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DE1652892A1 - Impraegnierte Schleifscheibe - Google Patents

Impraegnierte Schleifscheibe

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Publication number
DE1652892A1
DE1652892A1 DE19671652892 DE1652892A DE1652892A1 DE 1652892 A1 DE1652892 A1 DE 1652892A1 DE 19671652892 DE19671652892 DE 19671652892 DE 1652892 A DE1652892 A DE 1652892A DE 1652892 A1 DE1652892 A1 DE 1652892A1
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DE
Germany
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sulfur
grinding
acid
disc
impregnated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19671652892
Other languages
English (en)
Inventor
Ackermann Jun Russell Albert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Milacron Inc
Original Assignee
Cincinnati Milling Machine Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cincinnati Milling Machine Co filed Critical Cincinnati Milling Machine Co
Publication of DE1652892A1 publication Critical patent/DE1652892A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B24—GRINDING; POLISHING
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    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/34—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description

1 BERLIN 33 8 MÜNCHEN 27
Auguste-Vildoria-Straee 65 Dr.- Ing. HANS RUSCHKE Pienzenauer StraBa 2
Pat.-Anw. Dr. Ruschke , W ,._...- .^11, Af» Pat.-Anwalt Agular
Telefon: 0ei1/»S« Dipl.-Ing. H EI NZ AGU LAR Telefon: 0811/^jM
Posischeckkonto: PATENTANWÄLTE Postscheckkonto: Berlin West 74 94 München 66277 Bankkonto: Bankkonto: Bank f. Handel u. Industrie Dresdner Bank Depositenkasse 32 München Berlin 33 Dep.-Kasse Leopoldstraße Telegramm-Adresse: Telegramm-Adresse: Quadratur Berlin 1 R 5 ? R Q ? Chiadratur München
C 916
The Cincinnati Milling Machine Co., Cincinnati 9, Ohio,V.St.A4
Imprägnierte Schleifscheibe
Die Erfindung bezieht sich auf Schleifgegenstände, wie z.B. Schleifscheiben, insbesondere auf Schleifscheiben, denen ein neuartiges und verbessertes Imprägnierungsmittel einverleibt worden ist, wodurch sie überlegene Ergebnisse bei Schleifarbeiten erzielen.
Ein weit verbreiteter Typ von Schleifscheiben besteht im wesentlichen aus Schleifkörnern oder Grieß, die durch eine Grundmasse mit einem gesinterten Bindemittel gebunden sind. Üblicherweise kennt man dieses Bindemittel auch als Glasbinder oder Porzellanbinder, welches im Prinzip aus einem Tonbindemittel im Gemisch mit anderen keramischen Stoffen besteht. Bei der Herstellung von Schleifscheiben werden Schleifkörner und Bindemittel gemischt, in Form gebracht, getrocknet und schließlich in einem Brennofen gebrannt, um in bekannter Art und Weise die erwünschte Bindungsfestigkeit
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zu erhalten. Gleichermaßen ist bekannt, daß durch Sintern entstandene Bindungen fest und starr sind und verschiedene Grade der Porosität oder Dichtigkeit besitzen.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß sowohl Metallteilchen als auch die Schleifkörner nicht so schnell von dem Werkstück weggetragen werden, wie es erwünscht ist. Durch Zusammenwirken verschiedener Faktoren verursachen Metallteilchen, Körnerbruchstücke sowie andere Stoffe solche Erscheinungen wie Belastung (loading), Erschütterungen, Glanzlosigkeit und Überhitzung; diese Erscheinungen führen zu schlecht bearbeiteten Werkstücken sowie untragbarem Stromverbrauch. Sie erfordern wiederum wiederholtes und schwerwiegendes Abziehen der Schleifscheibe.
Zahlreiche Versuche wurden unternommen, um die durch die genannten Erscheinungen verursachten Probleme zu vermindern oder auszuschalten und ebenso zahlreiche Lösungen für die genannten Probleme wurden vorgeschlagen.
Eine teilweise, wenn auch noch nicht zufriedenstellende Lösung dieser Probleme wurde durch das Einführen verschiedener Mittel^,wie z.B. Bienenwachs oder Paraffingemisch als Imprägniermittel in die Poren oder Zwischenräume der Schleifscheiben erreicht. Jedoch haben diese Imprägniermittel die Neigung, während des Arbeitsganges zu schmelzen und dann von der Schleifscheibe abzuwandern. Eine andere teilweise zufriedenstellende Lösung gestattet die Anwendung der genannten Bestandteile einzeln oder gemeinsam im Gemisch mit verschie-
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denen sulfurierten Fetten.Eine weitere teilweise zufriedenstellende Lösung war die Verwendung von Schwefel als Imprägniermittel für die Schleifscheiben.
