特許 7621250 被加工物を機械加工するための、ディスク形状のツール及び方法、切削デバイス、並びに、被加工物上の表面構造を生成するための、切削、研削、及び研磨ディスクの使用

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-16

(45)【発行日】2025-01-24

(54)【発明の名称】被加工物を機械加工するための、ディスク形状のツール及び方法、切削デバイス、並びに、被加工物上の表面構造を生成するための、切削、研削、及び研磨ディスクの使用

(51)【国際特許分類】

   B23D 61/02 20060101AFI20250117BHJP

   B24D 5/12 20060101ALI20250117BHJP

   B24D 5/10 20060101ALI20250117BHJP

   B24D 5/00 20060101ALI20250117BHJP

   B24D 7/00 20060101ALI20250117BHJP

【ＦＩ】

B23D61/02 Z

B24D5/12 Z

B24D5/10

B24D5/00 T

B24D7/00 P

B24D7/00 T

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2021526454

(86)(22)【出願日】2019-11-13

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-18

(86)【国際出願番号】 DE2019000296

(87)【国際公開番号】W WO2020098852

(87)【国際公開日】2020-05-22

【審査請求日】2022-11-11

(31)【優先権主張番号】102018008920.8

(32)【優先日】2018-11-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】507126856

【氏名又は名称】クリングスポール アーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】ヴィットマン，アーミン

(72)【発明者】

【氏名】フェリング，ジョナス

(72)【発明者】

【氏名】エーレンツ，トビアス

(72)【発明者】

【氏名】ロバート，ディエトマール

【審査官】中川 康文

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－１２７０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３２８９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１４３６５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５８－０５９５６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５７－１５７４６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表２０１３－５４４６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２８９１３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０６６３２１３１（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許第０６１０２７７７（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第０４９６２７４８（ＵＳ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１９７３４７９３（ＤＥ，Ａ１）

【文献】独国特許発明第００８９０９１１（ＤＥ，Ｃ１）

【文献】国際公開第１９９９／０５８３００（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｄ ４５／００－６５／０４

Ｂ２４Ｄ ３／００－９／００

Ｂ２４Ｂ ２１／００－３９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

細長く、静置されておりかつクランプされた被加工物の、回転（Ｄ）切削のためのディスク形状の分離ツールにおいて、前記回転（Ｄ）切削が、回転軸に対する、前記分離ツールの径方向の送出（ＶＲ）において、少なくともほぼ、前記クランプされた被加工物の方向において行われる、ディスク形状の分離ツールであって、
１．１ 前記分離ツールの径方向外側周辺領域（３）における粒状の砥粒から成る分離ブレード（５）と、
１．２ 前記周辺領域（３）に対する径方向内側領域における、対向する２つのディスクフランク（４）と、
１．３ 径方向内側の軸方向取付開口部（７）と、を含み、
１．４ 前記分離ツールが、規定された可撓性を有する、分離－研削－研磨ディスク（１）として形成され、
１．４．１ 前記分離ツールが、外側に径方向に配列された前記分離ブレード（５）を介して回転軸に沿って前記径方向の送出（ＶＲ）に対して少なくともほぼ直交してクランプされた前記被加工物の回転（Ｄ）切削のためのものであり、
１．４．２ 前記分離ツールが、研削剤及び任意の研磨剤（６、２０、２１、２２）が少なくとも部分的に適用されている前記ディスクフランク（４）を使用する回転研削のためのものであることを特徴とする、ディスク形状の分離ツール。

【請求項2】

動作時に軸方向の振動を起こすことを特徴とする、請求項１に記載のディスク形状の分離ツール。

【請求項3】

合成樹脂マトリックスを使用する複合材料、又は規定された粒子の分離剤を既に含有している複合材料からなるディスク形状の基部本体（２）を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のディスク形状の分離ツール。

【請求項4】

径方向の作業方向（ＶＲ）に作用する、前記分離ブレード（５）を有している少なくとも１つの領域と、軸方向の作業方向（ＶＡ）に作用する少なくとも１つの研削領域とを含み、
分離を担う研削粒子の摩耗結合材料が、前記分離ブレード（５）として使用され、径方向の摩耗が、概して、動作中のマシンのツール保持器まで可能であることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載のディスク形状の分離ツール。

