專利名稱：用于磨削空腔的磨削工具和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磨削工具，其具有優(yōu)選地設(shè)計成旋轉(zhuǎn)對稱的盤狀的主體、和用于將該磨削工具安裝在心軸上的軸，其中所述主體包括外側(cè)表面和與所述軸相對的第一端面，并且其中所述側(cè)表面和部分所述第一端面設(shè)有研磨層。
本發(fā)明還涉及一種用于磨削空腔的磨削方法，該空腔優(yōu)選地帶有根切，該方法優(yōu)選地在由玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷制成的工件內(nèi)磨削空腔，尤其用于生成例如由Zerodur制成的輕質(zhì)玻璃陶瓷結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
從日本05069339A的專利文摘中已知上述類型的磨削工具。該已知的磨削工具設(shè)計成壺(pot)狀，該壺的傾斜后表面設(shè)有多個傾斜延伸至空腔內(nèi)的供應(yīng)通道?？涨煌ㄟ^多個通道與壺狀主體的端面連通，這些通道在所述端面中開口從而形成用于氣體或磨削液體的排放口，該氣體或磨削液體通過在磨削工具的與所述端面相對側(cè)上的所述傾斜通道供應(yīng)至由壺狀主體包圍的空腔內(nèi)。
這種磨削工具特別適于表面磨削或磨削空心孔。帶根切的空腔不能用這種磨削工具磨削。
在磨削大的部件，特別是由玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷，例如由Zerodur制成的部件時，目標(biāo)通常是生成輕質(zhì)結(jié)構(gòu)從而減輕這種結(jié)構(gòu)的自身重量。這種由已知為Zerodur的材料制成的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)例如用于天文鏡的生產(chǎn)。在這種情況下，在工件的背離鏡面的后表面上設(shè)有多個根切孔，從而減輕工件的自身重量，同時仍保持鏡體特別穩(wěn)定的形狀。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在，本發(fā)明的目的在于提供用于磨削空腔的磨削工具和方法，通過該磨削工具和方法可以特別容易和省時地生成空腔，特別是帶有生成由Zerodur制成的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)具體需要的類型的根切的孔。
通過上述類型的磨削工具實現(xiàn)該目的，其中側(cè)表面設(shè)有多個通向第一端面的凹口。
由此完全實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
側(cè)表面中的通向第一端面的凹口確保了將磨掉物質(zhì)和磨削液體特別有效地從端面通過凹口遠(yuǎn)離工作位置而運出。
這樣可以在不需將磨削工具從所形成孔撤出以允許運走磨掉物質(zhì)的情況下處理大磨削體積。而是可使用磨削工具直接切入實心塊內(nèi)，以生成相對較深的孔。一旦孔達(dá)到足夠的深度，就可使磨削工具側(cè)向運動，使用磨削工具的側(cè)表面沿側(cè)向逐漸加寬該孔，從而生成帶根切的空腔。于是，側(cè)表面上的凹口一方面用于方便側(cè)向運動，另一方面用于運走磨掉的物質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述主體在所述軸側(cè)包括第二端面，所述側(cè)表面的所述凹口通向該第二端面。
這樣確保了即使在磨削工具的面向其軸的端面用于磨削根切的內(nèi)表面時，也能有效地運走磨掉的物質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一改進(jìn)，所述凹口構(gòu)成為在所述側(cè)表面中的傾斜槽，所述傾斜槽通向至少在一個端面中的凹口。
根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)造，所述主體構(gòu)成為盤狀，并且所述凹口設(shè)有在所述第一端面中徑向延伸并與所述側(cè)表面中的所述傾斜凹口連通的槽。
該布置確保了特別有利地將磨掉物質(zhì)從磨削工具的中央?yún)^(qū)域通過磨削工具的側(cè)表面朝其邊緣向后部移除。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述徑向延伸凹口通向中央凹口。
這同樣改善了將磨掉物質(zhì)從磨削位置移除。
本發(fā)明的附加改進(jìn)提供了在所述第一端面中設(shè)置扇形凹口。
在該實施例的又一改進(jìn)中，至少一些所述扇形凹口通過沿周向延伸的連接通道與所述徑向延伸凹口連通。
這一方面改善了第一端面上的磨削效果，另一方面同時確保了改善磨掉物質(zhì)的移除。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，在所述側(cè)表面中以規(guī)則的角間距設(shè)置多個凹口，優(yōu)選為六個凹口，每個凹口都與所述第一端面中的所述徑向延伸凹口連通。
根據(jù)該實施例的另一改進(jìn)，所述側(cè)表面中的凹口通向所述第二端面中的圓環(huán)狀凹口。
該特征確保了尤其是當(dāng)通過第二端面從內(nèi)部磨削剩余凸緣(remaining flange)時，提高磨掉物質(zhì)的饋送率并改善磨掉物質(zhì)的移除。
