DE2530579A1 - Cutting tool for metals and brittle substances - has tool face mounted on annular face allowing slight deformation away from horizontal - Google Patents

Abstract

The cutting tool is for machining metals and brittle substances such as stone, concrete, glass, wood, plastic and other materials which are machinable with geometrically indeterminate cutters. The grains for cutting are of diamond, cubic crystalline boron nitride or some other hard material. The grains are held on the circumference of the rotating tool, at its front side in a compound of mineral or matal material or of plastic or a combination of these materials. One or two cutting faces can be inclined w.r.t. the tool axis of rotation. The cutting section of the tool is connected firmly or releasably with a deforming body (3). This deforming body is acted upon manually via a threaded construction section (1,2).

Description

Werkzeug zum spanenden Bearbeiten Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und das zu seiner Anwendung erforderliche Werkzeug zum Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide und gebundenem Schneidkorn - vornehmlich zum Schleifen mit großer Zustellung von Metallen und anderen schleifbaren Stoffen. Tool for machining the subject of the present invention is a process and the tool required for its use for machining with geometrically indeterminate cutting edge and bound cutting grain - primarily for Grinding with a large infeed of metals and other grindable materials.

Das Schleifen mit großer Zustellung - auch Tiefschleifen genannt - hat sich in letzter Zeit für die Bearbeitung harter und schwer schleifbarer Werkstoffe mit Schneidstoffen hoher Härte wie Diamant und kubisch kristallinem Bornitrid verstärkt eingeführt, weil es aus wirtschaftlichen Gründen dem Schleifen im Pendelschliff - das ist das Schleifen mit geringer Zustellung und großer Zahl von Doppelhüben - überlegen ist.Grinding with a large infeed - also called deep grinding - has lately been used for machining hard and difficult-to-grind materials Reinforced with cutting materials of high hardness such as diamond and cubic crystalline boron nitride introduced because, for economic reasons, pendulum grinding was used - this is grinding with a small infeed and a large number of double strokes - is superior.

Eine grundsätzliche Schwierigkeit besteht jedoch darin, daß sich ein Werkzeug, das zum Tiefschleifen eingesetzt wird, an die Zustellung anpassen muß. Erst wenn sich ein der Werkzeugbreite und der Zustellung entsprechendes Dachprofil eingestellt hat, erfolgt der Schleifprozeß unter stationären Bedingungen: Das Schleifverhältnis - das ist das Verhältnis von abgeschliffenem Werkstoff zu Schleifstoff - ist maximal, und während des Schleifens verändern sich Temperaturen und Kräfte an der Wirkstelle nicht mehr nennenswert. Erst dann ist die Schleifscheibe eingeschliffein. In diesem Zustand kann die größte Mengenleistung erreicht werden, ohne Werkstoff und Werkzeug zu schädigen.A fundamental difficulty, however, is that a Tool that is used for deep grinding must be adapted to the infeed. Only when there is a roof profile that corresponds to the tool width and the infeed has set, the grinding process takes place under stationary conditions: The grinding ratio - this is the ratio of abraded material to abrasive material - is maximum, and temperatures and forces at the point of action change during grinding no longer worth mentioning. Only then is the grinding wheel ground in. In this State, the largest volume output can be achieved without material and tools to harm.

Man bemüht sich daher, bei großer Spanabnahme das Dachprofil bei stationärem Verschleißfortschritt zu erreichen.Efforts are therefore made to keep the roof profile stationary in the case of large chip removal To achieve wear progress.

