Diese Erfindung betrifft drehbare Abrichtwerkzeuge für das Abziehen
und Abrichten von Profilflächen von Schleifscheiben.
Drehbare Diamantabrichtwerkzeuge verleihen einer Schleifscheibe die
benötigte Form und müssen gemäß Spezifikationen entworfen und hergestellt werden,
die durch die Gestalt der Schleifscheibe bestimmt sind. Diese Werkzeuge haben enge
Qualitäts-Spezifikationen mit geringen Toleranzen für Abweichungen in der Geometrie
und den mechanischen Eigenschaften. Obwohl Abrichtwerkzeuge auf einer Vielzahl von
Wegen unter Verwendung verschiedener Materialien und Verfahren hergestellt wurden,
sind die meisten der in der Technik bekannten Verfahren schwierig und ineffizient.
Beispielsweise werden in einem kommerziellen Verfahren Diamantkörner
in einem Muster per Hand mit einem Klebstoff in den Hohlraum einer Form gesetzt,
dann wird ein pulverförmiges Metallbindungsmaterial zugegeben und um Diamanten herum
in Position gepresst. Die gepressten Materialien werden durch Verfahren wie Infiltration,
Heißpressen, Sintern oder eine Kombination aus diesen verdichtet, um die Diamanten
in Position zu fixieren und das Werkzeug zu bilden. In einem anderen typischen Verfahren
kann eine Diamantschicht auf eine speziell gestaltete Form gesetzt werden und durch
reverses Elektroplattieren in Position fixiert werden. Siehe z. B. US-A-4,826,509.
Auf den Sinter- oder Plattierschritt folgt ein aufwändiger Schleifschritt, um hochstehende
Körner zu entfernen und die Oberfläche abzuflachen.
In einem weiteren Verfahren, das in dem US-Patent Nr. 4,805,586 A
beschrieben ist, werden die Diamantkörner vorbehandelt, um deren Oberfläche aufzubauen
und zu vergrößern und um zu ermöglichen, dass die Körner so innerhalb der Bindung
angeordnet werden können, dass die Mehrzahl der Körner in direktem Kontakt mit benachbarten
Körnern steht. Diese vorbehandelten Diamantkörner werden dann mit Nickel oder Cobalt
oder Legierungen von Nickel oder Cobalt auf die Oberfläche eines Grundkörpers elektroplattiert.
In der US-A-5,505,750 werden die Diamantkörner und Metallpulver-Bindung
während des Sinterns mit einer nah-eutektischen Kupfer-Phosphor-Zusammensetzung
infiltriert.
Viele Schleifkomponenten zur Verwendung mit pulverförmigen Metallmatrices
für Abrichtwerkzeuge verwenden relativ kleine Diamantkörner (d. h., weniger als
0,5 mm im Durchmesser), die innerhalb der Pulvermatrix eingebettet sind, und das
erhaltene Komposit wird auf die benötigte Geometrie zurechtgeschliffen. Solche Schleifkomponenten
sind nicht sehr scharf und das Abrichten von Schleifscheiben mit ihnen ist relativ
ineffizient, da das Werkzeug rasch abnutzt. Wenn so eine Pulvermatrix mit großen
Diamantkörnern verwendet wird, gehen während des Feinschleifverfahrens beträchtliche
Mengen an Diamant verloren, während das Komposit auf die benötigte Geometrie zurechtgeschliffen
wird. Es ist nicht möglich einen haltbaren, feinen (d. h., etwa 0,127 mm (0,005
Inch)) Radius der Abrichtspitze in Werkzeugen, die aus Diamantkörnern in einer Bindung
aus pulverförmigen Metall hergestellt wurden., zu erreichen.
