DE19614401B4 - Base for grinding and honing tools - Google Patents

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Abstract

Belag für Schleif- oder Honwerkzeuge mit einer Schleifkörnung und einer Bindung und mindestens einem Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schleifkörnung mit einer Korngröße von 3 bis 50 μm sich in der Bindung verteilten Haufwerken (16) befindet und die Haufwerke neben der Schleifkörnung (22) eine keramischen Bindung (24) aufweisen.Coating for grinding or honing tools with an abrasive grit and a bond and at least one filler, characterized in that an abrasive grit with a grain size of 3 to 50 μm is in the bond distributed piles (16) and the piles next to the abrasive grain (22) have a ceramic bond (24).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Belag für Schleif- und Honwerkzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a Topping for Grinding and honing tools according to the preamble of the claim 1.

Es ist bekannt, für das Honen von Getrieberädern ein Werkzeug 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 ( EP 0 114 280 A2 oder US 4,472,199 ). Es sind aber auch metallische und keramische Bindungen bekannt.It is known to provide a tool for honing gear wheels with an abrasive coating, which consists of an abrasive grain and a bond. The abrasive grain is usually formed by diamond grains or a cubic-crystalline boron nitride. The bond consists, for example, of a suitable thermoset, for example phenol or polyimide resin ( EP 0 114 280 A2 or US 4,472,199 ). However, metallic and ceramic bonds are also known.

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 geringere Rauheit. Sie führen jedoch zu einem größeren Verschleiß und ermöglichen nur ein kleineres Zeitspanvolumen. Um zu Beginn einen größeren Abtrag zu erhalten, werden daher 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 Beeinträchtigung der Oberflächenstruktur des Werkstücks führen, da hohe Temperaturen entstehen und größere Kräfte aufgewendet werden. Der mehrmalige Werkzeugwechsel fuhrt überdies zu einen entsprechenden Fertigungsaufwand. Zum Stand der Technik wird auf folgende Literatur hingewiesen:

  • – H.-A. Broecklin; A. Quambusch; Neue Perspektiven zur Erzielung feinster Oberflächengüten unter Einsatz von Mikroschleifmitteln, Oberfläche, Surface, Band 31 (1990), Heft 11, S. 42–44,
  • – G. Anselment, The abrasive finishing touch, Meatl forming band 24 (1990), Heft, S. 21–29 und
  • – N. Fecht, Neue Wege beim Feinschleifen, JOT Journal für Oberflächentechnik, Band 34 (1994), Heft 8, S. 50–52.
In order to produce the required surface quality in a starting workpiece by honing, it is known to carry out the machining in several steps, with a grinding covering of a different composition being used in each step, in particular with an increasingly smaller abrasive grain. As is well known, fine grain sizes enable less roughness. However, they lead to greater wear and only allow a smaller amount of material to be removed. In order to obtain a larger removal at the beginning, coarser grains are used for the first processing steps, which allow a higher chip removal volume and cause less wear. However, a coarser grit of the abrasive can lead to an impairment of the surface structure of the workpiece, since high temperatures arise and greater forces are exerted. The repeated tool change also leads to a corresponding manufacturing effort. The following literature on the state of the art is referred to:
  • - H.-A. Broecklin; A. Quambusch; New perspectives for achieving the finest surface qualities using micro abrasives, Surface, Surface, Volume 31 (1990), Issue 11, pp. 42–44,
  • - G. Anselment, The abrasive finishing touch, Meatl forming band 24 (1990), Heft, pp. 21-29 and
  • - N. Fecht, New Paths in Fine Grinding, JOT Journal for Surface Technology, Volume 34 (1994), Issue 8, pp. 50–52.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Belag für ein Schleif- und Honwerkzeug zu schaffen, der ohne Werkzeugwechsel eine rationelle Vor- und Endbearbeitung eines Werkstücke mit hoher Oberflächengüte erlaubt.The invention is therefore the object based on a covering for to create a grinding and honing tool without changing tools a rational preparation and finishing of a workpiece high surface quality allowed.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This task is due to the characteristics of claim 1 solved.

Bei den Belägen herkömmlicher Schleifwerkzeuge sind die Schleifkörner, z.B. aus Diamant oder Bornitrid, mehr oder weniger gleichmäßig in der Bindung verteilt. Beim erfindungsgemäßen Belag sind die Schleifkörner nahezu ausschließlich in Haufwerken versammelt, die ihrerseits mehr oder weniger regelmäßig in einer geeigneten Bindung verteilt 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 definitionsgemäß etwa zwischen 3 und 50 μm liegt.With the surfaces of conventional grinding tools the abrasive grains, e.g. made of diamond or boron nitride, more or less evenly in the Bond distributed. In the covering according to the invention, the abrasive grains are almost exclusively gathered in heaps, which in turn more or less regularly in a suitable Bond are distributed. The abrasive grains are in every pile in turn bound by a suitable ceramic binder. The pack of abrasive grains is in the pile if possible extraordinarily tight. The grit is a so-called fine grain, their size, by definition, between 3 and 50 μm lies.