Während verschiedene mögliche Wirkungsweisen genannt wurden, die für die verbesserte Leistung mittels des zuletzt genannten Schwefel-Imprägniermittels infrage kommen können, ist es jedoch nicht möglichp schlüssig zu zeigen oder vorauszusagen, welche der in Betracht kommenden Wirkungsweisen, wenn überhaupt, tatsächlich für die Ergebnisse verantwortlich ist. So wurde z.B. angenommen, daß ein chemischer Vorgang zwischen dem Metall in dem Werkstück und dem Schwefel stattfindet, welcher das Verkleben des Metalls mit den Bestandteilen der Scheibe verhindert. Ferner wurde angenommen, daß das heiße Metallteilchen, das von dem Werkstück abgerieben wird, mit dem Schwefel in Berührung kommt, ihn schmilzt, und dann der Schwefel das Teilchen ablöst und seinen Abtransport von dem Werkstück gestattet. Diese Erscheinugen sollen, wie angenommen wird, die Belastung (loading) und die ungleichmäßige Abnutzung der Scheibe verhindern. Es wurde jedoch gefunden, daß trotz aller Versuche, den Schwefel gründlich und gleichmäßig in die Scheibe einzuführen, stets einige Poren der Scheibe nicht imprägniert sind. Obgleich diese Zwischenräume sehr klein sein können, verursachen sie oftmals übermäßige Belastung der Scheibe mit nachfolgender Ansammlung von Metall und dadurch ein Fressen des Werkstücks und Versagen
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beim Einhalten bestimmter Toleranzen. Darüberhinaus verursacht Schwefel oft schwerwiegende Verfärbung des Werkstücks.
Da die Zusammenhänge der Belastung und Abnutzung der Scheibe nicht hinreichend erklärt werden können, muß die Verwendbarkeit einer bestimmten Verbindung, die als Füllmittel für die Poren einer Schleifscheibe geeignet sein soll, im allgemeinen auf experimentelle Weise ermittelt werden. Dementsprechend sind Vergleichsversuche notwendig gewesen, um die Überlegenheit eines Imprägniermittels gegenüber einem anderen festzustellen. Gewöhnlich wurde als Standard eine mit Schwefel imprägnierte Scheibe mit einer Scheibe äquivalenter Struktur verglichen, wobei beide Scheiben unter identischen oder standardisierten Bedingungen angewendet wurden.
In der vorliegenden Beschreibung werden die folgenden empirischen Prüfbedingungen verwendet. Als eine Prüfbedingung wurde ein Arbeitsgang oder der Werkstück-Ausstoß eines Abziehzyklus1 herangezogen bei Verwendung identischer Schleifscheiben. Diese Prüfbedingung wird definiert als Anzahl der hergestellten Werkstücke mit zufriedenstellenden Abmessungen und Eigenschaften pro äquivalentem Abzfehen der Scheibe, Die Identität der Arbeitsbedingungen an dem identischen Material wird während des Arbeitsganges eingehalten. Umgekehrt kann auch für den gleichen Werkstück-Arbeitsgang Dauer und Ausmaß des Scheibenabziehens gemessen werden. Ein
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■weiterer Prüfstein ist die !Fähigkeit, bestimmte Toleranzen, wie öberflächenbeschaffenheit und Geometrie der Teile für die zu schleifenden Werkstücke während des gesamten Arbeitsganges einzuhalten; d.h. unter Bedingungen konstanter Kraft während des Schleifens. Ein weiterer Gesichtspunkt der Prüfung ist die verbesserte Oberfläehenbesc—haffenheit und das Fehlen metallurgischer Schäden, was zu geringerem Ausschuß während des gleichen Arbeitsganges oder geringerem Ausschuß überhaupt führt. Ein weiteres Kriterium ist die Gesamtzahl der Werkstücke, die während der Brauchbarkeitslebensdauer einer äquivalenten Schleifscheibe geschliffen werden.
