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WO2017042395A1 - Abrichtwerkzeug - Google Patents

Abrichtwerkzeug Download PDF

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Publication number
WO2017042395A1
WO2017042395A1 PCT/EP2016/071475 EP2016071475W WO2017042395A1 WO 2017042395 A1 WO2017042395 A1 WO 2017042395A1 EP 2016071475 W EP2016071475 W EP 2016071475W WO 2017042395 A1 WO2017042395 A1 WO 2017042395A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dressing
elements
grains
hard
carrier
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2016/071475
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Horst Lach
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.)
Jakob Lach GmbH and Co KG
Original Assignee
Jakob Lach GmbH and Co KG
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 Jakob Lach GmbH and Co KG filed Critical Jakob Lach GmbH and Co KG
Priority to EP16769904.0A priority Critical patent/EP3347163B1/de
Publication of WO2017042395A1 publication Critical patent/WO2017042395A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B24B53/04—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of cylindrical or conical surfaces on abrasive tools or wheels
    • B24B53/047—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of cylindrical or conical surfaces on abrasive tools or wheels equipped with one or more diamonds
    • 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
    • B24B53/04—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of cylindrical or conical surfaces on abrasive tools or wheels
    • B24B53/053—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of cylindrical or conical surfaces on abrasive tools or wheels using a rotary dressing tool
    • 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
    • B24B53/062—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels using rotary dressing tools
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/06—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental

Definitions

  • the invention relates to a dressing tool comprising a base body in the form of a rotatable disc element with a carrier to which hard grains such as diamond or cubic boron nitride (CBN) grains are bonded in a layer by compound, in addition to the hard grains in the layer distributed integrally platelet or rod-shaped dressing elements of a hard material are connected to the carrier.
  • hard grains such as diamond or cubic boron nitride (CBN) grains are bonded in a layer by compound, in addition to the hard grains in the layer distributed integrally platelet or rod-shaped dressing elements of a hard material are connected to the carrier.
  • a dressing tool of the type mentioned is known from DE 2 98 19 006 Ul. Described is a diamond dressing wheel consisting of a rotationally symmetrical body, which is covered on its peripheral surface and / or on its one end face with motionless diamond grains. In one end face of the dressing wheel radially extending grooves are formed, which extend into the peripheral edge and in which elongated diamonds are inserted and fixed. The elongated diamonds are attached to the dressing wheel with an adhesive and then fixed by galvanic metal deposition. The edge region of the diamond dressing wheel is triangular in cross-section, so that the coated with diamond grains End face is worn asymmetrically, with the result that regrinding is mandatory.
  • dressing or dressing can be performed that can be used in the manufacture of new or machining ceramic and ceramic bonded grinding wheels.
  • WO 2008/101263 AI relates to a dressing tool for surface treatment of abrasive tools with a round body, which has one or more dressing surfaces, at least partially with high-hardness cutting materials z.
  • the polycrystalline edge protection elements are embedded positively and non-positively in the base body, wherein the recesses are adapted to the geometric shape of the polycrystalline edge protection elements.
  • a dressing tool referred to as a dressing blade is known from DE 11 2005 001 119 B4, which consists of a plate-shaped metal shaft as a base and a metal extension, on which a brazed metal compound of superabrasive grains z. B. of diamond or cubic boron nitride is bound.
  • a rotary dressing tool according to DE 609 14 766 T2 has a core and a grinding edge, to which are bound by means of active hard solder diamond grains, which are exposed in one layer on both sides of the tool.
  • a self-supporting functional coating has a porous bonding matrix which is uniformly penetrated by hard-material grains, in which additionally embedded reinforcing elements made of a hard material for stabilizing the functional coating are present.
  • the present invention has the object, a dressing tool of the type mentioned in such a way that with ease of manufacture, a high wear resistance and improved profile retention can be achieved. Also should the Serviceability be improved. In particular, a constant effective width without regrinding should be available over the entire service life.
  • the invention essentially provides that the carrier is formed by a projecting from the main body annular web, that the hard grains and the dressing elements are connected by a brazed metal and / or ceramic compound to the carrier and that thickness of the layer formed by the hard grains is the same thickness D of the dressing elements.
  • the combination of hard grains and platelet or bar-shaped dressing elements connected to the circular web as a carrier can be done with high stability, a precise and reproducible dressing and profiling. Wear and dressing properties are optimized so that a high level of proficiency or dressing tool contour can be achieved over a long period of time. A re-grinding is not required, so that the service friendliness is improved over the prior art.
  • An annular carrier web according to the invention can not be provided with a porous bonding matrix according to the prior art.
