BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Läpp- oder Polierwerkzeug, das vorzugsweise für die Einspannung in eine Handfeilmaschine bestimmt ist.
Die besten Oberflächengüten hinsichtlich Rauhigkeit und Formhaltigkeit werden, wie in dem DIN-Blatt 4766 festgestellt wurde, durch das Läppen und Polierläppen erzielt.
Das Läppen, ein Schleifen mit losem Korn, besteht im Auflegen formrichtiger Werkzeuge (Platten - für ebene Flächen -; Dorne - für Bohrungen -; Ringe - für Wellen -) auf das Werkstück derart, dass sich zwischen beiden loses Schleifkorn (meist in einer Ölschicht) befindet, wobei das gegenseitige Bewegen von Werkstücken und Werkzeugen keine bestimmten Richtungen bevorzugen darf ( Werkstoff Handbuch Stahl und Eisen, 4. Auflage ).
In der Praxis werden zum Läppen von Oberflächen, die einer maschinellen Bearbeitung nicht zugänglich sind, in öloder wasserlöslichen Pasten eingearbeitete Mikrokörnungen von Schleif- und Poliermitteln verwendet. Zur Erzielung der Formgüte werden beim Läppen Werkzeuge aus Guss- oder Knetlegierungen verwendet. Für den anschliessenden Polierläppvorgang werden Werkzeuge aus Kunststoffen, Pressholz, Holz, Hartgummi o.a. eingesetzt.
Für die Verarbeitung von Kunststoffen zu gegenständlichen Erzeugnissen werden Giessformen benötigt, deren Kavitäten z. T. mit besten Oberflächengüten versehen sein müssen, die jedoch für eine maschinelle Bearbeitung unzugänglich sind.
Das für die Bearbeitung derartiger Kavitäten anzuwendende zeitraubende, nur von hochqualifizierten Fachleuten in mühevoller Handarbeit durchzuführende Läppen wurde vor etwa 20 bis 25 Jahren hauptsächlich mittels mechanisch angetriebener Handfeilmaschinen mit Biegewelle und Press-.
luftantrieb angewendet. Die starr eingespannten Werkzeuge erfordern allerdings, insbesondere wenn hohe Oberflächengüten erzeugt werden sollen, das Feingefühl des versierten Fachmannes.
Erst nachdem man dazu übergegangen war, das Läppwerkzeug mittels einer an der Schubstange befestigten Kugel. die teilweise in eine Bohrung des Läppwerkzeuges eingreift, zu führen, wurde es möglich, dass sogar angelernte Kräfte beste Oberflächengüten in kürzester Zeit herstellen können.
Auf die mit Läpp- bzw. Polierpaste versehene zu bearbeitende Oberfläche werden dabei die Läppringe bzw. Läppplatten aufgelegt. Bewegt werden diese im Kurzhub mit einer Handfeilmaschine durch Auflegen von an Schubstangen angelenkten Kugeln, deren Durchmesser grösser ist als die durchgehende Bohrung der jeweils verwendeten Läppringe bzw. Läppkörper. Durch diese Anordnung werden die auf der zu bearbeitenden Fläche aufliegenden Werkzeuge von der Werkstückoberfläche geführt und weitgehend unabhängig von der durch die Handbewegung der Feilmaschine zwangsläufig ständig variierenden Winkelstellung der Kugelschubstange.
Im Gegensatz zu Läpp- und Polierläppwerkzeugen mit geschlossenen Arbeitsflächen unterliegen bei den Werkzeugen mit durchgehender Mittelbohrung, die einen teilweisen Eingriff der Kugel der Schubstange erlaubt, sowohl beim Läppen als auch beim Polierläppen einer günstigeren Abnutzung.
Trotz der vorzüglichen Resultate bezüglich Qualität und Wirtschaftlichkeit haben aber auch diese verbesserten Werkzeuge Nachteile, die darin bestehen, dass die Handhabung sehr umständlich ist und dass das Läppmittel, das sich in der Mittelbohrung staut, die Kugeleingriffsfläche erreicht und dort zu einem beachtlichen Verschleiss führt.
Die umständliche Handhabung der bisher bekannten Läppwerkzeuge ergibt sich daraus, dass bei jedem Wechsel des Läppmittels, der während einer Bearbeitung zwei bis dreimal, mitunter auch öfter vorgenommen werden muss, die Handfeilmaschine stillgesetzt und mit der eingespannten Kugelstange abgehoben sowie abgelegt werden muss, um anschliessend das Läpp- oder Polierläppwerkzeug von der zu bearbeitenden Werkstückfläche abzuheben. Wurde der Boden einer Kavität bearbeitet, so muss das kleine Läppwerkzeug mit einer Pinzette herausgeholt werden. Ergibt die Untersuchung der bearbeiteten Fläche, dass das Läppen oder Polierläppen fortgesetzt werden muss, so laufen die geschilderten Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge ab. Es muss die Fläche mit einem Läppmittel gleicher oder kleinerer Körnung abgedeckt werden.
