DE19614401A1 - Belag für Schleif- und Honwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Belag für Schleif- und Honwerkzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, für das Honen von Getrieberädern ein Werk­ zeug mit einem schleifenden Belag vorzusehen, der aus einer Schleifkörnung und einer Bindung besteht. Die Schleifkörnung wird üblicherweise von Diamantkörnern oder einem kubisch-kristallinem Bornitrid gebildet. Die Bindung besteht z. B. aus einem geeigneten Duroplast, zum Beispiel Phenol- oder Polyimidharz. Es sind aber auch metallische und keramische Bindungen bekannt.

Um bei einem Ausgangswerkstück durch Honen die geforderte Oberflächengüte zu erzeugen, ist bekannt, die Bearbeitung in mehreren Schritten durchzuführen, wobei bei jedem Schritt ein Schleifbelag anderer Zusammensetzung verwendet wird, insbesondere mit zunehmend kleinerem Schleifkorn. Feine Körnungsgrößen ermöglichen bekanntlich eine gerin­ gere Rauheit. Sie führen jedoch zu einem größeren Ver­ schleiß und ermöglichen nur ein kleineres Zeitspanvolumen. Um zu Beginn einen größeren Abtrag zu erhalten, werden da­ her für die ersten Bearbeitungsschritte gröbere Körnungen verwendet, welche ein höheres Zeitspanvolumen ermöglichen und einen geringeren Verschleiß verursachen. Eine gröbere Körnung des Schleifmittels kann jedoch zu einer Beein­ trächtigung der Oberflächenstruktur des Werkstücks führen, da hohe Temperaturen entstehen und größere Kräfte aufge­ wendet werden. Der mehrmalige Werkzeugwechsel führt über­ dies zu einem entsprechenden Fertigungsaufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Be­ lag für ein Schleif- und Honwerkzeug zu schaffen, der ohne Werkzeugwechsel eine rationelle Vor- und Endbearbeitung eines Werkstücks mit hoher Oberflächengüte erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei den Belägen herkömmlicher Schleifwerkzeuge sind die Schleifkörner, z. B. aus Diamant oder Bornitrid, mehr oder weniger gleichmäßig in der Bindung verteilt. Beim erfin­ dungsgemäßen Belag sind die Schleifkörner nahezu aus­ schließlich in Haufwerken versammelt, die ihrerseits mehr oder weniger regelmäßig in einer geeigneten Bindung ver­ teilt sind. Die Schleifkörner in jedem Haufwerk sind ihrerseits durch ein geeignetes keramisches Bindemittel gebunden. Die Packung der Schleifkörner im Haufwerk ist nach Möglichkeit außerordentlich dicht. Die Schleifkörnung ist eine sogenannte Feinkörnung, deren Größe definitions­ gemäß etwa zwischen 3 und 50 µm liegt.

Die Körnungsgröße bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug ist auf die Erzielung der beim Honen gewünschten Oberflächen­ güte abgestellt. Ein kleines Korn hat, wie erwähnt, den Vorteil, daß relativ kleine Schleifkräfte und niedrige Temperaturen auftreten. Gleichwohl wird bei dem erfindungs­ gemäßen Belag eine ausreichende Abtragleistung erzielt, weil durch die Bindung des Schleifkorns im Haufwerk si­ chergestellt ist, daß zum einen das Korn unbeweglich fest­ gehalten ist und zum anderen stets scharfe Kanten aufweist. Letzteres wird durch die Verwendung einer keramischen Bin­ dung im Haufwerk gefördert, das ein hohes Zeitspanvolumen zuläßt, ein Selbstschärfvermögen aufweist sowie ein Frei­ schleifvermögen durch Porosität und Selbstschärfung. Zwi­ schen den Haufwerken ist ausreichender Abstand vorhanden, der einen ausreichenden Verschleiß des vorzugsweise aus Kunstharz bestehenden Bindemittels zuläßt, so daß ausrei­ chend Freiräume geschaffen sind zur Aufnahme des Spans.

Mit dem Belag nach der Erfindung ist daher ein Werkzeug geschaffen, das alle Vorteile einer kleinen Körnungsgröße aufweist, ohne dessen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Mithin kann ein Schleif- und Honwerkzeug gefertigt werden, das zum Beispiel insbesondere zum Endbearbeiten von Ge­ trieberädern geeignet ist. Selbstverständlich kann der er­ findungsgemäße Belag zur Oberflächenbearbeitung anderer Werkstücke eingesetzt werden.

