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Verfahren zum Herstellen eines Abrichtwerkzeuges, insbesondere für
Schleifscheiben und danach hergestelltes Erzeugnis Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Herstellen eines Abrichtwerkzeuges, insbesondere eines rotierenden Abrichtwerkzeuges
für Schleifscheiben, mit einem Grundkörper, der als Schneidelemente wirksame Vorsprünge
trägt sowie ein danach hergestelltes Erzeugnis.
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Es sind rotierende Abrichtwerkzeuge für Schleifscheiben bekannt, die
auf ihrer Arbeitsfläche einen einschichtigen Satz von Diamanten aufweisen und ein
Profil der Arbeitsfläche, das dem zu erzeugenden Profil der Arbeitsfläche der Schleifscheibe
angepaßt ist. Die in der Arbeitsfläche des Abrichtwerkzeuges liegenden Diamanten
sind bei einem solchen bekannten Werkzeug beispielsweise durch eine metallische
Bindung gehalten oder durch ein Bindemittel, das aus einem Kunstharz oder einem
keramischen Stoff besteht. Die Verteilung der Diamanten auf der Arbeitsfläche entspricht
dabei entweder einer stochastischen Verteilung mit dichtestmöglichem Oberflächenbesatz,
oder die einzelnen Diamanten befinden sich in festgelegten geometrisch bestimmten
Positionen, Das gilt auch für solche
Werkzeuge, deren Abrichtkörner
aus kubisch-kristallinem Bornitrid bestehen, Sollen sich dabei die Diamanten in
einer bestimmten Position befinden, so werden sie beispielsweise von Hand an vorgegebenen
Stellen in einen Formring eingesetzt, der das Negativprofil des zu fertigenden Abrichtwerkzeuges
enthält. Die Zwischenräume zwischen den Diamantkörnern werden danach mit einem metallischen
Bindemittel oder einem solchen aus einem anderen Material ausgefüllt, so daß ein
Körper entsteht, der auf seiner äußeren Fläche die Diamanten enthält, Anschließend
wird der äußere Formring entfernt.
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Für eine Abfuhr der abgerichteten Schleifscheibenpartikel aus der
Berührungszone zwischen dem Abrichtwerkzeug und der Schleifscheibe ist ein Überstand
der wirksamen Diamantspitzen über das Niveau der Bindung erforderlich. Im Verlaufe
des Einsatzes des rotierenden Abrichtwerkzeuges wird dieses Niveau der Bindung infolge
der abrasiven Wirkung der abgerichteten Schleifscheibenpartikel auf die Bindung
in der Kontaktzone zurückverlagert.
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Das Ende eines möglichen Einsatzes des Diamantwerkzeuges ergibt sich,
wenn das Bindungsniveau gegenüber den wirksamen Diamantspitzen so weit zurückversetzt
ist, daß der verbleibende Bindungsst nicht mehr ausreicht, die Diamanten unter den
beim Abrichten auftretenden Kräften im Bindungsverband zu halten, so daß die Diamanten
aus dem Bindungsverband herausfallen. Dabei ergibt sich ein Verlust dergeometrischen
Form der abzurichtenden Schleifscheibe, die eine Toleranzüberschreitung der geforderten
Werkstückabmessungen bewirken kann und keinen weiteren Einsatz des
Abrichtwerkzeuges
zuläßt. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die rotierenden Abrichtwerkzeuge für
Schleifscheiben eine sehr hohe Maßgenauigkeit aufweisen müssen, wobei allgemein
Toleranzen von lediglich 0,002 mm hinsichtlich der Größe des Durchmessers bei der
Herstellung zulässig sind. Dadurch ergibt sich ein erheblicher Arbeitsaufwand in
der Herstellung dieser bekannten Abrichtwerkzeuge.
