DE1139671B

DE1139671B - Method for determining the hardness of grinding bodies and device for carrying out this method

Info

Publication number: DE1139671B
Application number: DEO7033A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Janez Peklenik
Original assignee: HERWART OPITZ DR ING
Current assignee: HERWART OPITZ DR ING
Priority date: 1959-10-24
Filing date: 1959-10-24
Publication date: 1962-11-15
Also published as: GB946247A

Description

Verfahren zum Ermitteln der Härte von Schleifkörpern und Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens Die üblichen Schleifscheiben sind aus Bausteinen aufgebaut, die als Schleifkörper und Bindungsbrücken bezeichnet werden. Die Zwischenräume, die nicht ausgefüllt sind, werden Poren genannt. Der geometrische Aufbau des Schleifkörpers ist durch die Korngröße sowie die volumetrischen Verhältnisse der Korn- und Bindungsanteile bedingt. Damit sind aber auch die physikalisch-mechanischen Eigenschaften, wie z. B. die sogenannte Härte der Schleifscheibe, gegeben. Method for determining the hardness of grinding wheels and device to carry out this procedure The usual grinding wheels are made of building blocks built up, which are referred to as abrasive media and bond bridges. The spaces in between which are not filled in are called pores. The geometric structure of the grinding wheel is due to the grain size and the volumetric proportions of the grain and bond components conditional. This also means that the physical-mechanical properties, such as, for. B. the so-called hardness of the grinding wheel, given.

Nach den heutigen Vorstellungen versteht man unter der Härte eines Schleifkörpers die Festigkeit der Bindungsbrücken, die die Körner im Verband zusammenhalten. Die Größe der Bindungskraft, d. h. der Kraft, die notwendig ist, ein Korn aus der Bindung herauszubrechen, ist ein Maß für die Beurteilung der Härte. According to today's ideas, one understands the hardness of a Abrasive the strength of the bond bridges that hold the grains together in the association. The size of the binding force, i.e. H. of the strength that is necessary to get a grain out of the Breaking out bond is a measure of hardship assessment.

Es wurde versucht, für die Härtemessungen verschiedene Merkmale, wie die Schabkraft, die Ritzkraft, den Ritzwinkel, die Blastiefe, die Bohrtiefe usw., auszunutzen. Attempts have been made to identify various features for the hardness measurements, like the scraping force, the scratching force, the scratching angle, the blowing depth, the drilling depth etc. to exploit.

Bei der Messung eines bestimmten Merkmals, zum Bestimmen der Härte (Kraft, Bohr- oder Blastiefe usw.), sind die statistischen Verteilungen der Körner und der Bindungsbrücken in bezug auf ihre Abmessungen, die Schwankungen im Fertigungsverfahren usw. bisher nicht berücksichtigt worden. When measuring a certain feature, to determine the hardness (Force, drilling or blowing depth, etc.) are the statistical distributions of the grains and the binding bridges in terms of their dimensions, the variations in the manufacturing process etc. have not yet been taken into account.

Die Anzahl der Messungen eines bestimmten Merkmals ist bei allen bekannten Verfahren viel zu klein gewählt worden, um eine repräsentative Stichprobe für die genaue Beurteilung der Härte erhalten zu können. Die Streuungen, die durch die Verteilungen der Bausteine in ihren Abmessungen bedingt sind, sind viel zu groß, um eine zuverlässige Aussage über die Härte des Schleifkörpers beim kleinen Stichprobenumfang zu gewährleisten. Ferner werden bei den bekannten Härteprüfverfahren die Bindungsbrücken und Körner zerstört, was sich auf das Meßergebnis ungünstig auswirkt und eine Verfälschung der Messung zur Folge hat. Das sind die wesentlichen Gründe, die den Einsatz der bekannten Härteprüfverfahren in der Praxis verhindert haben.The number of measurements of a particular feature is known for all The method chosen was far too small to be a representative sample of the to be able to get an accurate assessment of the hardness. The dispersions caused by the distributions The dimensions of the building blocks are much too large to be reliable To ensure a statement about the hardness of the grinding wheel with a small sample size. Furthermore, the bonding bridges and grains are used in the known hardness testing methods destroyed, which has an unfavorable effect on the measurement result and a falsification the measurement. Those are the main reasons behind using the have prevented known hardness test methods in practice.