Die Körnungsgröße bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug ist auf die Erzielung der beim Honen gewünschten Oberflächengüte abgestellt. Ein kleines Korn hat, wie erwähnt, den Vorteil, daß relativ kleine Schleifkräfte und niedrige Temperaturen auftreten. Gleichwohl wird bei dem erfindungsgemäßen Belag eine ausreichende Abtragleistung erzielt, weil durch die Bindung des Schleifkorns im Haufwerk sichergestellt ist, daß zum einen das Korn unbeweglich festgehalten ist und zum anderen stets scharfe Kanten aufweist. Letzteres wird durch die Verwendung einer keramischen Bindung im Haufwerk gefördert, das ein hohes Zeitspanvolumen zuläßt, ein Selbstschärfvermögen aufweist sowie ein Freischleifvermögen durch Porosität und Selbstschärfung. Zwischen den Haufwerken ist ausreichender Abstand vorhanden, der einen ausreichenden Verschleiß des vorzugsweise aus Kunstharz bestehenden Bindemittels zuläßt, so daß ausreichend Freiräume geschaffen sind zur Aufnahme des Spans.The grain size in the tool according to the invention is aimed at achieving the surface quality desired during honing. A small grain, as mentioned, the advantage that relative small grinding forces and low temperatures occur. Nevertheless, with the covering according to the invention achieved a sufficient removal rate because of the bond of the abrasive grain in the pile is ensured that, on the one hand the grain is held immovably and on the other hand always sharp Has edges. The latter is achieved through the use of a ceramic Binding in the pile promoted, that allows a high volume of material removal, has a self-sharpening ability as well as a free grinding ability through porosity and self-sharpening. There is sufficient distance between the heaps, the sufficient wear of the preferably made of synthetic resin permits, so that sufficient Free rooms are created to accommodate the chip.

Mit dem Belag nach der Erfindung ist daher ein Werkzeug geschaffen, das alle Vorteile einer kleinen Körnunqsgröße aufweist, ohne dessen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Mithin kann ein Schleif- und Honwerkzeug gefertigt werden, das zum Beispiel insbesondere zum Endbearbeiten von Getrieberädern geeignet ist. Selbstverständlich kann der erfindungsgemäße Belag zur Oberflächenbearbeitung anderer Werkstücke eingesetzt werden.With the covering according to the invention a tool is therefore created that has all the advantages of a small grain size, without having to accept its disadvantages. A grinding and honing tools are manufactured, for example in particular for finishing gearwheels suitable is. Of course can the covering according to the invention for surface processing other workpieces used become.

Die Konzentration der Schleifkörnung ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung im Haufwerk 30 bis 60 Vol.-%. Die Kunstharzbindung weist nach einer Ausgestaltung der Erfindung auch einen Füllstoff auf. Dessen Konzentration beträgt nach einer Ausgestaltung der Erfindung zwischen 15 und 40 Vol.-%.The concentration of the abrasive grain is According to an embodiment of the invention in the pile 30 to 60 vol .-%. The synthetic resin bond has according to an embodiment of the invention also a filler on. Whose concentration is according to an embodiment of the invention between 15 and 40 vol .-%.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Kunstharzbindung 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 werden.According to one embodiment of the invention, a filler can be added to the synthetic resin bond, which according to a further embodiment of the invention has a grain size of approximately 30 to 200 μm. For example, silicon carbide or aluminum oxide can be used as the filling grain.

Auch dem Haufwerk wird vorzugsweise ein Füllstoff zugesetzt, dessen Körnungsgröße etwa in der gleichen Größenordnung wie die der Schleifkörnung liegt, zum Beispiel 3 bis 50 μm. Als Füllkorn kann wiederum zum Beispiel Siliciumcarbid oder Aluminiumoxid verwendet werden.The pile is also preferred a filler added, the grain size about of the same order of magnitude like that of the abrasive grain is, for example, 3 to 50 microns. As a filling grain can in turn be used for example silicon carbide or aluminum oxide become.

Die keramische Bindung im Haufwerk kann zum Beispiel von einer Glasfritte gebildet werden, der ein Flußmittel zugesetzt ist. Derartige keramische Bindungen können mit einem vorbestimmbaren Porenvolumen sowie unterschiedlichen Härten hergestellt werden.The ceramic bond in the pile can be formed, for example, by a glass frit that is a flux is clogged. Such ceramic bonds can be predetermined Pore volume and different hardness can be produced.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention is described below of drawings closer explained.

1 zeigt schematisch im Schnitt ein Honwerkzeug. 1 shows schematically in section a honing tool.

