ES2245300T3 - Metodo para la fabricacion de herramientas abrasivas. - Google Patents

Abstract

El dispositivo para la fabricación de herramientas abrasivas, en las que se puede aplicar partículas de material duro (9) en un soporte (1), con el que se aplica un pegue en el soporte (1), en el que se colocan y se mantienen fijas las partículas de material duro (9), con lo que se consigue la colocación con una distribución definida, muestra que la aplicación de pegues en forma de gotitas (6) consigue que se emitan por una boquilla de salida (5) de un sistema de microdosificación (2) de forma esencialmente continua en el soporte (1), y el soporte (1) y el sistema de microdosificación (2) se mueven con una trayectoria ajustable y un perfil de velocidad relativo, y que a continuación, las partículas de material duro (9) se esparcen por el soporte (1) previsto en las gotitas de pegue (6), y solo las partículas de material duro se mantienen en el soporte, que entra en contacto con una gotita de pegue, tras lo cual se desplazan las partículas de material duro que no estén fijas.

Description

Método para la fabricación de herramientas abrasivas.

La presente invención trata de un método para la fabricación de herramientas abrasivas, de acuerdo con el término genérico de la reivindicación 1. Se conoce un ejemplo para este tipo de método por la US-A-5 832 360.

En la fabricación de herramientas abrasivas de alta precisión, como las herramientas rectificadoras, es importante, que las posiciones críticas, especialmente las aristas de herramientas y los ápices del perfil, contengan granos, puesto que en las rectificaciones se genera un fallo a partir de la propia herramienta abrasiva, que se transmite desventajosamente por la pieza de trabajo que se está conformando por corte. Para poder conseguir la precisión necesaria, se colocan granos de material duro, por ejemplo, manualmente. Así, se consigue la precisión deseada, aunque la colocación de los granos a mano requiere mucho tiempo y trabajo, y, como consecuencia, se encarece mucho el resultado final.

También se conoce un método con el que la colocación manual se realiza mediante métodos que impliquen máquinas, de modo que la fabricación de este tipo de herramientas pasa a ser más rápida y asequible. Se conoce por la US-A-5 832 360, por ejemplo, un método, en el que se coloca un depurador construido como una chapa perforada en el material de soporte recubierto. Mediante este depurador, con ayuda de una rasqueta, se gira la pasta de soldadura. A continuación, se dispersan las partículas de material duro por la chapa perforada y se despega cuidadosamente. Las partículas de material duro, que habrán caído sobre un punto de la pasta de soldadura, se mantienen también inmóviles y se quedan aferradas durante el proceso de soldadura.

Este método es adecuado, sobre todo, para superficies de soporte ligeramente arqueadas. Por otra parte, deben utilizarse patrones apropiados a cada caso para los diversos tamaños de superficie que pueda ser recubierta, por lo que el procedimiento resulta complicado.

Se conoce otro método por la US-A-6 039 641, en el que se fabrican capas razonablemente abrasivas en el denominado método "Greentape". Para esto, se relamina una pasta de soldadura amasada con el grosor deseado, y a continuación se coloca un patrón, más fino que el tamaño medio de los granos, en la pasta de soldadura, aún sin secarse. Las partículas de material duro se dispersan por el patrón, y el patrón se vuelve a trasladar con los granos que le corresponda. Los granos introducidos por los orificios del patrón hasta la pasta de soldadura se revisten allí, para después aplicarse y soldarse como "Greentape" en un cuerpo base.

También este método es adecuado, sobre todo, para recubrir superficies de soporte planas.

Se conoce un método por la CH-A-644 295, en el que en un principio se aplica un barniz protector de galvanización fotosensible en el material de soporte. A continuación, este barniz protector, que contiene la estructura de las últimas partículas de la carcasa, se expone a la luz y seca mediante una máscara. Las partes no expuestas a la luz se lavan, y mantienen el barniz protector de galvanización estructurado en el material de soporte, que adopta la función de un patrón. A continuación se separan de forma galvánica las partículas en el soporte y, finalmente, se desplaza químicamente el barniz protector de galvanización.