Die bekannten Prüfverfahren definieren die Härte der Scheibe als Funktion der mittleren oder maximalen Kraft, die notwendig ist, um eine größere Anzahl von Körnem beim Durchfahren einer bestimmten Strecke gleichzeitig aus der Schleifscheibe durch einen breiten Meißel herauszubrechen. The known test methods define the hardness of the disc as Function of the mean or maximum force that is necessary to achieve a greater one Number of grains when driving a certain route at the same time from the Break out the grinding wheel with a wide chisel.

Außerdem ist ein Prüfverfahren bekanntgeworden, bei dem ein Schleifkörper durch ein parallel zu seiner Oberfläche geführtes Ritzwerkzeug geritzt wird, wobei eine größere Anzahl von Körnern heraus- gerissen wird. Das Meßergebnis erhält man durch Bildung des Mittelwertes der aufzuwendenden Kraft beim Ausbrechen der Körner. Diese mittlere Kraft ergibt sich aus der Arbeit und dem Prüfweg, und zwar ermittelt man die Arbeit bzw. die mittlere Kraft aus der Leistung, die über einen Motor gemessen wird. In addition, a test method has become known in which a grinding body is scored by a scoring tool guided parallel to its surface, wherein a larger number of grains is torn. The measurement result is obtained by calculating the mean value of the force to be applied when breaking out the grains. This mean force results from the work and the test path, namely determined the work or the mean force from the power measured by a motor will.

Bei einem anderen Verfahren wird der Mittelwert der zum Ausbrechen der Körner aus dem Schleifkörper erforderlichen Kräfte durch Eindrücken eines Werkzeuges in die Schleifkörperoberfläche ermittelt. In another method, the mean is the breakout the grains from the grinding wheel required forces by pressing in a tool determined in the grinding wheel surface.

Das Meßergebnis ist aber ungenau, weil hierbei nicht nur die Bindungsbrücken, sondern auch die Körner zerschlagen werden.However, the measurement result is inaccurate because here not only the binding bridges, but also the grains are smashed.

In den Schleifkörpern sind die Körner und die Bindungsbrücken in ihren Abmessungen nach bestimmten statistischen Gesetzen verteilt. Aus diesem Grunde soll auch die Bindungskraft für jedes einzelne Korn, jedoch über eine große Anzahl von Körnern, gemessen werden. Erst dann ist es möglich, unter Berücksichtigung der Kräfteverteilungen die Härte des Schleifkörpers zuverlässig und genau zu bestimmen. In the abrasive grits, the grits and bond bridges are in their dimensions distributed according to certain statistical laws. For this reason should also be the binding force for each individual grain, but over a large number of grains. Only then is it possible to take into account the Force distributions to reliably and precisely determine the hardness of the grinding wheel.

Bei einem Verfahren zum Ermitteln der Härte von Schleifkörpern aus gebundenem körnigem Material, bei dem der Mittelwert aus den zum Ausbrechen der Körner aus dem Schleifkörper erforderlichen Kräften mittels einer vom Werkzeug betätigten Kraftmeßeinrichtung gemessen wird, werden erfindungsgemäß zur Mittelwertbildung die Ausbrechkräfte einzelner Körner herangezogen. Das Werkzeug wird dabei zweckmäßig mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit bewegt, die z. B. im Bereich zwischen 100 und 200 mm/Min. liegt. In a method for determining the hardness of grinding tools bound granular material in which the mean value of the to break out of the Grains from the grinding wheel required forces by means of an actuated by the tool Force measuring device is measured, according to the invention for averaging the breakout forces of individual grains are used. The tool becomes useful moves at a constant feed rate that z. B. in the area between 100 and 200 mm / min. lies.

