NL8006599A - Slijpwiel voor vlakke platen alsmede werkwijze voor het vervaardigen daarvan. - Google Patents

Description

* f *v N.0. 29659 1

Slijpwiel voor vlakke platen alsmede werkwijze voor het vervaardigen daarvan.

De uitvinding heeft betrekking op een zeer dun slijp-5 wiel bekleed met zeer harde slijpkorrels zoals diamant-korrels en boor nitride met een regulaire kristalstructuur, en op een werkwijze voor het vervaardigen daarvan.

Tot nu toe is het slijpen van vlakke oppervlakken van een hard, bros werkstuk (1) zoals silicium en glas tot 10 stand gebracht door gebruikmaking van een ringvormige slijpsteen (2) die is bevestigd aan het open einde van een omgekeerde draaikom (5) zoals weergegeven in figuur 1. Het gebruik van een dergelijke normale slijpsteen 2 gaat gepaard met vele problemen. De zijde en de bodem van de slijpsteen 15 die elkaar onder een rechte hoek snijden verschaffen een groot aanrakingsoppervlak met het werkstuk 1, waardoor een grote hoeveelheid wrijvingswarmte wordt opgewekt, die schadelijke invloed heeft op de nauwkeurigheid van de afmeting van het werkstuk tengevolge van warmte uitzetting. Boven-20 dien is het waarschijnlijk dat de poriën worden gevuld met spaanders, met als gevolg het stomp worden, het ontstaan van brandmerken en het ontstaan van slijpscheurtjes. Bovendien wordt de snijrand van de slijpsteen 2 stomp gedurende het slijpen, waardoor de slijpsteen de neiging heeft om van 25 het werkstuk te ontsnappen. Dit maakt het moeilijk om het werkstuk in een stap te slijpen en maakt het nodig om het slijpen stukje voor stukje te herhalen om het werkstuk tot de gewenste dikte te slijpen. Dit is zeer inefficient. Bij een andere soort slijpsteen loopt de bodem taps naar binnen-50 toe zoals weergegeven in figuur 2. Deze slijpsteen heeft nog een groot aanrakingsoppervlak en verliest gemakkelijk zijn scherpte, waardoor het nodig is om de tapsheid opnieuw te vormen.

‘"“’et doel van de uitvinding is een slijpsteen te ver-35 schaffen waarmee een harde, brosse vlakke plaat kan worden geslepen tot een vooraf bepaalde dikte met een goede afwerking .

Een ander doel van de uitvinding is een werkwijze te verschaffen voor het vervaardigen van het slijpwiel volgens 40 de uitvinding. Volgens deze werkwijze wordt het slijpwiel 8006599 y * 2 vervaardigd door nan het open einde van een kom een slijpsteen te "bevestigen welke is gevormd door elektrolytisch neerslaan van zeer harde kristallijne materialen zoals slijpkorrels uit diamant of toomitride met een regulaire 5 kristalstructuur uit een elektrolytische nikkelbekledings-oplossing waarin de korrels zijn gedispergeerd. Volgens een andere vervaardigingswerkwijze wordt de slijpsteen direct gevormd op het open einde van de kom door elektrolytisch neerslaan.

10 De uitvinding zul thans nader worden uiteengezet aan de hand van de tekening waarin bij wijze van voorbeeld enige uitvoeringsvormen van een slijpsteen volgens de uitvinding zijn weergegeven alsmede een inrichting voor het vervaardigen daarvan.

15 Figuur 1 geeft een aanzicht weer van een normale slijp- wiel met weggesneden delen.

Figuur 2 geeft een doorsnede weer van een ander gebruikelijk slijpwiel.

Figuur 5 geeft een doorsnede weer door de elektroly-20 tische bekledingsinrichting voor het vervaardigen van het slijpwiel volgens de uitvinding.

Figuur 4 geeft in doorsnede weer hoe de slijpsteen is bevestigd aan het open einde van de kom.

Figuur 5 geeft een doorsnede weer hoe op een andere 25 wijze de slijpsteen is bevestigd aan het open einde van de kom.

Figuur 6 geeft een doorsnede weer van een slijpwiel volgens de uitvinding waarbij een aantal slijpstenen boven elkaar zijn geplaatst.