Es besteht daher ein Bedarf nach einem Schleifgegenstand, welcher verbesserte Schleifeigenschaften ergibt, und insbesondere nach einer gesinterten Schleifscheibe, deren Zwischenräume gleichmäßig und gründlich mit einer Masse imprägniert worden sind, die der Scheibe verbesserte Schleifeigenschaften verleiht, besonders, wenn die Scheibe für Schleifarbeiten verwendet werden soll, für die bisher Schwefel oder ßulfurierte Fette als Imprägniermittel erforderlich waren. Gleichermaßen besteht ein Bedarf nach einer Schleifscheibe mit durch Sintern gebundenem Schleifmittel, welche eine verbesserte Lebensdauer zeigt, ferner der geschliffenen Oberfläche des Werkstücks eine verbesserte Beschaffenheit verleiht, und die Dauer der Brauchbarkeit einer Diamant-Schleifsoheibenabziehvorriohtung verlängert. Ebenfalls be-
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steht ein Bedarf nach einem Imprägniermittel, welches der Abwanderung während des Arbeitsganges von einer Schleifscheibe aus Aluminiumoxid-Schleifmittel und gesintertem Bindemittel widersteht; eine derartige Schleifscheibe ist geeignet für den ersten Innenschliff sowie den Endschliff.
Es wurde nun gefunden, daß durch Verwendung einer neuartigen Schleifscheiben-Imprägniermittelmasse in Verbindung mit einer porösen Scheibe, in deren Zwischenräume das Imprägniermittel gleichmäßiger und gründlicher verteilt wird, als es bisher bei mit Schwefel imprägnierten Scheiben möglich war, eine verlängerte Lebensdauer der Scheibe erreicht wird, während gleichzeitig die bestimmten Toleranzen des Werkstückes während eines ausgedehnteren Werkstück-Schleifarbeitsganges eingehalten werden. Überdies wurde dieses Ergebnis bei verbesserter Oberflächenbeschaffenheit erreicht. Auch wurden die Nachteile nach dem bisherigen Stand der Technik, die mit der Verwendung von mit Schwefel imprägnierten Schleifscheiben im Zus/ammenhang standen, wie z.B. Verfärbungen der Werkstücke durch Schwefel, Abnutzung der Diamanten beim Abziehen von Schleifscheiben durch Einwirkung des Schwefels, Schwefelverunreinigungen der Schneidflüssigkeiten, und übelriechende Gase, die vom Schwefel abgegeben wurden, usw. vermieden oder auf ein Minimum herabgesetzt. Mit Hilfe des neuartigen Imprägniermittels wurden weitere Vorzüge erzielt, wie z.B. ein erhöhter Sicherheitsfaktor dankJf der mit der verminderten Beanspruchung der
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Scheibe in Zusammenhang stehenden geringeren Belastung, d.h. bei Arbeitsgängen gleichbleibender Kraft.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß das Ν,Ν'-aliphatische oder aromatische Diamid einer aliphatischen oder aromatischen Garbonsäure, insbesondere !^,N'-Alkylen-bis-stearamid, spezielle Ν,Ν'-Äthylenbis-stearamid, außerordentlich brauchbare Eigenschaften als Imprägniermittel für Schleifscheiben mit Schleifmittel und gesintertem Bindemittel besitzt.
Erfindungsgemäß wird daher eine Schleifscheibe vorgeschlagen, die Schleifkörner aufweist, welche durch ein gesintertes Bindemittel gebunden werden, wobei die Schleifscheibe mit mindestens einem Amid eines Siamins und einer Carbonsäure imprägniert ist, wobei dieses Amid bei mindestens 1070C schmilzt.