Bei einer Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens ist erfindungsgemäß als Werkzeug ein Meißel vorgesehen, dessen in den Schleifkörper eindringender Teil im wesentlichen einen Rechteckquerschnitt mit einer etwa dem mittleren Korndurchmesser entsprechenden Breite aufweist und der kraftschlüssig mit einem elastischen Glied verbunden ist, das mit einem oder mehreren an sich bekannten elektromechanischen Wandler zusammenwirkt, an den ein den Verlauf der Ansprechkräfte in Abhängigkeit des vom Ritzmeißel zurückgelegten Weges aufzeichnendes Meßgerät oder ein den Mittelwert der Streuung der Ausbrechkräfte bestimmendes, selbständig arbeitendes statistisches Zähl- oder Auswertgerät angeschlossen ist. In a device for performing this method is according to the invention A chisel is provided as a tool, the part of which penetrates into the grinding body essentially a rectangular cross-section with approximately the mean grain diameter Has a corresponding width and the frictional connection with an elastic member is connected to one or more known electromechanical Converter cooperates on which one the course of the response forces as a function of the distance covered by the scoring chisel or a measuring device that records the mean value Independently working statistical that determines the spread of breakout forces Counting or evaluating device is connected.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Vorrichtung in Seitenansicht, Fig. 2 im Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1, Fig. 3 einen Ritzmeißel in Seitenansicht, Fig. 4 die Vorderansicht, Fig.S eine abgeänderte Ausführungsform eines Meißels und Fig. 6 die Vorderansicht. In the drawing is an embodiment of a device for Practicing the method according to the invention is shown schematically, namely FIG Fig. 1 shows the device in side view, Fig. 2 in section along the line A-B of Fig. 1, Fig. 3 a scoring chisel in side view, Fig. 4 the front view, Fig.S a modified embodiment of a chisel and FIG. 6 the front view.

Der Ritzmeißel 1 mit der Breite bm = dk (dk = der mittlere Korndurchmesser) wird durch die Schleifscheibe S in einer Tiefe, die gleich dem mittleren Korndurchmesser de ist, mit einer niedrigen konstanten Geschwindigkeit von 100 bis 200 mm/Min. durchgezogen. Die Ritzlänge soll so groß gewählt werden, daß man nach einer Ritzung etwa zwischen 50 und 100 Körnern K herausbricht. Für eine sichere Beurteilung der Härte sollen zwischen 100 bis 1000 Meßwerte vorliegen. The scoring chisel 1 with the width bm = dk (dk = the mean grain diameter) is through the grinding wheel S at a depth equal to the mean grain diameter de is, at a low constant speed of 100 to 200 mm / min. pulled through. The length of the scoring should be chosen to be so large that after a scoring, approximately between 50 and 100 grains K breaks out. For a reliable assessment of the hardness should between 100 and 1000 measured values are available.

Während des Durchlaufes des Ritzmeißels 1 werden aus der Bindung der Scheibe S die einzelnen Körner herausgerissen. Jede einzelne auftretende Bindungskraft bewirkt eine Verformung des elastischen Gliedes 2, die in bekannter Weise durch z. B. einen elektrischen Wandler 3 gemessen wird. During the passage of the scoring chisel 1, the bond the disc S tore out the individual grains. Every single occurring binding force causes deformation of the elastic member 2, which in a known manner by z. B. an electrical converter 3 is measured.