【請求項5】

前記軸方向の作業方向（ＶＡ）に作用する少なくとも１つの研削領域は、研磨剤（６）を含む、請求項４に記載のディスク形状の分離ツール。

【請求項6】

前記研削剤が、より細かい粒子またはぎざぎざを有し、あるいは前記分離ブレード（５）よりも材料除去が少なくなるように設計され、及び／又は、前記２つのディスクフランク（４）のうちの少なくとも１つが、径方向外側から径方向内側にかけて、前記径方向外側周辺領域（３）における材料厚さに比べて、１つ以上のステップにおいて、肥厚化されていることを特徴とする、請求項１～５のいずれかに記載のディスク形状の分離ツール。

【請求項7】

径方向外側から径方向内側にかけて、まず研削領域が配列され、少なくとも徐々に前記径方向内側に向けて、又は前記径方向内側において、前記ディスクフランク（４）の少なくとも１つの上に研磨表面が配列されていることを特徴とする、請求項１～６のいずれかに記載のディスク形状の分離ツール。

【請求項8】

幾何学的に不確定な異なるツールブレード及び／又は異なる粒子の材料が、前記周辺領域（３）において、及び、前記ディスクフランク（４）の少なくとも１つの上において、配列されていることを特徴とする、請求項１～７のいずれかに記載のディスク形状の分離ツール。

【請求項9】

少なくとも１つの摩耗表示器（４１～４４）を含むことを特徴とする、請求項１～８のいずれかに記載のディスク形状の分離ツール。

【請求項10】

前記摩耗表示器（４１～４４）は、異なる色が出現するか、又は見てとれるようになることで、摩耗を視覚的に示す、請求項９に記載のディスク形状の分離ツール。

【請求項11】

幾何学的に不確定な分離ブレード（５）を有するディスク形状の分離ツールを使用して、軸方向に細長い被加工物を加工するための、径方向の分離方法であって、
前記分離方法が、請求項１～１０のいずれかに記載のディスク形状の分離ツールにより実施され、クランプされた被加工物の切削及び／又は研磨が、前記分離ツールの、単一の、厳密に径方向の送出運動中に行われることを特徴とする、径方向の分離方法。

【請求項12】

前記軸方向に静置されている回転分離ツールの横方向の撓みが、前記分離ツールを、横方向に取り付けられた少なくとも１つの研削及び又は／研磨表面（６、２０、２１、２２）により、加工されるべき前記被加工物と、研削及び／又は研磨により軸方向に有効接触させることを特徴とする、請求項１１に記載の径方向の分離方法。

【請求項13】

動作速度で回転している前記分離ツールがその外周（３）又はその分離ブレード（５）で前記径方向の送出（ＶＲ）において被加工物に触れるとすぐに、前記分離ツールの組み合わされた幾何学的及び運動学的特性が、前記分離ツールの横方向の撓みをもたらすことを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の径方向の分離方法。

【請求項14】

前記横方向の撓みの総計が、前記分離－研削－研磨ディスク（１）の幅の約１０パーセントであることを特徴とする、請求項１３に記載の径方向の分離方法。

【請求項15】

前記分離－研削－研磨ディスク（１）の動作速度が、前記分離－研削－研磨ディスク（１）の固有振動数のうちの１つの倍数に対応する値を有することを特徴とする、請求項１１～１４のいずれかに記載の径方向の分離方法。

【請求項16】

前記ディスクフランク（４）の肥厚化が、前記研削剤及び任意の研磨剤（６、２０、２１、２２）の軸方向係合を支援することを特徴とする、請求項１１～１５のいずれかに記載の径方向の分離方法。

【請求項17】

摩耗表示器（４１～４４）が、残存利用能力を示すことを特徴とする、請求項１１～１６のいずれかに記載の径方向の分離方法。

【請求項18】

前記摩耗表示器は、異なる色が出現するか、又は見てとれるようになることで、摩耗を視覚的に示す、ことを特徴とする、請求項１７に記載の径方向の分離方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１及び６のそれぞれのプリアンブルに明記されるような被加工物を機械加工するための、特に被加工物の同時かつ並列の機械加工のためのツール及び方法、請求項１０に記載の切削デバイス、並びに請求項１２に記載の使用に関する。

【背景技術】

【0002】

被加工物を機械加工するために、例えば、静置式の又は移動式のデバイスにおいて使用される回転ツールという手段により、切削及び分離プロセスが実施される。切削マシンのあり得る一実施形態として、本明細書においては、ＤＥ２０２０１６１０２２６８Ｕ１が言及されている。