Anschliessend wird das Werkzeug aufgesetzt und danach die Kugel der Kugelschubstange auf die Mittelbohrung gelegt, so dass ein teilweiser Eingriff zustande kommt.
Beinahme unmöglich ist es, mit den bekannten Läppund Polierläppwerkzeugen die Oberfläche zylindrischer Körper zu bearbeiten, wobei zu der geschilderten Handhabung noch eine Rotationsbewegung des zu bearbeitenden Zylinders eingeleitet werden muss und die Werkzeuge dem Aussendurchmesser des Zylinders im Radius anzupassen sind.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die metallischen Läppwerkzeuge nicht entsprechend dem Farbcode der Läpp-Pasten gekennzeichnet werden können. Bei nicht äusserst achtsamem Arbeiten können sehr leicht folgenschwere Verwechslungen vorkommen, wenn nämlich Läppwerkzeuge die mit gröberem Läppkorn behaftet sind, versehentlich zum Arbeiten mit feinerem Korn verwendet werden.
Werden Oberflächen mit einer definierten Rauhtiefe benötigt, insbesondere bei der Vorbereitung für eine rissfreie Politur, so kann dies nur durch stufenweise Verwendung von Läpp-Pasten mit immer feiner werdenden Körnungen erreicht werden. So resultieren beispielsweise bei Verwendung abgestufter Läppmittelkörnungen, je nach Härte einer Stahlqualität von 62 Rc bzw. 40 Rc folgende, mit feiner werdendem Korn auch kleiner werdende Rauhtiefen: Läppmittelkörnung in pm mittlere Rauhtiefe in ,um 50 8 -10 40 6 - 8 30 4,5- 6 20 3,5- 4 15 1,5- 3 10 1 - 2
7 0,1- 0,08
Für das anschliessende Polierläppen ist eine gute Aus gangsrauhtiefe mit den Läppmittelkörnungen 7, 3 und 1 llm gegeben, wobei dann je nach Stahlqualität Oberflächengüten bis zu 0,004 pm erzielt werden können.
Zu den gestuften Läppvorgängen ist zu bemerken, dass der Läppvorgang durch das Zerkneten der kristallinen Gefüge eine den verwendeten Läppkorngrössen entsprechende kalt verfestigte und mit Spannungen behaftete Schicht hinterlässt, die jeweils von den nachfolgenden, immer feiner werdenden Läppkörnungen schonend abgetragen werden muss, um zu verhindern, dass z. B. in Gefügen mit Karbideinlagerungen die Karbide in ihrer Einbettung so sehr gelokkert werden, dass bereits abgetragene kleinste Karbidreste beim anschliessenden Polierläppen und erst recht beim Polieren aus der Oberfläche herausbröckeln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Läpp- oder Polierläppwerkzeuge zu schaffen, die die geschilderte unerwünschte Überbeanspruchung der Randzonen der Läppflächen nicht mehr aufweisen und die sich mit einem Handgriff gegeneinander austauschen lassen, so dass die Herstellung auch präziser Oberflächen mit definierten Qualitäten durch ungelernte Arbeitskräfte nach kürzester Anlernzeit ermöglicht wird.
Erfindungsgemäss wird die Lösung dieser Aufgabe dadurch erreicht, dass die Arbeitsfläche des Läppwerkzeugkörpers in eine oder mehrere gerade, ringförmige oder polygonale streifenförmige Zonen unterteilt ist und auf seiner Oberseite eine nach unten geschlossene Kugelpfanne mit Hinterschneidung angelenkt ist, die aus einem Kunststoff besteht und zur Einrastung und somit Halterung des Kugelkopfes einer Verschubstange dient, die ihrerseits vorzugsweise in eine Handfeilmaschine eingespannt ist.
Die Arbeitsfläche bzw. Arbeitsflächen des Läppwerkzeuges sind jetzt also so schmal gehalten, dass eine ungleichmässige Flächenabnutzung nicht mehr eintreten kann. Weiterhin kann das Läppwerkzeug jetzt mitsamt der Schubstange von der Arbeitsfläche abgehoben werden, weil die Kugel der Schubstange nach Art eines Druckknopfes in die Kugelpfanne des Läppwerkzeuges eingerastet ist. Da die Kugelpfanne jetzt nach unten geschlossen ist, kann kein Läppmittel mehr in die Kugelpfanne eindringen und dort einen schädlichen Verschleiss bewirken.