Sie genannten und als Imprägniermittel verwendeten Amide können von einem Siamin und einer Carbonsäure der unten aufgezählten Säuren und Amine abgeleitet werden. Als Diamin können die folgenden Siamine verwendet werden: Alipha-
erv—
tische Siamine wie z.B. Alkyldi amine, z.B. Äthylendiamin, Propylendiamin, Tetramethylendiamin, Biäthylentriamin, 1,6-Hexandiamin, cycloaliphatische Siamine, z.B. Piperazin, Cyclohexyl-bis-I^Hoaethyldiamin, aromatische Siamine, z.B. p-Phenylendiamin, Toluoldiamine wie m.Toluoldiamin, Xylylendiamine wie m-Xylylendiamin, Menthandiamin. Als Carbonsäure können die folgenden Säuren verwendet werden: Azelainsäure,
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Adipinsäure, Arachinsäure, Caprinsäure, Capronsäure, Caprylsäure, Behensäure, Cerotinsäure, Pelargonsäure, Uhdekansäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Lignocerinsäure, Oleinsäure, Sebacinsäure, Bernsteinsäure, Isosebaoinsäure, Ricinolsäure, 12-Hydroxystearinsäure. Mögliche aromatische Säuren sind: Benzoesäure, Naphthensäuren, Phthalsäuren, usw.. Vonden genannten Amiden
von ■ werden diejenigen bevorzugt, die sicfi^lkylendiaminen und aliphatischen Säuren ableiten. Von den letzteren sind die geeignetsten Amide diejenigen, die sich von Äthylendiamin und Fettsäuren ableiten. In allen Fällen müssen die Amide noch einen Schmelzpunkt von mindestens 107 C besitzen, vorzugsweise einen Schmelzpunkt von mindestens 1380C. Der bevorzugteste Schmelzpunktsbereich, welcher die geeignetsten Amide charakterisiert, liegt bei 1430C und höher.
Obgleich eine Anzahl der oben genannten Carboxylverbindungen nicht in reinem Zustand vorkommt, sondern in Verbindung mit verschiedenen Gemischen, kann der Schmelzpunkt dieser Gemische ohne Schwierigkeit bestimmt werden, und dementsprechend die Verwendbarkeit der Amide als Imprägniermittel beurteilt werden. Als Beispiele für Amidverbindungen und Gemische von Stoffen mit ennehmbaren Schmelzpunktseigenschaften können die Folgenden genannt werden» Stearinsäure- und Adipinsäureamide von Xthylendiaminj Stearinsäure- und Azelainsäureamide von Äthylendiamini Caprylsäure- und Caprin-
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-9-
säureamide von Ä'thylendiamin; Benzoesäureamid von Äthylendiaminj Sebacin- und Stearinamide von Ithylendiamin; Capronsäureamid von ÄthylendiaminJ ein Gemisch der Stearinsäure- und Essigsäureamide von ithylendiamin; Pelargonsäureamide von Ithylendiamin, Myristinsäureamid von Äthylendiaminj Azelainsäureamid von m~Toluoldiamin$ Stearinsäure- und Azelainsäureamid von 1,6-Hexandiamin; Stearinsäureamid von p-Phenylendiaminj Sebacinsaureamid von m-Xylylendiamin u.dgl..
Erfindungsgemäß können demzufolge die Imprägniermittel nach dem bisherigen Stand der Technik wie z.B. Schwefel oder Massen, die zahlreiche Bestandteile erforderten, nun durch eine einzelne Komponente ersetzt werden. Überdies sollte das bevorzugte Ν,Ν'-Äthylen-bis-stearamid, welches ein Gemisch von Stearin- und Palmitinsäuren ist, in seiner geeignetsten Form um mindestens 5 C von seinem eutektischen Schmelzpunkt bei 1380C entfernt liegen, und so einen Schmelzpunkt von etwa 1430C oder höher besitzen.
Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung können die bekannten Schleifmittel verwendet werden, z.B. Aluminiumoxid (Al2O3), Carbide wie z.B. Siliciumcarbid (SiC), geschmolzenes Zirkoniumdioxid (ZrO2), Gemische von Zirkon- und Aluminiumoxid (10-45% ZrO2 - 90-55$ Al2O5). Von den genannten wird Aluminiumoxid bevorzugt.
Diese Schleifmittel können nach verschiedenen Korngrößen oder Mischungen davon ausgewählt werden, vorzugsweise
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in einer Korngröße von 54 und feiner und in den Graden und Strukturen, die üblicherweise für durch Sintern hergestellte Schleifscheiben verwendet werden.
Es wurde eine Anzahl von Innenschleifscheiben hergestellt! denen die folgenden Schleifmitteltypmassen einverleibt wurden. Zweckdienlicherweise wurde Aluminiumoxid gewählt, obgleich die anderen genannten Schleifmittel ebenso verwendet werden können.
Die Massen sind folgende:
A. ein mittelmäßig zerbröckelndes Aluminiumoxid
B. ein zerbröckelndes Aluminiumoxid
C. ein leicht zerbröckelndes Aluminiumoxid (weiß)
D. ein zerbröckelndes Aluminiumoxid, weniger zerbröckelnd als B.
Diese Massen wurden nach den folgenden Korngrößen ausgewählt:
A. 80
B. 120
D. 54, 60, 80, 100;
und mit einem Keramikpulver einer Zusammensetzung vermischt, die die Sinterbindung ergibt. Geeignete keramische Pulver sind z.B. Bindeton, Feldspat, Sinterborsilikat und. ähnliche Bestandteile.