50 Figuur 7 en 8 geven een doorsnede weer van het slijp wiel volgens de uitvinding waarbij de slijpsteen is gevormd door directe elektrolytische neerslag op de flens gevormd aan het open einde van de kom.

Figuren 9 en 10 geven een doorsnede weer van andere 55 uitvoeringsvormen van slijpwielen volgens de uitvinding.

Figuur 11 geeft een doorsnede weer van een elektroly-tische bekledingsinrichting voor het vervaardigen van het slijpwiel volgens de uitvinding.

Figuur 12 geeft een gedeeltelijke doorsnede weer waarbij 40 slijpkorrels elektrolytisch zijn neergeslagen op het open 8006599 * ? 3 einde van de kom.

Figuur 13 geeft een gedeeltelijke doorsnede weer van het slijpwiel volgens de uitvinding gedurende het slijpen van het werkstuk.

5 Figuur 14 geeft een gedeeltelijke doorsnede weer van een ander slijpwiel volgens de uitvinding tijdens het slijpen van het werkstuk.

Volgens de eerste uitvoeringsvorm wordt het slijpwiel (5) vervaardigd door een dunne slijpsteen 4 te "bevestigen 10 aan een kom, waarbij deze beide delen afzonderlijke zijn vervaardigd. In de eerste plaats zal de werkwijze worden beschreven voor het vervaardigen van de dunne slijpsteen 4.

De slijpsteen wordt vervaardigd via normale elektro-lytische bekleding met gebruikmaking van een inrichting 15 weergegeven in figuur 3, waarin het elektrolytische bekle-dingsbad 6 vervaardigd uit polyvinylchloride een elektrolytische nikkelbekledingsoplossing 7 bevat, waarin slijp-korrels 8 van zeer harde kristallijne materialen, zoals diamant of boomitride met een regulaire kristalstructuur 20 zijn gedispergeerd. In de bekledingsoplossing 7 zijn he nik-kelplaten 9 gedompeld die zijn verbonden met een anode via de geleidingsdraad 10. De nikkelplaten 9 zijn ingesloten in een dikke zak van synthetische vezels om te voorkomen dat verontreinigingen en fijne deeltjes van de platen afvallen 25 en in de nikkeloplossing 7 terecht komen. Binnen de ruimte tussen de nikkelplaten 9 is het van een bodem voorziene cylindrische isolerend lichaam (11) geplaatst vervaardigd uit polyvinylchloride of metaal bekleed met speciale dunne isolatielagen. De kathodeplaten 12 van de vorm die de vorm 30 van de te vervaardigen slijpsteen 4 bezit is verwijderbaar bevestigd in het isolatielichaam 9· heze kathodeplaat 12 wordt vervaardigd door een speciale legering, die vrij is van interne spanning, volledig te polijsten met Ij 60Q-.fi 1000 schuurkorrels en maakt het mogelijk om de elektrolytische 35 bekleding gemakkelijk af te pellen. Voor het vergemakkelijken van het afpellen kan een losmaakmiddel worden aangebracht.

De kathodeplaat 12 is verbonden met de kathode via een volledig geïsoleerde geleidingsdraad 13·

Met gebruikmaking van de hierboven beschreven inrich-40 ting wordt het slijpwiel 3 volgens de uitvinding vervaardigd 8 0 0 6 59 9 4 fr ♦ volgens de volgende werkwijze.

(1) Stel als volgt in al naargelang de te vervaardigen slijpsteen 4·.

Samenstelling van de bekledingsoplossing:

5 nikkelsulfaat (NiSo^.e^O) 220 - 370 g/L

nikkel chloride (NiG^.ö^O) 30 - 60 g/L

hoorzuur (ïï^BQ^) 30 - 60 g/L

glansmiddel 5-20 ml/L

temp.hekledingsoplossing 30 - 70°C

10 pH hekledingsoplossing pH 3 - 5

hoeveelheid slijpkorrels 5 - 4-0 g per 1 L

bekledingsoplossing gradering slijpkorrels ft 400 - /^40 soort slijpkorrels synthetische diamant, 15 natuurlijk diamant of boornitride met regulaire kristalstructuur (2) Ontvet en reinig het oppervlak van de kathodeplaat 12 en spoel met gedestilleerd water. Bevestig, na het aan- 20 brengen van een losmaakmiddel, de kathodeplaat 12 nauw passend in het isolatielichaam 11.

