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EP0858865B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben mit profilierter Arbeitsfläche - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben mit profilierter Arbeitsfläche Download PDF

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EP0858865B1
EP0858865B1 EP98102464A EP98102464A EP0858865B1 EP 0858865 B1 EP0858865 B1 EP 0858865B1 EP 98102464 A EP98102464 A EP 98102464A EP 98102464 A EP98102464 A EP 98102464A EP 0858865 B1 EP0858865 B1 EP 0858865B1
Authority
EP
European Patent Office
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dressing
grinding wheel
dressing roll
roll
diamond
Prior art date
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EP98102464A
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EP0858865A3 (de
EP0858865A2 (de
Inventor
Michael Dr. Ing. Kaiser
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Individual
Original Assignee
Individual
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
    • B24B53/065—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels having other than straight profiles, e.g. crowned
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/12—Dressing tools; Holders therefor
    • B24B53/14—Dressing tools equipped with rotary rollers or cutters; Holders therefor

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for dressing grinding wheels with profiled Work surface by means of a dressing roller, in which one Grinding wheel and dressing roller, the surface with Material of higher hardness than that of the dressing Grinding wheel is occupied, with the same peripheral speed can circulate and with high pressure clenching.
  • Disc-shaped diamond tools with a diamond coating an end face of a hard metal disc are from the JP-A-08 192359 has become known. Your area of application is grinding workpieces.
  • the diamond-set disc was subject to only one very little wear, which only came about that the contact between the grinding wheel and the Dressing roll was not punctiform, but on one radial line took place. Because the diamond coverage extended itself on both sides and across the peripheral surface the dressing roller rounded on its surface. As for the destruction of the binder bridges forces to be exerted on the wheel to be dressed were very high, but the diamond-coated dressing rollers should be quite thin to get fine curves of the It turned out to be possible to edit the cross section of the pane through the constant appearance of side forces Trouble.
  • the diamond-set dressing rollers needed lateral support with a shorter radial Extension in the form of hard metal disks, which however the geometrical scope due to its dimensions and thus restricted the possible applications.
  • the invention avoids the disadvantages of the prior art Technology. It is the object of the invention with simple Means create a way of abrasion in the process of crushing mentioned at the beginning different surface speeds between Avoid grinding wheel and dressing roller and thereby to achieve long service life of the dressing tool.
  • the invention is that as a dressing roller used a circular flat carbide disc, the one face just covered with diamond material, that you have the angle of attack of the dressing roller changed so that grinding wheel and dressing roller be adjusted and adjusted to each other in such a way that only one between the grinding wheel and the dressing roller almost point-like contact takes place and that one the contact pressure between the grinding wheel and the dressing roller so high that the binder bridges at the point of contact between the individual grinding wheels of the Break the grinding wheel.
  • One is used to carry out this method Device for dressing grinding wheels with profiled Work surface consisting of a recording for the grinding wheel to be dressed, one holder for as a hard metal disc with a flat assignment of End face formed with polycrystalline diamond material Dressing roller and a drive device as well a pressing device through which the dressing roller and the grinding wheel are pressed together with a electronic control device according to a predeterminable program the axial feed of the dressing roller relative to the grinding wheel to be dressed, the Angle of attack of the dressing roller in one position each in which only a point-like contact between the hard metal disc and the one to be dressed Grinding wheel takes place, the pressure during the Dressing process sets such that at the point of contact the binder bridges between the individual Break the grinding wheels of the grinding wheel.
  • the punctiform contact ensures that the Contact forces do not need to be as high as in flat touch. That is also the reason why the necessary reaction forces due to the thin diamond coating be picked up without damage when pressed can.
  • This setting on point contact is turned on by the dressing roller determined the currently processed surface of the appropriate grinding wheel to be dressed reached angle. This can be automated by a control device respectively.
  • the targets are set up for crash use by making a hole centrally in these disks cuts to get a washer that one can then clamp in the tool holder.
  • the one with this Process step waste, namely a Circular disc with a smaller diameter can be used for the Continue to use cutting tools and these Circular disc with a smaller diameter also in Split pieces.
