Diese Erfindung bezieht sich auf drehbare Abrichtwerkzeuge zum Abrichten
und Schärfen der profilierten Oberflächen abtragender Schleifscheiben
(vgl. zum Beispiel DE 3811784).
Drehbare Diamantabrichtwerkzeuge erhalten die erforderliche Form und
müssen gemäß Spezifikationen ausgelegt und hergestellt werden, die
durch die Auslegung der Schleifscheibe vorgegebenen sind. Diese Werkzeuge besitzen
hohe Qualitätsspezifikationen bei geringer Toleranz für Abweichungen in
geometrischen und mechanischen Eigenschaften.
Zum Beispiel werden in einem industriellen Prozess Diamantkörner
in Handarbeit ein Muster mit einem Kleber in den Hohlraum einer Form gebracht, dann
wird ein pulveriges Metallbindemittel zugesetzt und um die Diamanten herum eingepresst.
Die gepressten Materialien werden durch Prozesse wie Infiltration, Heißpressen,
Sintern, oder einer Kombination daraus verdichtet, um die Diamanten passend zu fixieren
und das Werkzeug zu formen. In einem anderen typischen Prozess kann eine Diamantschicht
auf eine anwendungsspezifische Form durch umgekehrte Elektroplattierung aufgebracht
und passend fixiert werden. Siehe zum Beispiel US-A-4,826,509. Dem Sinter- oder
Plattierungsschritt folgt ein aufwändiger Schleifschritt, um überstehende
Kornstellen zu entfernen und die Oberfläche zu glätten.
In einem anderen in US-A-4,805,586 beschriebenen Prozess werden die
Diamantkörner vorbehandelt, um ihren Oberflächenbereich anzurauen und
zu vergrößern und den Körnern zu ermöglichen im Bindemittel
so angeordnet zu werden, dass die Mehrzahl der Körner in direktem Kontakt zu
den benachbarten Körnern steht. Diese vorbehandelten Diamantkörner werden
dann auf die Oberfläche eines Grundkörpers mit Nickel oder Kobalt oder
aus Legierungen mit Nickel oder Kobalt elektroplattiert.
Gemäß der US-A-5,505,750 werden die Diamantkörner und
das Metallpulverbindemittel während des Sinterns mit einer beinahe eutektischen
Kupfer-Phosphorlegierung infiltriert.
Viele abrasive Komponenten aus Metallpulvergrundmasse für Abrichtwerkzeuge
verwenden relativ kleine Diamantkörner (z.B. weniger als 0,5 mm Durchmesser),
die innerhalb der Pulvergrundmasse eingebettet sind und das daraus entstehende Komposit
wird auf die erforderliche Geometrie geschliffen. Solche Schleifkomponenten sind
nicht sehr scharf und das Abrichten von Schleifscheiben damit ist wegen des schnellen
Verschleißes des Werkzeugs relativ ineffizient. Wenn solch eine Pulvergrundmasse
mit Körnern von großem Durchmesser verwendet wird, verliert die Endbehandlung
beträchtliche Mengen an Diamant wenn das Komposit auf die erforderliche Geometrie
geschliffen wird. Es ist nicht möglich einen dauerhaften, genauen (z. B. ungefähr
0,127 mm (0.005 inch)) Abrichtspitzenradius bei Werkzeugen zu erreichen, die aus
Diamantkörnern in Metallpulverbindemittel hergestellt sind.
Polykristalline Diamanteinsätze (PCD) sind verwendet worden,
um drehbare Abrichtwerkzeuge zu bauen. PCD-Einsätze sind in einer Metallpulvergrundmasse
eingebettet, auf das Werkzeug aufgesintert und dann auf die erforderliche Geometrie
und Oberflächenendbehandlung geschliffen. Siehe z.B., US-A-4,685,440. PCD-Einsätze
bieten eine relativ plane Oberfläche und können bei den abschließenden
Bearbeitungen leicht auf die erforderliche Geometrie geschliffen werden oder für
manche Formen als ein endformnahes Stück erstellt werden. Jedoch besteht PCD
nicht zu 100% aus Diamant. PCD-Material enthält zunächst bedeutende Mengen
(10–20% Gewichtsanteile) an Metallkatalysator und der Metallkatalysator wird
typischerweise aus dem PCD-Material ausgewaschen und hinterlässt Fehlstellen,
um im wesentlichen reinen Diamant mit einer Dichte von ungefähr 90 bis 95%
zu erzeugen. Daher fehlt mit PCD-Einsätzen hergestellten Abrichtwerkzeugen
die Dauerhaftigkeit von Abrichtwerkzeugen, die mit Diamantschleifkörnern, die
völlig dicht sind und aus 100% Diamantmaterialien hergestellt sind.
