NL8302757A

NL8302757A - Diamantbeitel.

Info

Publication number: NL8302757A
Application number: NL8302757A
Authority: NL
Original assignee: Drukker D & Zn Nv
Priority date: 1983-08-04
Filing date: 1983-08-04
Publication date: 1985-03-01
Also published as: EP0133716A1; JPS6052206A; DE3462090D1; ATE25020T1; EP0133716B1; US4619563A

Description

’ N/31.476-St/id

Diamantbeitel.

De uitvinding betreft een diamantbeitel met een in een sintermassa gevatte diamant, waaraan een snijkant is geslepen, welke sintermassa op het vooreinde van een beitelschacht is gesoldeerd.

5 Bij de vervaardiging van de bekende diamant- beitels van deze soort wordt de diamant eerst in een prop-vormige vatting van bijvoorbeeld sinterbrons opgesloten, waarna de sinterprop zodanig wordt nabewerkt, dat hij op een beitelhouder kan worden gesoldeerd. Vervolgens wordt 10 de voorzijde van de diamant door vijlen vrijgemaakt, zodat hieraan een snijkant van de gewenste vorm kan worden geslepen.

Dergelijke diamantbeitels worden bijvoorbeeld gebruikt voor het draaien van hoogwaardige oppervlakken van 15 bijvoorbeeld metalen spiegels en van geheugenschijven voor computers. Van wezenlijk belang voor de te bereiken kwaliteit van met zulke beitels bewerkte oppervlakken zijn ondermeer de kwaliteit van de snijkant van. de beitel, een tril-lingsvrije loop van de machine en een spelingsvrije en stij-20 ve opspanning van de beitel.

Met het voortschrijden van de techniek zijn de eisen, die aan de bewerkte oppervlakken worden gesteld, steeds verder opgevoerd, zo wordt bijvoorbeeld de mogelijke op registratie-dichtheid-het oppervlak van de genoemde computer-25 geheugenschijven ondermeer door de bereikbare oppervlakte-kwaliteit van de schijven bepaald. In de praktijk is nu gebleken, dat zich in dit opzicht bij gebruik van de genoemde conventionele diamantbeitels problemen voordoen, die voortspruiten uit een onvoldoende trillingsvastheid van de dia-30 mant in de diamantbeitel. Weliswaar is de diamant opgesloten in de gesinterde vatting, maar er bestaat geen hechting tussen de tegen elkaar aanliggende oppervlakken van de vatting en de diamant. De stabiliteit van de diamant tijdens het snijden is derhalve afhankelijk van de aanwezigheid en de 35 grootte van klemkrachten tussen het sintermateriaal van de vatting en de diamant. In de praktijk is het moeilijk om een voldoende inklemming van de diamant na het sinteren van de sintermassa te garanderen. Bovendien treden bij het nabewer- 8302757 «Tv \ - 2 - ken en solderen van de sinterprop en bij het slijpen van de diamant thermische en mechanische omstandigheden op, die een goede inklemming van de diamant nog onzekerder maken. Hierdoor kan het gemakkelijk voorkomen, dat de diamant tijdens 5 het gebruik onder de invloed van de optredende snijkrachten in trilling geraakt of zelfs speling in zijn vatting vertoont, bijvoorbeeld in de orde van honderdsten of tienden van een micrometer. Dergelijke verschijnselen kunnen uiteraard niet door maatregelen aan de machine worden gecompen-10 seerd.

De uitvinding beoogt nu een gesinterde dia-mantbeitel van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, die deze tekortkomingen van de bekende gesinterde beitels ondervangt.

15 De diamantbeitel volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de diamant op een metalen verbin-dingsblokje is gesoldeerd, dat samen met de diamant in de sintermassa is gevat. Niet alleen wordt door dit aan de diamant vast gesoldeerde verbindingsblokje het aangrijpingsop-20 pervlak tussen de sintermassa en het in te klemmen, uit de diamant en dit blokje bestaande onderdeel aanmerkelijk vergroot, maar tevens blijkt de sintermassa het metaal van dit blokje, in het bijzonder indien het uit molybdeen bestaat, goed te kunnen vasthouden. Gebleken is, dat aldus een voor 25 vele toepassingen voldoend vaste en spelingsvrije opsluiting van het uit het verbindingsblokje en de diamant bestaande onderdeel wordt verkregen, waarbij tevens een verbeterde trillingsdemping optreedt.