(3) Hoer de bekledingsoplossing 7 voor het volledig dispergeren van de slijpkorrels 8.

(4) Dompel het isolatielichaam 11 met de daarin be-25 vestigde en behandelde kathodeplaat 12 in de bekledingsoplossing 7· (5) Verbind de geleidingsdraad 13 van de kathodeplaat 12 met de aansluiting van een gelijkrichter en verhoog de stroomsterkte geleidelijk tot een vooraf bepaalde waarde.

30 (6) Beweeg het isolatielichaam 11 op en neer geduren de geëi/gende tijdsperioden (bijvoorbeeld 5 tot 30 minuten) al naargelang de gradering van slijpkorrels, zodat de slijpkorrels 8 die op de kathodeplaat 12 zijn neergeslagen worden afgeschud en tegelijkertijd de bekledingsoplossing 7 35 wordt geroerd en de slijpkorrels 8 worden gedispergeerd.

(7) Herhaal de onder 6 beschreven stap gedurende een vooraf bepaalde tijdsperiode al naargelang de dikte van de te vervaardigen slijpsteen 4.

(8) Schakel de stroom voor de gelijkrichter uit. Neem 40 de kathodeplaat 12 weg. Bekijk het oppervlak van de slijp- 8006599 * « 5 steen 4 met een microscoop na wassen met water en drogen.

Alle uitsteeksels ontstaan door vreemde materialen moeten volledig worden verwijderd door polijsten met een polijst-middel van $ 600 800.

5 (9) Neem de slijpsteen 4- uit de kathodeplaat (12).

De aldus vervaardigde slijpsteen 4- heeft een cylin-drische vorm met een wijder wordend conisch gedeelte dat het slijpgedeelte 14- vormt. Het slijpgedeelte 14- heeft een dikte van 0,1 tot 0,5 mm en een "breedte van ongeveer 5 mm, 10 terwijl zijn onderzijde 15 schuin loopt onder een hoek van 10° tot 4-5° ten opzichte van het slijpvlak 16, of de hoek (Θ) tussen het vertikale montagedeel 17 en het slijpdeel 14 is 100° tot 135° zodat de onderzijde 15 niet in aanraking komt met het te slijpen oppervlak 16 van het werkstuk 15 1. De snijrand 18 komt op deze wijze over een minimale opper vlakte in aanraking met het te slijpen oppervlak 16 van het werkstuk 1.

De kom 3 is van tevoren in een zodanige vorm gevormd dat het montagedeel 17 van de slijpsteen 4 in nauwe aanra-* 20 king komt met de "binnenzijde van de kom 3 terwijl het slijp gedeelte 14 van de slijpsteen 4 naar "buiten steekt.

De slijpsteen 4 vervaardigd via de hierboven beschreven werkwijze wordt stevig bevestigd aan de kom 3 voor het verschaffen van het slijpwiel 5 door het montagedeel 17 van de 25 slijpsteen 4 met een hechtmiddel 19 te verbinden met de binnenzijde van de kom 3? zoals weergegeven in figuur 4.

Het hechtmiddel 19 kan bestaan uit een epoxy lijm of een laagsmeltend soldeer waarmee de metalen met elkaar kunnen worden verbonden.

