EP1110671A2 - Dressing, honing and grinding tool - Google Patents
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Definitions
- Tools on your work surface with a layer of Hard cutting grains such as CBN or diamond are found as grinding, honing, cutting or dressing tools under the name CBN grinding wheel or grinding worm, CBN honing wheel, cutting disc, form dressing or profile dressing roller, Diamond dressing gear etc. in many production areas increasing use. Especially in the use cases, in which it is used as a profile grinding wheel, profile dressing roller or dressing gear are used to the topological The accuracy of their cutting surface places high demands. Because post-processing of those with hard material cutting grains Cutting surfaces only limited and with great effort Such tools are often possible in the so-called reverse process manufactured, the tool, starting from a precisely manufactured negative form, from the outside, i.e. the circumferential Hard material cutting grain layer, inwards to the tool holder bore is built up.
- the Negative form 1 of the tool 2 a directly or in reverse Manufactured cup-shaped metal body with a lid 3 is closed.
- the inner contour of the negative form 1 corresponds in its cross section the circumferential, face and bore side Contour course of the tool axis cut.
- the bottom 11 of the cavity the negative form 1, the jacket 12 of the central cylindrical Pin 13 and the inside 14 of the lid 3 are with provided with an electrically insulating coating.
- the hard material cutting grains 5 Lie on the circumferential inner surface 4 of the negative mold 1 the hard material cutting grains 5.
- the interior of the negative mold 1 is filled with self-curing, pourable, with solid particles 8 offset potting compound 6, which the hard material cutting grains 5 binds and supports and at the same time the forehead and boreside tool holder 7, 7 'forms.
- the composition of the sealing compound 6 and the type and size of the added solid particles 8 are selected so that the Strength, the heat resistance and the hardening delay of the Load or the accuracy requirements of the tool optimal correspond.
- a two-component synthetic resin for example, is used as sealing compound 6 and ceramics.
- the added Solid particles 8 are preferably metal chips, glass splinters, Corundum grains, ceramic particles or minerals such as Silicates or borates with different grain sizes and grain shapes. Through targeted coordination of the proportions of solid particles 8, their material, shape, size and distribution to the proportions Castable plastic has the desired properties such as dimensional stability, mechanical strength and temperature resistance optimally set. By using different Particle sizes can leave gaps between larger ones Particles are filled by smaller ones, creating a high one Dimensional stability and strength is achieved.
- As hard material cutting grains 5 are suitable for example diamond, CBN or Corundum grains.
- the holes 9, 10 serve to supply the liquid Potting compound 6 to the interior of the negative mold 1.
- Hard material cutting grains are suitable, for example those made of corundum, the cutting grains 5 in such an amount into the cavity the negative mold 1 rotating about its axis 18, that the hard material cutting grains 5 at least the entire inner surface Cover 4 of negative form 1.
- the layer thickness is depending be different according to the inner contour 4.
- the rotating negative form 1 is then over the holes 9, 10 with liquid Potting compound 6 filled, the cavity, for example, in advance is evacuated.
- the casting compound is cured. At this Variant elements 15, 16, 17 are not required.
- For expensive hard material cutting grains for example made of diamond or CBN also becomes the cutting grains 5 in the above amount filled and the form 1 1 rotated about its axis 18. Subsequently a nickel-containing electrolyte through the holes 9, 10 filled.
- the switch 16 is turned on, and the peripheral Grains 5 are on the inner surface 4 with a thin Nickel layer 19 coated. Then the lid 3 is opened and all except the nickel-coated cutting grains 5 and the Electrolyte is poured out. The lid is closed again and through the holes 9, 10, the potting compound 6th filled in as above. The rotation is in this process step not necessarily required.
- this method can also be used by the inner surface 4 of the negative mold 1 previously with a Adhesive is coated evenly.
- the one with sealing compound filled negative mold 1 spun and / or shaken and / or placed under vacuum.
- the negative mold becomes, for example removed by machining and etching and if necessary the mounting hole of the tool by a suitable post-processing brought to the required level. Any sprue residues at the feed points of the sealing compound 6 into the interior of the negative mold 1 are removed by machining.