Einsätze aus polykristallinem Diamant (PCD) wurden zur Herstellung
von drehbaren Abrichtwerkzeugen verwendet. PCD-Einsätze werden in einer Metallpulvermatrix
eingebettet, auf das Werkzeug gesintert und dann auf die benötigte Geometrie geschliffen
und fertigpoliert. Siehe z. B. US-A-4,685,440. PCD-Einsätze stellen eine relativ
flache Oberfläche bereit und können während der Fertigpolierverfahren einfach in
die benötigte Geometrie geschliffen werden, oder können für manche Formen als ein
nahezu gebrauchsfertiges Stück bereitgestellt werden. Allerdings besteht PCD nicht
zu 100% aus Diamant. PCD-Material enthält anfangs signifikante Mengen (10–12
Gew.-%) an Metallkatalysator, und der Metallkatalysator wird üblicherweise aus dem
PCD-Material ausgelaugt, um, Hohlräume hinterlassend, im Wesentlichen reinen Diamant
mit einer Dichte von etwa 90 bis 95% der theoretischen Dichte zu ergeben. Deswegen
fehlt Abrichtwerkzeugen, die mit PCD-Einsätzen hergestellt wurden. die Haltbarkeit
von Abrichtwerkzeugen, die mit Diamant-Schleifkörnern, die vollständig dichte Materialien
aus 100% Diamant sind, hergestellt wurden.
Das drehbare Diamantwerkzeug zum Abrichten von Schleifscheiben, das
in US-A-5,058,562 beschrieben ist, wird unter Verwendung eines Verfahrens zur chemischen
Gasphasenabscheidung (CVD), dass zur Abscheidung einer Schicht aus einem Diamantfilm
direkt auf eine Basisplatte des Werkzeuges dient, und Zusammenfügung der Basisplatte
mit einem Paar aus Stützplatten, um Steifheit zu gewährleisten, hergestellt. Mit
diesem Ansatz werden keine Diamant-Schneidspitzen erzeugt, sondern lediglich eine
harte, flache Diamantoberfläche. In einem Abrichtwerkzeug wird eine flache Diamantoberfläche
lediglich die Scheibenoberfläche zerbrechen, anstatt Bindung und verbrauchtes Schleifkorn
von der Fläche zu schneiden, um so die Fläche der Scheibe für weiteres Schleifen
zu öffnen.
Das drehbare Diamantwerkzeug zum Abrichten von Schleifscheiben, das
in der US-A-4,91 5,089 beschrieben ist, wird durch das Formen einer einzelnen Lage
aus Diamantkörnern in einer zu der Rotationsachse des Werkzeuges senkrechten Ebene hergestellt.
Die Lage aus Diamantkörnern liegt zwischen zwei Schichten aus Metallstützplatten.
Durch Heißpressen der Diamantkörner und des Metallpulvers zwischen den Metallstützplatten
in einer Form, die geeignet ist, um das Metallpulver zu sintern, wird die Diamantschicht
an die Platten gebunden. Das 4,915,089-Patent erwähnt einen alternativen Entwurf,
in dem Diamantkörner auf eine oder beide Seiten des Werkzeuges durch Plattieren
oder mit einer Metallbindung an diesem befestigt werden, lehrt aber, dass dieser
alternative Entwurf den Nachteil einer schwachen Halterung der Diamanten mit sich
bringt. In einer bevorzugten Gestaltung werden genaue Segmente der laminierten Anordnung
aus Diamantkörnern und Platten an den Umfang eines scheibenförmigen Metallrades
hartgelötet, um ein Abrichtwerkzeug zu bilden, optional mit einem durchgehenden
Schleifrand. Allerdings lehrt das Patent, im Einklang mit der Geometrie des Entwurfes
dieses Werkzeuges, dass dieses Werkzeug zum Abrichten einer geraden Scheibenoberfläche
verwendet wird, und dieses Werkzeug wäre für das Abrichten eines Profils in die
Oberfläche eines Schleifwerkzeuges nicht geeignet.
EP-B-116668 offenbart ein Abrichtwerkzeug mit einer einzelnen Schicht
aus elektroplattierten Diamantkörnern, die in einer ähnlichen geometrischen Gestalt
zu der des Werkzeuges der US-A-4,915,089 angeordnet sind. Im Gegensatz zu der Bindung
mit Aktivhartlot, die in den erfindungsgemäßen Werkzeugen verwendet werden, werden
für die elektroplattierte Bindung des EP-B-116668 Werkzeuges eine schlechtere Halterung
der Diamantkörner, eine kürzere Lebensdauer des Werkzeuges und höhere Herstellungskosten
vorausgesagt.