Das drehbare Diamantwerkzeug zum Abrichten von Schleifscheiben, beschrieben
in US-A-5,058,562, wird hergestellt durch Anwenden eines chemischen Gasphasenabscheidungsprozesses
(CVD), um eine Diamantfilmschicht direkt auf einem Grundkörper des Werkzeugs
abzuscheiden, und durch Bestücken des Grundkörpers mit einem Stützplattenpaar,
um für Formsteifigkeit zu sorgen. Bei dieser Vorgehensweise werden keine diamantenen
Schneidpunkte geschaffen, nur eine harte, plane Diamantoberfläche. In einem
Abrichtwerkzeug arbeitet eine plane Diamantoberfläche eher, um die Scheibenoberfläche
aufzubrechen, denn als Bindemittel und verbrauchte Schleifkörner aus der Oberfläche
zu schneiden und dadurch die Oberfläche der Scheibe zum weiteren Schleifen
zu öffnen.
Das drehbare Diamantwerkzeug zum Abrichten von Schleifscheiben, beschrieben
in US-A-4,915,089, wird durch Ausbildung einer einzelnen Schicht Diamantkörner
in einer Ebene orthogonal zur Drehachse des Werkzeugs hergestellt. Die Diamantkörnerschicht
ist zwischen zwei metallischen Stützplattenschichten eingelegt. Die Diamantschicht
ist durch Heißverpressen der Diamantkörner und des Metallpulvers zwischen
den metallischen Stützplatten in einer passenden Form mit den Platten verbunden,
um das Metallpulver zu sintern. US-A-4,915,089 erwähnt eine alternative Ausführung,
wobei Diamantkörner an einer oder beiden Seiten des Werkzeugs
durch Plattieren oder metallisches Verkleben angebracht sind, aber es zeigt sich,
dass die alternative Ausführung am Nachteil geringer Diamantstandzeit leidet.
In der bevorzugten Ausführung sind bogenförmige Segmente der beschichteten
Baugruppe aus Diamantkörnern und Platten mit dem Umfang eines scheibenförmigen
Metallrads hartverlötet, um ein Abrichtwerkzeug herzustellen, optional mit
einem umlaufenden Schleifrand. Jedoch lehrt das Patent, übereinstimmend mit
der Geometrie dieser Werkzeugausführung, dass das Werkzeug angewendet wird,
um eine plane Scheibe abzurichten und, dass das Werkzeug zum Abrichten eines Profils
in der Oberfläche einer Schleifscheibe unbrauchbar wäre.
In EP-B-116668 wird ein Abrichtwerkzeug offengelegt, das eine einzelne
Schicht von elektroplattierten Diamantkörnern aufweist, die in einer geometrischen
Anordnung angeordnet sind, ähnlich der des Werkzeugs von US-A-4,915,089. Im
Gegensatz zur Aktivlotbindung, die bei den Werkzeugen der Erfindung verwendet wird,
werden bei dem elektroplattierten Bindemittel des EP-B-116668 Werkzeugs geringere
Diamantstandzeit, geringere Werkzeuglebensdauer und höhere Produktionskosten
erwartet.
Die Erfindung ist ein drehbares Profil-Abrichtwerkzeug mit einem steifen,
scheibenförmigen Kern und einem Schleifrand, der sich wenigstens auf einer
Oberfläche der Peripherie des Kerns befindet, wobei der Kern und der Schleifrand
in einer Richtung orthogonal zur Rotationsachse des Werkzeugs angeordnet sind, wobei
der Schleifrand eine Schleifkomponente umfasst, die mit dem Kern mittels eines Aktivlotes
verbunden ist, und die Schleifkomponente gewählt wird, aus der Gruppe umfassend
Diamantkörner, die in einer einzigen Schicht angeordnet sind, und Diamantfilmeinsätze
sowie Kombinationen beider. In einer alternativen Ausführung umfasst der Schleifrand
eine Vielzahl von mechanisch am Kern des Werkzeugs befestigten Schleifeinsätzen,
und die Schleifeinsätze umfassen eine mit einem Stützelement mittels eines
Aktivlotes verbundene Schleifkomponente, und die Schleifkomponente wird aus der
Gruppe ausgewählt, die in einer einzigen Schicht angeordnete Diamantkörner
und Diamantfilmeinsätze und Kombinationen beider umfasst.
