EP1283761A1 - Verfahren zum schleifen von insbesondere nickel enthaltenden metallischen werkstücken - Google Patents

Description

00001 Verfahren zum Schleifen von insbesondere Nickel βnthal-

00002 tenden metallischen Werkstücken 00003

00004 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen von

00005 insbesondere Nickel enthaltende metallische Werkstücke,

00006 wobei eine drehangetriebene Schleifscheibe von einem

00007 drehangetriebenen Abrichtrad während des Schleifens des

00008 Werkstückes durch stetige Zustellung des Abrichtrades

00009 kontinuierlich abgerichtet wird. 00010

00011 Derartige Verfahren werden im Stand der Technik als

00012 CD-Schleifen bezeichnet. Das kontinuierliche Abrichten

00013 des Schleifrades hat zur Folge, dass das Schleifrad

00014 ständig die exakte Form beibehält. Es hat aber den

00015 Nachteil eines hohen SchleifScheibenverbrauchs . Die

00016 Schleifleistung, das Zeitspanvolumen wird durch die

00017 Tischgeschwindigkeit bestimmt. Diese ist beim Stand der

00018 Technik so eingestellt, dass das Zeitspanvolumen unter

00019 30 mm³/mms beträgt. Beim Stand der Technik beträgt die

00020 Zustellgeschwindigkeit des Abrichtrades weniger als 1

00021 μm/TJmdr. bezogen auf die Schleifscheibe. Die Schleif-

00022 Scheibenumdrehungsgeschwindigkeit, also die Schnittge-

00023 schwindigkeit beträgt maximal 30 m/s. Die Umdrehung des

00024 Abrichtrades beträgt etwa 80 % der Schleifraddrehzahl

00025 und ist gleichlaufend zur Schleifscheibe. 00026

00027 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schleif-

00028 leistung zu erhöhen. 00029

00030 Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen

00031 angegebene Erfindung. 00032

00033 Im Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Abrichtzustellge-

00034 schwindigkeit drastisch gesteigert ist auf einen Wert,

00035 der zwischen 1 und 2 μm/Umdr. liegt. Die Schleifschei- 00036 benumdrehungsgeschwindigkeit wird auf mindestens 45 m/s

00037 eingestellt. Der Vorschub (Tischgeschwindigkeit) kann

00038 bei diesen Parametern so eingestellt werden, dass das

00039 Zeitspanvolumen mindestens 90 mm³/mms beträgt. Überra-

00040 schenderweise hat sich herausgestellt, dass eine starke

00041 Erhöhung der Abrichtzustellgeschwindigkeit und nur eine

00042 vergleichsweise moderate Erhöhung der Schleifscheibenum-

00043 drehungsgeschwindigkeit zu einer überproportionalen

00044 Steigerung des Zeitspanvolumens führt. Überraschender-

00045 weise hat sich auch herausgestellt, dass bei der Steige-

00046 rung des Zeitspanvolumens durch Erhöhung der Tischge-

00047 schwindigkeit die auf den Tisch wirkenden Normalkräfte

00048 nahezu konstant bleiben und nicht mitansteigen. Wird

00049 das Schleifrad aus einem hoch porösem Material gefer-

00050 tigt, welches beispielsweise ein Luftvolumen von 50 %

00051 ausbildet, so lassen sich die Ergebnisse noch verbes-

00052 sern. Die Schnittgeschwindigkeit lässt sich auf 60 m/s

00053 heraufsetzen. Dann lassen sich Zeitspanvolumina von

00054 mehr als 100 mm³/mms erreichen, dies sogar für langspa-

00055 nende Nickellegierungen. Bei einer Schleifscheibenumdre-

00056 hungsgeschwindigkeit von 80 m/s und einer Abrichtzu-

00057 Stellgeschwindigkeit von 2 μm/Umdr. lassen sich Zeit-

00058 spanvolumina von 300 _rm³/mrr3 erreichen. Die durch Erhö-

00059 hung der Abrichtzustellgeschwindigkeit erreichte Steige-

00060 rung des Zeitspanvolumens wird damit erklärt, dass die

00061 Erhöhung der AbrichtZustellung zu einer Erhöhung der

00062 Werkzeugschärfe führt. Dies wird auch für die kaum

00063 beobachtbare Steigerung der Normalkraft verantwortlich

00064 gemacht. Das Verfahren mit den erfindungsgemäßen Parame-

00065 tersätzen hat zwar zur Folge, dass die Schleifscheibe

00066 schneller abnutzt. Der Verbrauch der Schleifscheibe

00067 wird aber überraschender Weise durch das erhöhte Zeit-

00068 spanvolumen ausgeglichen, so dass insgesamt die Schleif-

00069 leistung erhöht ist. Die Eindringtiefe der mit Ihrer

00070 Umfangsfläche arbeitende Schleifscheibe beträgt bevor- 00071 zugt 3 mm. Die Tischgeschwindigkeit kann Werte über 1,8