根據(jù)本發(fā)明的一個有利的進(jìn)一步改進(jìn)，所述側(cè)表面中的凹口以相對于所述第一端面優(yōu)選在10°和60°之間，最優(yōu)選在20°和40°之間的銳角延伸。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過側(cè)表面中的凹口的這種布置，可實現(xiàn)磨掉物質(zhì)特別良好的饋送率并特別有效地移除磨掉物質(zhì)。
優(yōu)選地，所述磨削工具的研磨層構(gòu)成為金剛石層。
這樣在加工玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷材料時尤為有利。
在根據(jù)本發(fā)明的磨削方法中，使用根據(jù)本發(fā)明的磨削工具在實心塊內(nèi)磨削空腔。使磨削工具側(cè)向運動提供了一種生成帶有根切的均勻空腔的有利方式。
優(yōu)選地，以這樣的方式驅(qū)動所述磨削工具，以使得磨削工具的側(cè)表面中的傾斜凹口從第二端面朝第一端面沿轉(zhuǎn)動方向延伸。
這樣確保了特別有效地將磨掉物質(zhì)從工作位置移除。
應(yīng)理解的是，本發(fā)明的上述特征和將在以下說明的特征不僅可用在所示的相應(yīng)組合中，而且在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以用在其它組合中或單獨應(yīng)用。


從以下參照附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例的描述中將清楚本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，在附圖中圖1表示根據(jù)本發(fā)明的磨削工具的立體圖，具體示出了與軸相對的第一端面以及側(cè)表面；圖2表示圖1的磨削工具從斜后方看的立體圖，其中可看見側(cè)表面和后部第二端面(相對于圖1稍稍放大)；圖3表示用于生成輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的工件的俯視圖，其中構(gòu)造了多個帶根切的空腔；以及圖4表示穿過圖3的工件的剖面，其中可看見并排布置的空腔，示出了根據(jù)本發(fā)明的磨削工具處于磨削過程的不同階段。
具體實施例方式
在圖1和圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的磨削工具，并大體上由附圖標(biāo)記10表示。
磨削工具10包括軸14，該軸用于將該工具安裝在磨削心軸上，并且盤狀主體12例如通過焊縫38而緊固在該軸上(對比圖2)。主體12包括在其背離軸14的一側(cè)的第一端面20、以及在其面向軸14的一側(cè)的第二端面34。柱形側(cè)表面18在這兩個端面20、34之間延伸。
在側(cè)表面18中以規(guī)則的角間距設(shè)有呈槽形式的總共六個傾斜凹口22，這些傾斜凹口通向第一端面20中的徑向延伸凹口24。另外，凹口22還通向第二端面34中的圓形凹口36。凹口22、第一端面20和第二端面34分別在它們之間包圍近似30°大小的銳角。在第一端面20中的徑向延伸凹口24成形為通向第一端面20中的中央圓形凹口32的槽。
另外，在第一端面20中設(shè)有總共六個扇形凹口26，每個凹口26都通過沿周向延伸的連接通道28與相關(guān)的徑向凹口24連通。這些凹口24在它們面向中央凹口32的一側(cè)由中央圓形區(qū)域30界定，并且通過隆起凸緣28與相應(yīng)的相關(guān)徑向凹口24分開，該隆起凸緣同樣具有圓扇形形狀。
除了中央圓形區(qū)域30之外，第一端面20的所有隆起部分都設(shè)有金剛石磨削層。金剛石磨削層也在整個側(cè)表面18和第二端面34的隆起部分上延伸。
因此第一端面20的隆起部分用作磨削表面，當(dāng)磨削進(jìn)入實心塊中、例如用于生成一孔時，可通過該磨削表面有效地移除磨掉物質(zhì)。扇形凹口26一方面用于在相鄰?fù)咕壣闲纬赡ミ?，另一方面用于將磨掉物質(zhì)通過連接通道28和徑向凹口24、并最終通過側(cè)表面18中的與它們連通的傾斜凹口22運出至磨削工具10的后部。
一旦在工件表面中磨出一空腔，就可通過磨削工具的相應(yīng)側(cè)向運動而逐漸形成帶根切的空腔。在該過程中，即使在用第二端面34工作時，仍然可以將磨掉物質(zhì)接收在第二端面34的凹口36中，并且另一方面將其通過側(cè)表面18的傾斜凹口22運出至已經(jīng)磨削的空腔中。
在圖1中用箭頭17表示磨削工具10的轉(zhuǎn)動方向(逆時針方向)。優(yōu)選地這樣選擇，以使得側(cè)表面18中的凹口22從第二端面34朝著第一端面20沿轉(zhuǎn)動方向17延伸。
這樣確保了將磨掉物質(zhì)從第一端面20處的工作位置有效地移除。
圖3示出了由Zerodur(Schott AG銷售的熱膨脹近似為零的鋰鋁硅酸鹽玻璃陶瓷)制成的、大體由附圖標(biāo)記40表示的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的圖示。使用根據(jù)本發(fā)明的磨削工具在工件40的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)中生成以蜂巢式布置設(shè)置的多個空腔。各空腔42包括中央圓形開口44，空腔42在該開口44下方被側(cè)向加寬，從而形成帶根切的空腔42。如圖3圖解所示，空腔42的外輪廓呈帶有倒圓側(cè)邊緣的近似六邊形狀，其倒圓半徑由所用磨削工具的外周預(yù)先確定。
