DE1272085B

DE1272085B - Method for producing a grinding tool with abrasive particles bonded in metal, in particular a gear-shaped honing tool

Info

Publication number: DE1272085B
Application number: DEP1272A
Authority: DE
Inventors: David Wright Daniel
Original assignee: Lear Siegler Inc
Current assignee: Lear Siegler Inc
Priority date: 1963-10-02
Filing date: 1964-09-29
Publication date: 1968-07-04

Description

Verfahren zum Herstellen eines Schleifwerkzeugs mit in Metall gebundenen Schleifmittelteilchen, insbesondere eines zahnradförmigen Honwerkzeugs Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schleifwerkzeugs mit in Metall gebundenen Schleifmittelteilchen, insbesondere eines Honwerkzeugs für die Zahnradbearbeitung. Es ist bereits bekannt, ein derartiges Werkzeug für die Zahnradbearbeitung dadurch herzustellen, daß auf einen entsprechend geformten Werkzeugkern, insbesondere im Bereich der Zahnflanken, ein Schleifmittelteilchen enthaltendes Metall aufgespritzt wird. Bei diesem Verfahren ist es nicht möglich, eine genau gleichmäßige Auftragsstärke und damit ein Werkzeug zu erzielen, das genau die erwünschte Form aufweist.Method of making a grinding tool with bonded in metal Abrasive particles, particularly a gear-shaped honing tool The invention relates to a method for producing a grinding tool with bonded in metal Abrasive particles, in particular a honing tool for gear machining. It is already known to use such a tool for gear machining produce that on a correspondingly shaped tool core, especially in In the area of the tooth flanks, a metal containing abrasive particles is sprayed on will. With this method it is not possible to achieve an exactly even application thickness and thus to achieve a tool that has exactly the desired shape.

Es ist ferner bereits ein Verfahren zum Herstellen eines Schleifwerkzeugs bekannt, bei dem in eine dem fertigen Werkzeug entsprechende Form ein die Form nicht vollständig ausfüllender Werkzeugkern eingesetzt wird, worauf Schleifmittelteilchen mit einem Sintermetallpulver in den Spaltraum zwischen der Form und dem Werkzeugkern eingebracht und die sich bildenden Hohlräume im Sintermetall durch Einseigern oder Einfließenlassen von flüssigem Metall aufgefüllt werden. Bei diesem Verfahren unter Verwendung einer Form lassen sich zwar genau geformte Werkzeuge herstellen, der Nachteil dieses Verfahrens besteht jedoch darin, daß ein Grundmetall, nämlich Sintermetall, verwendet wird, in das die Schleifmittelteilchen eingebettet sind. Das Grundmetall weist eine unerwünschte Härte auf und verhindert dadurch die Wirksamkeit der Schleifmittelteilchen und damit die Bearbeitungsleistung des Werkzeugs. Außerdem ergibt sich der Nachteil, daß infolge des Vorhandenseins des Grundmetalls der Anteil an Schleifmittelteilchen bzw. die Schleifmittelteilchendichte herabgesetzt ist, was unerwünscht ist.It is also already a method for manufacturing a grinding tool known, in which in a shape corresponding to the finished tool, the shape is not completely filling tool core is used, whereupon abrasive particles with a sintered metal powder in the gap between the mold and the tool core introduced and the cavities that are formed in the sintered metal by Einseigern or Allowing liquid metal to flow in to be replenished. In this procedure under Using a mold can be used to produce precisely shaped tools that The disadvantage of this method, however, is that a base metal, namely sintered metal, is used in which the abrasive particles are embedded. The base metal exhibits undesirable hardness and thereby prevents the effectiveness of the abrasive particles and thus the machining performance of the tool. There is also the disadvantage that due to the presence of the base metal, the proportion of abrasive particles or the abrasive particle density is decreased, which is undesirable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Schleifwerkzeugs mit in Metall gebundenen Schleifmittelteilchen zu scharen, bei dem gegenüber dem Stand der Technik in etwa gleichem Arbeitsaufwand ein Schleifwerkzeug mit exakten Abmessungen erhalten wird, das eine hohe Schleifmittelteilchendichte und eine gute Schleifleistung aufweist.The invention is based on the object of a method for manufacturing to gather a grinding tool with abrasive particles bonded in metal, with a grinding tool that is roughly the same amount of work compared to the state of the art with exact dimensions is obtained, which has a high density of abrasive particles and has good grinding performance.