In Weiterbildung der Erfindung bestehen die an die metallischen Läppwerkzeugkörper angelenkten Kugelpfannen aus geeignetem, entsprechend dem Farbcode der verwendeten Läpp-Pasten eingefärbten Kunststoff.
Verwechslungen der Läppwerkzeugkörper hinsichtlich der zugeordneten Läpp-Paste sind jetzt ausgeschlossen. Zu jeder Läpp-Paste lässt sich jetzt mit Sicherheit das zugeordnete Läppwerkzeug durch Farbvergleich auswählen.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 3 bis 5 angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele nä her erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines Läppringes mit darüber dargestellter, aus der Mittelbohrung herausgezogener Kugel gemäss dem Stand der Technik,
Fig. 2 ein quadratisches Läppwerkzeug mit Mittelbohrung und teilweise in diese Mittelbohrung eingreifender Kugel, ebenfalls gemäss dem Stand der Technik,
Fig. 3 den Schnitt durch eine Kavität, mit deren Boden ein herkömmliches Läppwerkzeug in Eingriff steht,
Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Läppwerkzeuges, das perspektivisch mit einem herausgebrochenen Quadranten dargestellt ist,
Fig. 5 die perspektivische Darstellung eines weiteren erfindungsgemässen Läppwerkzeuges mit herausgeschnittenem Quadranten,
Fig. 6 die perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemässen Läppwerkzeuges mit herausgeschnittenem Quadranten,
Fig.
7 die perspektivische Darstellung eines nochmals abgewandelten erfindungsgemässen Werkzeuges mit herausgeschnitten dargestelltem Quadranten,
Fig. 8 die perspektivische Darstellung eines erfindungsgemässen, für die Bearbeitung eines zylindrischen Körpers ausgebildeten, Läppwerkzeuges mit herausgeschnittenem Quadranten,
Fig. 9 eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles gemäss Figur 8,
Fig. 10 die perspektivische Darstellung einer weiteren Variante eines erfindungsgemässen Läppwerkzeuges und
Fig. 11 die schematische Darstellung zweier mit einem Zylinder in Eingriff befindlicher Läppwerkzeuge, deren eines die Aussenfläche und deren anderes die Innenfläche des zylindrischen Rohres bearbeitet.
Die Figur 1 zeigt einen Läppring 11 und die Figur 2 einen quadratischen Läppkörper 21 aus Metall in der herkömmlichen Ausführung. In die Mittelbohrungen 14 bzw.
24 greifen die Kugeln 13 bzw. 23, die an den Schubstangen 12 bzw. 22 angelenkt sind, und deren Durchmesser grösser ist als jeweils die Mittelbohrung 14 bzw. 24 nur teilweise ein.
Die Schubstangen 12 bzw. 22 ihrerseits sind in eine Handfeilmaschine eingespannt und werden von dieser im Kurzhub bewegt. Dadurch werden die auf der zu bearbeitenden, hier nicht dargestellten, Fläche liegenden Läppwerkzeuge von der Werkstückoberfläche geführt weitgehend unabhängig von der durch die Handbewegung der Handfeilmaschine zwangsläufig ständig variierenden Winkelstellung der Schubstange.
Soll der Läppring 15 bzw; der Läppkörper 25 von der Werkstückoberfläche abgehoben werden, so muss zunächst einmal die Schubstange 12 bzw. 22 mitsamt der daran angelenkten Kugel 13 bzw. 23 abgehoben werden, wobei der Läppring 13 bzw. der Läppkörper 25 auf der Werkstückoberfläche liegen bleibt. Zwecks Kontrolle der Güte der gerade bearbeiteten Werkstückoberfläche muss dann auch noch der Läppring 15 bzw. das Läppwerkzeug 25 abgehoben werden. Soll die Werkstückoberfläche mit einer feiner gekörnten Läpp-Paste bearbeitet werden, so wird diese Werk stückoberfläche zunächst einmal gereinigt.
Danach wird die neue Läpp-Paste aufgetragen, es wird danach der Läppring 15 oder das Läppwerkzeug 25 wieder auf die zu bearbeitende Werkstückoberfläche gesetzt und anschliessend die Schubstange 12 bzw. 22 mitsamt der daran angelenkten Kugel 13 bzw. 23 zum Eingriff mit der Mittelbohrung 14 bzw. 24 gebracht.
