DE3925395A1 - Anordnung zur kuehlmittelzufuhr an einem diamant-topfschleifwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kühlmittelzufuhr an einem Diamant-Topfschleifwerkzeug mit einer im Diamant-Topfschleifwerkzeug axial eingebrachten sowie auf die zu bearbeitenden Werkstücke gerichteten Kühlmittelzuführeinrichtung. Ein mit der erfindungsgemäßen Anordnung versehenes Diamant-Topfwerkzeug kann zum Feinbearbeiten sprödharter Materialien, insbesondere zur ebenen oder sphärischen Bearbeitung optischer Gläser, Kristalle oder Keramiken, eingesetzt werden.

Im Schleifprozeß mit Diamant-Topfschleifwerkzeugen, auch Diamantringwerkzeuge genannt, wird das Kühl- und Spülmittel (KSM), resultierend aus den relativ hohen Werkzeugdrehzahlen und den daraus resultierenden technologisch erforderlichen Schnittgeschwindigkeiten 10 ms^-1, durch die Werkzeugspindelachse zugeführt.

Die Verwendung von KSM dient dabei dem Ziel, im Schneidspalt, das heißt in der Kontaktzone von Werkzeug und Werkstück, die erforderliche Kühlung, Schmierung und den Abtransport von abgetrennten Material zu garantieren. Bedingt durch die geometrische Anordnung von Werkstück und Diamant-Topfschleifwerkzeug trifft das, durch die Werkzeugspindel zugeführte KSM außerhalb der Mitte auf das, für den Flachschleifprozeß 300 min^-1 Umdrehungen rotierende Werkstück. Infolge der durch die Werkstückrotation hervorgerufenen Zentrifugalkräfte wird das KSM durch dynamische Verteilung (Spritzen) nur in geringem Maße in den Schneidspalt befördert. Der größere Anteil des KSM wird über den Werkstückrand transportiert und steht dem Arbeitsprozeß nicht in ausreichendem Maße zur Verfügung. Besonders ungünstige Verhältnisse treten beim Schleifen von ebenen Flächen, beim Bearbeiten von konvexen Kugelflächen mit Krümmungen, die einer Halbkugel nahekommen oder diese überschreiten, sowie beim Schleifen von auf Kugelkalotten angeordneten Einzelwerkstücken auf.

Bedingt durch eine ungenügende Verfügbarkeit des KSM im Schneidspalt resultieren aus den bekannten Anordnungen zur Kühlmittelzufuhr die Nachteile, daß ein hoher Diamantwerkzeugverschleiß auftritt, das Zeitspannvolumen relativ gering ist und infolge lokaler Überhitzung der Werkstückberfläche Zerstörungen des Werkstückes auftreten können. Speziell bei optischen Gläsern und Kristallen können Tiefenrisse auftreten, die das fünffache der Rauhtiefe betragen können und sich nur durch einen zeitaufwendigen Nachfolgeprozeß, dem Polieren, entfernen lassen oder zum Ausfall dieser Bauelemente führen.