圖4圖解示出了如何使用根據(jù)本發(fā)明的磨削工具10生成這樣的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)40。首先使用根據(jù)本發(fā)明的磨削工具10在實心塊中磨削一空腔，直到到達(dá)空腔42的所需深度。然后可通過使磨削工具10側(cè)向運動而逐漸形成六邊形空腔42?？涨?2通過剩余凸緣46而保持與工件40的外表面48隔開。
圖4在其左側(cè)示出了磨削工具10的第一位置。該圖的中央?yún)^(qū)域表示由10′表示的磨削工具10，該磨削工具處于在所生成根切的區(qū)域中磨削剩余凸緣46的內(nèi)表面的過程中。圖4右側(cè)的細(xì)節(jié)示出了使用磨削工具10″來磨削空腔42底部的過程。
例如在天文鏡的生產(chǎn)中，與表面48相對的未受干擾的外表面50可例如用于生成鏡面。
權(quán)利要求
1.一種磨削工具，其具有優(yōu)選地設(shè)計成旋轉(zhuǎn)對稱的盤狀的主體(12)、和用于將該磨削工具(10)安裝在心軸上的軸(14)，其中所述主體(12)包括外側(cè)表面(18)和與所述軸(14)相對的第一端面(20)，并且其中所述側(cè)表面(18)和部分所述第一端面(20)設(shè)有研磨層，所述磨削工具的特征在于，所述側(cè)表面(18)設(shè)有通向所述第一端面(20)的多個凹口(22)。
2.如權(quán)利要求1所述的磨削工具，其特征在于，所述主體(12)在所述軸(14)側(cè)包括第二端面(34)，所述側(cè)表面(18)的所述凹口(22)通向該第二端面(34)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的磨削工具，其特征在于，所述凹口(22)構(gòu)成為所述側(cè)表面(18)中的傾斜槽，所述傾斜槽通向至少在一個端面(20，34)中的凹口(24，36)。
4.如權(quán)利要求3所述的磨削工具，其特征在于，所述主體(12)構(gòu)成為盤狀，并且所述凹口(24)設(shè)有在所述第一端面(20)中徑向延伸并與所述側(cè)表面(18)中的所述傾斜凹口(22)連通的槽。
5.如權(quán)利要求4所述的磨削工具，其特征在于，所述徑向延伸凹口(24)通向中央凹口(32)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的磨削工具，其特征在于，在所述第一端面(20)中設(shè)有圓扇形凹口(26)。
7.如權(quán)利要求6所述的磨削工具，其特征在于，至少一些所述圓扇形凹口(26)通過沿周向延伸的連接通道(28)與所述徑向延伸凹口(24)連通。
8.如上述權(quán)利要求中任一項所述的磨削工具，其特征在于，在所述側(cè)表面(18)中以規(guī)則的角間距設(shè)置有多個凹口(22)，優(yōu)選為六個凹口(22)，每個凹口(22)都與所述第一端面(20)中的所述徑向延伸凹口(24)連通。
9.如上述權(quán)利要求中任一項所述的磨削工具，其特征在于，在所述側(cè)表面(18)中以規(guī)則的角間距設(shè)置有多個凹口(22)，所述凹口(22)通向所述第二端面(34)中的圓環(huán)狀凹口(36)。
10.如上述權(quán)利要求中任一項所述的磨削工具，其特征在于，所述側(cè)表面(18)中的所述凹口(22)以相對于所述第一端面(20)優(yōu)選在10°和60°之間，最優(yōu)選在20°和40°之間的銳角延伸。
11.如上述權(quán)利要求中任一項所述的磨削工具，其特征在于，所述研磨層構(gòu)成為金剛石層。
12.一種用于磨削空腔(42)的方法，該空腔優(yōu)選地帶有根切(46)，該方法優(yōu)選地在由玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷制成的工件內(nèi)磨削空腔，尤其用于生成輕質(zhì)玻璃陶瓷結(jié)構(gòu)，所述方法包括用根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的磨削工具來磨削工件的步驟。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，以這樣的方式驅(qū)動所述磨削工具，以使得磨削工具(10)的側(cè)表面(18)中的傾斜凹口(22)從第二端面(34)朝向第一端面(20)沿轉(zhuǎn)動方向(17)延伸。
全文摘要
公開了一種磨削工具，其包括優(yōu)選地設(shè)計成旋轉(zhuǎn)對稱的盤狀的主體(12)、和用于將該磨削工具(10)安裝在心軸上的軸，其中所述主體(12)包括外柱形表面(18)和背離所述軸(14)的第一前端面(20)，并且其中所述柱形表面(18)和部分所述第一前端面(20)覆有磨削材料，其中所述柱形表面(18)包括通向所述第一前端面(20)的多個凹口(22)。該磨削工具(10)可有利地用于在由玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷制成的工件上制造帶根切的空腔。
文檔編號B24B19/00GK1836840SQ20061006529
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月22日
發(fā)明者阿明·托馬斯, 漢斯-喬基姆·諾瓦克, 拉爾夫·賴特爾, 托馬斯·沃納 申請人:肖特股份公司