In gleicher Weise umständlich gestaltet sich die Arbeit mit dem in Figur 3 dargestellten Läppwerkzeug 31, mittels dessen die dort dargestellte tiefe Kavität, beispielsweise ein Drucktastengesenk, bearbeitet wird. Nach dem Auftragen der Läpp-Paste muss ein Läppring nach Figur 1 oder ein Läppkörper nach Figur 3 zufolge ihrer geringen Grbsse von 2, 3, 4. 5. 6 und mehr mm im Durchmesser oder im Quadrat mit einer Pinzette in die Kavität eingelegt werden. Durch Aufsetzen der abgewinkelten, in eine Handfeilmaschine eingespannten Kugelschubstange 32 wird dann das Läppwerkzeug 31 bewegt. Die nach kurzer Läppdauer durch den Abtrag geschwärzte Läpp-Paste verhindert die augenscheinliche Beobachtung des jeweils erzielten Bearbeitungsfortschritts.
Hierzu muss die Handfeilmaschine stillgesetzt, die eingespannte Kugelschubstange 32 abgehoben und schliesslich das Läpp- oder Polierläppwerkzeug 31 mit einer Pinzette aus der Kavität herausgenommen und ebenfalls abgelegt werden. Stellt sich der Bearbeitungszustand des Bodens der Kavität als unzureichend heraus, so erfolgt nach der Reinigung des Bodens der Kavität ein erneutes Auftragen von Läpp Paste, Einlegen des Läpp- oder Polierläppwerkzeuges 31, Aufsetzen der Kugelschubstange 32 und Ingangsetzen der Handfeilmaschine. Dieser Vorgang muss nach jedem Läppwerkzeugwechsel und auch Läpp-Pastenwechsel zwei bis dreimal, mitunter auch öfter vorgenommen werden, so dass diese umständliche und zeitraubende Manipulation bis zur Fertigstellung einer rissfreien polierten Oberfläche nicht selten zwanzig bis dreissigmal auszuführen ist.
Die Ausführungsbeispiele gemäss den Figuren 1 bis 3 sind durchweg in dem bereits erwähnten Sinne nachteilig; das flüssige bis pastöse Läppmittel führt zu einer ungleichmässigen Abnutzung der Bearbeitungsfläche und es erreicht während der Bearbeitung den aufliegenden Kugelrand 16 der Schubstangen 12, 22 und 32, der verhältnismässig schnell ringförmig verschleisst. Das Läppwerkzeug insbesondere in der abgewinkelten Version 31 gemäss Figur 3 wird dadurch unbrauchbar.
Beinahe unmöglich ist es, mit im Radius angepassten Werkzeugen nach den Figuren 1 und 2 die Oberflächen rotierender Rohre zu bearbeiten, wobei zu der geschilderten Handhabung noch die zusätzliche Erzeugung der Rotationsbewegung gemäss dem Pfeil 111 erfolgen muss.
Die im Folgenden noch zu schildernden Ausführungsbeispiele erfindungsgemässer Läppwerkzeuge gemäss den Figuren 4 bis 11 weisen die angegebenen Nachteile der Läppwerkzeuge gemäss dem Stand der Technik nicht mehr auf.
Nach erfolgtem Einrasten der Kugelschubstangen 44 in eines der Werkzeuge gemäss den Figuren 4 bis 10 in einer herstellungstechnisch ausführbaren Kleinheit bis zu einer mittels einer Handfeilmaschine noch zu bewegenden Grösse können diese Läppwerkzeuge ohne weitere Manipulationen von der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche zusammen mit der bewegenden Handfeilmaschine nach Erfordernis aufgesetzt und abgehoben werden. So wird z. B. die Bearbeitung einer Kavität nach Figur 3 ausserordentlich erleichtert, nachdem die umständliche Manipulation des mehrmaligen Einsetzens und zwecks Kontrolle des Bearbeitungsfort schritts Wiederherausnehmens der Werkzeuge 31 mit einer Pinzette entfällt.
Die auf die zu bearbeitende, hier nicht dargestellte Werkstückoberfläche aufgesetzten Werkzeuge nach den Figuren 4 bis 9 werden zufolge ihrer pendelnden Halterung in den Kugelpfannen von der Werkstückoberfläche geführt, weitgehend unabhängig von der Bewegung der von Hand geführten Handfeilmaschine und dadurch zwangsläufig ständigen variierenden Winkelstellung der Kugelschubstangen 44.
Im Gegensatz zu den herkömmlichen Läppwerkzeugen unterliegen bei den erfindungsgemässen Werkzeugen gemäss den Figuren 4 bis 9 nur die schmalen Arbeitsflächen 46, 56, 66, 76, 86 und 96 einer gleichmässigen Abnutzung, so dass deren Formtreue bis zum endgültigen Verschleiss erhalten bleibt.