Ter verkrijging van een in bepaalde gevallen 30 gewenste nog hechtere verbinding heeft echter bij voorkeur volgens de uitvinding het verbindingsblokje aan zijn van de diamant afgekeerde onderzijde een van de sintermassa vrij-liggend soldeervlak, waarmee het blokje zelf eveneens op de beitelschacht is vastgesoldeerd. Aldus wordt een vaste 35 en stijve verbinding tussen de diamant en de beitelschacht verkregen, terwijl daarnaast de de diamant en het verbindingsblokje omsluitende sintermassa door wrijving met het oppervlak daarvan eventueel optredende trillingen dempt.

Het voor de verbinding van de diamant met 40 het verbindingsblokje gebezigde soldeer dient een smeltpunt 8302757 - 3 - ' te hebben, dat aanmerkelijk hoger ligt dan de sintertempe-ratuur van het sintermateriaal en bijvoorbeeld circa 900®-1200° C bedraagt. Dergelijke soldeermaterialen voor diamant zijn op zichzelf bekend en kunnen bijvoorbeeld bestaan uit 5 een geschikte legering van koper, zilver en titaan of uit goud, waaraan circa 4% tantaal is toegevoegd. Aldus kan de diamant eerst op het blokje worden gesoldeerd en vervolgens samen met dit blokje in een sinterprop worden gevat, zonder dat bij het sinteren de soldeerverbinding wordt aangetast.

10 Behalve aan de zijde van de te slijpen snijkant van de diamant wordt de sinterprop ook aan de onderzijde weggevijld tot het ondervlak van het verbindingsblokje vrij ligt en samen met de sintermassa op de beitelschacht kan worden gesoldeerd. Voor deze laatste soldeerbewerking kan het voor dit 15 doel gebruikelijke soldeermateriaal worden toegepast, waarvan het smelpunt lager ligt en maximaal circa 600° C bedraagt .

Volgens een gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn in het verbindingsblokje aan de naar de dia-20 mant gekeerde bovenzijde groeven aangebracht. Hierdoor kan een verschil tussen de thermische uitzettingscoëfficienten van diamant en het materiaal van het verbindingsblokje worden opgevangen.

Volgens een andere uitvoeringsvorm is het 25 echter ook mogelijk het blokje te vervaardigen uit een materiaal, zoals molybdeen of hardmetaal, waarvan de thermische uitzettingscoëfficient slechts weinig verschilt van die van diamant.

Een bijkomend voordeel van de constructie van 30 de diamantbeitel volgens de uitvinding is, dat in bepaalde gevallen met een kleinere diamant kan worden volstaan, dan bij de conventionele beitels, doordat een minder groot aan-rakingsoppervlak tussen de sintermassa en de diamant nodig is.

35 In de tekening is een uitvoeringsvoorbeeld van de diamantbeitel volgens de uitvinding afgebeeld.

Fig. 1 is een bovenaanzicht van de beitel?

Fig. 2 is een zijaanzicht van de beitel van

Fig. 1? en 40 Fig. 3 is op grotere schaal een doorsnede 8302757 - 4 - volgens de lijn III-III van Fig. l.

De afgebeelde diamantbeitel heeft een beitel-schacht 1 van conventionele uitvoering, waarin aan de voorzijde een verdiepte, trapvormige zitting is aangebracht, 5 die wordt begrensd door een horizontaal bodemvlak 2 en een verticaal eindvlak 3.

De beitelschacht 1 draagt aan zijn voorzijde een diamant 4 van conventionele vorm met een aangeslepen snijkant 5 en schuin buitenwaarts hellende zijkanten en ach-10 terkant. De diamant 4 is op een cilindrisch verbindingsblok-je 6 gesoldeerd onder toepassing van een soldeermateriaal met een hoog smeltpunt van circa 900°-1200° C. Als soldeermateriaal is een geschikte legering van koper, zilver en titaan toegepast ofschoon ook andere soldeermaterialen kun- ‘ 15 nen worden gebruikt, zoals bijvoorbeeld een legering bestaande uit 96% goud en 4% tantaal.