30 Het slijpwiel 5 cLat op deze wijze is vervaardigd slijpt op basis van snijden. De slijpsteen 4 wordt met hoge snelheid samen met de kom 3 gedraaid terwijl het slijpwiel 5 of Het werkstuk 1 wordt bewogen. De relatieve positie van de snijrand 18 van de slijpsteen 4 wordt zodanig ingesteld dat de 35 süjpdikte (t^|) 0,3 tot 0,8 mm bedraagt, enige malen de dikte (t2) van de slijpsteen 4. Het slijpen wordt begonnen met de snijrand 18 in aanraking met de zijde van het werkstuk 1 waarna het slijwiel 5 of het werkstuk 1 met een bepaalde snelheid wordt bewogen. Opgemerkt wordt dat het 40 slijpen op een zodanige wijze tot stand wordt gebracht dat 8006599 k ♦ 6 alleen de snijrand 18 van het slijpwiel 5 zich in aanraking bevindt met het te slijpen oppervlak 16 terwijl het onder-snedoi gedeelte van het werkstuk 1 boven het te slijpen oppervlak 16 op zichzelf uiteen valt tengevolge van zijn 5 brosheid. Met andere woorden, het deel van het werkstuk boven het te slijpen oppervlak 16 wordt niet feitelijk geslepen, maar valt op zichzelf uiteen, terwijl het te slijpen oppervlak 16 keurig wordt geslepen door het slijpwiel 5·

Op deze wijze worden grove spaanders en een kleine hoeveel-10 heid fijn poeder verkregen tengèvolge van het slijpen.

Figuur 6 geeft een andere uitvoeringsvorm weer voor het slijpen van het werkstuk 1 tot een grotere diepte via een enkele stap. Bij deze uitvoeringsvorm bezit het slijpwiel 5 drie slijpstenen 4^, ^ en 4^ net iets verschillende 15 diameters. Het montagedeel 17 van de slijpsteen 4^ met de grootste diameter wordt bevestigd aan het getrapte deel 20 binnen de kom 5· He slijpsteen ^ met de middelste diameter wordt aan de binnenzijde van het montagedeel 17 bevestigd via het afstandsstuk 21. Tenslotte wordt de slijp-20 steen 4^ met de kleinste diameter via de afstandshouder 21 bevestigd op dezelfde wijze. Het süjpdeel 14 is dus samengesteld uit drie lagen terwijl de snijranden 18^, 182 en 18^ met verschillende diameters op bepaalde afstanden van elkaar zijn geplaatst.

25 Met de hierboven genoemde constructie kan het slijpen van het werkstuk 1 tot een grotere diepte tot stand worden gebracht via een enkele stap omdat die delen die worden ondersneden door de snijranden 18^, 182 en 18^ van de respectievelijke slijpstenen 4^, 42 en 4^ op de hierboven be-30 schreven wijze op zichzelf uiteen vallen.

Figuur 5 geeft een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding weer waarbij het slijpwiel 5 is gevormd door zonder enig hechtmiddel slijpsteen 4 aan de kom 3 te bevestigen via het afzonderlijke drukorgaan 22, Het drukorgaan 22 is 35 een ring met een buitendiameter die gelijk is aan de binnen-diameter van de slijpsteen 4 waarbij dit drukorgaan een aangrijpend uitsteeksel (23) aan zijn omtreksrand bezit. Het drukorgaan 22 heeft een taps toelopende binnenzijde met (niet weergegeven) spleten waardoor het drukorgaan 22 kan 40 worden uitgezet. Het spanorgaan 24 is in aanraking gebracht 8 00 6 59 9 « * 7 met het tapse oppervlak van het drukorgaan 22. Het spanorgaan 24- heeft verschillende van schroefdraad voorziene doorgaande gaten 25 waarin houten 26 zijn geschroefd. De houten 26 worden gestoken door de sluitringen 28 vanuit 5 de houtgaten 27 die zijn gevormd aan de bovenzijde van de kom 5· De binnenzijde van het spanorgaan 24- staat in aanraking met de inwendige omtreksplaat 29 die naar beneden steekt vanaf de bodem van de kom 3·

Bij de hierboven genoemde constructie wordt het slijp-10 wiel 5 gevormd door de slijpsteen 4- op de volgende wijze aan de kom 3 te bevestigen. Breng de slijpsteen 4- aan in de kom 3. Breng vervolgens het drukorgaan 22 en dan het spanorgaan 24- aan. Schroef de bout 26 in het schroefdraadgat 25 via de sluitring 28 van boven af het boutgat 27. Draai de 15 bout 26 aan voor het naar boven bewegen van het spanorgaan 24-, waardoor het drukorgaan 22 uitzet. Nu wordt het mon-tagedeel 17 van de slijpsteen 4- stevig vastgehouden tussen het drukorgaan 22 en de kop 3· Deze constructie maakt het mogelijk om de versleten slijpsteen 4- te vervangen.