Die farbige Ausführung der angelenkten Kugelpfannen 42, 52, 82, 102 und die der einstückig ausgebildeten Werkzeuge nach den Figuren 6, 7 und 9 aus geeigneten Kunststoffen ermöglicht eine einwandfreie Zuordnung der Werkzeuge zu den nach einem Farbcode gekennzeichneten Läpp- und Polier-Pasten, wodurch die Gefahr einer folgenschweren Verwechslung ausgeschlossen ist.
Als Beispiel einer möglichen Verbindung der Teile 41 und 51 sind in den Figuren 4 und 5 die Kunststoffkugelpfannen 42 und 52 in den oberen Rand der metallischen Läppwerkzeuge 41 und 52 eingebördelt. Möglich wäre auch das Einlegen der Teile 41 und 51 in ein Spritzgiesswerkzeug, in welchem die Kugelpfannen 42 und 52 in ihrer funktionellen Gestalt angeformt werden.
In den Figuren 6 und 7 werden Läpp-Polierwerkzeuge gezeigt, die in ihrer Gestalt den Darstellungen gemäss Figur 4 bzw. Figur 5 entsprechen, jedoch einstückig aus entsprechend dem Farbcode der Läpp- und Polierläpp-Pasten eingefärbten Kunststoff hergestellt sind. Zu deren rationellen Fertigung kann das Spritzgiesswerkzeug für die Kugelpfanne 42 nach Figur 4 verwendet werden. Dazu ist die ebene, den Boden der Kugelpfanne 45 bildende Formplatte gegen Formplatten, in die die Kavitäten 61 und 71 zur Fertigung der einstückig ausgebildeten Polier-Läppwerkzeuge nach Figur 6 und Figur 7 eingearbeitet sind, ausgewechselt. In den Figuren 6 und 7 sind die Formtrennebenen durch die Linien A - B angedeutet.
Die Figur 8 zeigt ein wannenförmiges Läppwerkzeug 81 in einer möglichen Ausführung zur Bearbeitung sowohl von Innen- als auch Aussenrundflächen, wie in Figur 11 dargestellt, dessen Kugelpfanne 82 in einer Spritzform angeformt werden kann. Figur 9 zeigt ein Polierwerkzeug, welches in derselben Spritzform, die zur Herstellung der Kugelpfanne 82 dient, durch Nichteinlegen des wannenförmigen Metallteiles 81 einstückig ebenfalls aus entsprechend dem Farbcode der Läpp- und Polier-Pasten eingefärbtem geeigneten Kunststoff hergestellt werden kann.
Mit den Werkzeugen gemäss den Figuren 8 und 9 ist die Bearbeitung von Rotationsoberflächen, wie in Figur 11 dargestellt, ohne Schwierigkeiten möglich. Nach dem Auftragen der Läpp- oder Polierläpp-Pasten und Ingangsetzen der durch den Pfeil 111 angedeuteten Rotationsbewegung können die entsprechenden eingerasteten Werkzeuge nach den Figuren 8 und 9 mit der durch die Handfeilmaschine bewegten Kugelschubstange 113 (s. Figur 11) nach Erfordernis mühelos aufgesetzt und abgehoben werden. Figur 10 zeigt ein Werkzeug, das in seiner Gestaltung und Handhabung dem Werkzeug nach Figur 4 entspricht, dessen Arbeitsfläche 104 jedoch aus metallgebundenen Hartstoffen wie Diamanten oder Bornitriden besteht. Im Gegensatz zu den Läppwerkzeugen werden hierbei keine Läpp-Pasten benötigt.
Der schmale Arbeitsring 103 dieses Werkzeuges ist mit dem Werkzeugkörper 101 verbunden und wird bis zum Rest heruntergearbeitet. Von oben her ist die Kugelpfanne 102 in den Werkzeugkörper 101 eingesetzt, in die die Kugel einer Vorschubstange einrastet.
Die Arbeitsflächen 86 und 96 der Läppwerkzeuge gemäss den Figuren 8 und 9, die in Figur 11 in gleichzeitigem Eingriff sowohl mit der Aussen- als auch mit der Innenfläche eines Rohres dargestellt sind, stellen flächenparallele Abschnitte der zu bearbeitenden Werkstückflächen dar, so dass eine satte Auflage gewährleistet ist.
DESCRIPTION
The invention relates to a lapping or polishing tool, which is preferably intended for clamping in a hand-filing machine.
The best surface qualities with regard to roughness and shape retention are achieved, as stated in DIN sheet 4766, by lapping and polishing.