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Ein weiterer Mangel der bekannten Abrichtwerkzeuge ist darin zu sehen,
daß die wirksame Gesamtoberfläche der einzelnen Schneidelemente nicht von gleichmäßiger
Härte ist, da bei Verwendung einzeln eingesetzter Diamantkörner aufgrund der unterschiedlichen
Orientierung der Kristalle, durch die sich eine undrschiedliche d.h. eine Härte,/Anisotropie,ergibt,
da jeder einzelne Diamant in verschiedenen Richtungen unterschiedlich hart ist,hinsichtlich
ihrer Wirksamkeit die einzelnen Schneidelemente insgesamt also von unterschiedlicher
Härte sind. Eine solche unterschiedliche Härte in den verschiedenen Richtungen der
einzelnen Diamantkörner kann nämlich nicht berücksichtigt werden bei ihrem Einsatz.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Abrichtwerkzeug zu schaffen, das
bei verhältnismäßig geringem Fertigungsaufwand eine sehr hohe Maßge#nauigkeit in
der Herstellung zuläßt und eine gleichförmige Wirkung bei seinem Einsatz aufgrund
einer gleichförmigen Beschaffenheit aller Schneidelemente. Gemäß der Erfindung ist
dafür vorgesehen, daß in die Außenseite des homogenen Grundkörpers Rillen zur Ausbildung
von in gleichmäßigem Abstand zueinander
stehenden gleichförmigen
Vorsprüngen eingearbeitet werden und danach auf die Außenseite mit den Vorsprüngen
und Rillen ein Film aus Diamant in einer Stärke von 0,01 bis 5 ym durch kathodische
Gasentladung aufgedampft wird. Die einzelnen Schneidelemente bestehen in diesem
Fall also aus gleichförmigen Vorsprüngen, die jeweils mit Diamant beschichtet sind,
wobei keine Gefahr des Ausbrechens einzelner Schneidelemente gegeben ist, da die
gesamte Arbeitsfläche des Abrichtwerkzeuges in gleichförmiger Stärke, also nicht
nur die Vorsprünge selber, sondern auch deren Zwischenräume, mit dem zum Abrichten
allein wirksamen Diamant beschichtet sind. Dadurch lassen sich Abrichtwerkzeuge
mit einer äusserst präzisen Abmessung herstellen unter verhältnismäßig geringem
Aufwand, denn die Rillen können entweder mechanisch in den Grundkörper eingearbeitet
werden, und zwar beispielsweise durch Fräsen oder unter Verwendung einer Schablone
auch durch Sandstrahlen oder die Rillen zwischen den einzelnen Vorsprüngen, durch
welche die Vorsprünge überhaupt erzeugt werden, können chemisch durch anodisches
Ätzen des Grundkörpers mittels einer Säure wie einer Salzsäure oder Salpetersäure
unter Verwendung einer Schablone erzeugt werden. Der Grundkörper kann dafür beispielsweise
aus Stahl bestehen. Infrage kommen jedoch auch fü#ie Herstellung des Grundkörpers
Nichteisenmetalle oder keramische Materialien.
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Zum Zwecke einer besseren Haftung des Diamanten auf einem Grundkörper,
dessen Material für ein Aufdampfen von Diamant durch kathodische Gasentladung weniger
geeignet ist, kann der Grundkörper zunächst mit einer Trägerschicht versehen werden,
wie beispielsweise
aus Nickel oder einem anderen Material, das
vorzugsweise galvanisch auf den Grundkörper aufgetragen ist.
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Als vorteilhaft wurde es weiterhin erkannt, wenn zum Zwecke der Herstellung
von in ihren Abmessungen verhältnismäßig großen Abrichtwerkzeugen diese aus mehreren
Segmenten zusammengesetzt werden, die jeweils aus einem Grundkörper bestehen, der
auf seiner Außenseite im gleichmäßigen Abstand zueinanderstehende,gleichförmige
Vorsprünge trägt und einen durch kathodische Gasentladung aufgetragenen Film aus
Diamant in einer Stärke von O,O# bis 5 rom, der sowohl die Vorsprünge allseitig
wie auch ihre Zwischenräume überdeckt. Ein Zusammenfügen derartiger Segmente kann
dann durch Kleben, Löten oder andere Verfahren erfolgen, die an sich bekannt sind0
Durch ein derartiges Zusammensetzen eines Abrichtwerkzeuges aus mehreren gleichförmigen
Segmenten besiht die Möglichkeit, in verhältnismäßig kleinen Gaskammern die Bestandteile
bzw. die wirksame Außenseite der Teilsegmente des Grundkörpers mit der Diamantschicht
zu bedampfen, die danach zu Werkzeugen inveiner Größe zusammenzusetzen sind, welche
nicht geeignet wäre für die Aufnahme in einer handelsüblichen relativ kleinen Gaskammer.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Abrichtwerkzeuges ist darin
zu sehen, daß es durch das nachträgliche Aufdampfen des Diamantfilmes in einer genau
vorherbestimmbaren Durchmessergrösse zu erstellen ist, denn es ist verhältnismäßig
einfach, die gewünschten Abmessungen durch eine zeitliche Steuerung des Aufdampfens
vom
Diamanten hervorzurufen.