  • the dressing elements are cuboid, so that an outer surface of the dressing elements and protruding tips of the hard grains extend in a common plane.
  • the dressing elements can also have a cylindrical, ellipsoidal or prismatic shape.
  • the dressing elements are made of diamond or contain diamond, wherein preferably the dressing elements are produced synthetically as in CVD (Chemical Vapor Deposition) or HPHT (High Pressure High Temperature) processes.
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • HPHT High Pressure High Temperature
  • the dressing elements are radially aligned, in particular distributed at equidistant spacing on the carrier.
  • the dressing elements should start from the front area of the carrier and be surrounded by the hard grains both laterally and also away from the face area.
  • the hard grains and the dressing elements are fixed on a side surface of the web-shaped carrier by the brazed metal and / or ceramic compound. It can also be provided that the hard grains and the dressing elements are connected on opposite side surfaces of the web-shaped carrier by the brazed metal and / or ceramic compound, so that a dressing ring is formed with two layers formed as working surfaces transverse to the grinding direction.
  • the hard grains should at least be those of a material of the group natural diamond, synthetic diamond, cubic boron nitride (CBN) or hard metal of any nature.
  • the layer may comprise one or more layers of the hard grains.
  • the body should be made of steel, tool steel, tungsten carbide or alloys suitable for machine tool purposes, containing iron and / or molybdenum and / or tungsten and / or alloys of metals.
  • the base body may also consist of a ceramic material, in particular an oxide ceramic from the group of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium dioxide (ZrO 2 ), titanium (IV) oxide (TiO 2 ), magnesium oxide (MgO), zinc oxide (ZnO), aluminum titanate (A1 2 0 3 + Ti0 2 ) and / or barium titanate (BrO + Ti0 2 ) be prepared.
  • solder material which contains at least one metal from the group copper, aluminum, silver, tin, silicon, iron and an active metal component from the group titanium, titanium nitride, chromium, zirconium or ceramic.
  • Geometrically preferred arrangements of the rod-shaped or plate-shaped grinding cutting elements are present when the longitudinal axes of successive dressing elements in dependence on a diameter of Abrichtronde an angle ⁇ in the range 2 ° ⁇ ⁇ 45 °, preferably 5 ° ⁇ ⁇ 10 ° particularly preferably 6 ° ⁇ ⁇ ⁇ 7 °.
  • the carrier to which the hard grains and the dressing elements are fixed by brazing, by a protruding from the base web educated results in particular the advantage that easily desired profiles or dressing surfaces can be edited.
  • FIG. 1 is a front view of a first embodiment of a
  • FIG. 2 shows a section through the dressing tool according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a detail A of the dressing tool according to FIG. 2
  • FIG. 2 shows a section through the dressing tool according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a detail A of the dressing tool according to FIG. 2
  • FIG. 2 shows a section through the dressing tool according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a detail A of the dressing tool according to FIG. 2
  • FIG. 4 shows a section through a second embodiment of a dressing tool
  • FIG. 5 shows a detail A of the dressing tool according to FIG. 4, FIG.
  • FIG. 6 is a front view of a third embodiment of a dressing tool
  • FIG. 6 shows a plan view of the dressing tool according to FIG. 6 from view B
  • FIG. 8 shows a section through the dressing tool according to FIG. 6, a detail of the dressing tool according to FIG. 8.
  • the figures, in which the same reference numerals are used for the same elements, are embodiments of discernible as Abrichtrollen rotary dressing tools disc form, with which a dressing or profiling of particular ceramic and ceramic bonded grinding wheels is performed.
  • the dressing tool 10 consists of a disc-shaped base body 12 which is rotated about an axis 14 which passes through the plane perpendicular.
  • the main body 12 has a peripheral, annular support 16 with a lateral layer 18, which consists of hard grains 20, hereinafter called diamond grains 20, and geometrically determined or indefinite shapes, preferably platelet or rod-shaped dressing elements 22 consists.
  • the diamond grains 20 and the dressing members 22 are each connected to a side surface of the support 16 by a brazed metal joint to form the uniformly closed layer 18.
  • the peripheral, annular support 16 with the layer 18 forms a dressing ring.
  • the platelet or rod-shaped dressing elements are indicated in FIG. 1 by uniformly distributed black lines 22. Between these and the rear sides of the platelet or rod-shaped dressing elements 18, the diamond grains 20 are connected to the carrier 16 of the base body 12.
  • the dressing elements 22 and the diamond grains 20 can be connected to the carrier 16 in one operation, but also in succession. Irrespective of this, it is provided that, for soldering, the edge region is first provided with a brazing material that makes the brazing possible. The base body 12 with the placed hard material grains 20 and dressing elements 22 is then placed in a vacuum chamber in which the brazing is performed.