20 - Figuur 7 en 8 geven een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding weer waarbij de slijpsteen 4- direct op het basismetaal 30, dat als montagedeel 17 wordt gebruikt, is gevormd. In figuur 7 vormt het basismetaal 30 het dikke montagedeel 17 terwijl het süjpdeel 14- bestaat uit de slijp-25 steen 4- gevormd op het verdund gedeelte van het basismetaal 30. ^et basismetaal 3 bestaat bij voorkeur uit zacht metaal dat elektrólytische bekledingen vast houdt en heeft geen schakelijke werking op het slijpen.

Figuren 9 en 10 geven nog een andere uitvoeringsvorm 30 met een slijpsteen 4- van verschillende vorm. De slijsteen 4 weergegeven in figuur 9 neemt geleidelijk in diameter toe vanaf de bovenzijde naar de onderzijde. De slijpsteen 4- weergegeven in figuur 10 is voorzien van spleten 34 op onderling gelijke afstanden waar doorheen koel water dat in de 35 binnenzijde van de slijpsteen is gespoten tesamen met spaanders wordt afgevoerd. Het koelwater 32 dat vanaf de binnenzijde van de slijpsteen 4- is ingespoten wordt gespoten op het slijp oppervlak 16 via de spleten 34, zoals weergegeven in figuur 14-, waardoor spaanders worden verwijderd en het 40 werkstuk 1 en de slijpsteen 4 worden af gekoeld. Hoe dunner 8 00 6 59 9 φ » 8 de spleten y\ zijn hoe effectiever de werking is. De diepte, breedte en het aantal spleten moet echter worden bepaald in afhankelijkheid van het doel dat nodig is om de nodige sterkte van de slijpsteen te behouden.

5 Bij de tweede uitvoeringsvorm van deze uitvinding wordt de slijpsteen 4 direct door elektrolytische bekleding op de flens aan het open einde van de kom 3 gevormd, zoals weergegeven in figuur 11, waarbij het bekledingsbad 6 is vervaardigd uit polyvinylchloride en dergelijke en is gevuld 10 met de bekledingsoplossing 7 welke slijpkorrels 8 bevat, zoals in figuur 3* In de bekledingsoplossing 7 zijn de nik-kelplaten 9 gedompeld die via de geleidingsdraad 10 zijn verbonden met de anode (+). De nikkel platen 9 zijn ingesloten in een dikke zak van synthetische vezels om te 15 voorkomen dat verontreinigingen en deeltjes van de plaat afvallen en in de bekledingsoplossing 7 terecht komen. In de ruimte tussen de nikkel platen 9 is de kom 3 geplaatst waarop de slijpsteen 4 direct wordt gevormd. De kom heeft een taps toelopend open einde dat zich naar buiten toe 20 onder een zekere hoek uitstrekt waarop het deel 32 voor het elektrolytisch neerslaan van de slijpsteen is gevormd.

De breedte en de hoek van het deel 32 wordt bepaald al naargelang het gebruik van het slijpwiel. Het deel 32 is geheel bekleed met een isolatiemateriaal 11 met uitzonde-25 ring van het deel 32 zodat de kom 3 niet in aanraking komt met de bekledingsoplossing 7· De kom 3 is verbonden met de volledig geïsoleerde geleidingsdraad 13 die verder is aangesloten op de kathode (—). Het elektrolytisch neerslaan van de slijpsteen 4 op deel 32 wordt praktisch op 30 dezelfde wijze uitgevoerd als hiervoor aan de hand van figuur 3 beschreven.

Nadat de slijpsteen 4 op deel 32 is gevormd, zoals weergegeven in figuur 12, wordt het einde van het deel 32 verwijderd, zoals weergegeven in figuur 13, zodat de slijp-35 steen (4) alleen in aanraking komt met het werkstuk 1 als het slijpwiel 5 aan het werk is.

Bij de hierboven vermelde uitvoeringsvormen is de slijpsteen 4 gevormd op het bovenoppervlak van het deel 32, maar de slijpsteen 4 kan ook worden gevormd op het onderste 40 oppervlak van het deel 32.