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Ein weiterer Vorteil liegt in dem Umstand, daß die durchgehende äußere
Diamantschicht zu einer vollständig gleichmäßigen Härte der wirksamen Arbeitsfläche
führt im Gegensatz zu der Verwendung einzelner Diamantkörner unterschiedlicher Orientierung.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme
auf eine Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen: Figur 1: einen Teilausschnitt
einer Profilabrichtrolle in der Seitenansicht, Figur 2: einen Teilausschnitt der
Profilabrichtrolle von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, teilweise im Schnitt, Figur
3; die Teildraufsicht auf den Grundkörper der Profilabrichtrolle in vergrößertem
Maßstab und Figur 4: einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Figur 3.
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Die in den Figuren wiedergegebene Profil-Abrichtrolle für Schleifscheiben
besitzt einen Grundkörper 1 dessen äußere Umfangsfläche mit einem gleichförmigen
Netz von Rillen versehen ist, die sich diagonal kreuzen. Die Rillen 2 haben eine
Tiefe von 0,7 mm gemäß der Darstellung von Figur 4, welche eine zwanzigfache Vergrösserung
der Diamantabrichtrolle gemäß Figur 1 im Ausschnitt zeigt.
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Durch die Anordnung der sich diagonal kreuzenden Rillen 2 werden auf
dem Grundkörper 1 der Abrichtrolle radial vorstehende,gleichförmige und im gleichen
Abstand zueinander stehende Vorsprünge 3 geschaffen, die jeweils einen viereckigen
Querschnitt aufweisen, Die Hervorbringung dieser Rillen 2 und damit der Vorsprünge
3 kann durch Fräsen des Grundkörpers 1 erfolgen, insbesondere wenn dieser beispielsweise
aus Stahl besteht,oder unter Verwendung einer Schablone, wie beispielsweise eines
Nylonnetzes, durch chemisches Ätzen mittels einer Säure.
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Nach Herstellung der Vorsprünge auf den Grundkörper 1 erfolgte bei
dem in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel eine Beschichtung des Grundkörpers
1 mit einer als Zwischenschicht wirksamen Trägerschicht 5, die beispielsweise aus
Nickel, Kupfer oder Kobalt bestehen kann und galvanisch auf dem Grundkörper niedergeschlagen
wurde. Diese Trägerschicht 5 trägt einen Diamantfilm 4, der im vorliegenden Beispiel
eine Stärke von 2,0/um aufweist. Das Aufdampfen des Diamantfilmes 4 erfolgt in einer
Gaskammer durch kathodische Gasentladung unter einem Vakuum von 10 3 bis 10 5 Torr
unter niedrigen Temperaturen.
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Weitere Größenverhältnisse ergeben sich aus der Figur 3O Danach beträgt
die Beite der einzelnen Vorsprünge 3 0,4 mm und ihr gegenseitiger Abstand nahezu
2 mm.
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Der Figur 1 ist weiterhin andeutungsweise zu entnehmen, daß eine Profil-Abrichtrolle
auch aus mehreren unterschiedlichen Segmenten
6, 6', 6'' zusammengesetzt
sein kann, die jeweils aus einem Grundkörper bestehen, der auf seiner Außenseite
im gleichmäßigen Abstand zueinanderstehende, gleichförmige Vorsprünge 3 trägt und
einen durch Gasentladung aufgetragenen Film aus Diamant, welcher die Vorsprünge
und ihre Zwischenräume überdeckt, Die einzelnen Segmente 6, 6' und 6 " sowie weitere
Segment#e können dafür miteinander nach herkömmlichen bekannten Verfahren verbunden
sein.
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Es versteht sich aber, daß sie selbstverständlich auch gleichfrmig
beschaffen sein können, um ein beispielsweise zylindrisches Abrichtwerkzeug zu schaffen,
das eine Größe aufweist, welche ungeeignet wäre für die Aufnahme in einer Gaskammer
zum Auftragen des Diamantfilmes.
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- Ansprüche -