  • a brazing material for brazing, in particular vacuum brazing, a brazing material should be used which comprises at least one metal, e.g. from the group copper, silver, tin, silicon, iron as well as an active metal component e.g. from the group titanium, titanium nitride, zirconium, chromium or ceramic.
  • the diamond grains are in particular natural or, synthetic diamond grains and cubic boron nitride (CBN).
  • CBN cubic boron nitride
  • the rod-shaped dressing elements 22 are made in particular of synthetic diamond such as CVD, without thereby limiting.
  • Other suitable ultra-hard materials such as polycrystalline diamond (PCD) or monocrystalline diamond are also suitable, wherein the dressing elements should preferably consist of diamond or diamond should contain.
  • Figures 2 to 4 are sectional views and details of preferred embodiments disc-shaped rotary dressing tools 100 and 200, respectively, according to the Fig. 1 on the carrier distributed next to diamond grains 120, 220 also platelet or rod-shaped dressing elements 122, 222 have.
  • the platelet or bar-shaped dressing elements 122, 222 are preferably distributed equidistant around the circumference, wherein the longitudinal axes of successive dressing elements in the embodiment should include an angle between 6 ° and 7 °, as is apparent from the illustration of FIG.
  • the dressing tool 100 has a disk-shaped main body 112 with a peripheral radially projecting web-shaped support 116, which forms an edge. On one of the side annular surface 124 formed by the carrier, the diamond grains 120 and the dressing elements 122 are then brazed.
  • the diamond grains 122 surround the dressing elements 122 not only laterally but also in their rear edge regions 126.
  • the dressing elements 122 are flush over into an end face 128 of the web-shaped carrier 116.
  • the web forming the carrier 116 starts from a section triangular section 130 of the base body, the boundary surfaces enclosing an example of an angle of 120 °, whereby the desired stability for the wearer is ensured.
  • FIGS. 4 and 5 differs from that of FIGS. 2 and 3 in that the circular annular web forming the support 216 is beveled on the face side (surface 226), with the outermost edge 228 merging into the end face 230 of the dressing element 222 as Fig. 5 illustrates. Also, the web 216 forming the carrier is based on boundary surfaces of the base body 212, which enclose an angle of, for example, 120 °, as can be seen from the drawing. FIG. 5 likewise illustrates that the diamond grains 222 surround the dressing element 218 on the back.
  • Fig. 6 shows a front view of a third embodiment of a rotary dressing tool 300, consisting of a disc-shaped base body 312, which is rotated about the axis 14, which passes through the plane perpendicular.
  • FIGS. 7 to 9 show sectional views and details of the rotatable dressing tool 300, the base body 312 having a peripherally encircling ridge-shaped carrier 316 with lateral layers 318.1, 318.2, each consisting of hard grains 320.1, 320.2 such as diamond grains and bar-shaped dressing elements 222.1 , 322.1 exist. These are each connected by a brazed metal and / or ceramic connection with a side surface 324.1, 324.2 of the carrier 316.
  • the dressing elements 122, 222, 322 should have a thickness D between 0.3 mm and 8 mm and a length L between 3.0 mm and 10 mm. The width should correspond approximately to the thickness, so that a rod geometry results in a straight shape.
  • the rod-shaped dressing element 122, 222, 322 should consist in particular of synthetic diamond, without any limitation.
  • the main body 12, 112, 212, 312 should consist of steel, in particular tool steel or other metal alloys suitable for machine tool purposes, in particular iron and / or molybdenum and / or tungsten and / or alloys of metals and other elements such as steel, tungsten / copper and the like contain.
  • the outer surfaces of the rod-shaped dressing elements 122, 222, 322 extend in a plane in which also runs the outer surface of the layer in which the hard grains 120, 220, 320 are located. Both the dressing elements 122, 222, 322 and the hard grains 120, 220, 320 are, as mentioned, connected to the carrier 116, 216, 316 by a brazed metal and / or ceramic connection.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abrichtwerkzeug (10, 100, 200, 300) umfassend einen Grundkörper (12, 112, 212, 312) in Form eines drehbaren Scheibenelementes mit einem Träger (16, 116, 216, 316), an dem durch eine Verbindung harte Körner (120, 220, 320) wie Körner aus Diamant oder kubischem Bornitrid (CBN) in einer Schicht (18, 118, 218, 318) gebunden sind und wobei zusätzlich zu den harten Körnern (120, 220, 320) in der Schicht (18, 118, 218, 318) verteilt einstückige plättchen- oder stabförmige Abrichtelemente (22, 122, 222, 312) aus einem Hartstoffmaterial mit dem Träger verbunden sind. Um bei einfacher Herstellbarkeit eine hohe Verschleißfestigkeit und verbesserte Profilhaltigkeit zu erzielen, ist vorgesehen, dass der Träger (16, 116, 216, 316) durch einen von dem Grundkörper (12, 112, 212, 312) abragenden kreisringförmigen Steg gebildet ist, dass die Abrichtelemente durch eine hartgelötete Metall- und/ oder Keramikverbindung mit dem Träger (16, 116, 216, 316) verbunden sind und dass Dicke der durch die harten Körner (120, 220, 320) gebildeten Schicht gleich Dicke D der Abrichtelemente (22, 122, 222, 312) ist.