Will man dagegen hohe Oberflächengüten am Werkstoff erzielen, ist das Dachprofil geradezu schädlich, denn es führt dazu, daß das Oberflächenprofil des Werkstück, nur von wenigen Körnern des Werkzeugs erzeugt wird. Man versucht die Feinbearbeitung daher mit einer aktiven Fläche am Werkzeug durchzuführen, die annähernd parallel zur geschliffenen Fläche liegt. Dafür gibt es bisher nur zwei Alternativen: Entweder wird das Werkzeug mit Dachprofil ausgetauscht gegen ein Werkzeug mit zur geschliffenen Fläche parallelem Schleifbelag - was höchste Ansprüche an die Aufnahme- und Laufgenauigkeit des Werkzeugs stellt -oder das Dachprofil wird durch Abrichten beseitigt und somit wird ein zur Werkstofffläche paralleles Schleifprofil erzeugt. Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen sind beide Alternativen nicht befriedigend, denn einerseits bewirkt die Neuaufnahme einer Schleifscheibe, die für eine Feinschlichtoperation weitgehend ohne Radial-und Axialschlag laufen muß, große Schwierigkeiten und muß dazu eine aufwendige zweite Scheibe zur Verfügung stehen.If, on the other hand, you want to achieve high surface quality on the material, is the roof profile downright harmful, because it leads to the surface profile of the workpiece, is produced only by a few grains of the tool. One tries the fine machining can therefore be carried out with an active surface on the tool is approximately parallel to the ground surface. So far there are only two for this Alternatives: Either the tool with the roof profile is exchanged for a tool with an abrasive layer parallel to the sanded surface - which meets the highest demands the recording and running accuracy of the tool - or the roof profile is eliminated by dressing and thus a grinding profile parallel to the material surface is created generated. Both alternatives are not available for technical and economic reasons satisfactory, because on the one hand the addition of a grinding wheel causes the must run largely without radial and axial runout for a fine finishing operation, great difficulties and must therefore have an expensive second disc available stand.

Andererseits ist es schwierig, Schleifscheiben mit Diamant-oder Bornitridkörnung abzurichten, und das Abrichten bringt einen kostspieligen Verlust an wertvollem Schleifbelag mit sich. Ziel der Erfindung ist es, bestehende Nachteile und Unzulänglichkeiten zu überwinden und ein Werkzeug zum Tiefschleifen so auszubilden, daß sich ein optimales Profil einstellen läßt.On the other hand, it is difficult to use grinding wheels with diamond or boron nitride grain dressing, and the dressing involves a costly loss of valuable Abrasive coating with it. The aim of the invention is to overcome existing disadvantages and shortcomings to overcome and to train a tool for deep grinding so that an optimal Profile can be adjusted.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß der Schleifbelag auf einem Verformungskörper fest oder lösbar aufgebracht wird. Der Erfindungsgedanke ist in Ausführungsbeispielen in den Figuren 1 bis 9 schematisch dargestellt.For this purpose, the invention provides that the abrasive coating a deformation body is applied firmly or releasably. The idea of the invention is shown schematically in exemplary embodiments in FIGS. 1 to 9.

Es zeigen: Fig. 1 Ein Werkzeug nach Art einer Stirnschleifscheibe und 2 ausgeführt mit elastisch verformbaren Teilen und somit zur Drehachse kippbarem Schleifprofil.They show: FIG. 1 a tool in the manner of a face grinding wheel and 2 executed with elastically deformable parts and thus tiltable to the axis of rotation Grinding profile.

Fig. 3 Ein Werkzeug nach Art einer Umfangsschleifscheibe und 4 ausgeführt mit elastisch verformbaren Teilen und somit zur Drehachse kippbarem Schleifprofil.Fig. 3 A tool in the manner of a peripheral grinding wheel and 4 executed with elastically deformable parts and thus the grinding profile tiltable to the axis of rotation.

Fig. 2 Ein Werkzeug nach Art einer Stirnschleifscheibe und 6 mit elastisch verformbaren Teilen und somit zur Drehachse zweiseitig kippbarem Schleifprofil.Fig. 2 A tool in the manner of a face grinding wheel and 6 with elastic deformable parts and thus a grinding profile that can be tilted on both sides relative to the axis of rotation.

Fig. 7 Ein Werkzeug nach Art einer Umfangsschleifscheibe und 8 mit elastisch verformbaren Teilen und somit zur Drehachse zweiseitig kippbarem Schleifprofil.7 shows a tool in the manner of a peripheral grinding wheel and 8 with elastically deformable parts and thus a grinding profile that can be tilted on both sides relative to the axis of rotation.

Fig. 9 Segmentiertes Werkzeug mit hoher Verformungsmöglichkeit.Fig. 9 Segmented tool with high deformation potential.