DE 38 11 784 A1 offenbart
ein drehbares Abrichtwerkzeug umfassend einen im Wesentlichen zylinderförmigen Metallkern,
der an seinem Umfang zu einer Ringscheibe geformt wurde. Auf beiden radialen Oberflächen
der Ringscheibe sind entlang des Umfangs der Ringscheibe Schleifränder durch Monoschichten
von Diamantkörnern, die mittels einer Einbettungsmasse an die Ringscheibe befestigt
sind, gebildet. Die Einbettungsmasse kann eine Metallbindung, die durch Reduzieren
einer reduzierbaren Metallpaste erhalten wird, ein gesintertes Material oder eine
galvanische Einbettungsmasse sein.
Die Erfindung ist ein drehbares Profilabrichtwerkzeug mit einem steifen,
scheibenförmigen Kern und einem Schleifrand, der lediglich entlang des inneren Durchmessers
des Schleifrands an den Umfang des Kerns gebunden ist, wobei der Kern und der Schleifrand
in einer Richtung orthogonal zu der Rotationsachse des Werkzeuges ausgerichtet sind,
wobei der Schleifrand eine Schleifkomponente enthält, die mittels eines Aktivhartlots
an den Kern gebunden ist. und wobei die Schleifkomponente aus Diamantkörnern besteht,
die in einer einzigen Schicht angeordnet sind, und die Diamantkörner auf beiden
Seiten des Werkzeuges freiliegen.
Die Erfindung umfasst ebenfalls ein drehbares Profilabrichtwerkzeug
mit einem steifen, scheibenförmigen Kern und einem Schleifrand, der aus Streifen
einer Schleifkomponente besteht, wobei jeder Streifen in Schlitze, die in und durch
den Umfang des Kerns gearbeitet sind, gefüllt ist, wobei der Schleifrand in einer
Richtung orthogonal zu der Rotationsachse des Werkzeuges ausgerichtet ist, und wobei
die Schleifkomponente mittels eines Aktivhartlots an den Kern gebunden ist, und
wobei die Schleifkomponente aus Diamantkörnern besteht, die in einer einzigen Schicht
angeordnet sind, und die Diamantkörner auf beiden Seiten des Werkzeuges freiliegen.
1 ist eine Darstellung des Betriebs eines
drehbaren Abrichtwerkzeuges, die eine Schleifscheibe mit einer profilierten Oberfläche
zeigt.
2 ist eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen
drehbaren Abrichtwerkzeuges.
3 ist ein partieller Querschnitt einer
einzigen Schicht aus Diamant-Schleifkörnern, die auf ein Trägerelement in einem
drehbaren Profilabrichtwerkzeug hartgelötet ist.
4 ist ein partieller Querschnitt einer
einzigen Schicht aus Diamant-Schleifkörnern, die auf ein erfindungsgemäßes drehbares
Profilabrichtwerkzeug ohne Trägerelement hartgelötet ist.
5 ist ein partieller Querschnitt eines
Diamantfilm-Einsatzes, der auf ein Trägerelement in einem drehbaren Profilabrichtwerkzeug
hartgelötet ist.
Wie in 1 gezeigt wird, sind die Abrichtwerkzeuge
gemäß der Erfindung wirksam bei Profilabricht- und Abziehverfahren, die auf Schleifscheiben
durchgeführt werden. Das Abrichtwerkzeug 3 wird um eine Achse gedreht (in
1 als eine gestrichelte Linie mit der Nummer
5 dargestellt) und in einer Richtung entweder entlang einer X-Achse (Pfeil
6) oder einer Y-Achse (Pfeil 7), wie zum Abrichten oder Abziehen
des Profils der Scheibe benötigt, in Berührung mit der Profilfläche 2 der
Schleifscheibe 1 gebracht.