Description

Beschreibung
Abrichtwerkzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein Abrichtwerkzeug umfassend einen Grundkörper in Form eines drehbaren Scheibenelementes mit einem Träger, an dem durch eine Verbindung harte Körner wie Körner aus Diamant oder kubischem Bornitrid (CBN) in einer Schicht gebunden sind, wobei zusätzlich zu den harten Körnern in der Schicht verteilt einstückige plättchen- oder stabförmige Abrichtelemente aus einem Hartstoffmaterial mit dem Träger verbunden sind.
Ein Abrichtwerkzeug der eingangs genannten Art ist aus der DE 2 98 19 006 Ul bekannt. Beschrieben wird eine Diamant-Abrichtscheibe, bestehend aus einem rotationssymmetrischen Körper, der auf seiner Umfangsfläche und/oder auf seiner einen Stirnseite mit reglos geformten Diamantkörnern belegt ist. In einer Stirnseite der Abrichtscheibe sind radial verlaufende Nuten eingeformt, die sich bis in die Umfangskante erstrecken und in welche längliche Diamanten eingelegt und befestigt sind. Die länglichen Diamanten werden mit einem Kleber an der Abrichtscheibe angeheftet und anschließend durch galvanischen Metallauftrag befestigt. Der Randbereich der Diamant- Abrichtscheibe ist im Querschnitt dreieckförmig ausgebildet, so dass die mit Diamantkörnern belegte Stirnseite unsymmetrisch abgenutzt wird, mit der Folge, dass ein Nachschleifen zwingend notwendig ist.
Mit einem Abrichtwerkzeug kann ein Abrichten oder Abrichtvorgang durchgeführt werden, das bzw. der beim Herstellen von neuen oder beim Bearbeiten von im Einsatz befindlichen keramischen und keramisch gebundenen Schleifscheiben zur Anwendung gelangen kann.
Die WO 2008/101263 AI betrifft ein Abrichtwerkzeug zur Oberflächenbehandlung von Schleifwerkzeugen mit einem Rundkörper, welches eine oder mehrere Abrichtflächen aufweist, die zumindest teilweise mit hochharten Schneidstoffen z. B. Diamant- Einkristallkörnern besetzt sind und eine Vielzahl von Vertiefungen aufweisen, in welche Kantenschutzelemente eingesetzt und fixiert sind. Die polykristallinen Kantenschutzelemente sind in dem Grundkörper formschlüssig und kraftschlüssig eingebetet, wobei die Vertiefungen an die geometrische Form der polykristallinen Kantenschutzelemente angepasst sind.
Ein als Abrichtklinge bezeichnetes Abrichtwerkzeug ist aus der DE 11 2005 001 119 B4 bekannt, das aus einem plattenförmigen Metallschaft als Basis und einem aus Metall bestehenden Ansatzstück besteht, an dem eine hartgelötete Metallverbindung von Superschleifkörnern z. B. aus Diamant oder kubischen Bornitrid gebunden ist.
Ein drehendes Abrichtwerkzeug nach der DE 609 14 766 T2 weist einen Kern und einen Schleifrand auf, an dem mittels Aktivhartlots Diamantkörner gebunden sind, die einschichtig auf beiden Seiten des Werkzeuges freiliegen.