Mit einem mit dem Wandler 3 verbundenen, nicht dargestellten Schreiber wird der Verlauf der Bindungskräfte aufgezeichnet, oder es werden in einem statistischen Zähl- bzw. Auswertegerät in bekannter Weise die statistischen Maßzahlen, wie z. B. der Mittelwert oder die Streuung oder auch beide Größen zusammen bestimmt. Das elastische Glied 2 und der elektrische Wandler 3 befinden sich an einem Schlitten 4 und dürfen sich gegenseitig nicht beeinflussen. Der Schlitten 4 wird auf einer Führung 5 geführt. Die Bewegung des Ritzmeißels 1, die notwendig ist, um die Härteprüfung durchführen zu können, kann verschiedenartig ausgeführt werden z. B. mit Hilfe eines Motors 7, der die Gewindespindel 6 dreht und damit dem Schlitten 4 eine translatorische Bewegung verleiht. Jedoch sind auch andere bekannte Antriebsmöglichkeiten für die konstruktive Ausführung der Vorrichtung verwendbar.With a recorder, not shown, connected to the transducer 3 the course of the binding forces is recorded, or it is shown in a statistical Counting or evaluating device in a known manner the statistical measures, such as. B. the mean or the scatter or both quantities together determined. That elastic member 2 and the electrical converter 3 are located on a carriage 4 and must not influence each other. The carriage 4 is on a Guided tour 5. The movement of the scoring chisel 1 that is necessary for the hardness test to be able to perform, can be carried out in various ways, for. B. with the help of a Motor 7, which rotates the threaded spindle 6 and thus the carriage 4 a translatory Gives movement. However, other known drive options are also available for the structural design of the device can be used.

Die zweckmäßigen Formen des Ritzmeißels 1 sind in den Fig. 3 bis 6 dargestellt. Die Ausführung la nach Fig. 3 und 4 kann für gröbere Körnung und die Form lb nach Fig. 5 und 6 für die feineren Körnungen eingesetzt werden. Als Werkstoff für den Meißel kann ein verschleißfestes Hartmetall, Keramik oder ein Diamant verwendet werden. The appropriate shapes of the scoring chisel 1 are shown in FIGS. 3 to 6 shown. The embodiment la according to FIGS. 3 and 4 can be used for coarser grain and the form lb of FIGS. 5 and 6 can be used for the finer grain sizes. as Material for the chisel can be a wear-resistant hard metal, ceramic or a Diamond can be used.

Bei der Ausführung des Ritzmeißels la nach Fig. 3 und 4 weist der in den Schleifkörper S eindringende Teil im wesentlichen einen Rechteckquerschnitt mit einer etwa dem mittleren Korndurchmesser dk entsprechenden Breite bm auf. Hierbei besitzt der Meißel vorteilhaft eine zur Vorschubrichtung senkrechte Stirnfläche 1c und in seinem hinteren Teil vorzugsweise eine Abschrägung ld von etwa 15°, wobei die -Länge Im zwischen der Stirnfläche 1c und dem Beginn der Abschrägung 1d wenigstens gleich dem mittleren Korndurchmesser dk oder gleich dem doppelten Korndurchmesser (2 dk) ist. In the execution of the scoring chisel la according to FIGS. 3 and 4, the penetrating into the grinding wheel S. Part essentially a rectangular cross-section with a width bm corresponding approximately to the mean grain diameter dk. Here the chisel advantageously has an end face perpendicular to the feed direction 1c and in its rear part preferably a bevel ld of about 15 °, wherein the length Im between the end face 1c and the beginning of the bevel 1d at least equal to the mean grain diameter dk or equal to twice the grain diameter (2 dk) is.

Bei der Ausführung nach Fig. 5 und 6 ist die Spitze des Meißels 1h durch geneigte Seitenflächen le und 1f mit einer schmalen Fläche Ig von der Breite b < 0,1 mm versehen. Die Spitzenwinkel a sind im Bereich zwischen 45 und 60° so gewählt, daß durch die unterschiedlichen Zustellungen, die durch den mittleren Korndurchmesser dk bedingt sind, die Ritzbreite gleich dem mittleren Korndurchmesser dk ist. In the embodiment according to FIGS. 5 and 6, the tip of the chisel is 1h by inclined side surfaces le and 1f with a narrow surface Ig the width b <0.1 mm. The point angles a are in the range between 45 and 60 ° chosen so that the different infeeds caused by the middle Grain diameter dk are conditional, the scratch width is equal to the mean grain diameter dk is.