Wie hier verwendet, bezeichnet "Abziehen" Vorgänge, die verwendet
werden, um eine Schleifscheibe abzurunden und ein Profil mit den gewünschten Konturen
zu erzeugen. Abrichten oder Abrichtung bezeichnet Vorgänge, die dazu verwendet werden,
die Schleifoberfläche (oder Fläche) der Schleifscheibe zu öffnen, um die Effizienz
beim Schleifen zu verbessern und ein Verbrennen des Werkstückes oder andere Schäden,
die verursacht werden, wenn die Scheibenoberfläche während des Schleifens
abstumpft, zu verhindern. Die Scheibenoberfläche stumpft zum Beispiel ab, wenn die
freiliegenden scharfen Schleükörner verbraucht wurden, oder die Scheibenoberfläche
wird dadurch glatt, dass die Bindung nicht erodiert und neue Körner freigelegt werden,
oder dadurch, dass sich die Scheibenoberfläche mit Abrieb vom Schleifvorgang zusetzt.
Manche Vorgänge erlauben es, ein einziges Abrichtwerkzeug gleichzeitig
für beide Zwecke einzusetzen, andere tun dies nicht. Abziehen wird im Allgemeinen
benötigt, wenn eine Schleifscheibe zum ersten Mal zur Verwendung auf einer Maschine
montiert wird und immer dann, wenn Anwendungen dazu führen, dass die Scheibe ihre
Kontur verliert. In Abhängigkeit von der speziellen Schleifanwendungen kann das
erfindungsgemäße Abrichtwerkzeug zum Abziehen oder zum Abrichten oder für beides
verwendet werden.
In 2 ist ein drehbares Abrichtwerkzeug
in einer Draufsicht dargestellt. Eine einzige Schicht aus Diamantkörnern
8 ist in einem Metallhartlot 9 eingebettet und an den Metallkern
11 des Werkzeuges gebunden. Der Metallkern des Werkzeuges enthält eine
zentrale Öffnung für die Montage des Werkzeuges auf eine Antriebsspindel einer Maschine,
die mit Mitteln zum Drehen des Werkzeuges um die Achse 5 ausgerüstet ist.
Ebenfalls in 2 ist ein optionales Merkmal der Erfindung
gezeigt, dass aus vier Löchern 12, die um die zentrale Achsenöffnung angeordnet
sind und der Anbringung des Metallkern des Werkzeuges an ein Stützelement (nicht
gezeigt) dienen, besteht.
In den 3–5
ist der Schleifrand 4 des Abrichtwerkzeuges 3 in einem von mehreren
Wegen konstruiert. In 3, die keine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, werden das Schleifkorn 8 und das Hartlot
9 durch ein Trägerelement 13 gestützt, das Teil einer einstückigen
Konstruktion des Metallkerns 10 ist. In 4
sind das Schleifkorn 8 und das Hartlot 9 selbsttragend und sind
lediglich entlang des inneren Durchmessers des Schleifrands 4 an den Metallkern
10 hartgelötet. Solch eine Konstruktion hat den Vorteil, dass das Abrichtwerkzeug,
das freiliegende Schleifkörner auf beiden Seiten des Werkzeuges aufweist, in jeder
Richtung entlang der X-Achse (Pfeil 6) betrieben werden kann, um so die
Effizienz des Abrichtvorganges ungefähr zu verdoppeln, und somit Profile zu erzeugen,
die mit Anordnungen mit einem einzigen Werkzeug bisher nicht erreichbar waren.
In jeder dieser Konstruktionen sind die Diamantkörner 8 innerhalb
der Hartlotschicht 9 untergetaucht und sind nicht notwendigerweise in der
Art von metallgebundenen Schneidwerkzeugen mit einer einzigen Schicht von Schleifmittel
sichtbar. Solch eine selbsttragende Schleifkomponente kann nicht konstruiert werden,
wenn zur Bindung des Schleifkorns an den Kern des Schleifwerkzeugs ein Elektroplattier-Verfahren
verwendet wird, da das elektroplattierte Metall/Diamant-Komposit keine zur Verwendung
ausreichende Festigkeit aufweisen wurde. Dies ist nur möglich, wenn ein hartgelötetes
Schleifwerkzeug unter Verwendung eines Aktivhartlots mit einer einzigen Lage Diamanten
hergestellt wird, wobei die Diamantkörner als ein strukturelles Element des Werkzeuges
dienen, wie dies hier beschrieben ist.