Lapping, grinding with loose grit, consists of placing correctly shaped tools (plates - for flat surfaces -; mandrels - for bores -; rings - for shafts -) on the workpiece in such a way that there is loose grit between the two (usually in an oil layer) ), whereby the mutual movement of workpieces and tools must not favor certain directions (material manual steel and iron, 4th edition).
In practice, micro-grains of abrasives and polishing agents are used in lapping surfaces that are not accessible for machining, in oil or water-soluble pastes. To achieve the shape quality, tools made of cast or wrought alloys are used for lapping. For the subsequent polishing lapping process, tools made of plastics, pressed wood, wood, hard rubber or similar are used. used.
Casting molds are required for the processing of plastics into concrete products. T. must be provided with the best surface qualities, which are, however, inaccessible to machining.
The time-consuming lapping to be used for the processing of such cavities, which was only laboriously carried out by highly qualified specialists, was done about 20 to 25 years ago mainly by means of mechanically driven hand-filing machines with flexible shaft and press.
air drive applied. However, the rigidly clamped tools, especially if high surface qualities are to be produced, require the sensitivity of the experienced specialist.
Only after moving on to the lapping tool using a ball attached to the push rod. which partially engages in a hole in the lapping tool, it became possible that even semi-skilled workers can produce the best surface qualities in the shortest possible time.
The lapping rings or lapping plates are placed on the surface to be machined with lapping or polishing paste. These are moved in short stroke with a hand-filing machine by placing balls articulated on push rods, the diameter of which is larger than the through bore of the lapping rings or lapping bodies used in each case. With this arrangement, the tools lying on the surface to be machined are guided from the workpiece surface and largely independently of the angular position of the ball push rod, which is inevitably constantly varied by the hand movement of the filing machine.
In contrast to lapping and polishing lapping tools with closed working surfaces, tools with a continuous center hole, which allows the ball of the push rod to partially engage, are subject to more favorable wear, both when lapping and when polishing.
Despite the excellent results in terms of quality and economy, however, these improved tools also have disadvantages, which are that the handling is very cumbersome and that the lapping agent that jams in the center hole reaches the ball engaging surface and leads to considerable wear and tear there.
The cumbersome handling of the previously known lapping tools results from the fact that each time the lapping agent is changed, which has to be carried out two to three times, sometimes more often during machining, the hand-filing machine has to be stopped and lifted and put down with the clamped ball rod, in order to do this Lift the lapping or polishing lapping tool off the workpiece surface to be machined. If the bottom of a cavity has been machined, the small lapping tool must be removed using tweezers. If the examination of the machined surface reveals that the lapping or polishing lapping has to be continued, the processes described proceed in the reverse order. The surface must be covered with a lapping agent of the same or smaller grain size.
Then the tool is put on and then the ball of the ball push rod is placed on the center hole, so that a partial engagement occurs.
It is almost impossible to process the surface of cylindrical bodies with the known lapping and polishing lapping tools, a rotary movement of the cylinder to be processed still having to be initiated for the handling described and the tools having to be adapted to the outside diameter of the cylinder in the radius.
Another disadvantage is that the metallic lapping tools cannot be marked according to the color code of the lapping pastes. If work is not carried out with the greatest care, it can easily be confused with serious consequences, namely when lapping tools with coarser lapping grain are accidentally used to work with finer grit.
If surfaces with a defined roughness depth are required, especially when preparing for a crack-free polish, this can only be achieved by gradually using lapping pastes with increasingly fine grains. For example, when using graded lapping agent grades, depending on the hardness of a steel quality of 62 Rc or 40 Rc, the following roughness depths also become smaller as the grain grows: Lapping agent grit in pm average roughness depth in, around 50 8 -10 40 6 - 8 30 4, 5- 6 20 3.5- 4 15 1.5- 3 10 1 - 2
7 0.1-0.08
For the subsequent polishing lapping, there is a good starting roughness with the lapping agent grits 7, 3 and 1 llm, whereby depending on the steel quality, surface qualities of up to 0.004 pm can be achieved.
Regarding the stepped lapping processes, it should be noted that the lapping process, by kneading the crystalline structure, leaves behind a layer of cold-strengthened and stressed that corresponds to the lapping grain sizes used, which must be carefully removed by the subsequent, increasingly finer lapping grains to prevent that e.g. B. in structures with carbide inclusions, the carbides are so loosely loosened in their embedding that the smallest carbide residues that have already been removed crumble out of the surface during the subsequent polishing lapping and even more so during polishing.
The invention has for its object to provide lapping or polishing lapping tools that no longer have the described undesirable overstressing of the edge zones of the lapping surfaces and that can be exchanged with one another with a handle, so that even precise surfaces with defined qualities can be replaced by unskilled workers shortest training time is made possible.