Ziel der Erfindung ist es, das Zeitspannvolumen im Vor- und Feinschleifprozeß sprödhafter Materialien mittels Diamant- Topfschleifwerkzeugen bei Verringerung von Verschleißerscheinungen am Werkzeug zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Kühlmittelzufuhr an einem Diamant-Topfschleifwerkzeug sich einer axial im Diamant-Topfschleifwerkzeug eingebrachten sowie auf die zu bearbeitenden Werkstücke gerichteten Kühlmittelzuführeinrichtung zu entwickeln, deren Einsatz beim Vor- und Feinschleifen sprödhafter Materialien, insbesondere optischer Gläser, eine um 20% höhere Vorschubgeschwindigkeit ermöglicht und das Schleifverhältnis bei fehlerfreier Qualität der Werkstückoberflächen um ca. 10%-20% verbessert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Anordnung zur Kühlmittelzufuhr an einem Diamant-Topfschleifwerkzeug dadurch gelöst, daß zwischen der Austrittsöffnung der Kühlmittelzuführleitung und den zu bearbeitenden Werkstücken eine Kühlmittelstrahlablenkeinheit, bestehend aus einem rotationssymmetrisch und senkrecht zur Rotationsachse des Diamant-Topfschleifwerkzeuges angeordneten Strahlablenkelement und mindestens einem mit dem Strahlablenkelement verbundenen sowie im Grundkörper des Diamant-Topfschleifwerkzeuges befestigten Halteelement, angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist das Verhältnis vom Durchmesser des rotationssymmetrisch ausgebildeten Strahlablenkelementes zum Schaftinnendurchmesser des Diamant- Topfschleifwerkzeuges 1 : 0,5 bis 1 : 2. Bedingt durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Kühlmittelstrahlablenkeinheit gelangt das während des Schleifprozesses geförderte KSM auf das Strahlablenkelement. Infolge der an dem Strahlenablenkelement auftretenden Zentrifugalkraft sowie durch dynamische Verteilung des KSM an der Innenwand des Diamant-Topfschleifwerkzeuges wird das KSM direkt in den Schneidspalt gepreßt. Eine somit verbesserte Kühl- und Spülwirkung während des Schleifprozesses ermöglicht höhere Vorschubgeschwindigkeiten von Werkzeug und Werkstück und somit auch höhere Zeitspannvolumina. Weiterhin wird der Verschleiß am Diamant- Topfschleifwerkzeug wesentlich reduziert.

In einem nachstehenden Ausführungsbeispiel soll die erfindungsgemäße Anordnung näher erläutert werden.

Die Zeichnung zeigt ein Diamant-Topfschleifwerkzeug 1 mit einer axial eingebrachten Kühlmittelzuführleitung 2.

Zwischen der Austrittsöffnung 3 der Kühlmittelzuführleitung 2 und dem zu bearbeitenden Werkstücken 4 ist eine Kühlmittelstrahlablenkeinheit, bestehend aus einem rotationssymmetrischen, senkrecht zur Rotationsachse 5 des Diamant- Topfschleifwerkzeuges 1 angeordneten Strahlablenkelement 6 in Form einer Messingplatte, welches mit mindestens einem aus Stahlrundmaterial gefertigten Halteelement 7 durch Hartlöten fest verbunden ist. Das Halteelement 7 ist im Grundkörper 8 des Diamant- Topfschleifwerkzeuges 1 mit einem durchplastisch aushärtenden Epoxidharzkleber fest fixiert.

Ein mit der erfindungsgemäßen Anordnung durchgeführter Schleifprozeß von Werkstücken aus verschiedenen optischen Gläsern, wie BK 7, ZK 7, F 2, SK 16 sowie SF 6 zeigte, daß mit 20% höheren Vorschubgeschwindigkeiten gegenüber konventionellen KSM Anordnungen bei gleichbleibend guter Schneidfähigkeit des Diamant- Topfschleifwerkzeuges 1 gearbeitet werden konnte.

Claims (2)

1. Anordnung zur Kühlmittelzufuhr an einem Diamant-Topfschleifwerkzeug mit einer im Diamant-Topfschleifwerkzeug axial eingebrachten sowie auf die zu bearbeiteten Werkstücke gerichteten Kühlmittelzuführleitung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Austrittsöffnung (3) der Kühlmittelzuführleitung (2) und den zu bearbeiteten Werkstücken (4) eine Kühlmittelstrahlablenkeinheit, bestehend aus einem rotationssymmetrisch und senkrecht zur Rotationsachse (5) des Diamant-Topfschleifwerkzeuges (1) angeordneten Strahlablenkelement (6) und mindestens einen mit dem Strahlablenkelement (1) verbundenen sowie im Grundkörper (8) des Diamant-Topfschleifwerkzeuges (1) befestigten Halteelement (7), angeordnet ist.

2. Anordnung zur Kühlmittelzufuhr an einem Diamant-Topfschleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis vom Durchmesser des rotationssymmetrisch ausgebildeten Strahlablenkelementes (6) zum Schaftinnendurchmesser des Diamant- Topfschleifwerkzeuges (1) 1 : 0,5 bis 1 : 2 ist.