2 zeigt vergrößert den Ausschnitt 2 nach 1. 2 shows enlarged section 2 1 ,

3 zeigt in Einzelheiten ein Haufwerk der Darstellung nach 2. 3 shows in detail a pile of the representation 2 ,

Auf einem ringförmigen Tragkörper 10 ist ein im Querschnitt kegelstumpfförmiger, abtragender Belag 12 in geeigneter Weise aufgebracht. Er besteht aus einem Bindemittel 14 und Haufwerken 16, die mehr oder weniger gleichmäßig im Bindemittel verteilt sind.On an annular support body 10 is a truncated cone-shaped, abrading covering 12 applied in a suitable manner. It consists of a binder 14 and piles 16 that are more or less evenly distributed in the binder.

In 2 sind drei Haufwerke 16 dargestellt, wobei zwei an die Schleiffläche angrenzen. Man erkennt, daß das Bindemittel 14, zum Beispiel Phenolharz oder Polyimidharz, dem ein geeigneter Füllstoff zugesetzt ist, stärker abgetragen ist, wie bei 20 zu erkennen. Auf diese Weise ist ein Raum zur Aufnahme der Späne geschaffen.In 2 are three heaps 16 shown, two adjoining the grinding surface. It can be seen that the binder 14 , for example phenolic resin or polyimide resin, to which a suitable filler has been added, is more worn away, as in 20 to recognize. In this way, a space for receiving the chips is created.

In 3 ist ein Haufwerk 16 detailliert wiedergegeben. Es besteht aus einzelnen Körnern 22 aus Diamant oder Bornitrid 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 bewegt sich ebenfalls zwischen 3 und 50 μm.In 3 is a pile 16 reproduced in detail. It consists of individual grains 22 made of diamond or boron nitride and a ceramic bond 24 between. The grinding grain size is between 3 and 50 μm. The abrasive grains 22 are relatively tightly packed. There are also piles 16 filler grains 26 made of a suitable material, for example silicon carbide or aluminum oxide. The grain size of the filler is also between 3 and 50 μm.

Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele für einen Belag bzw. ein Haufwerk angegeben: Ausführungsbeispiel 1:

Figure 00080001
Ausführungsbeispiel 2:
Figure 00080002
Two exemplary embodiments for a covering or a pile are given below: Exemplary embodiment 1:
Figure 00080001
Example 2:
Figure 00080002

Claims (11)

Belag für Schleif- oder Honwerkzeuge mit einer Schleifkörnung und einer Bindung und mindestens einem Füllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schleifkörnung mit einer Korngröße von 3 bis 50 μm sich in der Bindung verteilten Haufwerken (16) befindet und die Haufwerke neben der Schleifkörnung (22) eine keramischen Bindung (24) aufweisen.Coating for grinding or honing tools with an abrasive grit and a bond and at least one filler, characterized in that an abrasive grit with a grain size of 3 to 50 μm accumulates in the bond ( 16 ) and the piles next to the abrasive grit ( 22 ) a ceramic bond ( 24 ) exhibit. Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Schleifkörnung im Haufwerk (16) 30 bis 60 Vol.-% beträgt.Covering according to claim 1, characterized in that the concentration of the abrasive grain in the pile ( 16 ) Is 30 to 60 vol .-%. Belag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haufwerke (16) untereinander von einer Kunstharzbindung (14) gebunden sind.Covering according to claim 1 or 2, characterized in that the piles ( 16 ) with each other from a synthetic resin bond ( 14 ) are bound. Belag nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzbindung einen Füllstoff aufweist.Covering according to claim 3, characterized in that the synthetic resin bond a filler having. Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration einer Füllstoffkörnung 15 bis 40 Vol.-% beträgt.Covering according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the Concentration of a filler grain 15 is up to 40 vol .-%. Belag nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Körnungsgröße des Füllstoffs 30 bis 200 μm beträgt.Covering according to claim 4 or 5, characterized in that that the Grain size of the filler 30 to 200 μm is. Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Haufwerksgefüge eine Porosität von 0 bis 10 Vol.-% hat.Covering according to one of claims 1 to 6, characterized in that that this Haufwerksgefüge a porosity from 0 to 10% by volume. Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifkörnung aus Diamant oder Bornitrid besteht.Covering according to one of claims 1 to 7, characterized in that the grit consists of diamond or boron nitride. Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Haufwerk (16) einen Füllstoff (26) enthältCovering according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pile ( 16 ) a filler ( 26 ) contains Belag nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff eine Körnungsgröße von 3 bis 50 μm aufweist.Covering according to claim 9, characterized in that the filler a grain size of 3 up to 50 μm having. Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Bindung (24) im Haufwerk von einer Glasfritte und einen Flußmittel gebildet ist.Covering according to one of claims 1 to 10, characterized in that the ceramic bond ( 24 ) is formed by a glass frit and a flux in the pile.
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