Con este método, ningún grano aislado puede separarse, a excepción del denominado clúster de granos. Además, este método es necesario, dado que siempre se debe aplicar al principio una máscara. También este método es adecuado, sobre todo, para recubrir superficies de soporte planas.

La función de la presente invención se basa en conseguir un método con el que se pueda aplicar partículas de material duro en un soporte con una distribución definida, siendo obligatorio que sea tan sencillo y asequible como sea posible, y con lo que el soporte pueda mostrar prácticamente cualquier forma.

De acuerdo con la invención, la solución de esta función se consigue con las características citadas en la reivindicación de patente 1.

Los soportes, que pueden mostrar más o menos cualquier forma de superficie, pueden manipularse mediante la posibilidad de movimiento relativo entre el soporte y la boquilla del sistema de microdosificación en prácticamente cualquier trayectoria y con cualquier perfil de velocidad.

Una forma de ejecución ventajosa del método se basa en que el tamaño de las gotitas puedan ajustarse mediante la alteración del diámetro de la boquilla de salida, con lo que el tamaño de las gotitas puede adaptarse al tamaño de los granos de las partículas de material duro con lo que, sin embargo, se posibilita que las gotitas puedan retener varios granos y formen un denominado clúster de granos.

Junto al ajuste de la velocidad, con el que las boquillas de salida del sistema de microdosificación y del soporte se mueven relativamente las unas hacia las otras, la frecuencia de expulsión de las gotitas de pegue también puede ajustarse, de modo que la distancia entre las gotitas de pegue puede predeterminarse.

La pulverización del soporte previsto con gotitas de pegue, con las partículas de material duro, puede realizarse mediante una mesa de vibración, aunque la pulverización puede realizarse mediante la pulverización electroestática, con lo que las partículas de material duro se esparcen contra la fuerza de la gravedad. Con esto, éstas se ordenan en su eje longitudinal.

De manera ventajosa, se usa un pegue que se puede endurecer. Así se consigue que las partículas de material duro se fijen rápidamente y de una manera óptima al soporte.

Un acondicionamiento ventajoso de la invención se basa en que en los soportes previstos en las partículas de material duro fijas con las gotitas de pegue, se aplique una capa de pegue adicional. Así, mantienen una conexión óptima entre los soportes y las partículas de material duro.

De manera ventajosa, se realiza una soldadura para permitir la conexión de las partículas de material duro con el soporte, en caso de que lo tolere la calidad del material. Así, se puede conseguir que el soporte de la aplicación de las gotitas de pegue se recubra con una pasta de soldadura, que se deja secar entonces, aunque la pasta puede aplicarse y secarse también tras la aplicación de las gotitas de pegue y del esparcimiento de las partículas de material duro y del endurecimiento del pegue, lo que se consigue, por ejemplo, mediante la aplicación por pulverización. A continuación, el soporte manipulado se desliza por un horno de alto vacío, donde se realiza la fundición. Así, se consigue una conexión óptima entre las partículas de material duro y el soporte, siendo necesario aquí también que se asegure una mayor resistencia del grano.

Una forma de ejecución del método acorde a la invención se explica más detalladamente a continuación, mediante los gráficos adjuntos.

Se muestra:

Figura 1, un sistema de microdosificación en una representación esquemática, con la que las gotitas de pegue se aplican en uno de los soportes formados como un cuerpo de rotación;

Figura 2, la colocación, según la Figura 1, con una pulverización electroestática para las partículas de material duro;

Figura 3, el sistema de microdosificación en una representación esquemática, con el que la superficie de flancos de un disco de amolado se prevé con gotitas de pegue.

Figuras de la 5a a la 5c, la representación de la extensión de un disco de amolado razonablemente cubiertas; y

Figuras 6a a 6c, la representación de la extensión de un disco de amolado fundido con granos abrasivos colocados según la invención.