Het samenstel van de diamant 4 en het blokje 6 is vervolgens in een sintermassa 7 van bijvoorbeeld sinter-brons gevat, waarbij deze massa niet alleen de zijkanten en 20 de achterzijde van de diamant 4 omsluit, maar ook tegen een groot deel van het ondervlak van de diamant aansluit daar, zoals getekend, het bovenvlak van het cilindrische blokje 6 aanmerkelijk kleiner is dan het ondervlak van de diamant.

De gevormde sinterprop' is door een passende bewerking zo 25 gevormd, dat het in de zitting 2, 3 van de beitelschacht 1 past, waarbij het ondervlak van de sintermassa zover is weggenomen, dat het ondervlak van het blokje 6 vrij is komen te liggen. Na het slijpen van de eveneens vrijgemaakte snijkant 5 van de diamant 4 is het verkregen samenstel in de 30 zitting 2, 3 vastgesoldeerd onder toepassing van een geschikt conventioneel soldeer met een lager smeltpunt dan de sinter-temperatuur van de sintermassa. Daarbij is het ondervlak van het verbindingsblokje 6 rechtstreeks op het bodemvlak 2 van de zitting vastgesoldeerd.

35 In het getekende uitvoeringsvoorbeeld zijn in het bovenste gedeelte van het verbindingsblokje 6 kruiselings groeven 8 aangebracht met het doel een compensatiemogelijkheid voor een verschil tussen de thermische uitzet-tingscoëfficienten van de diamant en van het materiaal van 40 het blokje 6 te verschaffen. Het is echter ook mogelijk om 8302757 - 5 - δ * .' om het verbindingsblokje 6 te vervaardigen van een materiaal, zoals bijvoorbeeld molybdeen, waarvan de thermische uitzet-tingscoëfficient slechts weinig verschilt van die van diamant, in welk geval de groeven 8 kunnen worden weggelaten.

5 Door de beschreven constructie vormt het ver bindingsblokje 6 een vaste en stijve verbinding tussen de diamant 4 en de beitelschacht 1, waardoor de diamant onbeweeglijk op de schacht wordt vastgehouden. De sintermassa 7 sluit over een groot oppervlak tegen de diamant en het blok-10 je aan, waardoor een goede demping van eventueel in de diamant optredende trillingen wordt verkregen.

8302757

Claims

1. Diamantbeitel met een in een sintermassa gevatte diamant, waaraan een snijkant is geslepen, welke sintermassa op het vooreinde van een beitelschacht is gesoldeerd, met het kenmerk, dat de diamant (4) 5 op een metalen verbindingsblokje (6) is gesoldeerd, dat samen met de diamant in de sintermassa (7) is gevat.

2. Diamantbeitel volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het verbindingsblokje aan zijn van de diamant afgekeerde onderzijde een van de sintermassa vrij- 10 liggend soldeervlak heeft, waarmee het blokje zelf eveneens op de beitelschacht (1) is vastgesoldeerd.

3. Diamantbeitel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het voor de verbinding van de diamant met het verbindingsblokje gebezigde soldeer een 15 smeltpunt heeft, dat aanmerkelijk hoger ligt dan de sinter-temperatuur van het sintermateriaal en circa 900°-1200° C bedraagt.

4. Diamantbeitel volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat het bovenvlak van het ver- 20 bindingsblokje aanmerkelijk kleiner is dan het daartegen liggende ondervlak van de diamant.

5. Diamantbeitel volgens één der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het verbindingsblokje een cilindrische vorm heeft.

6. Diamantbeitel volgens één der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat in het verbindingsblokje aan de naar de diamant gekeerde bovenzijde groeven zijn aangebracht.

7. Diamantbeitel volgens conclusie 6, m e t 30 het kenmerk, dat de groeven een kruis vormen.

8. Diamantbeitel volgens één der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat het blokje is vervaardigd uit een materiaal, zoals molybdeen of een geschikte metaallegering, waarvan de thermische uitzettingscoëfficient 35 slechts weinig verschilt van die van diamant. 8302757