Erfindungsgemäß ist das Verfahren zum Herstellen eines Schleifwerkzeugs mit in Metall gebundenen Schleifmittelteilchen, insbesondere eines Honwerkzeugs für die Zahnradbearbeitung, bei dem in eine dem fertigen Werkzeug entsprechende Form ein die Form nicht vollständig ausfüllender Werkzeugkern eingesetzt wird, die Schleifmittelteilchen in den Spaltraum zwischen der Form und dem Werkzeugkern eingebracht werden und die Hohlräume zwischen den Schleifmittelteilchen durch Einseigern mit Metall aufgefüllt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltraum im wesentlichen vollständig mit Schleifmittelteilchen gefüllt wird und diese dann mit einem flüssigen Bindemittel gründlich benetzt werden, das zum Erhärten gebracht wird, worauf der Werkzeugkern mit den anhaftenden Schleifmittelteilchen und dem erhärteten Bindemittel aus der Form genommen und auf die Oberfläche dieses Werkzeugrohlings im Bereich der Schleifmittelteilchen das Füllmetall aufgebracht wird, worauf durch Wärmeeinwirkung das Bindemittel im wesentlichen ausgetrieben und das Metall zum Einfließen in die Hohlräume zwischen Schleifmittelteilchen gebracht wird.The method for producing a grinding tool is according to the invention with abrasive particles bonded in metal, in particular a honing tool for gear machining, in which in a corresponding to the finished tool Form a tool core that does not completely fill the form is used, the Abrasive particles introduced into the gap between the mold and the tool core and the voids between the abrasive particles are segregated with Metal are filled, characterized in that the gap is essentially is completely filled with abrasive particles and then with a liquid Binder are thoroughly wetted, which is brought to harden, whereupon the Tool core with the adhering abrasive particles and the hardened binder taken out of the mold and onto the surface of this tool blank in the area The filler metal is applied to the abrasive particles, followed by the action of heat the binder is essentially driven off and the metal to flow into the Voids is brought between abrasive particles.