Wie in 5, die keine Ausführungsform gemäß
der vorliegenden Erfindung zeigt, gezeigt, ist ein Diamantfilm-Einsatz
14 mit einem Aktivhartlot 15 an den Metallkern 10 gebunden.
Wie hier verwendet, bezeichnet "Diamantfilm" eine dünne Schicht aus Material, die
durch ein CVD- oder ein Plasmastrahl-Verfahren mit oder ohne Diamant-Impfpartikeln
hergestellt wurde, bestehend ungefähr zu 100% aus Diamant. Beispiele für die Herstellung
von Diamantfilmen werden in US-A-5,314,652, US-A-5,679,404 und US-A-5,679,446 gegeben,
die hiermit durch Bezugnahme aufgenommen werden. Der Diamantfilm wird zu einer dünnen
Schicht (z. B. 100 bis 1000 Mikrometer) verarbeitet, die die gewünschte Größe für
einen Werkzeug-Einsatz aufweist, und dann wird der Diamantfilm-Einsatz auf im Wesentlichen
die gleiche Art und mit den gleichen Typen von Hartlot, mit denen die Diamant-Schleifkörner
an den Metallkern hartgelötet werden, an das Stützelement-Teil 13 des Metallkerns
10 hartgelötet.
Die bevorzugte Ausführungsform unterscheidet sich in mehreren wesentlichen
Punkten von dem Stand der Technik. Die in den 3–5
gezeigten Schleifkomponenten erfordern weniger drastische Endbearbeitungsverfahren,
um die präzisen Oberflächen, die für Abrichtwerkzeuge gewünscht sind, zu erreichen.
Wie PCD-Einsätze, sind auch Diamantfilm-Einsätze (5)
flache Filme. Zwar mag die Ausführungsform mit der einzelnen Lage Diamant-Schleifkörnern
(4) ein anfängliches Schleifen der Oberfläche benötigen,
aber die einzelne Schicht aus Korn eliminiert einen Großteil des unebenen Charakters
einer Komposit-Matrix aus Schleifkorn in einer pulverförmigen Metallbindung.
Die erfindungsgemäßen Abrichtwerkzeuge sind so gestaltet, dass sie
über die Lebensdauer des Abrichtwerkzeuges der Scheibenoberfläche den gleichen Radius
an der Spitze bieten, da die Breite der einzelnen Schicht aus Diamantkörnern (oder
der Diamantfilm-Einsatz) nicht durch den Abrichtvorgang beeinflusst wird. Wenn das
äußerste Diamantkorn verbraucht ist, erscheint an der radialen Spitze des Abrichtwerkzeuges
ein einzelnes, darunter positioniertes Korn und der Radius der Abrichtspitze bleibt
konstant während das Werkzeug verwendet wird. Somit sind die erfindungsgemäßen Werkzeuge
selbstschärfend und behalten, während sie verbraucht werden, eine
präzise Geometrie bei.
Weiterhin weisen die Abrichtwerkzeuge gemäß der Erfindung im Gegensatz
zu den Werkzeugen aus dem Stand der Technik eine lange Lebensdauer und eine höhere
Effizienz beim Abrichten und Abziehen von Schleifscheiben auf.
Der Winkel des Trägerelements kann im Bereich von 0 bis 90°, vorzugsweise
von 10 bis 45° liegen und liegt besonders bevorzugt im Bereich von 15 bis 30°
in Abrichtwerkzeugen, die zur Verwendung an Schleifscheiben mit keramischer Bindung
ausgelegt sind.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Werkzeuge wird das Hartlöten
bei Verwendung eines Aktivhartlots üblicherweise bei einer Temperatur von 600–900°C
durchgeführt, und bei Verwendung eines Bronze-oder Nickel-Aktivhartlots vorzugsweise
bei 800–900°C. Ein "Aktivhartlot" ist ein Hartlot, dass zumindest ein
Material (z. B. Titan oder Chrom) enthält, dass gegenüber der Oberfläche des Diamantkorns
chemisch reaktiv ist. Bei Erwärmung erzeugt das Hartlot eine chemische Bindung zwischen
dem Hartlot-Material, dem Diamantkorn und, optional, dem Metallkern des Werkzeuges.