Bei einem Abrichtwerkzeug nach der DE 10 2010 025 677 AI weist ein selbsttragender Funktionsbelag eine gleichmäßig mit Hartstoffkörnern durchsetzte poröse Bindungsmatrix auf, in der zusätzlich eingebettete Armierungselemente aus einem Hartstoffmaterial zur Stabilisierung des Funktionsbelages vorliegen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abrichtwerkzeug der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass bei einfacher Herstellbarkeit eine hohe Verschleißfestigkeit und verbesserte Profilhaltigkeit erzielbar ist. Auch soll die Servicefreundlichkeit verbessert werden. Insbesondere soll über die gesamte Lebensdauer eine konstante Wirkbreite ohne Nachschleifen zur Verfügung stehen.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung im Wesentlichen vor, dass der Träger durch einen von dem Grundkörper abragenden kreisringförmigen Steg gebildet ist, dass die harten Körner sowie die Abrichtelemente durch eine hartgelötete Metall- und/ oder Keramikverbindung mit dem Träger verbunden sind und dass Dicke der durch die harten Körner gebildeten Schicht gleich Dicke D der Abrichtelemente ist. Durch die Kombination aus harten Körnern und plättchen- oder stabförmigen Abrichtelementen verbunden mit dem kreisförmigen Steg als Träger kann bei hoher Standfestigkeit ein präzises und reproduzierbares Abrichten und Profilieren erfolgen. Verschleiß- und Abrichteigenschaften sind optimiert, so dass eine hohe Profühaltigkeit bzw. Abrichtwerkzeugkontur über einen langen Zeitraum erzielbar ist. Ein Nachschleifen ist nicht erforderlich, so dass gegenüber dem Stand der Technik die Servicefreundlichkeit verbessert wird. Ein kreisringförmiger Steg als Träger gemäß der Erfindung kann mit einer porösen Bindungsmatrix gemäß Stand der Technik nicht bereitgestellt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Abrichtelemente quaderförmig ausgebildet sind, so dass eine Außenfläche der Abrichtelemente und vorstehende Spitzen der harten Körner in einer gemeinsamen Ebene verlaufen. Die Abrichtelemente können auch eine Zylinder-, Ellipsoid- oder Prismenform aufweisen.
Insbesondere bestehen die Abrichtelemente aus Diamant oder enthalten Diamant, wobei bevorzugterweise die Abrichtelemente synthetisch wie im CVD- (Chemical Vapor Deposition) oder HPHT- (High Pressure High Temperature) Verfahren hergestellt sind.
Zur Erzeugung von optimierten Oberflächentopographien an dem zu bearbeitenden Schleifkörper ist vorgesehen, dass die Abrichtelemente insbesondere im äquidistanten Abstand am Träger verteilt radial ausgerichtet sind. Dabei sollten insbesondere die Abrichtelemente vom Stirnbereich des Trägers ausgehen und sowohl seitlich als auch stirnbereichsabgewandt von den harten Körnern umgeben sein. Die harten Körner sowie die Abrichtelemente sind auf einer Seitenfläche des stegförmigen Trägers durch die hartgelötete Metall- und/oder Keramikverbindung fixiert. Auch kann vorgesehen sein, dass die harten Körner sowie die Abrichtelemente auf gegenüberliegenden Seitenflächen des stegförmigen Trägers durch die hartgelötete Metall- und/oder Keramikverbindung verbunden sind, so dass ein Abrichtring mit zwei als Arbeitsflächen ausgebildeten Schichten quer zur Schleifrichtung gebildet wird.
Bei den harten Körnern sollte es sich zumindest um solche aus einem Material der Gruppe natürlicher Diamant, synthetischer Diamant, kubisches Bornitrid (CBN) oder Hartmetall jeder Beschaffenheit handeln. Vorzugsweise kann die Schicht ein oder mehrere Lagen der harten Körner aufweisen.
Der Grundkörper sollte aus Stahl, Werkzugstahl, Wolframcarbid oder für Werkzeugmaschinenzwecke geeignete Legierungen bestehen, die Eisen und/oder Molybdän und/oder Wolfram und/oder Legierungen aus Metallen enthalten. Vorzugsweise kann der Grundkörper auch aus einem Keramikmaterial insbesondere einer Oxidkeramik aus der Gruppe Aluminiumoxid (AI2O3), Zirkoniumdioxid (Zr02), Titan (IV) - Oxid (Ti02), Magnesiumoxid (MgO), Zinkoxid (ZnO), Aluminiumtitanat (A1203 + Ti02) und/oder Bariumtitanat (BrO + Ti02) hergestellt sein.
Zum Hartlöten, insbesondere Vakuumhartlöten, sollte ein Lotmaterial verwendet werden, das zumindest ein Metall aus der Gruppe Kupfer, Aluminium, Silber, Zinn, Silizium, Eisen sowie eine Aktivmetallkomponente aus der Gruppe Titan, Titannitrid, Chrom, Zirkonium oder Keramik enthält.
Geometrisch bevorzugte Anordnungen der stäbchenförmigen bzw. plattenförmigen SchleifAbrichtelemente liegen dann vor, wenn die Längsachsen aufeinanderfolgender Abrichtelemente in Abhängigkeit eines Durchmessers der Abrichtronde einen Winkel α im Bereich 2° < α < 45°, vorzugsweise 5° < α < 10° besonders bevorzugt 6° < α < 7° einschließen.