1, die eine Schleifscheibe mit einer profilierten Schleifoberfläche
zeigt, ist eine Darstellung der Arbeitsweise eines drehbaren Profilabrichters der
Erfindung.
2 ist eine Draufsicht eines drehbaren Profilabrichtwerkzeuges
der Erfindung.
3 ist ein Teilquerschnitt einer einzelnen Diamantschleifkornschicht,
die auf ein Stützelement im drehbaren Profilabrichtwerkzeug der Erfindung hartgelötet
ist.
4 ist ein Teilquerschnitt einer einzelnen Diamantschleifkornschicht,
die auf ein drehbares Profilabrichtwerkzeug der Erfindung ohne ein Stützelement
hartgelötet ist.
5 ist ein Teilquerschnitt eines Diamantfilmeinsatzes,
der auf ein Stützelement im drehbaren Profilabrichtwerkzeug der Erfindung hartgelötet
ist.
Wie in 1 gezeigt, sind die Abrichtwerkzeuge
der Erfindung bei Arbeiten zum Profilabrichten und Schärfen, die an abrasiven
Schleifscheiben ausgeführt werden, wirkungsvoll. Das Abrichtwerkzeug
3 dreht sich um eine Achse (dargestellt in 1,
mit einer mit 5 bezeichneten gestrichelten Linie) und wird mit der profilierten
Oberfläche 2 der Schleifscheibe 1 in Kontakt gebracht, in
einer Richtung entweder entlang einer X-Achse (Pfeil 6) oder einer Y-Achse
(Pfeil 7), wie es erforderlich ist, um das Profil der Scheibe abzurichten
oder anzupassen.
Wie hierin verwendet, bezieht sich schärfen (oder das Schärfen)
auf Arbeiten, die angewendet werden, um eine Schleifscheibe rund und in den gewünschten
Konturen profiliert auszubilden. Abrichten oder das Abrichten bezieht sich auf Arbeiten,
die angewendet werden, um die Schleifoberfläche (oder Fläche) der Schleifscheibe
aufzubrechen, um die Effizienz des Schleifens zu verbessern und um ein Ausbrechen
des Werkstücks oder eine andere Beschädigung, verursacht durch das Stumpfwerden
der Scheibenfläche während des Schleifens, zu vermeiden. Die Scheibenoberfläche
wird stumpf, wenn zum Beispiel die vorstehenden scharfen Schleifkörner aufgebraucht
worden sind, oder die Scheibenfläche wird weich, aufgrund eines Fehlers des
Bindemittels, das nicht abgetragen wird und damit kein frisches Korn zur Verfügung
stellt, oder wegen der Verschmutzung der Scheibenfläche mit Ablagerungen aus
Schleifarbeiten.
Einige Arbeiten erlauben ein einzelnes Abrichtwerkzeug gleichzeitig
für beide Anwendungen zu verwenden und andere erlauben es nicht. Schärfen
ist allgemein erforderlich, wenn eine Schleifscheibe das erste Mal zum Gebrauch
an einer Maschine befestigt wird und immer wenn Arbeiten zur Folge haben, dass die
Scheibe unrund wird oder ihre Kontur verliert. Abhängig von der jeweiligen
Schleifarbeit kann das Abrichtwerkzeug der Erfindung verwendet werden, um zu schärfen
oder abzurichten oder beides zu tun.
Ein typisches drehbares Abrichtwerkzeug der Erfindung wird in der
Draufsicht in 2 veranschaulicht. Eine einzelne Schicht
Diamantkorn 8 ist in ein Metalllot 9 eingebettet und mit dem Metallkern
11 des Werkzeugs verbunden. Der Metallkern des Werkzeugs
beinhaltet eine zentrale Bohrung zur Befestigung des Werkzeugs auf einer angetriebenen
Spindel an einer Maschine, die mit Mitteln zum Drehen des Werkzeugs um eine Achse
5 ausgestattet ist. Ebenso ist in 2 ein optionales
Merkmal der Erfindung dargestellt, das aus vier Bohrungen 12 um die zentrale
Spindelbohrung zum Anbauen des Metallkerns des Werkzeugs an ein Sützelement
(nicht gezeigt) besteht.