【0003】

切削及び分離プロセスが実施された後に、結果的に得られる切削表面は、切削又は分離プロセスから生じた表面特徴を有している。分離及び切削ツールは、高い切削性能が得られるように主として設計されており、相応に粗い切削刃先により、高表面粗さ、バリ、及び、温度により生じた材料損傷、を有している切削表面を生成することが多い。多くの用途において、切削又は分離プロセスから生じた切削表面の表面品質は、プロセスの結果として生成された切削表面を、より細密に検査しなければならない研究室の要件を満たさない。工業用の生成においても、例えば、切削された被加工物のさらなる処理について、清浄であってかつバリのない切削表面が求められ、これらの被加工物は、いかなる種類の損傷もできる限り免れているべきである。例えば、研削又は研磨プロセスにおいては、関連する切削表面のさらなる処理が、通常、依然として必要である。試料作製中における個々の影響は、目下、ほとんど避けられない。

【0004】

以下の説明において、ディスク形状の回転ツールの軸方向の作業方向における表面品質を高めるための、あり得る処理ステップを、「研削」と一括して称する。径方向の作業方向における切削及び分離プロセスを、「切削」と称する。

【0005】

一般的な方法によると、例えば、絶縁ケーブルが一定長さに切削されるとき、切削プロセス及び研削プロセスは、連続する動作において異なるツールを用いて実施されるが、その理由は、切削プロセス及び研削プロセスの各々が、ツール構造と、稼働中のツールによる除去率と、に異なる要望を課すためである。各プロセスについては、通常、特別なマシンツールが使用される。被加工物の変更又は手動の研削プロセスが生じる。

【0006】

回転ツールを使用する切削プロセス中に、ツールは、機械加工されるべき被加工物内に、径方向の作業方向に突入する。回転切削ツールが小さな厚さを有しており、そのため、分離切削を実施するのに必要な材料除去が少ないことが望ましい。

【0007】

回転切削ツールとは対照的に、回転研削ツールは通常、軸方向においてより大きな厚さを有する。よって、研削プロセス中にツールの側方表面によって生じる軸方向の力は吸収され、研削プロセス中に、径方向の作業方向において、ツールと被加工物表面との間には、できる限り大きな接触が達成される。ディスク形状の研削ツールの設計についての一例として、本明細書においては、ＤＥ６９６１１７６４Ｔ２が言及されている。

【0008】

ツール上の摩耗の程度は通常、切削又は研削プロセスの開始前にチェックされる。このチェックは、純粋に視覚的なものであることが多く、その結果は、検査者の所感へと主観的に限定されてしまう。現行の機械加工プロセス中に、ツールがその摩耗限度に目下到達している場合、プロセスの中断と、新たなツールを用いたプロセスの再開とを行わなければならない。ツール変更に求められる所定外の時間に加え、機械加工プロセス中に実施されるツール変更は、不均一な作業結果を招く恐れがある。これは、試料の作製と、それに続く、被加工物上の表面解析とに使用されるときに問題となる。

【0009】

ＤＥ１０２０１５２２３４２８Ｂ４は、穏やかな分離切削を行うためのディスク形状の切削ツールを提案しており、穏やかな分離切削は、熱伝導性に乏しい複合材料の切削に特に好適である。ディスク形状の切削ツールの外周上における、専ら径方向に作用する主切削刃先という手段により、切削間隙が生成され、切削間隙はその後、主切削刃先に隣接して配列されており、かつ、部分的に径方向及び部分的に軸方向の方式で作用する、凸状の副切削刃先という手段により拡幅される。材料が除去されるときに生じる高温は、ツール及び被加工物の両方におけるより大きな領域にわたって分散される。切削間隙の生成中に、温度に関連し、かつ、材料に損傷を与える、構造上の変化を経験した切削表面の領域内の被加工物材料は、それに続く切削間隙の拡幅中に、少なくとも部分的に除去される。出願において、ＤＥ１０２０１５２２３４２８Ｂ４に開示される発明は、顕著な温度損傷の少ない切削表面を達成している。

【0010】

ＤＥ１０２０１５２２３４２８Ｂ４に開示されたツールを用いた分離切削の実施に求められる材料除去は、ディスクの周辺領域の特別な幾何学的配置により、従来の切削ディスクを用いた材料除去よりも多い。このことは、金属材料において効率的な分離切削を行うための使用と矛盾する。

【0011】

ＤＥ１０２０１５２２３４２８Ｂ４に開示されたツールが、軸方向の作業方向における表面研削の目的で使用されるべきではないことにも留意されるべきである。

【0012】

ＵＳ６６３２１３１Ｂ１からは、幾何学的に規定されていて交互に設定されている鋸歯を、その外周上に有しており、かつ、その側方表面上にガイド要素が装着されている、鋸刃が知られている。この発明によると、ガイド要素は、分離切削幅を越えて軸方向に突出しない。したがって、ガイド要素は、軸方向には研削効果を有し得ないが、被加工物の本体から切削刃先により引き離されているにもかかわらず被加工物に依然として付着しており分離切削内に突き出している破片を、除去することが意図されている。

