WO2001089766A1 - Verfahren zum schleifen von insbesondere nickel enthaltenden metallischen werkstücken - Google Patents

Verfahren zum schleifen von insbesondere nickel enthaltenden metallischen werkstücken Download PDF

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Andreas Paskuda
Harald Kulmitzer
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Definitions

  • the invention relates to a method for grinding
  • the chip removal rate is determined by the
  • 00019 is 30 mm 3 / mms. In the prior art, this is
  • 00023 speed is a maximum of 30 m / s.
  • 00024 dressing wheels is approximately 80% of the grinding wheel speed
  • 00025 and is the same as the grinding wheel. 00026
  • the object of the invention is to improve the grinding
  • the grinding wheel 00036 speed of rotation is at least 45 m / s
  • the feed (table speed) can be any feed (table speed).
  • 00039 chip removal volume is at least 90 mm 3 / mms.
  • 00044 leads to an increase in the chip removal rate. surprisingly
  • the grinding wheel is made of a highly porous material
  • the cutting speed can be reduced to 60 m / s
  • 00054 achieve more than 100 mm 3 / mms, even for long-term
  • 00057 positioning speed of 2 ⁇ m / rev. can be time
  • 00070 circumferential surface working grinding wheel is 00071 pulls 3 mm.
  • the table speed can have values over 1.8
  • 00073 Dressing is greater than the abrasion when grinding. 00074
  • 00078 Fig. 1 shows the device in a schematic representation
  • 00087 is driven and operated at a speed
  • the grinding wheel 2 is continuously by one
  • the grinding wheel is made of a porous material.
  • Binder 50% of the grinding wheel volume is air. It 00105 is a porous grinding wheel. she is
  • the first parameter set corresponds to the status of the
  • the second parameter set shows how a

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen von insbesondere Nickel enthaltende metallische Werkstücke, wobei eine drehangetriebene Schleifscheibe (2) von einem drehangetriebenen Abrichtrad (3) während des Schleifens des Werkstückes (1) durch stetige Zustellung (vfrd) des Abrichtrades kontinuierlich abgerichtet wird. Zur Erhöhung der Schleifleistung ist vorgesehen, dass bei einer Abrichtzustellgeschwindigkeit von 1 bis 2 νm pro Umdrehung der Schleifscheibe und einer Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe (vs) von mindestens 45 m/s der Vorschub (Tischgeschwindigkeit vt) so eingestellt wird, dass das Zeitspanvolumen mindestens 90 mm3/mms ist.