Wie in den 3–5
gezeigt, kann der Schleifrand 4 des Abrichtwerkzeuges 3 in einer
von mehreren bevorzugten Ausführungsformen ausgeführt sein. In
3 werden das Schleifkorn 8 und das Hartlot
9 durch ein Stützelement 13 gehalten, das Teil der Einheitskonstruktion
des Metallkerns 10 ist. In 4 sind das Schleifkorn
8 und das Hartlot 9 selbst stützend und am Metallkern
10 nur entlang des inneren Durchmessers des Schleifrands 4 hartgelötet.
Solch eine Konstruktion hat den Vorteil, dass das Abrichtwerkzeug, indem es hervorstehendes
Schleifkorn auf jeder Seite des Werkzeugs aufweist, in jeder der beiden Richtungen
entlang der X-Achse (Pfeil 6) betrieben werden kann, um so die Effizienz
der Abrichtarbeit nahezu zu verdoppeln und auf diese Weise mit einer Einzelwerkzeug-Einstellung
vorher nicht erreichbare Profile zu erzeugen.
Bei beiden Konstruktionen sind die Diamantkörner 8 nach
dem Hartlöten in die Hartlotschicht 9 getaucht und sind nicht unbedingt
sichtbar in der Art von metallisch gebundenen abrasiven Einzelschichtschneidwerkzeugen.
Solch eine selbst stützende Schleifkomponente kann nicht erstellt werden, wenn
ein Elektroplattierungsverfahren verwendet wird, um das Schleifkorn mit dem Kern
des Abrichtwerkzeugs zu verbinden, da dem elektroplattierten Metall-Diamant-Verbundmaterial
ausreichende Festigkeit fehlt, um verwendet zu werden. Das ist nur möglich,
wenn man bei der Herstellung eines hartgelöteten Einzelschichtdiamantschleifwerkzeugs
ein Aktivlot verwendet, worin die Diamantkörner als Strukturelement des Werkzeugs,
wie hierin beschrieben, wirken.
Wie in 5 gezeigt, kann ein Diamantfilmeinsatz
14 mit dem Metallkern 10 durch ein Aktivlot 15 verbunden
werden, um eine bevorzugte Ausführungsform zu erstellen. Wie hierin verwendet,
bezieht sich Diamantfilm auf eine dünne Schicht eines durch CVD oder ein Plasmastrahlverfahren
hergestellten Materials mit oder ohne eingestreute Diamantteilchen, die näherungsweise
zu 100% aus Diamant bestehen. Beispiele der Diamantfilm-Bereitungen werden in US-A-5,314,652;
US-A-5,679,404 und US-A5,679,446 zur Verfügung gestellt, die hierdurch mit
einbezogen werden. Der Diamantfilm wird zu einer dünnen Schicht geformt (z.B.
100 bis 1000 &mgr;m, die die gewünschte Größe für einen Werkzeugeinsatz
aufweist und dann wird der Diamantfilmeinsatz mit dem Stützelement
13 Teilbereich des Metallkerns 10 auf im Wesentlichen gleiche
Art hartverlötet, und mit den gleichen Lotarten mit denen die Diamantschleifkörner
mit dem Metallkern hartverlötet sind.
Diese bevorzugten Ausführungsformen unterscheiden sich vom Stand
der Technik in mehrfacher bedeutender Hinsicht. Die in den 3–5
abgebildeten Schleifkomponenten erfordern weniger ausgeprägtes Finishen, um
die für Abrichtwerkzeuge gewünschte präzise Oberfläche zu erreichen.
Wie PCD-Einsätze sind Diamantfilmeinsätze (5)
Flachfolien. Wie bei den Einzelschichtdiamantschleifkornausführungsformen (3
und 4), kann etwas anfängliches Abtragen der Oberfläche
nötig sein, jedoch beseitigt die Einzelkornschicht viel vom unebenen Charakter
einer Kompositmatrix von Schleifkorn in einem pulvrigen Metallbindemittel.