Abstract
in eine durch einen Deckel (3) verschlossene Negativform (1) werden Hartstoffschneidkörner (5) an der peripheren Innenfläche (4) angenickelt. Die Negativform (1) enthält ausser der Aussenkontur (4) auch die Flächen für die Aufnahmebohrung (7) und die Anschlagflächen (7') des herzustellenden Werkzeugs. Anschliessend wird der Innenraum der Negativform (1) vollständig mit einer mit Feststoffpartikeln (8) versetzten Vergussmasse (6) gefüllt und diese ausgehärtet. Die Form (1) wird durch Zerspanen oder Ätzen entfernt. Durch dieses Verfahren lassen sich kostengünstig und rationell mit Hartstoffschneidkörnern beschichtete Werkzeuge herstellen. <IMAGE>hard material cutting grains (5) are rolled onto the peripheral inner surface (4) into a negative mold (1) closed by a cover (3). In addition to the outer contour (4), the negative mold (1) also contains the surfaces for the receiving bore (7) and the stop surfaces (7 ') of the tool to be produced. The interior of the negative mold (1) is then completely filled with a casting compound (6) mixed with solid particles (8) and this is cured. The mold (1) is removed by machining or etching. This method allows tools to be coated inexpensively and efficiently with hard material cutting grains. <IMAGE>
Description
Werkzeuge, die auf ihrer Arbeitsfläche mit einer Schicht aus Hartstoffschneidkörnern wie beispielsweise CBN oder Diamant versehen sind, finden als Schleif-, Hon-, Trenn- oder Abrichtwerkzeuge unter der Bezeichnung CBN-Schleifscheibe oder -Schleifschnecke, CBN-Honrad, Trennscheibe, Formabricht- oder Profilabrichtrolle, Diamantabrichtzahnrad etc. in vielen Fertigungsbereichen zunehmend Verwendung. Insbesondere in den Anwendungsfällen, in denen sie als Profilschleifscheibe, Profilabrichtrolle oder Abrichtzahnrad eingesetzt werden, sind an die topologische Genauigkeit ihrer Schneidoberfläche hohe Anforderungen gestellt. Weil eine Nachbearbeitung der mit Hartstoffschneidkörnern besetzten Schneidoberflächen nur begrenzt und mit hohem Aufwand möglich ist, werden solche Werkzeuge vielfach im sogenannten Umkehrverfahren hergestellt, wobei das Werkzeug, ausgehend von einer genau gefertigten Negativform, von Aussen, d.h. der umfangseitigen Hartstoffschneidkörnerschicht, nach innen zur Werkzeugaufnahmebohrung aufgebaut wird.Tools on your work surface with a layer of Hard cutting grains such as CBN or diamond are found as grinding, honing, cutting or dressing tools under the name CBN grinding wheel or grinding worm, CBN honing wheel, cutting disc, form dressing or profile dressing roller, Diamond dressing gear etc. in many production areas increasing use. Especially in the use cases, in which it is used as a profile grinding wheel, profile dressing roller or dressing gear are used to the topological The accuracy of their cutting surface places high demands. Because post-processing of those with hard material cutting grains Cutting surfaces only limited and with great effort Such tools are often possible in the so-called reverse process manufactured, the tool, starting from a precisely manufactured negative form, from the outside, i.e. the circumferential Hard material cutting grain layer, inwards to the tool holder bore is built up.