Aus dieser Mischung wurden "grüne" Schleifscheiben verschiedener Formen in die gewünschte Gestalt gebracht, und bei einer Temperatur oberhalb etwa 93O0C zu einer hochporösen, harten Struktur gebrannt. Diese Poren können typischerweise
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bis zu etwa 40^ des Volumens der Scheibe ausmachen.
Anschließend wurden die Schleifscheiben, vorgeheizt auf etwa 177-1900G, teilweise in geschmolzenes Ν,Ν'-lthylenbis-stearamid eingetaucht und bei etwa 143-163 G oder höheren Temperaturen gehalten, abhängig vom Schmelzpunkt der anderen Amide, falls solche verwendet werden. Die Kapillarwirkung verursachte eine gleichmäßige Ketsuag und Imprägnierung der Scheibe, ohne Lufteinschlüsse in den Zwischenräumen der Scheibe. Gegebenenfalls wurde ein Vakuum angelegt, um die Entfernung der Luft aus den Zwischenräumen zu unterstützen und so die Imprägnierung su fördern. Danach wurden die St-htiber: aus des Imprägniermittel herausgenommen, auf absorbierendes Papier gelegt, umgs-jsnclst und bei Raumtemperatur abkühlen gelassen« Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß man die Imprägniermittel in Pulverform aussamen mit den Scheiben ohne Vorheizen in einen Kessel bringt. Der Kessel wird dann in einem Ofen auf 154 G erhitzt und bei dieser Temperatur gehalten. Nachdem die Scheiben das Amid aufgesaugt haben, werden sie aus dem Amid herausgenommen und abkühlen gelassen. Diese Scheiben wurden mit demselben Schleifscheibentyp verglichen, der jedoch mit Schwefel imprägniert worden war, wie Im. weiteren hier beschrieben wird. ___
Zur Erläuterung der Erfindung werden die folgenden Beispiele für Ausführungsformen des vorgeschlagenen Imprägniermittels angegeben, die die Herstellung und Verwen-
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dung des Schleifgegenstandes sowie ein verbessertes Schleifverfahren und die erzielten Ergebnisse zeigen.
Beispiel 1
Ein 15 x 30 cm Eisenbahnachsen-Lagerzapfen-Konus und -Rippen wurden gleichzeitig in einem mikroζentriechen Arbeitsgang unter Verwendung einer 5 ϊ 50 cm-Scheibe geschliffen Zwei Scheiben wurden verwendet mit einer Schleifmittelmasse wie oben angegeben mit einer Korngröße von 54; ferner wurden zwei Scheiben der gleichen Zusammensetzung und einer Korngröße von 60 verwendet. Jeweils eine der identischen Scheiben war mit Ν,Ν'-Äthylen-bis-stearamid, die andere mit Schwefel imprägniert worden. Bei Verwendung der das Amid enthaltenden Scheibe und einer Werkstoff-Abtragung von 0,635 mm von dem Konus und 0,1778 mm bei den Hippen des Lagerzapfens der Achse, konnten sieben Werkstücke mit zufriedenstellenden Toleranzen hergestellt werden, bevor ein 45 Sekunden dauerndes Abziehen von 0,038 mm mit einer Diamantabziehvorrichtung für die Scheibe erforderlich war. Auf der anderen Seite konnten nur drei Werkstücke mit zufriedenstellenden Toleranzen bei Verwendung der mit Schwefel imprägnierten Scheibe hergestellt werden, bevor der gleiche Abzieh-Vorgang erforderlich war. Überdies entstehen, wenn die Zahl der Werketücke von drei auf mehr als drei bei der mit Schwefel imprägnierten Soheibe erhöht wird, Prelleehläge (wch»tter")i Überhitzung und übermäßiger Stromverbrauch.
