleifkörner. Die Schleifkörner sind vorzugsweise aus kubischen Bornitrid gebildet. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird nun vorgeschlagen, die Schleifkörper mit einer definierten Verteilung, nämlich mit einer definierten Position und mit einem definierten Abstand zueinander, auf die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers aufzubringen. Die Schleifkörner werden dabei derart auf die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers aufgebracht, dass für jeden wirksam in Schleifeingriff stehenden Bereich 16 der Schleifscheibenoberfläche 17 bei konstanter Breite desselben die Anzahl der Schleifkörner in etwa konstant ist. Dabei sind vorzugsweise in vorbestimmten Makrobereichen der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers eine größere Anzahl von Schleifkörnern positioniert, wie in anderen vorbestimmten Makrobereichen der Oberfläche. So können sich auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers Makrobereiche mit Schleifkörnern und Makrobereiche ohne Schleifkörner wechselseitig aneinander anschließen.
- So zeigt zum Beispiel
Fig. 2 eine mögliche Anordnung der Schleifkörner auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers. Im Ausführungsbeispiel derFig. 2 sind auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers Makrobereiche 18 mit Schleifkörnern und Makrobereiche 19 ohne Schleifkörper ausgebildet. Die Makrobereiche 18 und 19 verlaufen diagonal über die Oberfläche 17 des Schleifscheibengrundkörpers, wobei zwischen zwei benachbarten Makrobereichen 18 mit Schleifkörnern jeweils ein Makrobereich 19 ohne Schleifkörner verläuft. In den Makrobereichen 18 sind jeweils die Schleifkörner gleichverteilt, also in gleicher Anzahl und mit gleichem Abstand zueinander, auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers positioniert. In den Makrobereichen 19 liegen keinerlei Schleifkörner vor. - Eine alternative Anordnung der Schleifkörner auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers zeigt
Fig. 3 . Auch im Ausführungsbeispiel derFig. 3 sind wiederum Makrobereiche 20 mit Schleifkörnern und Makrobereiche 21 ohne Schleifkörner ausgebildet. Die Makrobereiche 20 mit Schleifkörnern verlaufen kreuzweise diagonal über die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers und schließen rechteckige bzw. rautenförmige Makrobereiche 21 ohne Schleifkörner ein. In den Makrobereichen 20 sind die Schleifkörner wiederum gleichverteilt, also mit einer gleichen Anzahl und gleichem Abstand voneinander, positioniert. - Eine weitere mögliche Anordnung von Schleifkörnern auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers zeigt
Fig. 4 . Im Ausführungsbeispiel derFig. 4 verlaufen erste Makrobereiche 22 mit Schleifkörnern ringsegmentförmig auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Makrobereichen 22 mit Schleifkörnern ein Makrobereich 23 ohne Schleifkörner eingeschlossen ist, und wobei die Makrobereiche 23 ohne Schleifkörner ebenfalls ringsegmentförmig ausgebildet sind. Zusätzlich zu den ersten Makrobereichen 22 mit Schleifkörnern erstreckt sich über die Oberfläche ein zweiter Makrobereich 24 mit Schleifkörnern über die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers, wobei der zweite Makrobereich 24 die Makrobereiche 22 und 23 schneidet. Im Makrobereich 24 ist gegenüber den Makrobereiche 22 eine größere Anzahl von Schleifkörnern positioniert. - Aus den unter Bezugnahme auf
Fig. 2 bis 4 exemplarisch beschriebenen, möglichen Anordnungen der Schleifkörner auf dem Schleifscheibengrundkörper folgt unmittelbar, dass im Sinne der hier vorliegenden Erfindung Makrobereiche definiert werden, die sich durch die Anzahl der in den Makrobereichen positionierten Schleifkörnern unterscheiden. In den Makrobereichen 19, 21 sowie 23 sind in den Ausführungsbeispielen derFig. 2 bis 4 keinerlei Schleifkörner vorhanden, wobei diese Makrobereiche der Zuführung eines Kühlmittels sowie der Abfuhr sich beim Schleifen ausbildender Späne dienen. Die Makrobereiche 18, 20, 22 und 24 verfügen hingegen über Schleifkörner. Wie insbesondereFig. 4 zeigt, können in Makrobereichen 24 eine größere Anzahl von Schleifkörnern vorgesehen sein wie in Makrobereichen 22. - Die konkrete Anordnung der Schleifkörner auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers erfolgt im Sinne der hier vorliegenden Erfindung vorzugsweise derart, dass die Verteilung der Schleifkörner der mithilfe der Schleifscheibe im zu bearbeitenden Werkstück zu erzeugenden Kontur entspricht. Die Position sowie der Abstand und die Anzahl der Schleifkörner auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers ist dann auf die durch Schleifen zu erzeugende Werkstückkontur abgestimmt.
- Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines Schleifscheibengrundkörpers aus vorzugsweise Metall; b) Bereitstellen von Schleifkörnern aus vorzugsweise kubischem Bornitrid; c) Aufbringen der Schleifkörner mit einer definierten Position und mit einem definierten Abstand zueinander auf die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers.
- Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird dabei im Detail vorzugsweise so vorgegangen, dass der metallische Schleifscheibengrundkörper sowie gegebenenfalls die Schleifkörner aus vorzugsweise kubischem Bornitrid vor dem Aufbringen der Schleifkörner auf den Schleifscheibengrundkörper vernickelt werden. Der vernickelte Schleifscheibengrundkörper wird vorzugsweise durch partielle Laserbestrahlung bereichsweise bzw. partiell an der Oberfläche erwärmt, und auf diese erwärmten Makrobereiche der Oberfläche werden die Schleifkörner aufgebracht. Hierdurch haften die Schleifkörner an der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers in den erwärmten Makrobereichen an. Hierdurch erfolgt demnach ein Anhaften der Schleifkörner aus kubischem Bornitrid auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers in den vorbestimmten Makrobereichen. Nach dem Anhaften der Schleifkörner in diesen vorbestimmten Makrobereichen der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers erfolgt ein Vernickeln bzw. Einnickeln auf chemischem oder galvanischem Weg. In Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird demnach vorgeschlagen, die Schleifkörner ausschließlich in ausgewählten Makrobereichen bzw. Abschnitten auf die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers aufzubringen.
Claims (2)
- verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibe, mit folgenden Schritten:a) Bereitstellen eines Schleifscheibengrundkörpers, insbesondere aus Metall,b) Bereitstellen von Schleifkörnern, insbesondere aus kubischem Bornitrid,c) Aufbringen von Schleifkörnern mit einer definierten Position und einem definierten Abstand zueinander auf die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers,dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers ausschließlich in vorbestimmten Makrobereichen erwärmt wird, und dass die Schleifkörner ausschließlich auf die erwärmten Makrobereiche der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers aufgebracht werden, wobei der Schleifscheibengrundkörper und/oder die Schleifkörner vernickelt sind, und wobei durch das partielle Erwärmen der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers und das Aufbringen der Schleifkörner auf die erwärmten Makrobereiche der Oberfläche ein Anhaften der Schleifkörner an den erwärmten Makrobereichen der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers erfolgt, und
im Anschluss an das Anhaften der Schleifkörner an den erwärmten Makrobereichen der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers ein Vernickeln bzw. Einnickeln auf chemischem oder galvanischem Weg erfolgt. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Erwärmen durch partielle Laserbestrahlung der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers durchgeführt wird.
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