Die Abrichtwerkzeuge der Erfindung sind ausgelegt, während der
gesamten Lebensdauer des Abrichtwerkzeugs, den gleichen Spitzenradius zur Scheibenoberfläche
zu zeigen, da die Breite der Diamantkorneinzelschicht (oder der Diamantfilmeinsatz)
vom Abrichtvorgang nicht betroffen ist. Wenn das äußerste Diamantkorn
aufgebraucht ist, ist ein einzelnes Korn darunter an der radialen Spitze des Abrichtwerkzeugs
zur Stelle und der Radius der Abrichtspitze bleibt bei Verwendung des Werkzeugs
konstant. Auf diese Weise sind die Werkzeuge der Erfindung selbstschärfend
und behalten während ihrer Abnutzung eine präzise Geometrie.
In weiterem Unterschied zu den Werkzeugen des Standes der Technik
besitzen die Abrichtwerkzeuge der Erfindung ein langes Leben und überlegene
Effizienz beim Abrichten und Schärfen von Schleifscheiben.
Der Winkel des Stützelements kann von 0 bis 90°, vorzugsweise
von 10 bis 45°, reichen und in am meisten zu bevorzugender Weise reicht er
von 15 bis 30° bei Abrichtwerkzeugen, die zur Verwendung an gesinterten Schleifscheiben
bestimmt sind.
Beim Ausführen des Werkzeugs der Erfindung wird das Hartlöten
typischerweise bei 600–900°C bei Verwendung eines Aktivlots bewerkstelligt,
und vorzugsweise bei 800–900°C unter Verwendung eines aktiven Bronze-
oder Nickellots ausgeführt. Ein Aktivlot ist ein Lot das wenigstens ein Material
(z. B. Titan oder Chrom) enthält, das chemisch mit der Oberfläche des
Diamantkorns reagiert. Beim Erhitzen erzeugt das Lot eine chemische Bindung zwischen
dem Lötmaterial, dem Diamantkorn, und, optional dem Metallkern des Werkzeugs.
Ein bevorzugtes aktives Bronzelot wird aus einer Mischung von Kupfer, Zinn und Titanhydrid-Pulvern
hergestellt, optional unter Zugabe von Silberpulver durch die Methode, die in einer
Anmeldung vom gleichen Anmelder mit der US Ser. No. 08/920,242 angemeldet am 28.
August 1997, deren Inhalte hierdurch mit einbezogen werden. Ein bevorzugtes Aktivlot
besteht aus 55 bis 79 Gew.-% Kupfer, 15 bis 25 Gew.-% Zinn und 6 bis 20 Gew.-% Titan.
Eine anderes bevorzugtes zur Verwendung in der Erfindung geeignetes
Aktivlot ist ein Nickellot, das 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 enthält. Das Nickellot enthält optional
andere Materialien, wie etwa 0,1 bis 10 Gew.-% Zinn.
Der steife, scheibenförmige Kern ist aus verschleißfestem
Material aufgebaut, das eine Gebrauchslebensdauer vergleichbar mit der der Diamantschleifkomponente
aufweist. Stahl, insbesondere Werkzeugstahl, Wolframcarbid, Eisen, Kobalt, und Komposite
daraus und Kombinationen davon, sind zur Verwendung im Kern geeignet. Stahl wird
bevorzugt. Verwendbare Komposite enthalten keramische Partikel oder Fasern, die
in einer kontinuierlichen Metallmatrix-Phase enthalten sind. Der Kern kann in den
gewünschten Werkzeugabmessungen mit in der Fachwelt wohlbekannten Methoden
gegossen oder gefräst sein.
Die 2–5
zeigen eine umlaufende Schleifrandkonstruktion. In einer alternativen Ausführungsform
wird die Schleifkomponente als Streifen entlang des Metallkerns eingesetzt. Die
Streifen können innerhalb von Vertiefungen auf einem Stützelement liegen
oder sie können in gefräste Schlitze gefüllt werden, die in und durch
den Umfang des Metallkerns gefräst sind.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung (in den Zeichnungen
nicht dargestellt) liegt die Schicht hartgelöteter Diamanten als eine Vielzahl
von versetzten Streifen vor, die abwechselnd am Umfang auf einer der beiden Seiten
des steifen Kerns platziert sind. In dieser Zick-Zack-Anordnung erscheint der Umfang
des festen Kerns gerillt und der Diamant wird in Streifen innerhalb der Vertiefungen
des gerillten Umfangs hartgelötet.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung (in den Zeichnungen
nicht dargestellt) wird der Diamant auf ein Stützelement hartgelötet,
um eine Schleifeinsatz zu bilden und eine Mehrzahl der Schleifeinsätze sind
mechanisch am Umfang des steifen Kerns befestigt (z. B. verschraubt).