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Beispiel 2
Eine Anzahl der imprägnierten Scheiben wurde ausgewählt zum Schleifen von Walzenlager- oder Kugellagerlaufrillen und Bohrungen der Lagerringe. Diese Werkstücke wurden grob fertiggestellt mit identischen Schleifscheiben der Masse D mit einer Teilchengröße von 100, mit der Abwandlung, daß zum Zwecke des Vergleichs eine Gruppe mit Schwefel und die andere mit N,N'-Ä*thylen-bis-stearamid imprägniert worden war. Danach wurden die Werkstücke mit identischen Schleifscheiben der Schleifmittel-Masse B mit einer Korngröße von 120 fertiggestellt. Die Feinschliff-Wirksamkeiten der Scheiben wurden ausgedrückt in R.M.S., definiert als die Quadratwurzel des Mittelwertes der Summe der Quadrate der Höhe in Mikroinches der Oberflächen-Unregelmäßigkeiten. Um ein Maß für die Werkstück-Feinschliff-Fähigkeit der beiden Scheibentypen zu erhalten, wurden R.M.S.-Werte querüber die fertiggestellte Laufrille genommen. Dieser Wert wird von einem Aufzeichnungs-Instrument abgelesen. Um die Fähigkeit der Scheibe zu zeigen, während ihrer ganzen Lebensdauer in brauchbarer Weise vceistungsfähig zu sein, werden die FeinschliffWirksamkeiten einer neuen Scheibe und einer alten Scheibe in der gleichen Weise bestimmt. Zu diesem Zweck kann man als "neue Soheibe" eine ungebrauchte Scheibe mit maximal brauchbarem Durchmesser be zeichnen. Als "alte Scheibe" kann eine gebrauchte Soheibe mit dem kleinsten brauchbaren Durchmesser bezeichnet werden.
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In der folgenden Tabelle zeigen die Daten die überlegene Werkstück-Feinschliff-Fähigkeit der mit dem neuen Imprägniermittel imprägnierten Scheibe.
Anzahl
der
Stücke		 Tabelle I alte
Scheibe		 R.M.S. des 5.Stückes
nach Abziehen der
Scheibe		 alte
Scheibe
pro
Scheibe		 5,6
7-7		 neue
Scheibe		 4,5-6,5
6-8
441
400		 Schleifen von Lager-Oberflächen 5,5-6,5
6-8
F eins chliff-Wirksamkeit
Scheibe
A
B		 R.M.S. des I.Stückes
nach Abziehen der
Scheibe
neue
Scheibe
5,5-6,5
6-7,5
Dauer eines Arbeitsganges 0,399 Minuten.
Scheibe A war imprägniert mit NjN'-Ä'thylen-bis-stearamid.
Scheibe B war mit Schwefel behandelt, was gleichzeitig unregelmäßige Schwefel-Flecken auf dem Werkstück zur Folge hatte,
Beispiel 3
Scheiben verschiedener Größen und Formen wurden zum Schleifen von lageraohalen und -zapfen verwendet. Diese Scheiben besaßen Zusammensetzung D und Korngröße 80. Eine Anzahl der Scheiben war mit dem neuartigen Schleifscheiben-Imprägniermittel imprägniert worden, eine weitere Anzahl mit Schwefel. Diese Scheiben wurden in verschiedenen Schleifmaschinen verwendet, so z.B. Maschinen der Heald Machine Company, Worcester» Massachusetts, Modelle Nr. 1CF90, 290A, 180, 188A und 81. Die Arbeitsbedingungen für Sohleifeohei-
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ben mit beiden Typen der Imprägniermittel waren identisch. In der folgenden Tabelle II wurde der Peinschliff gemessen und aufgezeichnet für die R.M.S.-Hoch-Ablesung (high reading) querüber die Laufrille. Verschiedene Maschinenteile wurden mit den verschiedenen Scheiben geschliffen, jedoch wurden beide Imprägniermittel jeweils mit derselben Maschine untersucht. Sowohl geregelte Vorschub-Geschwindigkeit als auch geregelte Bedingungen der Arbeitskraft wurden verwendet. Oberflächenbeschaffenheit und Teilegeometrie wurden innerhalb der maßgebenden Vorschriften eingehalten. Typische Ergebnisse sind unten aufgezeichnet. Mit A bezeichnete Seheiben sind mit NjN'-Äthylen-Ms-Etearamicl imprägniert, während die mit ü bezeichneten »it Schwefel imprägniert woröen sind.
Tabelle JI
Vergleich der Schleif leistung neuartiger Schleifscheiben *nit der Leistung von Schleifscheiben, die mit Schwefel imprägniert worden einä, unter identischen Arbeitsbedingungen.