Bezvorzugterweise wird der Träger, auf den die harten Körner und die Abrichtelemente durch Hartlöten befestigt sind, durch einen von dem Grundkörper abragenden Steg gebildet. Hierdurch ergibt sich insbesondere der Vorteil, dass problemlos gewünschte Profilierungen bzw. Abrichtflächen bearbeitet werden können.
Das Abrichtelement sollte eine Dicke D mit 0,3 mm < D < 8 mm, insbesondere D = 1,2 mm, und/oder eine Länge L mit 3 mm < L < 10 mm, insbesondere L = 5 mm, und /oder eine Breite B mit 0,3 mm < B < 8 mm, insbesondere B = 1,2 mm, aufweisen.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht auf eine erste Ausführungsform eines
Abrichtwerkzeuges,
Fig. 2 einen Schnitt durch das Abrichtwerkzeug gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Einzelheit A des Abrichtwerkzeuges gemäß Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Abrichtwerkzeuges,
Fig. 5 eine Einzelheit A des Abrichtwerkzeuges gemäß Fig. 4,
Fig. 6 eine Vorderansicht einer dritten Ausführungsform eines Abrichtwerkzeuges,
Fig. 7 eine Draufsicht auf das Abrichtwerkzeug gemäß Fig. 6 aus Ansicht B, Fig. 8 einen Schnitt durch das Abrichtwerkzeug gemäß Fig. 6, eine Einzelheit des Abrichtwerkzeuges gemäß Fig. 8. Den Figuren, in denen für gleiche Elemente grundsätzlich gleiche Bezugszeichen verwendet werden, sind Ausführungen von als Abrichtrollen zu bezeichnenden rotierenden Abrichtwerkzeugen in Scheibenform zu entnehmen, mit denen ein Abrichten bzw. Profilieren von insbesondere keramischen und keramisch gebundenen Schleifscheiben durchgeführt wird.
Das Abrichtwerkzeug 10 besteht aus einem scheibenförmigen Grundkörper 12, der um eine Achse 14 gedreht wird, die senkrecht die Zeichenebene durchsetzt. Der Grundkörper 12 weist einen peripheren, kreisringförmigen Träger 16 mit einer seitlichen Schicht 18 auf, die aus harten Körnern 20, nachfolgend Diamantkörner 20 genannt, und geometrisch bestimmte oder unbestimmte Formen aufweisenden, vorzugsweise plättchen- oder stabförmigen Abrichtelementen 22 besteht. Die Diamantkörner 20 und die Abrichtelemente 22 sind jeweils durch eine hartgelötete Metallverbindung mit einer Seitenfläche des Trägers 16 zur Bildung der gleichmäßig geschlossenen Schicht 18 verbunden. Der periphere, kreisringförmige Träger 16 mit der Schicht 18 bildet einen Abrichtring. Die plättchen- oder stabförmigen Abrichtelemente sind in der Fig. 1 durch gleichmäßig verteilte schwarze Striche 22 angedeutet. Zwischen diesen und den Rückseiten der plättchen - oder stabförmigen Abrichtelemente 18 sind die Diamantkörner 20 mit dem Träger 16 des Grundkörpers 12 verbunden.
Die Abrichtelemente 22 und die Diamantkörner 20 können in einem Arbeitsgang, jedoch auch nacheinander mit dem Träger 16 verbunden werden. Unabhängig hiervon ist vorgesehen, dass zum Löten der Randbereich zunächst mit einem das Hartlöten ermöglichenden Lotmaterial versehen wird. Der Grundkörper 12 mit den platzierten Hartstoffkörnern 20 und Abrichtelementen 22 wird sodann in eine Vakuumkammer eingebracht, in dem das Hartlöten durchgeführt wird.
Zum Hartlöten, insbesondere Vakuumhartlöten sollte ein Lotmaterial verwendet werden, das zumindest ein Metall z.B. aus der Gruppe Kupfer, Silber, Zinn, Silizium, Eisen sowie eine Aktivmetall-Komponente z.B. aus der Gruppe Titan, Titannitrid, Zirkonium, Chrom oder Keramik enthält.
Bei den Diamantkörnern handelt es sich insbesondere um natürliche oder, synthetische Diamantkörnungen sowie kubisches Bornitrid (CBN). Die stabförmigen Abrichtelemente 22 bestehen insbesondere aus synthetischem Diamant wie CVD, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgt. Andere geeignete ultraharte Materialien wie polykristalliner Diamant (PKD) oder monokristalliner Diamant kommen gleichfalls in Frage, wobei die Abrichtelemente bevorzugterweise aus Diamant bestehen oder Diamant enthalten sollten.