De la Figura 1, se desprende un soporte que está formado como un casquillo en bruto y fuera del cual se sitúa una herramienta abrasiva. Este casquillo en bruto 1 se introduce de una manera citada, pero no representada, en una máquina, lo que posibilita que este casquillo en bruto rote con una velocidad de rotación constante y ajustable. En esta máquina se conecta también un sistema de microdisificación 2. Este sistema de microdosificación 2 permite que se traslade un pegue de un depósito 3 a una cabeza de boquilla 4, que emite a modo de gotitas de pegue hacia fuera de la boquilla de salida 5. Los sistemas de microdosificación de este tipo se conocen y funcionan generalmente con una cabeza piezoeléctrica, con la que las gotitas se expulsan. Este tipo de sistemas de microdosificación permiten la expulsión de gotitas de pegue, que puede haber dependiendo del diámetro de la boquilla de un diámetro en un rango de 30 micrometros a 100 micrometros. Esta frecuencia de expulsión de gotitas de este sistema de microdosificción alcanza un máximo de 2000 gotitas por segundo. Esta frecuencia es ajustable, generalmente funciona con una frecuenta de aproximadamente 500 a 1000 gotas por segundo.

Este sistema de microdosificación 2 está colocado en la máquina, no representada, con lo que deja que las boquillas de salida 5 procedan en la dirección del eje de rotación del casquillo en bruto. Al mismo tiempo, esta boquilla de salida puede proceder también transversalmente en ambas direcciones.

Para aplicar las gotitas de pegue 6 se encaja el casquillo en bruto 1 en rotación, el sistema de microdosificación 2 se ajusta de tal modo, que la distancia de las boquillas de salida 5 del casquillo en bruto 1 alcanza aproximadamente 0.5 mm, el sistema de microdosificación 2 funciona a lo largo del eje de rotación del casquillo en bruto, mientras que las gotitas de pegue se emiten. Así, las gotitas de pegue se aplican con una distancia constante entre ellas sobre la superficie superior del casquillo en bruto 1. Con los medios de control correspondientes, la función de las gotitas de pegue puede controlase, de modo que esto solo se consigue si el casquillo en bruto 1 se encuentra bajo la boquilla de salida 5.

Mediante la variación del número de revoluciones con el que rota el casquillo en bruto 1, la velocidad de avance del sistema de microdosificación 2 y de la frecuencia de la emisión de gotitas aplica los puntos de pegue en diferentes estructuras en el soporte 1, que en este caso está construido como un casquillo en bruto.

Justo después de la aplicación de los puntos de pegue, las partículas de material duro se esparcen por el casquillo en bruto mientras todavía está girando, por ejemplo mediante una mesa de vibración no representada. Estas partículas de material duro pueden ser, por ejemplo, diamantes o CBN. El diámetro del grano de esta partícula de material duro oscila entre 40 micrometros y 1000 micrometros. Según el tamaño del grano y del diámetro del punto de pegue, hay fijados uno o varios granos un punto de pegue. Las partículas de material duro no dadas en un punto de pegue 6 rebotan en la superficie superior del casquillo en bruto 1 y caen hacia abajo.

Se aplica una pasta de soldadura en el casquillo en bruto 1 con las partículas de material duro adheridas. Esto se consigue aquí, de un modo conocido, con una boquilla de aerógrafo. El casquillo en bruto previsto con la pasta de soldadura puede secarse al aire o con un soplete. A continuación, este casquillo en bruto llega a un horno de alto vacío, en el que, a una temperatura de aproximadamente entre 720º y 1000º, alcanza la fusión, con lo que las partículas de material duro se unen fijamente con el casquillo en bruto.