Andere Ausführungsformen sind zum Gebrauch im drehbaren Profilabrichtwerkzeug
der Erfindung geeignet, vorausgesetzt die Diamanten sind in der Art ausgerichtet,
dass ein Satz Diamantkörner an jedem gegebenen Punkt um den Umfang des Werkzeugs
zur Spanfläche der Scheibe als ein einzelner Schneidpunkt liegt und, wenn dieser
einzelne Diamant verbraucht ist, der Satz verbleibender Diamantkörner nacheinander
ein weiteres Diamantkorn hervor bringt, um das verschlissene zu ersetzen, und um
der einzelne Schneidpunkt zu werden, bis der Satz verbraucht worden ist.
Beispiel 1
Ein Testwerkzeug wurde aus einem Edelstahlkern (304 L) mit 10 cm (4
inch) Aussendurchmesser durch Vakuum-Hartlöten von nahezu 100%igem SDA100+,
Diamantkörnung (425 bis 500 &mgr;m, bezogen von DeBeers) auf ein Stützelement
mit 20° Öffnungswinkel am Rand des Kerns hergestellt. Das Werkzeug wurde
ausgelegt, um einen Abrichtspitzenradius von ungefähr 0,25 mm (0,01 inch) zu
liefern, ein Radius näherungsweise gleich dem Radius der für das Werkzeug
ausgewählten Diamantkörnung nach einer geringen Anzahl Schleifvorgängen,
um die Schleifkomponente auf den angestrebten anfänglichen Abrichtspitzenradius
fertig zu bearbeiten.
Das Hartlöten wurde bei 880°C unter Verwendung eines Bronze-Aktivlotes
ausgeführt. Das Bronze-Aktivlot wurde aus einer Mischung von 100 Gewichtsanteilen
aus 77/23 Kupfer/Zinn-Legierungspulver und 10 Gewichtsanteilen Titanhydrid-Pulver
hergestellt. Die Pulvermischung wurde zu 13 Gew.-% mit organischem BrazTM
Bindemittel vermengt, um eine pastöse Rezeptur herzustellen und die Paste wurde
auf vorbestimmte Randabschnitte des Metallkerns des Werkzeugs verteilt. Diamantkorn
wurde in einer einzelnen Schicht auf die Paste gestreut und überschüssiges
Diamantkorn wurde vom Werkzeug herunter geschüttelt. Das Werkzeug wurde ofengetrocknet,
um das Wasser aus dem Bindemittel zu verdampfen, und das getrocknete Werkzeug wurde
für 30 Minuten auf 880°C unter einer Atmosphäre mit niedrigem Sauerstoffgehalt,
bei weniger als 0,133 Pa (< 10–3 Torr) Druck, erhitzt und dann
abkühlen lassen. Im endbearbeiteten Werkzeug enthielt das Lot 70,2 Gew.-% Kupfer,
21,0 Gew.-% Zinn und 8,8 Gew.-% Titan.
Ein zweites Werkzeug wurde in gleicher Art hergestellt, mit der Ausnahme,
dass der Abrichtspitzenradius 0,12 mm (0,005 inch) und die Diamantkorngröße
0,212 bis 0,25 mm betrug.