8 0 0 6 59 9 9 figuur 14 geeft een andere uitvoeringsvorm waarbij de slijpsteen 4 met bepaalde tussenruimten is voorzien van spleten 31 die dienen als doorgangskanaal voor koelwater en.spaanders. Het elektrolytisch neerslaan wordt op de-3 zelfde wijze uitgevoerd als bij de hierboven vermelde uitvoeringsvorm terwijl de werking dezelfde is als die welke is vermeld in verband met figuur 10.

8 00 6 59 9

Claims (12)

1. Slijpwiel voor vlakke platen met een draaiende kom en een slijpsteen bevestigd aan het open einde van de kom, met het kenmerk, dat de slijpsteen zo dun moge- 5 lijk is en zich naar buiten toe schuin uitstrekt vanaf het open einde van de kom.

2. Slijpwiel volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat een aantal slijpstenen boven elkaar zijn geplaatst met bepaalde tussenruimten voor het vormen van 10 slijp randen.

3. Slijpwiel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de slijpsteen is voorzien van spleten voor koelwater.

4-, Slijpwiel volgens conclusie 1, 2 of 3, e e t het 15 kenmerk, dat de slijpsteen wordt vervaardigd door het aanbrengen van zeer harde slijpkorrels (zeer harde kristal-lijne materialen zoals diamantkorrels en korrels van boor-nitride met een regulaire kristalstructuur) in een dun lichaam via een elektrolytische bekleding. 20

5· Werkwijze voor het vervaardigen van het slijpwiel met het kenmerk, dat een dunne cylindrische slijpsteen wordt vervaardigd door elektrolytische bekleding met gebruikmaking van een elektrolytische nikkelbekledings-oplossing met daarin gedispergeerd zeer harde slijpkorrels, 25 en de slijpsteen wordt bevestigd aan het open einde van een draaikom zodanig dat de slijprand van de slijpsteen uitsteekt vanaf het open einde van de kom.

6. Werkwijze voor het vervaardigen van het slijpwiel volgens conclusie 5» met het kenmerk, dat h,et 30 montagedeel van de slijpsteen met een hechtmiddel wordt bevestigd aan de binnenzijde van de kom.

7· Werkwijze volgens conclusie 5, m e t het kenmerk, dat de slijpsteen aan de binnenzijde van de wordt konrbevestigd met behulp van een drukorgaan dat is ge-35 scheiden van de kom.

8. Werkwijze vólgens conclusie 5, 6 of 7, i e t het kenmerk, dat de slijprand en het montagedeel van de slijpsteen zijn gevormd door elektrolytische bekleding.

9. Werkwijze volgens conclusie 5, 6 of 7 voor het ver-4-0 vaardigen van de slijpsteen volgens conclusie 1, 2 of 3» 8 0 0 6 59 9 Λ met het kenmerk, dat de slijpsteen is gevormd op een tasismetaal via elektrolytische bekleding.

10. Werkwijze volgens conclusie 5j 6» 7i 8 of 9» met het kenmerk, dat de slijpkorrels bestaan 5 uit zeer harde kristallijne materialen, zoals diamant en boornitride met een regulair kristalstructuur.

11. Werkwijze voor het vervaardigen van een slijpwiel, met het kenmerk, dat een metalen kom, die aan zijn einde een flensachtig uitsteeksel bezit, wordt ge- 10 dompeld in een elektrolytische bekledingsoplossing welke diamantkorrels bevat, het direct vormen van een slijpsteen op het flensvormig uitsteeksel door elektrolytisch neerslaan van de diamantkorrels, en het verwijderen van het cirkelvormige einde van het flensvormige uitsteeksel, 15 waarbij het flensvormige uitsteeksel, voordat dit in de bekledingsoplossing wordt gedompeld, een blootliggend deel bezit waarop de diamantkorrels worden neergeslagen.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, m e t het kenmerk, dat het flensvormige uitsteeksel waarop de 20 slijpsteen wordt gevormd schuin naar buiten uitsteekt met een tapse vorm vanaf het einde van de kop. 8 0 0 6 59 9