In DE 37 26 855 A1 wird der Aufbau des Werkzeugs und die Verfahrensweise bei der Werkzeugherstellung am Beispiel einer Abrichtprofilrolle beschrieben. Die Herstellung des Metallrings mit den Hartstoffschneidkörnern auf dessen Peripherie ist zwar in dieser Schrift nicht dargelegt. Es handelt sich dabei jedoch um ein bekanntes Verfahren. Der Ring entsteht durch galvanisches Einnikkeln der an der umfangseitigen Innenwandung der Negativform anliegenden Hartstoffschneidkörner. In diesen Ring wird ein vorzugsweise aus gehärtetem Stahl gefertigter Grundkörper mit genau bearbeiteter Bohrung und stirnseitiger Anschlagfläche eingesetzt, der zur Aufnahme des Werkzeugs auf der Werkzeugspindel dient. Nach exakter Zentrierung des Grundkörpers zum Zentrum der Negativform mittels einer geeigneten Vorrichtung werden der die Hartstoffschneidkörner tragende äussere Metallring und der Grundkörper durch Ausgiessen des Zwischenraums mit bei niedriger Temperatur verflüssigbarem Metall, z.B. einer Wismut-Zinnlegierung, oder einem selbstaushärtenden reinen oder mit Feststoffpartikeln versetzten giessbaren Kunststoff zu einer Einheit miteinander verbunden. Bei sehr hohen Genauigkeitsanforderungen ist es vielfach notwendig, die Bohrung und die stirnseitige Anschlagfläche des Grundkörpers nach dem Vergiessen vor der Entfernung der Negativform nachzuschleifen, um den geforderten Rund- und Planlauf der Werkzeugschneidoberfläche zur Werkzeugspindel sicherzustellen.DE 37 26 855 A1 describes the structure of the tool and the procedure in tool manufacture using the example of a dressing profile roll described. The production of the metal ring with the Hard material cutting grains on its periphery is in this Scripture not spelled out. However, it is a known one Method. The ring is created by galvanic snap-in the one lying against the circumferential inner wall of the negative mold Hard cutting grains. In this ring one is preferred body made of hardened steel with exact machined bore and end face inserted, the one for holding the tool on the tool spindle serves. After exact centering of the base body to the center of the The negative form by means of a suitable device Hard metal cutting grains bearing outer metal ring and the Base body by pouring out the space with at low Temperature liquefiable metal, e.g. a bismuth tin alloy, or a self-curing pure or with Solid particles add castable plastic to a Unit connected. With very high accuracy requirements it is often necessary to drill the hole and the front Stop surface of the base body after potting regrind the removal of the negative form in order to achieve the required Concentricity and runout of the tool cutting surface to the tool spindle ensure.
Mit dem heute verwendeten Umkehrverfahren lassen sich sehr genaue Werkzeuge herstellen. Die Vielzahl der Fertigungsoperationen und die langen Badzeiten für das Einnickeln der Hartstoffschneidkörner verursachen jedoch lange Fertigungszeiten und hohe Fertigungskosten, durch die die Wirtschaftlichkeit der Prozesse beschränkt wird, in denen sie heute Verwendung finden.With the reversal method used today, very precise Make tools. The variety of manufacturing operations and the long bath times for the nicking of the hard material cutting grains cause long manufacturing times and high Manufacturing costs, through which the economics of the processes is limited, in which they are used today.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für den beschriebenen Verwendungszweck ein Werkzeug und ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzuschlagen, welche kürzere Fertigungszeiten und niedrigere Herstellkosten ermöglichen. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch ein Werkzeug und ein Herstellverfahren mit den Merkmalen gemäss den Patentansprüchen gelöst.It is the object of the present invention for the described Use a tool and a method for its use To propose which shorter manufacturing times and enable lower manufacturing costs. According to the invention this task with a tool and a manufacturing process solved the features according to the claims.