According to the invention, this object is achieved in that the working surface of the lapping tool body is divided into one or more straight, ring-shaped or polygonal strip-shaped zones and a ball socket with an undercut which is closed at the bottom and which is made of a plastic and is articulated for latching and thus supports the ball head of a push rod, which in turn is preferably clamped in a hand-filing machine.
The working surface or working surfaces of the lapping tool are now kept so narrow that uneven surface wear can no longer occur. Furthermore, the lapping tool can now be lifted off the work surface together with the push rod, because the ball of the push rod is snapped into the ball socket of the lapping tool in the manner of a push button. Since the ball socket is now closed at the bottom, no lapping agent can penetrate the ball socket and cause harmful wear there.
In a further development of the invention, the ball sockets articulated on the metallic lapping tool bodies consist of suitable plastic colored according to the color code of the lapping pastes used.
Confusion of the lapping tool body with regard to the assigned lapping paste is now excluded. For each lapping paste, the assigned lapping tool can now be selected with certainty by comparing the colors.
Further features of the invention are specified in dependent claims 3 to 5.
The invention is explained below with reference to the embodiments shown in the drawing.
Show it:
1 is a perspective view of a lapping ring with a ball drawn above it, pulled out of the central bore, according to the prior art,
2 shows a square lapping tool with a central bore and a ball partially engaging in this central bore, likewise according to the prior art,
3 shows the section through a cavity, with the bottom of which a conventional lapping tool is engaged,
4 shows a first exemplary embodiment of a lapping tool according to the invention, which is shown in perspective with a broken-out quadrant,
5 shows the perspective illustration of a further lapping tool according to the invention with the quadrant cut out,
6 shows the perspective illustration of a further exemplary embodiment of a lapping tool according to the invention with the quadrant cut out,
Fig.
7 shows the perspective representation of a again modified tool according to the invention with the quadrant shown cut out,
8 is a perspective view of a lapping tool according to the invention, designed for machining a cylindrical body, with a quadrant cut out,
9 shows a modification of the exemplary embodiment according to FIG. 8,
10 shows the perspective illustration of a further variant of a lapping tool according to the invention and
Fig. 11 is a schematic representation of two lapping tools in engagement with a cylinder, one of which processes the outer surface and the other of which processes the inner surface of the cylindrical tube.
Figure 1 shows a lapping ring 11 and Figure 2 shows a square lapping body 21 made of metal in the conventional embodiment. In the center holes 14 or
24 engage the balls 13 and 23, which are articulated on the push rods 12 and 22, and whose diameter is larger than the center bore 14 or 24 only partially.
The push rods 12 and 22, for their part, are clamped in a hand-filing machine and are moved by this in a short stroke. As a result, the lapping tools lying on the surface to be machined, which is not shown here, are guided from the workpiece surface largely independently of the angular position of the push rod which inevitably constantly changes due to the hand movement of the hand-filing machine.
If the lapping ring 15 or; the lapping body 25 are lifted off the workpiece surface, the push rod 12 or 22 together with the ball 13 or 23 articulated thereon must first be lifted off, the lapping ring 13 or the lapping body 25 remaining on the workpiece surface. In order to check the quality of the workpiece surface being machined, the lapping ring 15 or the lapping tool 25 must then also be lifted off. If the workpiece surface is to be processed with a finely grained lapping paste, this workpiece surface is first cleaned.
Then the new lapping paste is applied, then the lapping ring 15 or the lapping tool 25 is placed again on the workpiece surface to be machined and then the push rod 12 or 22 together with the ball 13 or 23 articulated thereon for engagement with the center bore 14 or 24 brought.
In the same way, the work with the lapping tool 31 shown in FIG. 3 is complicated, by means of which the deep cavity shown there, for example a press button die, is processed. After the lapping paste has been applied, a lapping ring according to FIG. 1 or a lapping body according to FIG. 3 must be inserted into the cavity using tweezers due to its small size of 2, 3, 4. 5. 6 and more mm or in square. The lapping tool 31 is then moved by fitting the angled ball push rod 32 clamped in a hand filing machine. The lapping paste blackened by the removal after a short lapping period prevents the apparent observation of the machining progress achieved in each case.
For this purpose, the hand-filing machine has to be stopped, the clamped ball push rod 32 has to be lifted off and finally the lapping or polishing lapping tool 31 has to be removed from the cavity with tweezers and also to be put down. If the processing state of the bottom of the cavity turns out to be inadequate, then after cleaning the bottom of the cavity, lapping paste is applied again, the lapping or polishing lapping tool 31 is inserted, the ball push rod 32 is put in place and the hand-filing machine is started. This process must be carried out two to three times, sometimes more often, after each lapping tool change and also lapping paste change, so that this cumbersome and time-consuming manipulation can often be carried out twenty to thirty times until a crack-free polished surface is completed.
The exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3 are disadvantageous in the sense already mentioned; the liquid to pasty lapping agent leads to uneven wear of the machining surface and it reaches the overlying spherical edge 16 of the push rods 12, 22 and 32 during machining, which wears out relatively quickly in a ring. The lapping tool, in particular in the angled version 31 according to FIG. 3, is thereby unusable.
It is almost impossible to machine the surfaces of rotating tubes with tools adapted to the radius according to FIGS. 1 and 2, the rotary motion according to arrow 111 also having to be generated in addition to the handling described.
The exemplary embodiments of lapping tools according to FIGS. 4 to 11, which will be described below, no longer have the disadvantages of the lapping tools according to the prior art.
After the ball push rods 44 have been snapped into place in one of the tools according to FIGS. 4 to 10 in a small size that can be carried out in terms of production technology, down to a size that can still be moved by means of a hand-filing machine, these lapping tools can be placed together with the moving hand-filing machine as required without further manipulation of the workpiece surface to be machined and be lifted off. So z. B. the processing of a cavity according to Figure 3 greatly facilitated after the cumbersome manipulation of repeated use and for the purpose of checking the processing progress removal of the tools 31 with tweezers is omitted.
The tools placed on the workpiece surface to be machined, not shown here, according to FIGS. 4 to 9, are guided from the workpiece surface due to their oscillating mounting in the ball sockets, largely independently of the movement of the hand-held hand-filing machine and thus inevitably a constantly changing angular position of the ball push rods 44 .
In contrast to the conventional lapping tools, only the narrow working surfaces 46, 56, 66, 76, 86 and 96 of the tools according to the invention according to FIGS. 4 to 9 are subject to uniform wear, so that their shape retention is maintained until the final wear.
The colored design of the articulated ball sockets 42, 52, 82, 102 and that of the one-piece tools according to FIGS. 6, 7 and 9 made of suitable plastics enables the tools to be correctly assigned to the lapping and polishing pastes identified by a color code, which means that the risk of serious confusion is excluded.
As an example of a possible connection of the parts 41 and 51, the plastic ball sockets 42 and 52 are crimped into the upper edge of the metallic lapping tools 41 and 52 in FIGS. It would also be possible to insert the parts 41 and 51 into an injection mold, in which the ball sockets 42 and 52 are molded in their functional shape.
FIGS. 6 and 7 show lapping polishing tools which correspond in shape to the representations according to FIGS. 4 and 5, but are made in one piece from plastic colored according to the color code of the lapping and polishing lapping pastes. The injection molding tool for the ball socket 42 according to FIG. 4 can be used for its rational production. For this purpose, the flat mold plate, which forms the bottom of the ball socket 45, is replaced by mold plates, into which the cavities 61 and 71 for incorporating the one-piece polishing and lapping tools according to FIGS. 6 and 7 are incorporated. In Figures 6 and 7, the mold parting lines are indicated by lines A - B.
FIG. 8 shows a trough-shaped lapping tool 81 in one possible embodiment for machining both inner and outer round surfaces, as shown in FIG. 11, the ball socket 82 of which can be molded in an injection mold. FIG. 9 shows a polishing tool which can also be produced in one piece from suitable plastic colored in accordance with the color code of the lapping and polishing pastes in the same injection mold which is used to produce the ball socket 82 by not inserting the trough-shaped metal part 81.
With the tools according to FIGS. 8 and 9, the machining of rotating surfaces, as shown in FIG. 11, is possible without difficulty. After the lapping or polishing lapping pastes have been applied and the rotational movement indicated by the arrow 111 started, the corresponding engaged tools according to FIGS. 8 and 9 can be effortlessly put on and off as required with the ball push rod 113 (see FIG. 11) moved by the hand filing machine will. FIG. 10 shows a tool which corresponds in its design and handling to the tool according to FIG. 4, but whose working surface 104 consists of metal-bound hard materials such as diamonds or boron nitrides. In contrast to the lapping tools, no lapping pastes are required.
The narrow working ring 103 of this tool is connected to the tool body 101 and is worked down to the rest. The ball socket 102 is inserted into the tool body 101 from above, into which the ball of a feed rod engages.
The working surfaces 86 and 96 of the lapping tools according to FIGS. 8 and 9, which are shown in FIG. 11 in simultaneous engagement with both the outer and the inner surface of a tube, represent surface-parallel sections of the workpiece surfaces to be machined, so that a full support is guaranteed.