Durch eine axiale Kraft, die, wie in Fig. 1 gezeichnet, durch eine Mutter (1) aufgebracht werden kann(}rd ein Teil des Werkzeugs ()) gegen eine zur Drehachse der Anordnung koaxial und schlagfrei laufende Fläche (2) gedrückt oder gezogen. Der Anschlag wird vorzugsweise in Form und Werkstoffwahl so ausgebildet, daß er hohe Steifigkeit besitzt und damit die Wirkkräfte zwischen Werkzeug und Werkstück ohne unzulässige Verformung aufzunehmen vermag und daß er die Schleifscheibe ()) nahe dem aktiven Teil unterstützt, um auch die zerspankraftbedingten Verformungen der Schleifscheibe selbst gering zu halten.By an axial force, which, as shown in Fig. 1, by a Nut (1) can be applied (} rd part of the tool ()) against a for The axis of rotation of the arrangement is pressed or coaxially and smoothly running surface (2) drawn. The stop is preferably designed in terms of shape and choice of material so that that it has high rigidity and thus the effective forces between the tool and the workpiece is able to absorb without impermissible deformation and that it can hold the grinding wheel ()) close to the active part to avoid deformations caused by the cutting force to keep the grinding wheel itself low.

In einigen Anwendungen ist es nützlich, das Werkzeug von vornherein mit einem Ausgangsdachprofil auszurüsten und das Profil durch die Verformung, dessen Neigung größer oder gleich der sich bei maximaler Zustellung einstellenden Profilform sein muß, an die gewünschte Zustellung anzupassen. In diesem Fall würde die stärkste Verformung und damit auch Verspannung bei ebenem Profil erreicht, was aus Steifigkeitsgründen günstig ist.In some applications it is useful to use the tool in advance to equip with an initial roof profile and the profile by the deformation, its Inclination greater than or equal to the profile shape that is set at maximum infeed must be to adapt to the desired delivery. In this case it would be the strongest Deformation and thus also tension achieved with a flat profile, which for reasons of rigidity is cheap.

Ganz entsprechende Verhältnisse lassen sich auch für Werkzeuge zum Umfangsschleifen schaffen, wie Fig. 5 zeigt.Corresponding conditions can also be found for tools for Create circumferential loops, as Fig. 5 shows.

Hierbei stellt die aktive Schleiffläche (4) einen schlanken Kegel dar, dessen Neigung wiederum durch elastische Verformung eines Tragkörpers an die gewünschte Zustellung angepaßt werden kann.The active grinding surface (4) forms a slender cone represents, the inclination in turn by elastic deformation of a support body to the desired delivery can be adjusted.

In Fig. 5 bis 8 sind Werkzeuge dargestellt, bei denen die aktiven Teile (5) und (6) zweiseitig geneigt werden können, was für das Tiefschleifen in zwei entgegengesetzten Vorschubrichtungen Vorteile bietet.In Fig. 5 to 8 tools are shown in which the active Parts (5) and (6) can be inclined on both sides, which is ideal for deep grinding in two opposite feed directions offers advantages.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß der Verformungskörper durch radiale Schlitze entsteift wird und dadurch größere Verformungen bei geringerer Beanspruchung des Körpers erzielt werden (Fig. 9).The invention also provides that the deformation body by radial slots are de-stiffened and thereby greater deformations with less Stress on the body can be achieved (Fig. 9).

Die Erfindung sieht ebenfalls vor, daß die Einstellung des Werkzeugs auf der Maschine durch hydraulische, pneumatische oder elektrische Stellglieder erfolgt. Damit kann eine schnelle und mühelose Anpassung an die jeweilige Bearbeitungsaufgabe wie Schruppen bei unterschiedlichen Zustellungen und entsprechender Profilneigung und anschließendem Schlichten mit annähernd ebenem bzw. zylindrischem Profil erreicht werden. Es ist möglich, die Steuerung der Proflneigung mit der Steuerung der Maschine, auf der das Werkzeug eingesetzt wird, derart zu verbinden, daß die Jeweilige Maschinenzustellung huber die Steuerung die passende Profilneigung erzeugt.The invention also provides that the adjustment of the tool on the machine by hydraulic, pneumatic or electric actuators he follows. This enables quick and easy adaptation to the respective processing task such as roughing with different infeeds and the corresponding profile inclination and subsequent finishing with an approximately flat or cylindrical profile will. It is possible to control the profile inclination with the control of the machine, on which the tool is used, to be connected in such a way that the respective machine infeed the control generates the appropriate profile inclination.

