Schleifscheibe und Verfahren zur Herstellung derselben
Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe gemäß dem Oberbegriff des Pa¬ tentanspruchs 1. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibe.
Beim sogenannten Schleifen mit rotierendem Werkzeug wird eine rotierende Schleifscheibe relativ zu einem ortsfesten oder ebenfalls bewegten Werk¬ stück 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 ver¬ teilt und demnach Undefiniert aufgebracht. Derartige Schleifscheiben mit einer Undefinierten Anordnung der Schleifkörner auf dem Schleifscheiben¬ grundkörper verfügen über unzureichende Standzeiten und müssen daher häu¬ fig ausgetauscht werden, was letztendlich zu hohen Werkzeugkosten führt. Dies ist insgesamt von Nachteil.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine neuartige Schleifscheibe und ein Verfahren zur Herstellung derselben zu schaffen.
Dieses Problem wird durch eine Schleifscheibe gemäß Patentanspruch 1 ge¬ löst. Erfindungsgemäß sind die Schleifkörner mit einer definierten Posi¬ tion und einem definierten Abstand zueinander auf die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers aufgebracht.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird eine Schleifscheibe vorge¬ schlagen, bei welcher die Schleifkörner mit einer definierten Verteilung, nämlich mit einer definierten Position und einem definierten Abstand zu¬ einander, auf die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers aufgebracht sind. Die definierte Verteilung der Schleifkörner auf dem Schleifschei¬ bengrundkörper erlaubt eine verbesserte Zufuhr von Kühlmittel an den im Schleifeingriff stehenden Oberflächenbereich der Schleifscheibe sowie ei¬ ne verbesserte Abfuhr der sich beim Schleifen ausbildenden Späne. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass mit einer erfindungsgemäß ausgebilde¬ ten Schleifscheibe die Standzeiten derselben erhöht und damit Werkzeug¬ kosten reduziert werden können.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Schleifkör¬ ner derart auf die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers aufge¬ bracht, 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 ist in vor¬ bestimmten Makrobereichen der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers eine größere Anzahl von Schleifkörnern positioniert wie in anderen vorbe¬ stimmten 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 Werk¬ stückkontur abgestimmt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibe ist in Patentanspruch 6 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran¬ sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Er¬ findung 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 erfin¬ dungsgemäßen Schleifscheibe;
Fig. 3 eine schematisierte Draufsicht auf die Oberfläche einer weite¬ ren erfindungsgemäßen Schleifscheibe; und
Fig. 4 eine schematisierte Draufsicht auf die Oberfläche einer weite¬ ren erfindungsgemäßen Schleifscheibe.
Fig. 1 zeigt stark schematisiert einen Ausschnitt aus einer Schleifschei¬ be 10 zusammen mit einem durch Schleifen zu bearbeitenden Werkstück 11. Wie Fig. 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. Wie Fig. 1 weiterhin entnommen wer¬ den 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 Schleif- scheibengrundkörpers aufgebrachten Schleifkörner. Die Schleifkörner sind vorzugsweise aus kubischen Bornitrid gebildet. Im Sinne der hier vorlie¬ genden Erfindung wird nun vorgeschlagen, die Schleifkörper mit einer de¬ finierten Verteilung, nämlich mit einer definierten Position und mit ei¬ nem definierten Abstand zueinander, auf die Oberfläche des Schleifschei- bengrundkörpers aufzubringen. Die Schleifkörner werden dabei derart auf die Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers aufgebracht, dass -für je¬ den wirksam in Schleifeingriff stehenden Bereich 16 der Schleifscheiben- oberfläche 17 bei konstanter Breite desselben die Anzahl der Schleifkör¬ ner in etwa konstant ist. Dabei sind vorzugsweise in vorbestimmten