En el ejemplo aquí descrito, se usa un pegue, que se endurece bajo la influencia de la radiación ultravioleta. Sería concebible, también, el uso de un pegue que se endureciera bajo la influencia de los infrarrojos. Dado el caso, también se puede usar un pegue que se secara por sí mismo. Así, el pegue debe, en caso de que se consiga la función, ser también apto para vacío.

En lugar de la utilización de una mesa de vibración para esparcir las partículas de material duro, también se puede, como se muestra de manera evidente en la Figura 2, usar la pulverización electroestática 7. Con esto, las partículas de pegue pueden esparcirse por una cinta transportadora 8 bajo la acción de un campo eléctrico, que se genera entre la cinta de transporte 8 y el casquillo en bruto, del modo conocido; las partículas de material duro, que entran en contacto con una gotita de pegue 6 en el casquillo en bruto 1, se mantienen fijas, las otras vuelven a caer. Con este modo de pulverización, las partículas de material duro se ordenan en su eje longitudinal y se mantienen fijas, de tal modo, que se mejora así la resistencia del grano. Por supuesto, también son concebibles otros métodos para el esparcimiento de partículas por el soporte y/o las gotitas de pegue.

En la Figura 3 se representa cómo puede funcionar, por ejemplo, una superficie de flancos de una extensión del disco de amolado correspondiente al método acorde a la invención. El eje alrededor del cual gira el soporte 1 introducido, gira, en comparación con los ejemplos anteriormente descritos, a 90º. La boquilla de salida 5 del sistema de microdosificación 2, se mueve alrededor del ancho de la superficie de flancos, contra el eje de rotación, hacia un lado y otro. Así, las gotitas de pegue 6 se aplican prácticamente zigzag por esta superficie de flancos, y esta, tal y como se ha descrito anteriormente, se pulveriza y vuelve a funcionar de la manera correspondiente.

En la Figura 4, se opera el área de manipulación de la extensión del disco de amolado. Con esto, el eje alrededor del cual gira el soporte 1, está otra vez fuera, como se representa en las Figura 1 y 2. El sistema de microdosificación 2 representa un movimiento en vaivén, que se orienta paralelamente al eje de rotación, con lo que se corresponde con el tramo del procedimiento del ancho de las extensiones del disco de amolado desarrolladas. Aquí también se pulverizan las gotitas de pegue 6 a continuación, que consiguen el funcionamiento, como en el primer ejemplo de ejecución.

También en los dos últimos ejemplos de ejecución se deja la estructuración de las gotitas de pegue 6 aplicadas mediante la variación de la velocidad de rotación, que cambia el movimiento en vaivén del sistema de microdosificación 2 y la frecuencia de emisión de gotitas de pegue.

En los gráficos del 5a al 5c hay una extensión de un disco de amolado razonablemente recubierta de forma galvánica. Especialmente en la Figura 5c es evidente, que la resistencia del grano a es relativamente pequeña, y que la distancia entre los granos es, asimismo, pequeña y nada uniforme.

Por el contrario, como se representa de forma evidente en las Figuras de la 6ª a la 6c, la resistencia del grano a con el método acorde a la invención es muy grande, la distancia b entre los granos de material duro 8 es mayor y es esencialmente constante.

Como se puede deducir de los ejemplos descritos anteriormente, el soporte 1, que se opera correspondientemente de acuerdo con el método de la invención, puede adquirir la forma de un cuerpo de rotación. La superficie superior manipulada puede mostrar cualquier otra forma, también puede ser plana. El soporte puede estar compuesto por cualquier material, por ejemplo de metal o cerámica. Según el método acorde a la invención, se puede fabricar también bandas abrasivas, con lo que el soporte puede ser de cualquier material fijo, como por ejemplo papel, tejido textil o folios de metal, cerámica o plástico.

Las partículas aplicadas sobre el soporte pueden, asimismo, estar compuestas por prácticamente cualquier material, como por ejemplo, diamante, CBN, cualquier tipo de cerámica, carburo de volframio, carburo de titanio o metal duro y sus mezclas.