Den Fig. 2 bis 4 sind Schnittdarstellungen bzw. Einzelheiten von bevorzugten Ausführungsformen scheibenförmigen drehbaren Abrichtwerkzeugen 100 bzw. 200 zu entnehmen, die entsprechend der Fig. 1 am Träger verteilt neben Diamantkörnern 120, 220 auch plättchen- oder stabförmige Abrichtelemente 122, 222 aufweisen. Dabei sind die plättchen- oder stabförmigen Abrichtelemente 122, 222 vorzugsweise äquidistant um den Umfang herum verteilt, wobei die Längsachsen aufeinanderfolgender Abrichtelemente in dem Ausführungsbeispiel einen Winkel zwischen 6° und 7° einschließen sollten, wie sich aus der Darstellung gemäß Fig. 1 ergibt.
Das Abrichtwerkzeug 100 gemäß Fig. 2 und 3 weist einen scheibenförmigen Grundkörper 112 mit einem umlaufenden radial abragenden stegförmigen Träger 116 auf, der einen Rand bildet. Auf einer der von dem Träger gebildeten seitlichen Ringfläche 124 sind sodann die Diamantkörner 120 und die Abrichtelemente 122 durch Hartlöten befestigt.
Durch die Fig. 1 und 3 wird erkennbar, dass die Diamantkörner 122 die Abrichtelemente 122 nicht nur seitlich, sondern auch in ihren rückseitigen Randbereichen 126 umgeben. Frontseitig gehen die Abrichtelemente 122 bündig in eine Stirnfläche 128 des stegförmigen Trägers 116 über.
Der den Träger 116 bildende Steg geht von einem im Schnitt dreieckförmigen Abschnitt 130 des Grundkörpers aus, wobei die Begrenzungsflächen beispielhaft einen Winkel von 120° einschließen, wodurch die gewünschte Stabilität für den Träger sichergestellt ist.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von dem der Fig. 2 und 3 dahingehend, dass der den Träger 216 bildende umlaufende kreisringförmige Steg stirnseitig abgeschrägt ist (Fläche 226), wobei die äußerste Kante 228 in die Stirnfläche 230 des Abrichtelements 222 übergeht, wie die Fig. 5 verdeutlicht. Auch der den Träger 216 bildende Steg geht von Begrenzungsflächen des Grundkörpers 212 aus, die einen Winkel von beispielsweise 120° einschließen, wie sich aus der Zeichnung ergibt. Die Fig. 5 verdeutlicht gleichfalls, dass die Diamantkörner 222 das Abrichtelement 218 rückseitig umgeben.
Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht einer dritten Ausführungsform eines drehbaren Abrichtungswerkzeuges 300, bestehend aus einem scheibenförmigen Grundkörper 312, der um die Achse 14 gedreht wird, die senkrecht die Zeichenebene durchsetzt.
Den Fig. 7 bis 9 sind Schnittdarstellungen bzw. Einzelheiten des drehbaren Abrichtwerkzeuges 300 zu entnehmen, wobei der Grundkörper 312 einen peripher umlaufenden stegförmigen Träger 316 mit seitlichen Schichten 318.1, 318.2 aufweist, die jeweils aus harten Körnern 320.1, 320.2 wie Diamantkörnern und stabförmigen Abrichtelementen 222.1, 322.1 bestehen. Diese sind jeweils durch eine hartgelötete Metall- und/oder Keramikverbindung mit einer Seitenfläche 324.1, 324.2 des Trägers 316 verbunden. Die Abrichtelemente 122, 222, 322 sollten eine Dicke D zwischen 0,3 mm und 8 mm und eine Länge L zwischen 3,0 mm und 10 mm aufweisen. Die Breite sollte in etwa der Dicke entsprechen, so dass sich eine Stabgeometrie in gerader Form ergibt.
Das stabförmige Abrichtelement 122, 222, 322 sollte insbesondere aus synthetischem Diamant bestehen, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgt.
Der Grundkörper 12, 112, 212, 312 sollte aus Stahl insbesondere Werkzeugstahl oder sonstigen für Werkzeugmaschinenzwecke geeignete Metalllegierungen bestehen, die insbesondere Eisen und/oder Molybdän und/oder Wolfram und/oder Legierungen aus Metallen und anderen Elementen wie Stahl, Wolfram/Kupfer und ähnlichen enthalten.
Des Weiteren ergibt sich aus den Figuren, dass die Außenflächen der stäbchenförmigen Abrichtelemente 122, 222, 322 in einer Ebene verlaufen, in der auch die Außenfläche der Schicht verläuft, in der sich die harten Körner 120, 220 , 320 befinden. Sowohl die Abrichtelemente 122, 222, 322 als auch die harten Körner 120, 220, 320 sind erwähntermaßen durch eine hartgelötete Metall- und/oder Keramikverbindung mit dem Träger 116, 216, 316 verbunden.