Die Konzentration der Schleifkörnung ist nach einer Ausge­ staltung der Erfindung im Haufwerk 30 bis 60 Vol.-%. Die Kunstharzbindung weist nach einer Ausgestaltung der Erfin­ dung auch einen Füllstoff auf. Deren Konzentration beträgt nach einer Ausgestaltung der Erfindung zwischen 15 und 40 Vol.-%.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Kunstharz­ bindung ein Füllstoff zugesetzt werden, der nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Körnungsgröße von etwa 30 bis 200 µm aufweist. Als Füllkorn kann zum Beispiel Siliciumcarbid oder Aluminiumoxid eingesetzt wer­ den.

Auch dem Haufwerk wird vorzugsweise ein Füllstoff zuge­ setzt, dessen Körnungsgröße etwa in der gleichen Größen­ ordnung wie die der Schleifkörnung liegt, zum Beispiel 3 bis 50 µm. Als Füllkorn kann wiederum zum Beispiel Sili­ ciumcarbid oder Aluminiumoxid verwendet werden.

Die keramische Bindung im Haufwerk kann zum Beispiel von einer Glasfritte gebildet werden, der ein Flußmittel zuge­ setzt ist. Derartige keramische Bindungen können mit einem vorbestimmbaren Porenvolumen sowie unterschiedlichen Här­ ten hergestellt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen nä­ her erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch im Schnitt ein Honwerkzeug.

Fig. 2 zeigt vergrößert den Ausschnitt 2 nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt in Einzelheiten ein Haufwerk der Darstellung nach Fig. 2.

Auf einem ringförmigen Tragkörper 10 ist ein im Quer­ schnitt kegelstumpfförmiger, abtragender Belag 12 in ge­ eigneter Weise aufgebracht. Er besteht aus einem Bindemit­ tel 14 und Haufwerken 16, die mehr oder weniger gleich­ mäßig im Bindemittel verteilt sind.

In Fig. 2 sind drei Haufwerke 16 dargestellt, wobei zwei an die Schleiffläche angrenzen. Man erkennt, daß das Bin­ demittel 14, zum Beispiel Phenolharz oder Polyimidharz, dem ein geeigneter Füllstoff zugesetzt ist, stärker abge­ tragen ist, wie bei 20 zu erkennen. Auf diese Weise ist ein Raum zur Aufnahme der Späne geschaffen.

In Fig. 3 ist ein Haufwerk 16 detailliert wiedergegeben. Es besteht aus einzelnen Körnern 22 aus Diamant oder Bor­ nitrid und einer keramischen Bindung 24 dazwischen. Die Schleifkörnungsgröße beträgt zwischen 3 und 50 µm. Die Schleifkörner 22 sind verhältnismäßig dicht gepackt. Außerdem befinden sich im Haufwerk 16 Füllstoffkörner 26 aus einem geeigneten Material, zum Beispiel Siliciumcarbid oder Aluminiumoxid. Die Körnungsgröße des Füllstoffes be­ wegt sich ebenfalls zwischen 3 und 50 µm.

Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele für einen Belag bzw. ein Haufwerk angegeben:

Ausführungsbeispiel 1

Ausführungsbeispiel 2

Claims (13)

1. Belag für Schleif- oder Honwerkzeug, mit einer Schleif­ körnung und einer Bindung und ggf. mindestens einem Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß eine feine Schleifkörnung sich im wesentlichen nur in in der Bin­ dung verteilten Haufwerken (16) befindet und das Hauf­ werk aus der Schleifkörnung (22) und einer keramischen Bindung (24) besteht.

2. Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Schleifkörnung im Haufwerk (16) 30 bis 60 Vol.-% beträgt.

3. Belag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haufwerke (16) untereinander von einer Kunst­ harzbindung (14) gebunden sind.

4. Belag nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzbindung einen Füllstoff aufweist.

5. Belag nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Füllerkörnung 15 bis 40 Vol.-% be­ trägt.

6. Belag nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Körnungsgröße des Füllstoffs 30 bis 200 µm be­ trägt.

7. Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schleifkörnung in dem Haufwerk (16) dicht gepackt ist.

8. Belag nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Haufwerksgefüge eine Porosität von 0 bis 10 Vol.-% hat.

9. Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schleifkörnung aus Diamant oder Bor­ nitrid besteht.

10. Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Körnungsgröße der Schleifkörnung 3 bis 50 µm beträgt.

11. Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Haufwerk (16) einen Füllstoff (26) enthält.

12. Belag nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff eine Körnungsgröße von 3 bis 50 µm auf­ weist.

13. Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die keramische Bindung (24) im Hauf­ werk von einer Glasfritte und einem Flußmittel gebil­ det ist.