  • the production of a dressing roll for the implementation is expediently carried out by placing it in a circular hard metal disc, one end for other purposes is just covered with diamond material, centrally a hole incorporated, and introduces a mandrel in this hole.
  • This device can be made more effective that the layer thickness of the diamond coating of the dressing roller is reduced by electroerosion.
  • This device can have a particularly long life if the rotary movement of the dressing roller from the Rotational movement of the grinding wheel is derived.
  • This device can be used very effectively if the dressing roller on the diamond material Face a larger diameter than on the opposite side.
  • the diamond coating is preferably a polycrystalline Layer.
  • PCD polycrystalline diamond discs
  • the dressing roller consists of a hard metal disc 1, which is coated on one side with diamond material 2.
  • the dressing roller has a hole 3 in the center, in order to Bracket for their rotatable storage can be clamped to be able to.
  • the Diameter of the dressing roller in the direction of the End face carrying diamond material can be fillets and the like Dress the shapes on the grinding wheel 4.
  • the PCD coating on the hard metal disk can be fixed on the hard metal carrier during the manufacturing process or can be applied as a thin layer using the CVD process.
  • the relative speed between the diamond grinding wheel and the diamond crushing roller is zero when these two roll on each other, rarely it is exactly zero because of the slip.
  • a great advantage of this "round design" according to the invention is the fact that the diameter can definitely decrease due to wear and the tool can still be used (eg centerless grinding straight, the crushing roller only has to be adjusted radially). The control therefore does not need to be adjusted in the axial direction according to the wear of the tool, but only radially. This leads to the possibility of using much simpler controls.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben mit profilierter Arbeitsfläche mittels einer Abrichtrolle, bei dem man Schleifscheibe und Abrichtrolle, deren Oberfläche mit Material von höherer Härte als das der abzurichtenden Schleifscheibe belegt ist, mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit umlaufen läßt und dabei mit hohem Druck zusammenpreßt.
Scheibenförmige Diamantwerkzeuge mit Diamantbelegung an einer Stirnseite einer Hartmetallscheibe sind aus der JP-A-08 192359 bekannt geworden. Ihr Einsatzgebiet ist das Schleifen von Werkstücken.
Eine Möglichkeit zum Abrichten von Schleifscheiben mit profilierter Arbeitsfläche ist aus der DE 44 36 741 A1 bekannt geworden. Während früher das Abrichten von Schleifscheiben mit Hilfe von diamantbelegten Abrichtrollen erfolgte, die mit hoher Relativgeschwindigkeit angetrieben wurden und dabei Oberflächenpartikel von der abzurichtenden Schleifscheibe wegschliffen, hat die DE 44 36 741 A1 diamantbesetzte Abrichtrollen benutzt, um sie bei gleicher Oberflächengeschwindigkeit wie die abzurichtende Schleifscheibe umlaufen zu lassen, so daß zwischen der Schleifscheibe und der Abrichtrolle nur geringer Schlupf auftrat, und dabei mit so hohem Druck an die abzurichtende Schleifscheibe anzupressen, daß die Bindemittelbrücken zwischen den Schleifmittelpartikeln zerbrachen und auf diese Weise eine Zerstörung der abzutragenden Oberflächenteile der Schleifscheibe zustandekam. Diesen Vorgang nennt man "Crushen". Dabei unterlag die diamantbesetzte Scheibe lediglich einem sehr geringen Verschleiß, der nur dadurch zustande kam, daß die Berührung zwischen der Schleifscheibe und der Abrichtrolle nicht punktförmig war, sondern auf einer radialen Linie erfolgte. Denn die Diamantbelegung erstreckte sich zu beiden Seiten und über die Umfangsoberfläche der an ihrer Oberfläche gerundeten Abrichtrolle. Da die für die Zerstörung der Bindemittelbrücken auf der abzurichtenden Scheibe aufzuwendenden Kräfte sehr hoch waren, die diamantbesetzten Abrichtrollen jedoch recht dünn sein sollten, um feine Kurven des Scheibenquerschnitts bearbeiten zu können, ergaben sich durch das eigentlich ständige Auftreten von Seitenkräften Schwierigkeiten. Die diamantbesetzten Abrichtrollen bedurften seitlicher Abstützung mit kürzerer radialer Erstreckung in Form von Hartmetallscheiben, welche jedoch durch ihre Dimensionen den geometrischen Spielraum und damit die Anwendungsmöglichkeiten einschränkten.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, mit einfachen Mitteln eine Möglichkeit zu schaffen, den Abrieb beim eingangs genannten Verfahren des Crushens durch unterschiedliche Oberflächengeschwindigkeiten zwischen Schleifscheibe und Abrichtrolle zu vermeiden und dadurch lange Standzeiten des Abrichtwerkzeuges zu erreichen.