Claims (10)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren und das zu seiner Durchführung erforderliche Werkzeug zum spanenden Bearbeiten mit gebundenem Korn von Metallen, sprödharten Werkstoffen wie Gestein, Beton, Glas, Holz, Kunststoff und anderen durch Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide bearbeitbare Stoffe, wobei die zum Spanen erforderlichen Körner aus Diamant, kubisch kristallinem Bornitrid oder einem anderen Hartstoff am Umfang des rotierenden Werkzeugs oder an seiner Stirnseite in einer Bindung aus mineralischem oder metallischem Stoff oder aus Kunststoff oder einer Kombination dieser Stoffe gehalten werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine oder zwei spanende Flächen gegen die Drehachse des Werkzeugs (8) geneigt werden können. 1. Procedure and the tools required to carry it out for machining with bonded grain of metals, brittle materials such as stone, concrete, glass, wood, plastic and others by machining with geometric of indefinite cutting edge machinable materials, with the grains required for cutting made of diamond, cubic crystalline boron nitride or another hard material on the circumference of the rotating tool or on its face in a bond of mineral or metallic material or made of plastic or a combination of these materials be held that one or two cutting surfaces can be inclined against the axis of rotation of the tool (8). S Werkzeug nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -zei c h n e t , daß der spanende Teil des Werkzeugs fest oder lösbar mit einem Verformungskörper (3) verbunden ist.S tool according to claim 1, d u r c h g e n n n signs t that the cutting part of the tool is fixed or detachable with a deformation body (3) is connected. 3. Werkzeug nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß dessen Verformungskörper manuell vorzugsweise über ein ein Gewinde tragendes Konstruktionsteil (1,2) oder hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch mit der verformenden Kraft beaufschlagt wird. 3. Tool according to claim 1 and 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that its deformation body manually, preferably via a thread load-bearing structural part (1,2) or hydraulic, pneumatic or electric the deforming force is applied. 4. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß sein Verformungskörper (3) durch spanende, umformende oder sinternde Verfahren seine Form erhält. 4. Tool according to claim 1 to 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that its deformation body (3) by cutting, reshaping or sintering Procedure gets its shape. 5. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Verformungskörper durch Segmentierung (7) entsteift wird, um große Neigungen bei elastischen Verformungen zu erreichen. 5. Tool according to claim 1 to 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the deformation body is defrosted by segmentation (7), to achieve great inclinations with elastic deformations. 6. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 5, d a dur c h g e -k e n R z e i c h n e t , daß nicht nur eine sondern zwei geneigte spanende Flächen für beide Vorschubrichtungen vorgesehen werden (5, 6).6. Tool according to claim 1 to 5, d a dur c h g e -k e n R z e i c h n e t that not just one but two inclined cutting surfaces for both Feed directions are provided (5, 6). 7. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 6, d a dur c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die spanenden Flächen im unverformten Zustand des Verformungskörpers bereits eine Anfangsneigung gegen die Vorschubrichtung besitzen.7. Tool according to claim 1 to 6, d a dur c h g e -k e n n z e i c h n e t that the cutting surfaces in the undeformed state of the deformation body already have an initial inclination against the feed direction. 8. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 6, d a du oh g e -k e n n z e i c h n e t , daß die spanenden Flächen im unverformten Zustand des Verformungskörpers in einer Ebene parallel zur Vorschubrichtung liegen.8. Tool according to claim 1 to 6, d a you oh g e -k e n n z e i c h n e t that the cutting surfaces in the undeformed state of the deformation body lie in a plane parallel to the feed direction. 9. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 7 oder 8, da dur c h g e k e n n z e i c h n e t , daß es zum Stirnschliff (Topfschliff) eingesetzt wird (5).9. Tool according to claim 1 to 7 or 8, since dur c h g e k e n n z e i c h e t that it is used for face grinding (cup grinding) (5). 10. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß es zum Umfangsschliff eingesetzt wird (6).10. Tool according to claim 1 to 7 or 8, d a d u r c h g e k e n It is not indicated that it is used for peripheral grinding (6).