Heald Schei SchaibeßgröSe, cm Gesamt Oberflächen
Maschine ben- zahl güte
Typ Typ Werk R.M.S,-
stücke Hochablesung
6,35 x 3,175 x 1,5875 pro (high
6,35 * 3,175 x 1,5875 Scheibe reading)
1UF9O A 1O,795x 3,81 χ 2,2225 260 12
1CP9C B 10,795x3,81 χ 2,2225 200 30
290-4 A 1O,795x 3,81 χ 2,2225 532 18
290-A A 1O,795x 3*81 χ 2,2225 550 17
290-A B 3,175x 1,905 x 0,9525 305 27
290-A B 3,175x 1,905 χ 0,9525 213 20
180 A 394£25x2,8575x: 0,9525 190 20
160 B 3,4925a:£y8575x 0,9525 187 25
180 A 3,4925x2,8575X 0,9525 416 25
180 A 3,4925x2f8575x 0,9525 246 18
180 A 3,4925x2f8575x 0,9525 400 18
180 B 3,4925x2f8575x 0,9525 155 38
180 B 174 25
180 B 140 30
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I 6 b 2 B 9 2
Beispiel 4
Ein weiteres Verfahren -wurde durchgeführt, wobei die Arbeitsweise verschiedener Imprägniermittel verglichen wurde, indem äußere Lagerringe aus 52100 Stahl mit einer Innenschliff-Maschine (Heald 1CF91) bei niedriger Antriebskraft von 9,0719 kg und bei hoher Antriebskraft von 36,287 kg geschliffen wurden. Gleichzeitig wurde ein unbehandelter Standard verwendet. Die Scheiben bestanden aus der vorstehend genannten SchleifmittelfliaB-se D mit einer Korngröße von 100 von mittlerem Grad und Struktur, gebunden durch ein gesintertes Bindemittel. Als Imprägniermittel wurden verwendet : (a) Schwefel, (b) N,N'-Äthylen-bisstearamid und (c) ein Gemisch von etwa 80$ sulfuriertem Fett, 10$ Mineralöl und 10$ einer Masse wie in (b). Das sulfurierte Fett wird erhalten, indem eine Menge eines ungesättigten, organischen natürlichen Fettes (gewöhnlich ein Glycerinester) mit Schwefel zusammen erhitzt wird, bis eine vollständige Umsetzung zwischen dem Schwefel und dem Fett stattgefunden hat, wobei kein freies Fett zurückbleibt. Etwa 20$ umgesetzter Schwefel, bezogen auf dae Fett, sind das erreichbare Maximum.
Mit jeder der zu vergleichenden Massen wurden 50 Werkstücke geschliffen. Jede Scheibe wurde zu Beginn des Arbeitsganges und nach 25 Werketücken abgezogen. Die Werkstoff- -Abtragung betrug etwa 0,127 mm am Durchmesser. Die/Öberfläckenbeschaffenheit der Werkstücke wurde in E.M.S. erhal-
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ten unter Verwendung eines Profilometers, während der Oberflächenbeschaffenheits-Bereich (Hoch-Ablesung) für die ersten 10 Werkstücke bestimmt wurde. Die Metall-Schädigung wurde unter Verwendung des Jfytal-Ätzversuchs erhalt en.
Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:
Tabelle III Vergleich von Imprägniermitteln
Imprägniermittel
Oberflächenbeschaffenheit s· bereich,
Werkstück 1-10,
mm«iO , R.M.S,
Metallurgis ehe
Schädigung,
Nytal-Test
Mit Schleifflüssigkeit A
Kontrolle(nicht
imprägniert) 0,2032
Schwefel
Masse (b)
Masse (c)
0,2794
0,1778
0,2032
0,3302 0,3048 0,2286 0,2794
schwerwiegend keine
keine
schwerwiegend
Schleifflüssigkeit A ist eine Hochleistungs-Schneid- ;un<i -Schleif-Flüssigkeit einer löslichen Öl-Emulsion, enthaltend Fett, Schwefel und Chlor, welche üblicherweise in der Industrie verwendet wird.
In ähnlicher Weise wurden gleiche Werkstückejmit einem konventionellen Hoohltietunge-Sohleiföl mit einer Viskosität
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von 100 SUS bei 37,80C, das in ähnlicher Weise Schwefel, Chlor und Fett enthält, geschliffen. Die Oberflächenbeschaffenheit der Werkstücke war bei Verwendung von mit Masse (b) imprägnierten Scheiben denjenigen der Kontrolle und der mit Schwefel bzw. Masse (c) imprägnierten Scheiben überlegen.