Die Erfindung besteht darin, daß man als Abrichtolle eine kreisrunde ebene Hartmetallscheibe verwendet, deren eine Stirnseite mit Diamantmaterial eben belegt, daß man den Anstellwinkel der Aufnahme der Abrichtrolle derart verändert, daß Schleifscheibe und Abrichtrolle derart zueinander ein- und nachgestellt werden, daß zwischen Schleifscheibe und Abrichtrolle lediglich eine nahezu punktförmige Berührung stattfindet und daß man den Anpreßdruck zwischen Schleifscheibe und Abrichtrolle so hoch wählt, daß am Berührungspunkt die Bindemittelbrücken zwischen den einzelnen Schleifkörpern der Schleifscheibe zerbrechen.
Zur Durchführung dieses Verfahrens verwendet man eine Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben mit profilierter Arbeitsfläche, bestehend aus einer Aufnahme für die abzurichtende Schleifscheibe, einer Aufnahme für die als Hartmetallscheibe mit ebener Belegung der Stirnseite mit polykristalinem Diamantmaterial ausgebildete Abrichtrolle und einer Antriebsvorrichtung sowie einer Preßvorrichtung, durch die die Abrichtrolle und die Schleifscheibe zusammengepreßt sind, mit einer elektronischen Steuerungsvorrichtung, die nach einem vorgebbaren Programm den axialen Vorschub der Abrichtrolle relativ zur abzurichtenden Schleifscheibe, den Anstellwinkel der Abrichtrolle in jeweils eine Position, bei der eine lediglich punktförmige Berührung zwischen der Hartmetallscheibe und der abzurichtenden Schleifscheibe stattfindet, den Preßdruck während des Abrichtvorganges derart einstellt, daß am Berührungspunkt die Bindmittelbrücken zwischen den einzelnen Schleifkörpern der Schleifscheibe zerbrechen.
Durch die punktförmige Berührung wird erreicht, daß die Anpreßkräfte nicht so hoch zu sein brauchen wie bei flächiger Berührung. Das ist auch der Grund dafür, daß durch die dünne Diamantbelegung die erforderlichen Reaktionskräfte beim Anpressen schadlos aufgenommen werden können. Diese Einstellung auf punktförmige Berührung wird durch die Anstellung der Abrichtrolle auf bestimmte der momentan bearbeiteten Oberfläche der abzurichtenden Schleifscheibe entsprechende Winkel erreicht. Das kann automatisiert durch eine Steuerungsvorrichtung erfolgen.
Man richtet die Scheiben für den Einsatz des Crashens dadurch her, daß man zentrisch ein Loch in diese Scheiben schneidet, um eine Ringscheibe zu erhalten, die man dann in Werkzeugträger einspannen kann. Den bei diesem Verfahrensschritt anfallenden Abfall, nämlich eine Kreisscheibe geringeren Durchmessers, kann man für den Besatz von Schneidwerkzeugen weiter verwenden und diese Kreisscheibe geringeren Durchmessers dafür auch noch in Stücke teilen.
Es liegt im Wesen der Erfindung, daß eine dünne radial stirnseitig angebrachte Schicht einer Diamantbelegung die hohen Kräfte auf die abzurichtende Schleifscheibe zu übertragen vermag, die notwendig sind, um die Bindemittelbrücken zwischen den Schleifpartikeln zu zerbrechen. Dieses Phänomen ist durch die nahezu punktförmige Anlage und die dünne Diamantbeschichtung möglich geworden.
