DE3223988A1 - Verfahren zum herstellen eines formenschleifwerkzeugs - Google Patents

Description

• "Verfahren zum herstellen cines Formenschleifwerkzeugs"
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Formenschleifwerkzeugs durch Abformen eines Modells mit einer Masse, die Schleifkorn und ein nach dem Abformen aushärtendes Kunstharz enthält. Derartige Verfahren sind bekannt; man verwendet sie, um z.B. Schleifwerkzeuge zum Herausschleifen von Elektroerosionselektroden aus Graphitblöcken anzufertigen.
• Derartige Verfahren sind in der DE-OS 24 74 842 offenbart.
• üblicherweise mischt man Schleifkorn, etwa Siliciumkarbid der Körnung 100, mit Epoxidharz. Das letztere muß die Schleifkornpartikel sicher verankern, und deshalb wählt man das Mischungsverhältnis derart, daß die Partikel von dem Harz vollständig umhüllt sind. Nach dem Aushärten des Schleifkörpers muß deshalb die Schneide der Schleifkornpartikel freigelegt werden, damit der Schleifkörper überhaupt einen Abtrag bewirken kann, was üblicherweise durch Druckstrahlen erfolgt. Diese Arbeit erfordert viel Handfertigkeit und Aufmerksamkeit, weil bei zu starken Druckstrahlen die Konturen des Schleifkörpers verwaschen und sogar beschädigt werden können, so daß die Graphitelektrode und schließlich das mit ihr erodierte Werkzeug in unzulässiger Weise än Maßhaltigkeit verliert.
• Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen so auszubilden, daß der Arbeitsgang des Freilegens der Schleifkornpartikel am im übrigen fertigen Formenschleifwerkzeug entfallen kann.
• Die gemäß der Erfindung vorgesehene Lösung ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Sie beruht auf den folgenden Gedankengängen: Die Abformmasse enthält so wenig Kunstharz, daß zwar die Schleifkornpartikel vollständig benetzt werden, aber die entformte Oberflache, spätere Wirkoberfläche, nicht glatt ist, sondern Kammern (Poren) in der Größe der Schleifkörner enthält, die den abgetragenen Graphit kurzfristig aufnehmen können, in dem Sinne, daß mit einem solchen Körper geschliffen werden kann. Der jedes Schleifkorn umhüllende sehr dünne Kunststoff wird an den Spitzen der Schleifkörner, die sich im Schleifprozess befinden, rasch verschleißen, so daß die scharfen Schleifkörner den Graphit zerspanen. Die feucht-krümelige Masse erlaubt aber gleichwohl das Abformen, da das verwendete Kunstharz thixotrop ist, d.h., durch mechanische Belastung zum Fließen gebracht werden kann; wenn also das Modell relativ komplizierte Gestalt aufweist, kann man durch Rütteln und/oder Pressen alle Konturen sauber ausformen. Alternativ kann man auch ein dem aus der Gießerei bekannten "KeEnschießen" ähnliches Verfahren anwenden.
• Der nach dem Aushärten vorliegende Formenschleifwerkzeug-Rohling schleift zwar, doch fehlt es ihm an mechanischer Festigkeit, so daß er leicht ausbrechten könnte, weil die Kunstharzbrücken zwischen den einzelnen Schleifkornpartikeln sehr schwach sind. Insgesamt ist der ausgehärtete Rohling porös. Um ihn an der Wirkoberfläche zu verfestigen, d.h., stärkere Kunstharzbrücken zwischen den einzelnen Schleifkörnern zu schaffen, trägt man weiteres Kunstharz auf, das dann durch Kapillarwirkung in die Poren eindringt.
• Wenn die Konsistenz des Harzes entsprechend gewählt wird, werden die Poren (Spankammern) nicht von dem Harz geschlossen, sondern es bilden sich nur stärkere Kunstharzbrücken aus.
• Zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen definiert.
• Anhand eines Beispiels soll der Verfahrensablauf im einzelnen geschildert werden.
• BEISPIEL Als Schleifkorn wird Normalkorund der Körnung K 60 eingesetzt. Als Kunstharz verwendet man das von der Firma Duroplast, Neustadt/Wied, angebotene Epoxidharz vom Typ "MZ".
• 50 Gew.-Teile der Harz-Binderkomponente werden mit 50 Gew.-T. eines Verdünnungsmittels, z.B. Aceton oder Nitroverdünnung o.a., vermischt und auf etwa 300 C erwärmt, und diese Mischung wird mit auf etwa 400 C vorgewärmtem 500 Gew.-T. Schleifkorn gut durchgemischt. Aus der Mischung läßt man das Verdünnungsmittel ausdampfen, was dadurch leicht überwachbar ist, daß die Gewichtsabnahme der Masse beobachtet wird.
• Danach oder gleichzeitig werden 20 Gew.-Teile der Harz-Härterkomponente (Typ Z=langsam) mit 10 Gew.-Teilen Verdünnungsmitel (aceton o.a.) sowie 200 Gew.-Teilen Schleifkorn in gleicher Weise wie oben für die Binderkomponente durchmischt, und der Verdünner wird ausgetrieben.
• Die beiden Ansätze werden nun miteinander im Rührwerk durchmischt; sollte die Konsistenz noch zu feucht sein, kann man,solange die Masse noch warm ist, durch Zugabe von Schleifkorn, das mit Verdünnungsmitteln benetzt ist, nachbessern. Wegen der thixotropen Eigenschaften der Masse läßt sich dann noch eine gute Durchmischung erreichen.
• Nach Abformen des Modells mit der so hergestellten Abformmasse unter Rütteln bzw. Eindrücken läßt man die Masse im Modell aushå; an, das vorher mit Trennwachs in üblicher Weise behandelt worden war. Nach dem Hinterfüllen der Schleifschicht in üblicher Weise nimmt man die Entformung nach ca. 10 Stunden Aushärtezeit vor.
• Der entstehende Schleifwerkzeugrohling wird nun mit unverdünntem Kunstharz, in diesem Fall dem gleichen Epoxidharztyp,eingestrichen, wie es für die Abformmasse verwendet wurde. Allerdings ist ein Härter vom Typ S" oder "LS" ebenso brauchbar wie Härter "L", je nach Anforderung des späteren Schleifprozesses. Das flüssige Harz wird von dem Rohling gewissermassen aufgesogen, so daß die außenliegenden Schleifkornpartikel freibleibenrund mit dem Werkzeug, nachdem das eingesickerte Harz abgebunden hat (ca. 4 Std.), kann sofort ohne vorheriges "Anschärfen" durch Drucksbahlen gearbeitet werden.