Claims

Ansprüche
Abrichtwerkzeug (10, 100, 200, 300) umfassend einen Grundkörper (12, 112, 212, 312) in Form eines drehbaren Scheibenelementes mit einem Träger (16, 116, 216, 316), an dem durch eine Verbindung harte Körner (120, 220, 320) wie Körner aus Diamant oder kubischem Bornitrid (CBN) in einer Schicht (18, 118, 218, 318) gebunden sind, wobei zusätzlich zu den harten Körnern (120, 220, 320) in der Schicht (18, 118, 218, 318) verteilt einstückige plättchen- oder stab förmige Abrichtelemente (22, 122, 222, 312) aus einem Hartstoffmaterial mit dem Träger verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,
dass der Träger (16, 116, 216, 316) durch einen von dem Grundkörper (12, 112, 212, 312) abragenden kreisringförmigen Steg gebildet ist, dass die harten Körner und die Abrichtelemente (22) durch eine hartgelötete Metall- und/ oder Keramikverbindung mit dem Träger (16, 116, 216, 316) verbunden sind und dass Dicke der durch die harten Körner (120, 220, 320) gebildeten Schicht gleich Dicke D der Abrichtelemente (22, 122, 222,312) ist.
Abrichtwerkzeug nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abrichtelemente (22, 122, 222, 312) aus Diamant bestehen oder Diamant enthalten.
Abrichtwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abrichtelemente (22, 122, 222, 312) eine Quader-, Zylinder-, Ellipsoid- oder Prismenform aufweisen und insbesondere synthetisch wie im CVD- oder HPHT- Verfahren hergestellt sind. Abrichtwerkzeug nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Abrichtelemente (22, 122, 222, 312) insbesondere im äquidistanten Abstand am Träger (16, 116, 216, 316) verteilt radial ausgerichtet sind.
Abrichtwerkzeug nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die harten Körner (312) sowie die Abrichtelemente (312) auf gegenüberliegenden Seitenflächen (324) des stegförmigen Trägers (316) durch die hartgelötete Metall- und/oder Keramikverbindung gebunden und verbunden sind.
6. Abrichtwerkzeug nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abrichtelemente (22, 122, 222, 312) vom Stirnbereich des Trägers (16, 116,
216, 316) ausgehen und sowohl seitlich als auch stirnbereichsabgewandt von den harten Körnern (120, 220, 320) umgeben sind.
Abrichtwerkzeug nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die harten Körner (120, 220, 320) aus zumindest einem Material der Gruppe natürlicher Diamant, synthetischer Diamant, Hartmetall, kubisches Bornitrid (CBN) oder ultrahartes Material bestehen. 8. Abrichtwerkzeug nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Grundkörper aus Metall, insbesondere Werkzeugstahl, einer Legierung beinhaltend Eisen und/oder Molybdän und/oder Wolfram und/oder Legierung aus der Gruppe Metallen oder einem Keramikmaterial insbesondere einer Oxidkeramik wie Aluminiumoxid (A1203), Zirkoniumdioxid (Zr02), Titan (IV) - Oxid (Ti02),
Magnesiumoxid (MgO), Zinkoxid (ZnO), Aluminiumtitanat (A1203 + Ti02) und/oder Bariumtitanat (BrO + Ti02) besteht.
9. Abrichtwerkzeug (10, 102, 100) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Längsachsen aufeinanderfolgender Abrichtelemente (22, 122, 222, 312, 412, 512, 612) einen Winkel α im Bereich 4° < α < 45°, vorzugsweise 5° < α < 10° besonders bevorzugt 6° < α < 7° einschließen.
10. Abrichtwerkzeug nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass Außenfläche der platten- bzw. stabförmigen Abrichtelemente (22, 122, 222, 312) in einer Ebene verläuft, in der auch Außenfläche der Schicht (18, 118, 218, 318) verläuft, in der sich die harten Körner (120, 220, 320) befinden, wobei die Schicht ein oder mehrere Lagen harter Körner umfassen kann. 11. Abrichtwerkzeug nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Abrichtelement (22, 122, 222, 312, 412, 512, 612) die Dicke D mit 0,3 mm < D < 8 mm, insbesondere D = 1,2 mm, und/oder eine Länge L mit 3 mm < L < 10 mm, insbesondere L = 5 mm, und/oder eine Breite B mit 0,3 mm < B < 8 mm, insbesondere B = 1 ,2 mm, aufweist.
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