Je dünner die Diamantbelegung der Abrichtrolle ist, um so besser und wirkungsvoller läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen. Daher kann es bei Abrichtrollen aus für andere Zwecke geschaffenen diamantbelegten Scheiben sein, daß man vor Beginn der Abrichtarbeiten die Schichtdicke der Diamantbelegung der Abrichtrolle durch Elektroerosion vermindert.
Um keine Relativbewegung zwischen abzurichtender Schleifscheibe und Abrichtrolle aufkommen zu lassen, ist es zweckmäßig, wenn man die Drehbewegung der Abrichtscheibe von der Drehbewegung der Schleifscheibe ableitet.
Die Herstellung einer Abrichtrolle für die Durchführung des erfindungsgemäßen Abrichtverfahrens erfolgt zweckmäßigerweise dadurch, daß man in eine kreisrunde Hartmetallscheibe, deren eine Stirnseite für andere Zwecke mit Diamantmaterial eben belegt ist, zentrisch ein Loch einarbeitet, und in dieses Loch einen Aufnahmedorn einbringt.
Diese Vorrichtung kann dadurch effektiver gemacht sein, daß die Schichtdicke der Diamantbelegung der Abrichtrolle durch Elektroerosion vermindert ist.
Diese Vorrichtung kann eine besonders lange Lebensdauer haben, wenn die Drehbewegung der Abrichtrolle von der Drehbewegung der Schleifscheibe abgeleitet ist.
Diese Vorrichtung läßt sich sehr effektiv einsetzen, wenn die Abrichtrolle an der mit Diamantmaterial belegten Stirnseite einen größeren Durchmesser als auf der gegenüberliegenden Seite aufweist.
Die Diamantbelegung ist vorzugsweise eine polykristalline Schicht. Es besteht auch die Möglichkeit, anstelle der polykristallinen Diamantscheiben (PKD) Scheiben zu benutzen, welche nach der CVD-Technik mit Diamantmasse belegt sind (Prospekt der Firma GE General Electrics CVD DIAMOND PRODUCTS").
Es besteht auch die Möglichkeit, Hartmetallscheiben mit Sektionen von diamantbeschichtetem Material zu belegen.
Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
Fig.1
eine mit Diamantmaterial belegte Abrichtrolle in Stirnseitenansicht,m
Fig.2
die mit Diamantmaterial belegte Abrichtrolle in Stirnseitenansicht,
Fig.3
eine andere mit Diamantmaterial belegte Abrichtrolle mit sich verjüngendem Durchmesser in Stirnseitenansicht,
Fig.4
die mit Diamantmaterial belegte Abrichtrolle in Arbeit an einer profilierten Schleifscheibe an einer Stelle, an der mit achsparallel eingestellten Wellen gearbeitet wird.
Fig.5
die mit Diamantmaterial belegte Abrichtrolle in Arbeit an einer profilierten Schleifscheibe an einer Stelle, an der die Wellen von Abrichtrolle und abzurichtender Schleifscheibe unter einem spitzen Winkel zu einander stehen gearbeitet wird.
Die Abrichtrolle besteht aus einer Hartmetallscheibe 1, welche einseitig mit Diamantmaterial 2 belegt ist. Die Abrichtrolle weist zentrisch ein Loch 3 auf, um in eine Halterung für ihre drehbare Lagerung eingespannt werden zu können.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 verjüngt sich der Durchmesser der Abrichtrolle in Richtung von der das Diamantmaterial tragenden Stirnseite weg. Mit einer solchen Abrichtrolle lassen sich Hohlkehlen und ähnliche Formen an der Schleifscheibe 4 abrichten.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist ersichtlich, daß nur die der Hartmetallscheibe abgewandte Umfangskante an der Schleifscheibe 4 wirksam ist. Die Pfeile 5 deuten die Kräfte an, mit denen die Abrichtrolle während ihrer Arbeit beaufschlagt ist.
Der PKD-Belag auf der Hartmetallscheibe kann im Rahmen des Herstellungsprozesses auf dem Hartmetallträger fixiert sein oder nach dem CVD-Verfahren als dünne Schicht aufgebracht werden.