Ein bevorzugtes Bronze-Aktivhartlot wird aus einer Mischung aus Kupfer-, Zinn- und
Titanhydrid-Pulver, optional mit der Zugabe von Silberpulver, mit dem Verfahren
hergestellt, dass in der US-Patentanmeldung des gleichen Inhabers mit der Seriennummer
08/920,242, eingereicht am 28. August 1997 beschrieben ist, deren Inhalt hiermit
durch Bezugnahme aufgenommen wird. Ein bevorzugtes Aktivhartlot umfasst 55 bis 79
Gew.-% Kupfer, 15 bis 25 Gew.-% Zinn und 6 bis 20 Gew.-% Titan.
Ein anderes bevorzugtes Hartlot, das zur Verwendung in der Erfindung
geeignet ist, ist ein Nickel-Hartlot umfassend 60 bis 92,5 Gew.-% Nickel, vorzugsweise
70 bis 92,5 Gew.-% Nickel und 5 bis 10 Gew.-% Chrom, 1,0 bis 4,5 Gew.-% Bor, 1,0
bis 8,0 Gew.-% Silizium und 0,5 bis 5,0 Gew.-% Eisen. Das Nickel-Hartlot umfasst
optional andere Materialien wie 0,1 bis 10 Gew.-% Zinn.
Der steife, scheibenförmige Kern ist aus einem verschleißresistenten
Material konstruiert, das eine Lebensdauer hat, die komplimentär zu der Lebensdauer
der Diamant-Schleifkomponente ist. Stahl, insbesondere Werkzeugstahl, Wolframcarbid,
Eisen, Cobalt und deren Komposite sowie deren Kombinationen sind zur Verwendung
im Kern geeignet. Stahl ist bevorzugt. Geeignete Komposite schließen in einer zusammenhängenden
Metallmatrix-Phase gehaltene keramische Patrikel oder Fasern ein. Der Kern kann
mittels in der Technik wohlbekannter Verfahren in den gewünschten Werkzeugabmessungen
gegossen oder maschinell gearbeitet werden.
Die 2–5
zeigen eine Konstruktion mit durchgehenden Schleifrand. In einer alternativen Ausführungsform
ist die Schleifkomponente als Streifen entlang des Metallkerns eingesetzt. Die Streifen
können in Schlitze, die in oder durch den Umfang des Metallkerns eingearbeitet sind,
gefüllt sein.
Andere Ausführungsformen sind zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen
drehbaren Profilabrichtwerkzeug geeignet, vorausgesetzt, dass die Diamanten so ausgerichtet
sind, dass ein Satz von Diamantkörnern an einem jeden vorgegebenen Punkt entlang
des Umfangs des Werkzeuges der Oberfläche der Scheibe als eine einzelne Schneidspitze
dargeboten wird und dass während diese einzelne Schneidspitze verbraucht wird, die
verbleibenden Diamantkörner nacheinander ein weiteres Diamantkorn darbieten, welches
das verbrauchte ersetzt und zu einer einzelnen Schneidspitze wird, bis der Satz
verbraucht ist.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Testwerkzeug wurde aus einem Edelstahlkern (304L) mit 10 cm (4
Inch) Außendurchmesser durch Vakuum-Hartlöten einer ungefähr 100%-Konzentration
von SDA 100 + Diamantkorn (425 bis 500 Mikrometer, von DeBeers bezogen) auf ein
Trägerelement mit 20° Öffnungswinkel auf den Rand des Kernes konstruiert. Das
Werkzeug wurde so entworfen, dass es einen Abrichtspitzenradius von etwa 0,25 mm
(0,01 Inch) ergab, einen Radius, der, nach einem geringfügigen Beschleifen der Schleifkomponente
auf den gewünschten, anfänglichen Radius der Abrichtspitze, ungefähr gleich dem
Radius des Diamantkorns ist, das für das Werkzeug ausgewählt wurde.