Los tamaños de grano usados de las partículas de material duro dependen del tipo de intervención de las herramientas abrasivas fabricadas. Los diámetros de estos granos oscila entre, por ejemplo, 2 micrometros y 2 milímetros. También es concebible, que haya varias partículas de material duro dependiendo de cada gotita de pegue, con lo que se forma un denominado clúster de granos. Así, se consigue un mantenimiento especialmente bueno, puesto que los granos aislados pueden afianzarse mutuamente durante la intervención de la tarea.

El órgano de fundición, que cesa el soporte previsto con las partículas, como se ha descrito, se realiza en un horno de alto vacío. Por supuesto, esto puede lograrse también mediante sueldas, sueldas fuertes o fundiciones con gas protector.

Las características del pegue utilizado se adaptan a los materiales usados del soporte. Para algunos casos de aplicación, no se requiere ninguna fijación adicional de partículas en el soporte; con determinados materiales se adecua a la aplicación de una capa de pegue adicional, que se puede endurecer; con algunos materiales y en algunos casos de aplicación determinados, se conecta un tratamiento de fundición.

Claims (11)

1. El dispositivo para la fabricación de herramientas abrasivas, en las que se puede aplicar partículas de material duro (9) en un soporte (1), con el que se aplica un pegue en el soporte (1), en el que se colocan y se mantienen fijas las partículas de material duro (9), con lo que se consigue la colocación con una distribución definida, muestra que la aplicación de pegues en forma de gotitas (6) consigue que se emitan por una boquilla de salida (5) de un sistema de microdosificación (2) de forma esencialmente continua en el soporte (1), y el soporte (1) y el sistema de microdosificación (2) se mueven con una trayectoria ajustable y un perfil de velocidad relativo, y que a continuación, las partículas de material duro (9) se esparcen por el soporte (1) previsto en las gotitas de pegue (6), y solo las partículas de material duro se mantienen en el soporte, que entra en contacto con una gotita de pegue, tras lo cual se desplazan las partículas de material duro que no estén fijas.

2. El método, según la reivindicación 1, muestra que el tamaño de las gotitas (6) se ajusta mediante la variación del diámetro de la boquilla de salida (5).

3. El método, según la reivindicación 1 ó 2, muestra que la frecuencia de expulsión de gotitas de pegue (6) se ajusta.

4. El método, según una de las reivindicaciones, de la 1 a la 3, muestra que la pulverización del soporte (1) previsto con gotitas de pegue (6) se realiza con partículas de material duro (9) con una mesa vibradora.

5. El método, según una de las reivindicaciones, de la 1 a la 3, muestra que la pulverización del soporte (1) previsto con gotitas de pegue (6) se realiza con partículas de material duro (9) mediante la pulverización electroestática, con lo que las partículas de material duro (9) se esparcen contra la fuerza de la gravedad.

6. El método, según una de las reivindicaciones, de la 1 a la 5 muestra que el soporte previsto con partículas de material duro (9) se somete a una secuencia, en la que se endurece el pegue.

7. El método, según una de las reivindicaciones, de la 1 a la 6, muestra que se aplica una capa de pegue adicional en el soporte previsto (1) con gotitas de pegue (6) y en las partículas ahí fijadas de material duro (9).

8. El método, según una de las reivindicaciones, de la 1 a la 7, muestra que el soporte (1) está previsto antes de la aplicación de las gotitas de pegue (6) con una capa de fundición.

9. El método, según una de las reivindicaciones, de la 1 a la 8, muestra que el soporte (1) previsto con gotitas de pegue (6) y en las partículas ahí fijadas de material duro (9) se seca y recubre con una pasta de fundición.

10. El método, según la reivindicación 9, muestra que la pasta de fundición se aplica por pulverización con una boquilla de aerógrafo.

11. El método, según una de las reivindicaciones, de la 8 a la 10, muestra que el soporte (1) previsto con el material de fundición y partículas de material duro (9) se somete a un órgano de fundición.