Die Relativgeschwindigkeit zwischen Diamant-Schleifscheibe und Diamant-Crushierrolle liegt bei Null, wenn diese beiden aufeinander abrollen, selten ist sie wegen des Schlupfes exakt null.
Ein großer Vorteil dieser erfindungsgemäßen "Rondenausführung" ist die Tatsache, daß der Durchmesser durch Verschleiß durchaus abnehmen kann und das Werkzeug dennoch weiter einsetzbar ist (z.B. Spitzenlosschleifen gerade, die Crushierrolle muß lediglich radial nachgestellt werden). Die Steuerung braucht daher nicht in axialer Richtung entsprechend der Abnutzung des Werkzeuges nachgestellt zu werden, sondern lediglich radial. Das führt zu der Möglichkeit, wesentlich einfachere Steuerungen in Anwendung zu bringen.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Abrichten von Schleifscheiben (4) mit profilierter Arbeitsfläche mittels einer Abrichtrolle (1),
    bei dem man Schleifscheibe (4) und Abrichtrolle (1), deren Oberfläche mit Material von höherer Härte als das der abzurichtenden Schleifscheibe (4) belegt ist, mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit umlaufen läßt und dabei mit hohem Druck zusammenpreßt,
    dadurch gekennzeichnet, daß man als Abrichtrolle (1) eine kreisrunde ebene Hartmetallscheibe verwendet, deren eine Stirnseite mit Diamantmaterial (2) eben belegt,
    daß man den Anstellwinkel der Aufnahme der Abrichtrolle (1) derart verändert, daß Schleifscheibe (4) und Abrichtrolle (1) derart zueinander ein- und nachgestellt werden,
    daß zwischen Schleifscheibe (4) und Abrichtrolle (1) lediglich eine nahezu punktförmige Berührung stattfindet
    und daß man den Anpreßdruck zwischen Schleifscheibe (4) und Abrichtrolle (1) so hoch wählt, daß am Berührungspunkt die Bindemittelbrücken zwischen den einzelnen Schleifkörpern der Schleifscheibe (4) zerbrechen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß man vor Beginn der Abrichtarbeiten die Schichtdicke der Diamantbelegung der Abrichtrolle durch Elektroerosion vermindert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß man die Drehbewegung der Abrichtscheibe von der Drehbewegung der Schleifscheibe ableitet.
  4. Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben mit profilierter Arbeitsfläche, bestehend aus einer Aufnahme für die abzurichtende Schleifscheibe, einer Aufnahme für die als Hartmetallscheibe mit ebener Belegung der Stirnseite mit polykristalinem Diamantmaterial ausgebildete Abrichtrolle und einer Antriebsvorrichtung sowie einer Preßvorrichtung, durch die die Abrichtrolle und die Schleifscheibe zusammengepreßt sind,
    gekennzeichnet durch
    eine elektronische Steuerungsvorrichtung, die nach einem vorgebbaren Programm
    (a) den axialen Vorschub der Abrichtrolle (1) relativ zur abzurichtenden Schleifscheibe,
    (b) den Anstellwinkel der Abrichtrolle in jeweils eine Position, bei der eine lediglich punktförmige Berührung zwischen der Hartmetallscheibe und der abzurichtenden Schleifscheibe stattfindet, und
    (c) den Preßdruck während des Abrichtvorganges derart einstellt, daß am Berührungspunkt die Bindemittelbrücken zwischen den einzelnen Schleifkörpern der Schleifscheibe zerbrechen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Diamantbelegung (2) der Abrichtrolle durch Elektroerosion vermindert ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung der Abrichtrolle von der Drehbewegung der Schleifscheibe (4) abgeleitet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Abrichtrolle an der mit Diamantmaterial (2) belegten Stirnseite einen größeren Durchmesser als auf der gegenüberliegenden Seite aufweist.
EP98102464A 1997-02-17 1998-02-13 Verfahren und Vorrichtung zum Abrichten von Schleifscheiben mit profilierter Arbeitsfläche Expired - Lifetime EP0858865B1 (de)

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DE19705989 1997-02-17

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EP0858865A2 EP0858865A2 (de) 1998-08-19
EP0858865A3 EP0858865A3 (de) 1999-02-03
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