Das Hartlöten wurde bei 880°C unter Verwendung eines Bronze-Aktivhartlots
durchgeführt. Das Aktivhartlot wurde aus einer Mischung aus 100 Gewichtsanteilen
aus pulverförmiger 77/23 Kupfer/Zinn-Legierungspuder und aus 10 Gewichtsanteilen
Titanhydridpulver hergestellt. Die pulverförmige Mischung wurde bei 13 Gew.-% mit
BrazTM organischem Bindemittel vermischt, um eine pastenförmige Zusammensetzung
herzustellen, und die Paste wurde auf die dafür bestimmten Teile des Rands des Metallkerns
des Werkzeuges gestrichen. Diamantkorn wurde als einzelne Schicht aufgestäubt und
überschüssiges Diamantkorn wurde von dem Werkzeug abgeschüttelt. Das Werkzeug wurde
in einem Ofen getrocknet, um Wasser aus dem Bindemittel zu verdampfen, und das getrocknete
Werkzeug wurde für 30 Minuten unter einer Atmosphäre mit geringem Sauerstoffanteil
bei weniger als 0,133 Pa (< 10–3 Torr) auf 880°C erhitzt und
durfte dann abkühlen. In dem fertiggestellten Werkzeug enthielt das Hartlot 70,2
Gew.-% Kupfer, 21,0 Gew.-% Zinn und 8,8 Gew.-% Titan.
Ein zweites Werkzeug wurde auf die gleiche Weise hergestellt, außer,
dass der Radius der Abrichtspitze 0,12 mm (0,005 Inch) betrug und die Diamant-Korngröße
0,212 bis 0,25 mm betrug.
Das Werkzeug mit dem 0,25 mm (0,01 Inch) Abrichtspitzenradius wurde
in einer kommerziellen Aufspannung auf Gewindeschleifmaschinen getestet. Die Schleifscheiben
waren 46 × 1,3 × 25 cm (18 × 0,50 × 10 Inch) 3SG100-VBX467
(Sol-Gel-Aluminiumoxid-Schleifkorn) Scheiben (bezogen von Norton Company, Worcester.
MA), während des Abrichtens betrieben bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 30 Meter/Sekunde
(6000 Fuß/Minute), bei einem Einstechvorschub von 0,013 mm (0,0005 Inch) per Durchgang
nach dem anfänglichen Formabrichten (0.025 mm (0,001 Inch) pro Durchgang). Nach
12 Wochen durchgehenden Betriebs wurde kein Verschleiß der Schleifkomponente beobachtet.
Dies ist vorteilhaft im Vergleich mit einem typischen, kommerziell erhältlichen,
drehbaren Abrichtwerkzeug, das in dieser Aufspannung verwendet wurde und das nach
6 Wochen durchgehenden Betriebs einen meßbaren Verschleiß aufwies. Zusätzlich wurde
aufgrund der Schärfe des Abrichtwerkzeuges eine 50%ige Verbesserung der Produktivität
der Schleifscheibe beobachtet.
Das Werkzeug mit dem 0,12 mm (0,005 Inch) Abrichtspitzenradius wurde
in der gleichen kommerziellen Einstellung getestet und hat nach 5 Wochen durchgehenden
Betriebs einen sehr geringen meßbaren Verschleiß gezeigt (d. h. etwa 2 Mikrometer
pro Tag).
Beispiel 2
Ein Abrichtwerkzeug wurde hergestellt, wobei ein 15 cm (6 Inch) Edelstahlkern
mit entlang dem Rand vorgeformten Schlitzen, in die Diamantkörner mit 0,60–0,71
mm (etwa 0,025 Inch) Durchmesser hartgelötet wurden, verwendet wurde, um ein Werkzeug
mit einem Abrichtspitzenradius von 0,3 mm (0,012 Inch) zu ergeben. Der Diamant wurde
unter Verwendung des Hartlots und des Verfahrens gemäß Beispiel 1 in die Schlitze
hartgelötet. Diese Konstruktion mit Steifen hatte gerade Seiten (0° Öffnungswinkel).
Das Werkzeug war wirkungsvoll beim Abrichten von Profilen in keramisch gebundenen
Scheiben mit kubischen Bornitrid.