Bei diesem Verfahren kann der zwischen der Form, die gegebenenfalls in einfacher Weise aus einem Epoxyharz hergestellt sein kann, und dem Werkzeugkern gebildete Spaltraum von beispielsweise 0,5 mm Breite nahezu vollständig mit Schleifmittelteilchen gefüllt werden. Um eine möglichst große Fülldichte zu erzielen, können die Teilchen mit einem durch den Spaltraum geführten Luftstrom eingebracht oder die Einfüllung auf einem Rütteltisch vorgenommen werden. Dabei werden zweckmäßigerweise Schleifmittelteilchen von unterschiedlicher Größe verwendet, damit die verbleibenden Hohlräume zwischen den Schleifmittelteilchen möglichst gering sind. Durch die vorgesehene Benetzung der Schleifmittelteilchep, bei welcher das flüssige Bindemittel zweckmäßigerweise durch den mit Schleifmittelteilchen gefüllten Spaltraum gesaugt wird, und die nachfolgende Erhärtung des Bindemittels wird erreicht, daß die Schleifmittelteilchen zusammenhaften und fest mit dem Werkzeugkern verbunden sind, so daß die genaue Werkzeugform sichergestellt ist. Im Interesse eines guten Zusammenhaftens bzw. Anhaftens der Schleifmittelteilchen werden diese zweckmäßigerweise vor dem Einfüllen gereinigt, beispielsweise mit Tetrachlorkohlenstoff gewaschen. Durch das Einseigern des Füllmetalls schließlich wird erreicht, daß die vom Bindemittel freigegebenen, zwischen den Schleifmittelteilchen vorhandenen Hohlräume wie bei dem bekannten Verfahren mit Metall ausgefüllt werden, um ein vorzeitiges Ausbrechen der Schleifmittelteilchen während des Schleifens zu verhindern. Hierzu läßt sich ein weiches Metall verwenden, das die Schleifleistung nicht in unerwünschter Weise herabsetzt. Dabei kann das Füllmetall in Form eines Drahtes auf der Oberseite des Werkzeugs im Umfangsbereieh bzw. im Bereich der Schleifmittelteilchen aufgeklebt oder als Metallpaste aufgebracht werden. Das Austreiben des Bindemittels und das Einseigern des Füllmetalls kann in einer Retorte in einer Wasserstoffgasatmosphäre vorgenommen werden.In this process, the one between the mold, which optionally can be made in a simple manner from an epoxy resin, and the tool core formed gap space of for example 0.5 mm width almost completely with abrasive particles be filled. In order to achieve the greatest possible filling density, the particles introduced with an air stream guided through the gap or the filling be made on a vibrating table. It is desirable to use abrasive particles of different sizes used to allow the remaining voids between the Abrasive particles are as small as possible. By the intended Wetting of the abrasive particles in which the liquid binder is expedient is sucked through the gap filled with abrasive particles, and the following Hardening of the binder is achieved in that the abrasive particles adhere together and are firmly connected to the tool core, so that the exact tool shape is ensured is. In the interests of good adhesion of the abrasive particles these are expediently cleaned before filling, for example with carbon tetrachloride washed. By integrating the filler metal it is finally achieved that the voids released by the binder between the abrasive particles as in the known method to be filled with metal to avoid premature To prevent breakout of the abrasive particles during grinding. For this a soft metal can be used, which does not result in undesirable grinding performance Way belittles. The filler metal can be in the form of a wire on the top of the tool in the circumference area or in the area of the abrasive particles or applied as a metal paste. The driving out of the binder and the Segregating the filler metal can be done in a retort in a hydrogen gas atmosphere be made.

Zweckmäßigerweise werden als Schleifmittel Wolframkarbidteiichen verwendet. Als Bindemittel hat sich eine wäßrige Lösung vors Polyvinylalkohoi als im besonderen Maße geeignet erwiesen. Die Verwendung von Polyvinylalkohol führt zu einer guten Benetzung, und zugleich läßt sich eine Erhärtung bereits bei mäßiger Temperatur erzielen, während eine im wesentlichen vollständige Entfernung dieses Bindemittels durch eine Erhöhung der Temperatur möglich ist. Jedoch hat sich beispielsweise auch eine Natriumsilikatlösung als brauchbares Bindemittel erwiesen.Tungsten carbide parts are expediently used as abrasives. An aqueous solution in front of polyvinyl alcohol has proven to be particularly useful as a binder Dimensions proved suitable. The use of polyvinyl alcohol leads to a good one Wetting, and at the same time hardening can be achieved even at a moderate temperature achieve, while substantially complete removal of this binder is possible by increasing the temperature. However, for example, has also a sodium silicate solution proved to be a useful binder.