Claims (9)

1. Ansprüche Verfahren zur Herstellung eines Formenschleifwerkzeuges durch Abformen eines Modells mit einer Masse, die Schleifkorn und ein nach dem Abformen aushärtendes Kunstharz enthält, dadurch gekennzeichnet, daß - Schleifkorn und Kunstharz unter vollständiger Benetzung aller Schleifkornpartikel zu einer feucht-krümeligen Abformmasse gemischt und damit das Modell abgeformt wird, - nach dem Aushärten und Hinterfüllen der so entstandene poröse Rohling entformt und - der Rohling auf der Wirkoberfläche mit flüssigem Kunstharz beschichtet wird, das dabei durch Kapillarwirkung in den Rohling eindringt und diesen nach dem Aushärten zu dem fertigen Formenschleifwerkzeug verfestigt.
2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Schleifkorn zu vermischende Kunstharz durch Zusatz eines Verdünnungsmittels in seiner Benetzungsqualität gesteigert wird und nach dem Durchmischen das Verdünnunqsmittel ausgetrieben wird.
3. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-zeichnet, daß für die Mischung mit dem Schleifkorn und für das Beschichten des Rohlings Kunststoffe mit entsprechend abgestimmter Schlagzähigkeit verwendet werden.
4. 4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichntt, daß für die Mischung mit dem Schleifkorn und für das Beschichten des Rohlings Epoxidharz eingesetzt wird.
5. 5) Verfahren nach Anspruch 4, soweit auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, daß die Binderkomponente des Harzes mit Verdünnungsmittel gemischt wird, dann mit dem Schleifkorn gemischt wird, und diese Masse mit der ebenfalls verdünnten und mit Schleifkorn gefüllten Härterkomponente gemischt wird.
6. 6) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten und das Schleifkorn vor dem Durchmischen vorgewärmt werden.
7. 7) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifkorn mit Verdünner benetzt wird, bevor es mit Kunststoff vermischt wird.
8. 8) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abformmasse in die Modellhohlräume eingerüttelt und/oder eingepreßt wird.
9. 9) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzbindung durch Variation der Härterkomponente auf den Schleifprozess abgestimt wird.