Dabei werden unter Beibehaltung der hohen Form-, Rundlauf und Planlaufgenauigkeit des zur Feinbearbeitung wie Schleifen und Honen oder zum Abrichten von Schleifscheiben, Schleifschnecken und Honrädern eingesetzten Werkzeugs die Herstellungszeit und die Herstellkosten erfindungsgemäss dadurch gesenkt, dass die auf die innere Wandung der Negativform aufgebrachten Hartstoffschneidkörner nicht in einer galvanisch erzeugten Metallschicht vollständig eingenickelt sondern nach nur kurzzeitigem Annickeln in einer selbstaushärtenden Vergussmasse gebunden werden, welcher Feststoffpartikel aus Metall, Glas, Kohlenstofffasern, Mineralien oder anderen geeigneten Materialien beigemengt werden können, und dass der gesamte Zwischenraum zwischen der umfangseitigen inneren Wandung und der den Aufnahmesitz und die Anlagestirnflächen bildenden Innenkontur der Negativform mit Vergussmasse gefüllt wird, wodurch sich der Herstellaufwand des Werkzeugs um die Herstellung, das genaue Positionieren und dass Vergiessen eines metallischen Grundkörpers reduziert.Here, while maintaining the high form, concentricity and Axial runout accuracy for fine machining such as grinding and Honing or for dressing grinding wheels, grinding worms and honing wheels used the manufacturing time and reduced the manufacturing costs according to the invention in that the hard material cutting grains applied to the inner wall of the negative mold not in an electroplated metal layer completely wrapped up but after only briefly nickeling bound in a self-hardening casting compound, which Solid particles made of metal, glass, carbon fibers, minerals or other suitable materials can, and that the entire space between the circumferential inner wall and the receiving seat and the contact faces inner contour of the negative mold with sealing compound is filled, which increases the manufacturing cost of Tool around the manufacture, the exact positioning and that Casting of a metallic base body reduced.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen am Beispiel einer Profilabrichtrolle näher beschrieben. Darin zeigen
Figur 1- einen Achsschnitt der erfindungsgemässen Negativform mit Profilabrichtrolle,
- Figur 2
- die in
Figur 1 eingekreiste Einzelheit, vergrössert dargestellt, und - Figur 3
- eine Variante zu Figur 2 mit angenickelten Hartstoffschneidkörnern
- Figure 1
- an axial section of the negative mold according to the invention with profile dressing roller,
- Figure 2
- the detail circled in Figure 1, shown enlarged, and
- Figure 3
- a variant of Figure 2 with nickel-coated hard material cutting grains
In dem hier gewählten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die
Negativform 1 des Werkzeugs 2 ein direkt oder im Umkehrverfahren
hergestellter topfförmiger Metallkörper, der mit einem Deckel 3
verschlossen ist. Die Innenkontur der Negativform 1 entspricht
in ihrem Querschnitt dem umfang-, stirn- und bohrungseitigen
Konturverlauf des Werkzeugachsschnitts. Der Grund 11 des Hohlraums
der Negativform 1, der Mantel 12 des zentralen zylindrischen
Zapfens 13 sowie die Innenseite 14 des Deckels 3 sind mit
einer elektrisch isolierenden Beschichtung versehen. Im geschlossenen
Innenraum befinden sich beispielsweise eine oder
mehrere ringförmige Elektroden 15, die über einen isolierten
Leiter 20 an den einen Pol einer Gleichstromquelle 17 angeschlossen
sind, deren anderer Pol über den Schalter 16 mit der
Negativform 1 verbunden ist.In the embodiment of the invention chosen here, the
Auf der umfangseitigen Innenfläche 4 der Negativform 1 liegen
die Hartstoffschneidkörner 5. Der Innenraum der Negativform 1
ist ausgefüllt mit selbst aushärtender giessbarer, mit Feststoffpartikeln
8 versetzter Vergussmasse 6, welche die Hartstoffschneidkörner
5 bindet und stützt und zugleich die stirnund
bohrungsseitige Werkzeugaufnahme 7, 7' bildet. Lie on the circumferential
Die Zusammensetzung der Vergussmasse 6 und die Art und Grösse
der beigemengten Feststoffpartikel 8 sind so gewählt, dass die
Festigkeit, die Wärmebeständigkeit und der Aushärteverzug der
Belastung bzw. den Genauigkeitsanforderungen des Werkzeugs optimal
entsprechen. Als Vergussmasse 6 sind zum Beispiel ein 2-Komponenten-Kunstharz
und Keramik geeignet. Die beigemengten
Feststoffpartikel 8 sind vorzugsweise Metallspäne, Glassplitter,
Korundkörner, Keramikpartikel oder Mineralien wie beispielsweise
Silikate oder Borate mit unterschiedlichen Korngrössen und Kornformen.