Das 0,25 mm (0,01 inch) Spitzenradiuswerkzeug wurde in gewerblichem
Rahmen geprüft an Gewindeschleifmaschinen. Die Schleifscheiben waren 46 ×
1,3 × 25 cm (18 × 0,5 × 10 inch), 3SG100-VBX467 (Sol-Gel-Aluminiumoxid-Schleifkorn)
Scheiben (bezogen von der Norton Company, Worchester, MA) betrieben bei 30 Meter/Sekunde
(6000 Fuß/Minute) Umfangsgeschwindigkeit während des Abrichtens bei einem
Vorschub von 0,013 mm (0,0005 inch pro Schritt nach der ersten Formabrichtung
(0,025 mm (0,001 inch) pro Schritt). Nach 12 Wochen andauernder Arbeit wurde kein
Verschleiß an der Schleifkomponente des Abrichters beobachtet. Dies lässt
sich hervorragend mit einem in diesem gewerblichen Rahmen verwendeten typischen
gewerblichen drehbaren Abrichtwerkzeug vergleichen, das nach 6 Wochen andauernder
Arbeit messbaren Verschleiß aufweist. Darüber hinaus wurde ungefähr
50% Verbesserung der Schleifscheibenproduktivität, wegen der Schärfe des
drehbaren Abrichtwerkzeuges, beobachtet.
Das 0,12 mm (0,005 inch) Spitzenradiuswerkzeug wurde im gleichen gewerblichen
Rahmen getestet und hat sehr wenig messbaren Verschleiß nach 5 Wochen andauernder
Arbeit gezeigt (d. h. ungefähr 2 &mgr;m pro Tag).
Beispiel 2
Ein Abrichtwerkzeug wurde unter Verwendung eines 15 Zentimeter (6
Inch) Edelstahlkernes erstellt, entlang des Randes ausgeführte Schlitze aufweisend,
in die Diamantkörner von 0,60–0,71 mm (ungefähr 0,025 Inch) Durchmesser
hartgelötet wurden, um ein Werkzeug mit einem Abrichtspitzenradius von 0,3
mm (0,012 Inch) zu erhalten. Der Diamant wurde durch Verwenden des Hartlotes und
der Methode aus Beispiel 1 in die Schlitze hinein hartgelötet. Diese gestreifte
Bauart besaß gerade Seiten (0° Öffnungswinkel). Das Werkzeug wurde
beim Profilabrichten an gesintert gebundenen CBN-Scheiben eingesetzt.
In einem weiteren Aspekt wird die vorliegende Erfindung an ein drehbares
Profilabrichtwerkzeug gerichtet, das einen steifen, scheibenförmigen Kern und
einen Schleifrand um wenigstens eine Oberfläche am Umfang des Kerns aufweist,
wobei der Kern und der Schleifrand in einer Richtung senkrecht zur Drehachse des
Werkzeugs ausgerichtet sind, wobei der Schleifrand eine abrasive Komponente umfasst,
die mit dem Kern mittels eines Aktivlotes verbunden ist, und die abrasive Komponente
aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus in einer einzelnen Schicht angeordneten
Diamantkörnern und Diamantfilmeinsätzen und deren Kombinationen besteht.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Aspekts umfasst der
Schleifrand des Abrichtwerkzeugs weiterhin ein Stützelement auf dem die Schleifkomponente
hartgelötet wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieses Aspekts
der Erfindung besteht der steife Kern aus Material, aus der Gruppe ausgewählt
wird, die aus Stahl, Werkzeugstahl, Wolframcarbid, Eisen und Kobalt, und deren verstärkten
Kompositen und deren Kombinationen besteht.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieses Aspektes
der vorliegenden Erfindung ist das Aktivlot ein Bronzelot, das eine wirksame Menge
von Titan enthält, um mit der Schleifkomponente zu reagieren. Es ist besonders
bevorzugt, da das Aktivlot 55 bis 79 Gew.-% Kupfer, 15 bis 25 Gew.-% Zinn und 6
bis 20 Gew.-% Titan aufweist.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieses Aspektes
der vorliegenden Erfindung besteht die abrasive Komponente aus Diamantkörnern
und die Diamantkörner besitzen einen Durchschnittsdurchmesser von 0,15 bis
2,0 mm. Vorzugsweise besitzt der Schleifrand einen Spitzenradius, der ungefähr
eine Hälfte des Durchschnittsdurchmessers der Diamantkörner beträgt.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieses Aspektes
der vorliegenden Erfindung sind der Kern und das Stützelement von einer einheitlichen
Bauart.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieses Aspektes
der vorliegenden Erfindung enthält das Aktivlot 60 bis 92,5 Gew.-% Nickel,
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.
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dieses Aspektes
der vorliegenden Erfindung enthält das Aktivlot außerdem 0,1 bis 10 Gew.-%
Zinn.