Description

00001 Verfahren zum Schleifen von insbesondere Nickel βnthal-
00002 tenden metallischen Werkstücken 00003
00004 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen von
00005 insbesondere Nickel enthaltende metallische Werkstücke,
00006 wobei eine drehangetriebene Schleifscheibe von einem
00007 drehangetriebenen Abrichtrad während des Schleifens des
00008 Werkstückes durch stetige Zustellung des Abrichtrades
00009 kontinuierlich abgerichtet wird. 00010
00011 Derartige Verfahren werden im Stand der Technik als
00012 CD-Schleifen bezeichnet. Das kontinuierliche Abrichten
00013 des Schleifrades hat zur Folge, dass das Schleifrad
00014 ständig die exakte Form beibehält. Es hat aber den
00015 Nachteil eines hohen SchleifScheibenverbrauchs . Die
00016 Schleifleistung, das Zeitspanvolumen wird durch die
00017 Tischgeschwindigkeit bestimmt. Diese ist beim Stand der
00018 Technik so eingestellt, dass das Zeitspanvolumen unter
00019 30 mm3/mms beträgt. Beim Stand der Technik beträgt die
00020 Zustellgeschwindigkeit des Abrichtrades weniger als 1
00021 μm/TJmdr. bezogen auf die Schleifscheibe. Die Schleif-
00022 Scheibenumdrehungsgeschwindigkeit, also die Schnittge-
00023 schwindigkeit beträgt maximal 30 m/s. Die Umdrehung des
00024 Abrichtrades beträgt etwa 80 % der Schleifraddrehzahl
00025 und ist gleichlaufend zur Schleifscheibe. 00026
00027 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schleif-
00028 leistung zu erhöhen. 00029
00030 Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen
00031 angegebene Erfindung. 00032
00033 Im Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Abrichtzustellge-
00034 schwindigkeit drastisch gesteigert ist auf einen Wert,
00035 der zwischen 1 und 2 μm/Umdr. liegt. Die Schleifschei- 00036 benumdrehungsgeschwindigkeit wird auf mindestens 45 m/s
00037 eingestellt. Der Vorschub (Tischgeschwindigkeit) kann
00038 bei diesen Parametern so eingestellt werden, dass das
00039 Zeitspanvolumen mindestens 90 mm3/mms beträgt. Überra-
00040 schenderweise hat sich herausgestellt, dass eine starke
00041 Erhöhung der Abrichtzustellgeschwindigkeit und nur eine
00042 vergleichsweise moderate Erhöhung der Schleifscheibenum-
00043 drehungsgeschwindigkeit zu einer überproportionalen
00044 Steigerung des Zeitspanvolumens führt. Überraschender-
00045 weise hat sich auch herausgestellt, dass bei der Steige-
00046 rung des Zeitspanvolumens durch Erhöhung der Tischge-
00047 schwindigkeit die auf den Tisch wirkenden Normalkräfte
00048 nahezu konstant bleiben und nicht mitansteigen. Wird
00049 das Schleifrad aus einem hoch porösem Material gefer-
00050 tigt, welches beispielsweise ein Luftvolumen von 50 %
00051 ausbildet, so lassen sich die Ergebnisse noch verbes-
00052 sern. Die Schnittgeschwindigkeit lässt sich auf 60 m/s
00053 heraufsetzen. Dann lassen sich Zeitspanvolumina von
00054 mehr als 100 mm3/mms erreichen, dies sogar für langspa-
00055 nende Nickellegierungen. Bei einer Schleifscheibenumdre-
00056 hungsgeschwindigkeit von 80 m/s und einer Abrichtzu-
00057 Stellgeschwindigkeit von 2 μm/Umdr. lassen sich Zeit-
00058 spanvolumina von 300 _rm3/mrr3 erreichen. Die durch Erhö-
00059 hung der Abrichtzustellgeschwindigkeit erreichte Steige-
00060 rung des Zeitspanvolumens wird damit erklärt, dass die
00061 Erhöhung der AbrichtZustellung zu einer Erhöhung der
00062 Werkzeugschärfe führt. Dies wird auch für die kaum
00063 beobachtbare Steigerung der Normalkraft verantwortlich
00064 gemacht. Das Verfahren mit den erfindungsgemäßen Parame-
00065 tersätzen hat zwar zur Folge, dass die Schleifscheibe
00066 schneller abnutzt. Der Verbrauch der Schleifscheibe
00067 wird aber überraschender Weise durch das erhöhte Zeit-
00068 spanvolumen ausgeglichen, so dass insgesamt die Schleif-
00069 leistung erhöht ist. Die Eindringtiefe der mit Ihrer
00070 Umfangsfläche arbeitende Schleifscheibe beträgt bevor- 00071 zugt 3 mm. Die Tischgeschwindigkeit kann Werte über 1,8
00072 m/min erreichen. Der Schleifscheibenabtrag durch das
00073 Abrichten ist größer, als der Abrieb beim Schleifen. 00074
00075 Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand beige-
00076 fügter Figuren erläutert. Es zeigen: 00077
00078 Fig. 1 in schematischer Darstellung die Vorrichtung
00079 zu Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens
00080 und 00081
00082 Fig. 2 Parametersätze, bei denen optimale Schleifer-
00083 gebnisse erzielt werden können. 00084
00085 Die Vorrichtung zum Schleifen des Werkstückes 1 besteht
00086 aus einer Schleifscheibe 2, die kontinuierlich drehange-
00087 trieben wird und mit einer Drehzahl betrieben wird,
00088 dass sie mit einer Schleifkontaktgeschwindigkeit vs am
00089 Werkstück 1 angreift. Die Drehrichtung ist mit dem
00090 Pfeil 2' bezeichnet. 00091
00092 Die Schleifscheibe 2 wird kontinuierlich von einem
00093 gleichlaufendem 3 ' Abrichtrad 3 , welches in Richtung
00094 des Pfeiles 3'1 verlagerbar ist, abgerichtet. Das Ab-
00095 richtrad dreht mit etwa 80 % der Schleifscheibendreh-
00096 zahl. Zum Schleifen greift die Schleifscheibe 2 mit
00097 ihrer Umfangsfläche mit einer Tiefe ae in das Werkstück
00098 1 ein, welches auf einem beweglichen Tisch 4 liegt,
00099 welcher in die mit Pfeil 4' gezeichnete Richtung mit
00100 der Tischgeschwindigkeit vt verlagert werden kann. 00101
00102 Die Schleifscheibe besteht aus einem porösen Material.
00103 25 % des Volumens sind Korn, 15 % Volumens ist ein
00104 Binder, 50 % des SchleifScheibenvolumens ist Luft. Es 00105 handelt sich um eine poröse Schleifscheibe. Sie ist
00106 besonders für Nickellegierungen geeignet. 00107
00108 Um die zu höheren Zeitspanvolumina auftretenden großen
00109 Horizontalkräfte aufnehmen zu können, kann die Schleif-
00110 scheibe eine besonders verstärkte, nicht dargestellte
00111 Nabe aufweisen. Besonders eignet sich hierzu eine
00112 Schleifscheibe gemäß der Österreichischen Patentan el-
00113 düng A 314/2000, auf die hier vollinhaltlich Bezug
00114 genommen wird. 00115
00116 Bei den in Fig. 2 dargestellten Parametern handelt es
00117 sich um Betriebsparameter, bei denen die in Fig. 1
00118 dargestellte Vorrichtung gute Schleifergebnisse lie-
00119 fert. Der erste Parametersatz entspricht dem Stand der
00120 Technik. Der zweite Parametersatz zeigt, wie eine ge-
00121 ringfugige Steigerung der Schleifkontaktgeschwindigkeit
00122 und eine drastische Steigerung der Abtrichtzustellge-
00123 schwindigkeit vfrd zu einer zunächst etwa proportiona-
00124 len Steigerung des Zeitspanvolumens führt. 00125
00126 Eine weitere Steigerung der Kontaktgeschwindigkeit vs
00127 auf 45 m/s führt bei einer nahezu lediglichen Verdoppe-
00128 lung der Schleifkontaktgeschwindigkeit zu einer mehr
00129 als Vervierfachung des Zeitspanvolumens gegenüber des
00130 Parametersatz des Standes der Technik. 00131
00132 Bei einer Kontaktgeschwindigkeit von 50 m/s ist bei
00133 einer Abrichtzustellgeschwindigkeit von 1,5 μm/Umdr. so-
00134 gar ein Zeitspanvolumen von 150 mm3/mms möglich. Stei-
00135 gert man die Kontaktgeschwindigkeit auf 80 m/s so ist
00136 bei einer Abrichtzustellgeschwindigkeit von 2 μm/Udr.
00137 sogar ein Zeitspanvolumen von 300 mm3/mms möglich. 00138 00139 Die in der Fig. 2 dargestellten Parametersätze wurden
00140 ermittelt, indem Schleifexperimente durchgeführt wur-
00141 den, bei denen die Schnittgeschwindigkeit vs und die
00142 Zustellgeschwindigkeit vfrd des Abrichtrades konstant
00143 gehalten wurde und der Vorschub (Tischgeschwindigkeit)
00144 vt schrittweise erhöht wurde. Der in Fig. 2 dargestell-
00145 te Wert für das Zeitspanvolumen entspricht dem Experi-
00146 ent mit dem höchsten Vorschub, bei dem ein genügend
00147 gutes Schleifergebnis erzielt wurde. 00148
00149 Alle offenbarten Merkmale der Erfindung sind (für sich)
00150 erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung
00151 wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehöri-
00152 gen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der
00153 Voranmeldung) sowie der A 314/2000 vollinhaltlich mit
00154 einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterla-
00155 gen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims

00156 A n s p r ü c h e 00157
00158 1. Verfahren zum Schleifen von insbesondere Nickel ent-
00159 haltende metallische Werkstücke, wobei eine drehange-
00160 triebene Schleifscheibe (2) von einem drehangetriebenen
00161 Abrichtrad (3) während des Schleifens des Werkstückes
00162 (1) durch stetige Zustellung (vfrd) des Abrichtrades
00163 kontinuierlich abgerichtet wird, dadurch gekennzeich-
00164 net, dass bei einer Abrichtzustellgeschwindigkeit von 1
00165 bis 2 μm pro Umdrehung der Schleifscheibe und einer
00166 Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe (vs) von
00167 mindestens 45 m/s der Vorschub (Tischgeschwindigkeit vt)
00168 so eingestellt wird, dass das Zeitspanvolumen mindes-
00169 tens 90 mm3/mms ist. 00170
00171 2. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen-
00172 den Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet
00173 durch ein hochporiges Schleifrad insbesondere mit einem
00174 50 %igem Luftvolumen. 00175
00176 3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen-
00177 den Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet
00178 durch eine Schleifscheibenumdrehungsgeschwindigkeit von
00179 mehr als 50 m/s bevorzugt mehr als 60 m/s und einem
00180 Vorschub, der einem Zeitspanvolumen von mehr als 100
00181 mm3/mms bzw. mehr als 150 mm3/mms entspricht.
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