Für den praktischen Einsatz kann die Breite bm des Ritzmeißels bis zu 3 dk gewählt werden. Wenn die Breite bm größer ist als 3 dk, wird die Genauigkeit des Meßverfahrens so beeinträchtigt, daß eine zuverlässige Aussage über die Härte des Schleifkörpers, d. h. über seine Bindungskräfte, nicht mehr möglich ist. For practical use, the width bm of the scoring chisel can be up to to be chosen to 3 dk. If the width bm is larger than 3 dk, the accuracy will be of the measuring method so impaired that a reliable statement about the hardness of the grinding wheel, d. H. beyond its binding forces, is no longer possible.

Das Verfahren nach der Erfindung weist gegenüber dem bisherigen folgende Vorteile auf: 1. Bei der Prüfung der Schleifkörper nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren werden die verschiedenen Abmessungen der Bindungsbrücken, die verschiedenen Größen der Körner usw. in bezug auf die Einbettung des Einzelkornes durch die Größe der tatsächlichen einzelnen Bindungskraft erfaßt. The method according to the invention has the following compared to the previous one Advantages on: 1. When testing the grinding wheel according to the above Procedures are the different dimensions of the binding bridges, the different Sizes of the grains etc. in relation to the embedding of the single grain by the size the actual individual binding force recorded.

Durch das Herausreißen von Körnern über eine weite Strecke, z. B. 50 bis 100 mm und mehr, werden aber die Schwankungen in der Härte über den Schleifkörper eindeutig durch den Verlauf der Bindungskräfte ermittelt. By tearing out grains over a long distance, e.g. B. 50 to 100 mm and more, however, there will be fluctuations in hardness across the grinding wheel clearly determined by the course of the binding forces.

2. Es ist möglich, die statistischen Verteilungen der Bindungskräfte über einen weiten Bereich der Schleifscheibe, die für die genaue Beurteilung der Eigenschaften der Schleifkörper sehr wichtig sind, zu bestimmen. 2. It is possible to use the statistical distributions of the binding forces over a wide area of the grinding wheel necessary for the precise assessment of the Properties of the grinding wheel are very important to determine.

3. Es können die Einflüsse der Körnung und der Dichte der Schleifkörper und der Fertigungseinflüsse auf die Härte und andere Eigenschaften ermittelt werden. 3. The influences of the grain size and the density of the grinding wheel can be used and the manufacturing influences on hardness and other properties can be determined.

4. Der Schleifkörper wird während der Prüfung weit weniger zerstört als bei den bisherigen bekannten Prüfverfahren. 4. The grinding wheel is far less destroyed during the test than with the previously known test methods.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for determining the hardness of grinding tools of bound granular material, in which the mean of the to break out the grain from the grinding wheel by means of the forces required by the tool actuated force measuring device is measured, characterized in that for averaging the breakout forces of individual grains are used.

2. The method according to claim 1, characterized in that the tool (1) is moved at a constant feed rate, the z. B. in the area between 100 and 200mm / min. lies.

3. Device for performing the method according to the claims 1 and 2, characterized in that a chisel (1) is provided as the tool, whose part penetrating into the grinding body (S) has a substantially rectangular cross-section with a width (brd) corresponding approximately to the mean grain diameter (dk) and which is positively connected to an elastic member (2) with a or several electromechanical transducers (3) known per se cooperate, on the one the course of the breakout forces as a function of the scoring chisel (1) The distance covered or a measuring device that records the mean value of the dispersion the breakout forces determining, independently working statistical counting or Evaluation device is connected.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the in the grinding body (S) penetrating part of the scoring chisel (lb) inclined side surfaces (le and 1J) and preferably wise on the side facing the grinding wheel is provided with a phase.

5. Apparatus according to claim 3 and 4, characterized in that the scoring chisel (la) has an end face (lc) perpendicular to the feed direction and is preferably provided with a bevel (led) in its rear part, where the length (im) between the end face (lc) and the start of the bevel (ld) is at least equal to the mean grain diameter (dg).

6. Apparatus according to claim 3 to 5, characterized in that the scoring chisel (1) made of hard metal, diamond or an oxide ceramic material or the like.

Documents considered: German Patent No. 397116; U.S. Patent No. 2001,794; Swiss patent specification No. 326 212.