Durch gezielte Abstimmung der Anteile an Feststoffpartikel
8, deren Material, Form, Grösse und Verteilung zu den Anteilen
an giessbarem Kunststoff lassen sich gewünschte Eigenschaften
wie Formstabilität, mechanische Festigkeit und Temperaturbeständigkeit
optimal einstellen. Durch die Verwendung unterschiedlicher
Partikelgrössen können Zwischenräume zwischen grösseren
Partikel durch kleinere gefüllt werden, wodurch eine hohe
Formstabilität und Festigkeit erreicht wird. Als Hartstoffschneidkörner
5 eignen sich zum Beispiel Diamant-, CBN- oder
Korundkörner. Die Bohrungen 9, 10 dienen der Zuführung der flüssigen
Vergussmasse 6 zum Innenraum der Negativform 1.The composition of the
Bei einer ersten Variante, die sich vor allem für kostengünstige
Hartstoffschneidkörner eignet, zum Beispiel solchen aus Korund,
werden die Schneidkörner 5 in einer solchen Menge in den Hohlraum
der um ihre Achse 18 rotierenden Negativform 1 eingefüllt,
dass die Hartstoffschneidkörner 5 mindestens die ganze Innenfläche
4 der Negativform 1 bedecken. Die Schichtdicke wird dabei je
nach Innenkontur 4 unterschiedlich sein. Die rotierende Negativform
1 wird anschliessend über die Bohrungen 9, 10 mit flüssiger
Vergussmasse 6 gefüllt, wobei der Hohlraum zum Beispiel vorgängig
evakuiert wird. Die Vergussmasse wird ausgehärtet. Bei dieser
Variante sind die Elemente 15, 16, 17 nicht erforderlich.In a first variant, which is mainly for cost-effective
Hard material cutting grains are suitable, for example those made of corundum,
the
Bei teuren Hartstoffschneidkörnern zum Beispiel aus Diamant oder
CBN werden die Schneidkörner 5 ebenfalls in der obigen Menge
eingefüllt und die Form 1 1 um ihre Achse 18 gedreht. Anschliessend
wird ein nickelhaltiger Elektrolyt durch die Bohrungen 9,
10 eingefüllt. Der Schalter 16 wird eingeschaltet, und die peripheren
Körner 5 werden an die Innenfläche 4 mit einer dünnen
Nickelschicht 19 angenickelt. Darauf wird der Deckel 3 geöffnet,
und alle ausser den angenickelten Schneidkörnern 5 sowie der
Elektrolyt werden ausgeschüttet. Der Deckel wird wieder geschlossen,
und durch die Bohrungen 9, 10 wird die Vergussmasse 6
in der obigen Art eingefüllt. Die Rotation ist bei diesem Verfahrensschritt
nicht unbedingt erforderlich.For expensive hard material cutting grains, for example made of diamond or
CBN also becomes the
Statt des Annickelns kann diese Methode auch verwendet werden,
indem die Innenfläche 4 der Negativform 1 vorgängig mit einem
Haftmittel gleichmässig beschichtet wird.Instead of nickel-plating, this method can also be used
by the
Für das Annickeln der Schneidkörner 5 an die Innenfläche 4 kommt
statt der Elektrolyse auch ein chemisches Abscheiden von Metallen
an dieser Innenfläche 4 in Frage.For the nickeling of the
Um unerwünschte Hohlräume im Werkzeugkörper zu vermeiden und die
der Vergussmasse 6 beigemischten Feststoffpartikel 8 untereinander
zu einer stabilen Anlage zu bringen, wird die mit Vergussmasse
gefüllte Negativform 1 geschleudert und/oder gerüttelt
und/oder unter Vakuum gesetzt.To avoid unwanted voids in the tool body and the
the
Nach dem Aushärten der Vergussmasse 6 wird die Negativform beispielsweise
durch Zerspanen und Abätzen entfernt und bei Bedarf
die Aufnahmebohrung des Werkzeugs durch eine geeignete Nachbearbeitung
auf das geforderte Mass gebracht. Allfällige Angussreste
an den Zuführstellen der Vergussmasse 6 in den Innenraum der Negativform
1 werden mittels spanendem Abtrag entfernt.After the
Claims (13)
Applications Claiming Priority (2)
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AKX | Designation fees paid | ||
REG | Reference to a national code |
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STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
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18D | Application deemed to be withdrawn |
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