Als Füllmetall hat sich insbesondere Kupfer oder , eine Kupferlegierung als geeignet erwiesen, die Kupfer in einem hohen Prozentsatz von etwa 94 bis 95 enthält, während der Restanteil im wesentlichen aus Zinn besteht. Teile 4.na Uegng des Werpugkerus 10 keimzeichneu zugleich die 'Forräehe ,dpr für die Herstellung des Werkzeugs verwendpteti Form 26, in die zur Herstellung des Honwerkzeugs zunächst der Werkzeugkern 10 mix gleichmäßigem Abstand eingesetzt wird, worauf der Spaltraum zwischen der Form 26 und dem Werkzeugkern 10 vollständig mit Schleifmittelteilchen gefüllt wird, Qerp äß F i g. 2 *wird dann in der gezeigten Weise ein Füllring 20 auf die Form 26 und den Werkzeugkern 10 aufgesetzt und gegenüber diesen Teilen mit Dichtungen 22, 24 abgedichtet, wobei zwischen diesen Dichtungen im Füllring 20 eine der Form 26 bzw. dem Werkzeugkern 10 benachbarte Füllnut ausgebildet ist, die sich über den mit Schleifmittelteilchen gefüllten Spaltraum zwischen der Form 26 und dem Werkzeugkern 10 erstreckt und mit einem Trichter 38 verbunden ist; in den das flüssige Bindemittel eingefüllt wird, so daß dieses zwischen die Schleif= mittelteiichen dringt und diese benetzt. Durch eine etwa achtstündige Wärmebehandlung bei etwa 93° C wird das Bindemittel erhärtet, und dann wird der aus dem Werkzeugkern 10 und den anhaftenden gebundenen Schieifmitteiteilchen bestehende Werkzeugrohling aus der Form genommen. der Retorte ist eine in diese mündende Leitung 66-68 für die Zuführung eines Gases vorgesehen.Copper or a copper alloy which contains copper in a high percentage of about 94 to 95, while the remainder consists essentially of tin, has proven to be particularly suitable as filler metal. Parts 4.na Uegng of the Werpugkerus 10 keimzeichneu at the same time the 'Forräehe, dpr used for the production of the tool, form 26, into which the tool core 10 mix is inserted at an even distance for the production of the honing tool, whereupon the gap between the form 26 and the tool core 10 is completely filled with abrasive particles, Qerp äß F i g. 2 * a filling ring 20 is then placed on the mold 26 and the tool core 10 in the manner shown and sealed against these parts with seals 22, 24, with a filling groove adjacent to the mold 26 or the tool core 10 being formed between these seals in the filling ring 20 which extends across the gap filled with abrasive particles between the mold 26 and the tool core 10 and is connected to a funnel 38; into which the liquid binder is poured so that it penetrates between the abrasive particles and wets them. The binder is hardened by a heat treatment for about eight hours at about 93.degree. C., and then the tool blank consisting of the tool core 10 and the adhering bonded sand center particles is removed from the mold. the retort is provided with a line 66-68 opening into this for the supply of a gas.

In F i g. 5 ist ein erfindungsgemäß herzustellendes Zahnradhonwerkzeug gezeigt, das eine Vielzahl von entsprechend kleinen Zähnen 74 aufweist. Bei einem solchen Werkzeug ist es unzweckmäßig, den Werkzeugkern bereits der fertigen Form des Werkzeugs anzupassen, und daher ist ein zylindrischer Werkzeugkern 70 vorgesehen, der eine Schicht 72 aus Schleifmittelteilchen mit Füllmetall trägt, in der die Zähne 74 ausgebildet sind.In Fig. 5 is a gear honing tool to be produced according to the invention shown having a plurality of correspondingly small teeth 74. At a It is inexpedient for such a tool to have the tool core already in the finished shape of the tool, and therefore a cylindrical tool core 70 is provided, which carries a layer 72 of abrasive particles with filler metal in which the teeth 74 are formed.

Claims

Claims: 1. Method for producing a grinding tool with abrasive particles bonded in metal, especially a gear-shaped one Honing tool for gear machining, in which in a corresponding to the finished tool Form a tool core that does not completely fill the form is used, the Abrasive particles introduced into the gap between the mold and the tool core and the voids between the abrasive particles are segregated with Metal are filled, characterized in that the gap is essentially is completely filled with abrasive particles and then with a liquid Binder are thoroughly wetted, which is brought to harden, whereupon the Tool core with the adhering abrasive particles and the hardened binder taken out of the mold and onto the surface of this tool blank in the area The filler metal is applied to the abrasive particles, followed by the action of heat the binder is essentially driven off and the metal to flow into the Voids is brought between the abrasive particles.

2. The method according to claim 1, characterized in that the gap between the mold and the tool core substantially completely filled with tungsten carbide particles as an abrasive will.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the abrasive particles are wetted with a liquid binder containing polyvinyl alcohol.

4th Method according to Claims 1 to 3, characterized in that on the tool blank in the area of the abrasive particles, copper or a copper alloy as filler metal is applied. Publications considered: German Patent No. 970 535; Austrian Patent No. 164 065; Swiss patent specification No. 233 239; U.S. Patent No. 2,739,375. Earlier Patents Considered: German Patent No. 1168 742.