00072 m/min erreichen. Der Schleifscheibenabtrag durch das

00073 Abrichten ist größer, als der Abrieb beim Schleifen. 00074

00075 Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand beige-

00076 fügter Figuren erläutert. Es zeigen: 00077

00078 Fig. 1 in schematischer Darstellung die Vorrichtung

00079 zu Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens

00080 und 00081

00082 Fig. 2 Parametersätze, bei denen optimale Schleifer-

00083 gebnisse erzielt werden können. 00084

00085 Die Vorrichtung zum Schleifen des Werkstückes 1 besteht

00086 aus einer Schleifscheibe 2, die kontinuierlich drehange-

00087 trieben wird und mit einer Drehzahl betrieben wird,

00088 dass sie mit einer Schleifkontaktgeschwindigkeit vs am

00089 Werkstück 1 angreift. Die Drehrichtung ist mit dem

00090 Pfeil 2' bezeichnet. 00091

00092 Die Schleifscheibe 2 wird kontinuierlich von einem

00093 gleichlaufendem 3 ' Abrichtrad 3 , welches in Richtung

00094 des Pfeiles 3'¹ verlagerbar ist, abgerichtet. Das Ab-

00095 richtrad dreht mit etwa 80 % der Schleifscheibendreh-

00096 zahl. Zum Schleifen greift die Schleifscheibe 2 mit

00097 ihrer Umfangsfläche mit einer Tiefe ae in das Werkstück

00098 1 ein, welches auf einem beweglichen Tisch 4 liegt,

00099 welcher in die mit Pfeil 4' gezeichnete Richtung mit

00100 der Tischgeschwindigkeit vt verlagert werden kann. 00101

00102 Die Schleifscheibe besteht aus einem porösen Material.

00103 25 % des Volumens sind Korn, 15 % Volumens ist ein

00104 Binder, 50 % des SchleifScheibenvolumens ist Luft. Es 00105 handelt sich um eine poröse Schleifscheibe. Sie ist

00106 besonders für Nickellegierungen geeignet. 00107

00108 Um die zu höheren Zeitspanvolumina auftretenden großen

00109 Horizontalkräfte aufnehmen zu können, kann die Schleif-

00110 scheibe eine besonders verstärkte, nicht dargestellte

00111 Nabe aufweisen. Besonders eignet sich hierzu eine

00112 Schleifscheibe gemäß der Österreichischen Patentan el-

00113 düng A 314/2000, auf die hier vollinhaltlich Bezug

00114 genommen wird. 00115

00116 Bei den in Fig. 2 dargestellten Parametern handelt es

00117 sich um Betriebsparameter, bei denen die in Fig. 1

00118 dargestellte Vorrichtung gute Schleifergebnisse lie-

00119 fert. Der erste Parametersatz entspricht dem Stand der

00120 Technik. Der zweite Parametersatz zeigt, wie eine ge-

00121 ringfugige Steigerung der Schleifkontaktgeschwindigkeit

00122 und eine drastische Steigerung der Abtrichtzustellge-

00123 schwindigkeit vfrd zu einer zunächst etwa proportiona-

00124 len Steigerung des Zeitspanvolumens führt. 00125

00126 Eine weitere Steigerung der Kontaktgeschwindigkeit vs

00127 auf 45 m/s führt bei einer nahezu lediglichen Verdoppe-

00128 lung der Schleifkontaktgeschwindigkeit zu einer mehr

00129 als Vervierfachung des Zeitspanvolumens gegenüber des

00130 Parametersatz des Standes der Technik. 00131

00132 Bei einer Kontaktgeschwindigkeit von 50 m/s ist bei

00133 einer Abrichtzustellgeschwindigkeit von 1,5 μm/Umdr. so-

00134 gar ein Zeitspanvolumen von 150 mm³/mms möglich. Stei-

00135 gert man die Kontaktgeschwindigkeit auf 80 m/s so ist

00136 bei einer Abrichtzustellgeschwindigkeit von 2 μm/Udr.

00137 sogar ein Zeitspanvolumen von 300 mm³/mms möglich. 00138 00139 Die in der Fig. 2 dargestellten Parametersätze wurden

00140 ermittelt, indem Schleifexperimente durchgeführt wur-

00141 den, bei denen die Schnittgeschwindigkeit vs und die

00142 Zustellgeschwindigkeit vfrd des Abrichtrades konstant

00143 gehalten wurde und der Vorschub (Tischgeschwindigkeit)

00144 vt schrittweise erhöht wurde. Der in Fig. 2 dargestell-

00145 te Wert für das Zeitspanvolumen entspricht dem Experi-

00146 ent mit dem höchsten Vorschub, bei dem ein genügend

00147 gutes Schleifergebnis erzielt wurde. 00148

00149 Alle offenbarten Merkmale der Erfindung sind (für sich)

00150 erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung

00151 wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehöri-

00152 gen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der

00153 Voranmeldung) sowie der A 314/2000 vollinhaltlich mit

00154 einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterla-

00155 gen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims

00156 A n s p r ü c h e 00157

00158 1. Verfahren zum Schleifen von insbesondere Nickel ent-

00159 haltende metallische Werkstücke, wobei eine drehange-

00160 triebene Schleifscheibe (2) von einem drehangetriebenen

00161 Abrichtrad (3) während des Schleifens des Werkstückes

00162 (1) durch stetige Zustellung (vfrd) des Abrichtrades

00163 kontinuierlich abgerichtet wird, dadurch gekennzeich-

00164 net, dass bei einer Abrichtzustellgeschwindigkeit von 1

00165 bis 2 μm pro Umdrehung der Schleifscheibe und einer

00166 Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe (vs) von

00167 mindestens 45 m/s der Vorschub (Tischgeschwindigkeit vt)

00168 so eingestellt wird, dass das Zeitspanvolumen mindes-

00169 tens 90 mm³/mms ist. 00170

00171 2. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen-

00172 den Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet

00173 durch ein hochporiges Schleifrad insbesondere mit einem

00174 50 %igem Luftvolumen. 00175

00176 3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehen-

00177 den Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet

00178 durch eine Schleifscheibenumdrehungsgeschwindigkeit von

00179 mehr als 50 m/s bevorzugt mehr als 60 m/s und einem

00180 Vorschub, der einem Zeitspanvolumen von mehr als 100

00181 mm³/mms bzw. mehr als 150 mm³/mms entspricht.