Ähnlich annehmbare Ergebnisse wurden bei Verwendung der Amide von Äthylendiamin und Caprylsäure bzw. Äthylendiamin und Pelargonsäure erhalten.
Die Werkstücke wurden einem Fleckentest unterworfen, dabei zeigten sich ebenfalls die überlegenen Eigenschaften des neuartigen Imprägniermittels. Werden z.B. Werkstücke in eine Schleif-Kühlflüssigkeit des konventionellen Typs eingetaucht 9 welche Feststoff-Material von jeder der pulverisierten Schleifscheiben mit Schwefel bzw. Masse (b) und (c) als Imprägniermittel enthielt, so zeigten die Werkstücke in der Flüssigkeit mit dem neuartigen Imprägniermittel keine Flecken, während das schwefelhaltige Scheibenmaterial und das Scheibenmaterial der Masse (c) auf den Werkstücken nach 2 Wochen dauerndem Eintauchen Flecken verursachte. Die Verfärbung zeigte sich durch Entwicklung einer bräunlichen bis braunen Farbe.
Die Kombination von Schleifscheiben mit dem neuartigen Imprägniermittel ist für die meisten Schleifarbeiten geeignet, wie z.B. Innenschliff, spitzenloser Rundschliff, Rundsohliff, Oberfläohensohliff, Scheibenschliff, Spitzenschliff, spitzenloser Rundschliff mit Befestigungsbacken usw..
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Aus den genannten Beispielen, wie Beispiel 1, geht
hervor, daß das neuartige Imprägniermittel die Lebensdauer der Scheiten verlängert und so die Herstellung von mehr
Werkstücken pro Abziehen gestattet. Speziell vorgeschriebene Toleranzen können bequem eingehalten v/erden, wie die Werte in den Tabellen I und Jidarlegen. Pur eine gegebene Oberflächenbeschaffenheit wird ein größerer Spielraum der
Bearbeitungs-Sicherheit erhalten; so wird z.B. bei konstanten Bedingungen der Antriebskraft die Scheibe geringerer Beanspruchung ausgesetzt, so als ob Oberflächenbelastung fehlt (auch durch metallurgische Schädigung gekennzeichnet).
Umgekehrt wird weniger Ausschuß produziert, weil die Oberflächenbesehaffenheiten verbessert werden, Me Schwefelfleckung der Werkstücke und ihre metallurgische Schädigung fehlt bei Verwendung des neuartigen Imprägniermittels, wie in Beispiel 4 gezeigt wird. Diese Ergebnisse sind überraschend, da das Imprägniermittel im wesentlichen aus
NtNt-lthylen-bi8-Btearamid besteht. Andere unerwartete
Vorteile sind die Fähigkeit "niedrig zu halten" (to stub
down")» d.h., die Scheibengröße zu vermindern, oder Scheiben verminderter Größe in anderen Maschinen oder bei anderen
Anwendungen zu benutzen. Demzufolge kann ein großer Vorrat an Scheiben verschiedener Größen verringert werden.
Überdies werden die verschiedenen Schleifverfahren, die hier erläutert worden sind, durch die Anwendung der neuartigen mit Ν,Ν«-bis-stearamid imprägnierten Schleifscheiben verbessert j wenn dieses Imprägniermittel während der Schleifarbeit an dem Werkstück vorliegt.
109811/0394 - Patentansprüche -

Claims (2)

Patentansprüche
1. Schleifscheibe mit Schleifmittelkörnern, die durch ein gesintertes Bindemittel gebunden sind» dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Amid-eines Diamine, vorzugsweise eines Alkylendiamins, und einer Carbonsäure, insbesondere einer aliphatischen Säure, imprägniert ist, wobei das Amid bei mindestens 1070C schmilzt.
2. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Amid K^'-A'thylen-bis-stearamid ist.
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DE19671652892 1966-11-08 1967-06-19 Impraegnierte Schleifscheibe Pending DE1652892A1 (de)

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US59274166A 1966-11-08 1966-11-08

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DE19671652892 Pending DE1652892A1 (de) 1966-11-08 1967-06-19 Impraegnierte Schleifscheibe

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US3471277A (en) 1969-10-07
GB1139868A (en) 1969-01-15

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