Makro¬ bereichen der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers eine größere An¬ zahl von Schleifkörnern positioniert, wie in anderen vorbestimmten Makro¬ bereichen der Oberfläche. So können sich auf der Oberfläche des Schleif- scheibengrundkörpers 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 Ausführungsbei¬ spiel der Fig. 2 sind auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers Makrobereiche 18 mit Schleifkörnern und Makrobereiche 19 ohne Schleifkör¬ per ausgebildet. Die Makrobereiche 18 und 19 verlaufen diagonal über die Oberfläche 17 des Schleifscheibengrundkörpers, wobei zwischen zwei be¬ nachbarten 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 der Fig. 3 sind wiederum Makrobereiche 20 mit Schleifkörnern und Makroberei¬ che 21 ohne Schleifkörner ausgebildet. Die Makrobereiche 20 mit Schleif- körnern verlaufen kreuzweise diagonal über die Oberfläche des Schleif- scheibengrundkörpers und schließen rechteckige bzw. rautenförmige Makro¬ bereiche 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 der Fig. 4 verlaufen erste Makrobereiche 22 mit Schleifkörnern ringsegmentförmig auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers, wobei zwischen je¬ weils zwei benachbarten Makrobereichen 22 mit Schleifkörnern ein Makrobe¬ reich 23 ohne Schleifkörner eingeschlossen ist, und wobei die Makroberei¬ che 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 Schleifscheibengrundkör- per folgt unmittelbar, dass im Sinne der hier vorliegenden Erfindung Mak¬ robereiche definiert werden, die sich durch die Anzahl der in den Makro¬ bereichen positionierten Schleifkörnern unterscheiden. In den Makroberei¬ chen 19, 21 sowie 23 sind in den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 bis 4 keinerlei Schleifkörner vorhanden, wobei diese Makrobereiche der Zufüh¬ rung eines Kühlmittels sowie der Abfuhr sich beim Schleifen ausbildender Späne dienen. Die Makrobereiche 18, 20, 22 und 24 verfügen hingegen über Schleifkörner. Wie insbesondere Fig. 4 zeigt, können in Makrobereichen 24 eine größere Anzahl von Schleifkörnern vorgesehen sein wie in Makroberei¬ chen 22.
Die konkrete Anordnung der Schleifkörner auf der Oberfläche des Schleif- scheibengrundkörpers 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 Schleifkör¬ ner 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 er¬ findungsgemäße Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: a) Be¬ reitstellen 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 Schleifscheiben- grundkörpers.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird dabei im Detail vorzugswei¬ se so vorgegangen, dass der metallische Schleifscheibengrundkörper sowie gegebenenfalls die Schleifkörner aus vorzugsweise kubischem Bornitrid vor dem Aufbringen der Schleifkörner auf den Schleifscheibengrundkörper ver¬ nickelt werden. Der vernickelte Schleifscheibengrundkörper wird vorzugs¬ weise 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 Makro¬ bereichen an. Hierdurch erfolgt demnach ein Anhaften der Schleifkörner aus kubischem Bornitrid auf der Oberfläche des Schleifscheibengrundkör¬ pers in den vorbestimmten Makrobereichen. Nach dem Anhaften der Schleif- körner in diesen vorbestimmten Makrobereichen der Oberfläche des Schleif¬ scheibengrundkörpers erfolgt ein Vernickeln bzw. Einnickein auf chemi¬ schem oder galvanischem Weg. In Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird demnach vorgeschlagen, die Schleifkörner ausschließlich in ausge¬ wählten Makrobereichen bzw. Abschnitten auf die Oberfläche des Schleif¬ scheibengrundkörpers aufzubringen.
In Abwandlung zu der oben beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellverfahren für eine Schleifscheibe ist es auch denkbar, die Schleifkörner konventionell auf die gesamte Oberfläche des Schleifscheibengrundkörpers aufzubringen, und anschließend zum Beispiel durch Laserabtragen die Makrobereiche ohne Schleifkörner bzw. mit einer geringeren Anzahl von Schleifkörner herauszuarbeiten.