【0013】

ＷＯ２０１１／０２９１０６Ａ２は、材料を除去する、回転切削又は回転研削ツールのための摩耗表示器について記載しており、摩耗表示器は、ツールに統合された窪み又は隆起を介して、ツールの径方向又は軸方向の摩耗についての情報を提供する。

【発明の概要】

【0014】

示された先行技術に基づき、本発明は、商業的に利用可能であって可搬の又は静置式の切削及び研削マシン上で使用することが可能であり、かつ、切削プロセスという手段により、規定された表面特徴を用いて被加工物の効率的な切削を可能にする、ツール又は機械加工の方法を提供する目的をさらに有する。機械加工品質が保証されるはずである。生成された表面を、同じやり方で、繰り返し再生成することが可能になるはずである。

【0015】

本発明の別の目的は、可能ならば動作の開始前に、ツールの残存利用能力があるうちに当該動作の完全な実施が可能であるか否かに関して、ツールユーザが結論を出すことを可能にする摩耗表示器を含むツールを提供することである。

【0016】

本発明の目的は、それらのそれぞれの特徴を含む独立請求項の主題により達成される。

【0017】

それぞれの従属請求項において、本発明の有利なさらなる開発成果が規定されている。

【0018】

本発明によるディスク形状の切削ツールは、回転軸に少なくともほぼ沿って細長く、静置されておりかつクランプされた被加工物の、回転切削のために提供されており、回転切削が、この回転軸を基準とした径方向の送りにより、少なくともほぼ、直交方向にクランプされた被加工物の方向において、行われる。しかしながら、切削ツールは、切削ツールの径方向外周領域において切削刃先を専ら有しているとは限らない。周方向領域を基準として径方向内側領域において、対向する２つのディスクフランクのうちの少なくとも１つには、少なくとも１つの研削及び／又は研磨剤が供給されている。

【0019】

本発明によるディスク形状のツールは有利にも、商業的に利用可能であって移動式の又は静置式の切削及び研削マシンにおいて使用するために提供されている。電気ケーブル用の試験機関における使用により、かなりの労作が省かれ、研究の情報価値が高まっている。

【0020】

さらに本発明の着想に従うと、本発明による切削デバイスは、試験被加工物の機械加工のための方法であって、つまり、ディスク形状の切削ツールという手段による方法に好適である。ツールの、専ら少なくともほぼ径方向の運動中に、ツールは、同時に、又はまさに連続的にのいずれかにより、特に好ましくは、マシン制御からの単一の送り込み命令中に、連続して分離、研削、及び／又は研磨が行われる。さらに有利な一実施形態によると、摩耗表示器は、残存利用能力、特に、残存切削体積及び／又は残存利用時間を示す。この表示は、特に好ましくは、特に、異なる色が出現するか、又は認識可能になるという点で、特定のレベルを上回るツールの機械的摩耗とは独立して反応する。

【0021】

ツールは、その設計において、温度及びツール疲労といった被加工物の品質を損なう荷重について既に考慮している。

【0022】

摩耗表示器は目下、ツール速度及び送出速度といった、選択されるべきプロセスパラメータについての情報さえも提供する。

【0023】

本発明は、「切削」プロセス、「研削」プロセス、及び、必要な場合、「研磨」プロセスの分離した性能を回避している。セットアップ作業、並びに、それ故にマシン及び人員のコストが節約される。材料を除去するプロセスを伴う作業を行うマシン上へのセットアップ作業は、時間がかかり、かつ、労働集約的であるが、その理由は、例えば、各切り替え中に、被加工物及びツールについての全ての装着表面を、材料切屑及び冷却潤滑剤といった機械加工残留物を取り除いて極めて徹底的に浄化しなければならないためである。マシンツール上へのセットアップ作業は通常、機械加工されるべき被加工物の、可能性としてやはりツール内における位置が、マシンの座標系からシフトされて、かつ、再度探索されなければならないということを生じる。マシンツール上へのセットアップ、スパニング、及びプログラミング作業は、特に本発明による使用を考慮すると、複雑な作業プロセスによるエラーの、特定の潜在性を孕む。

【0024】

被加工物は、切削プロセス後に再加工される必要がある場合、さらなる処理のためにクランピングデバイスによる締結が可能となるように特定の最小サイズを有していなければならない。極めて高価な材料、又は、限られた程度でしか利用可能とならない材料を特に用いる場合、被加工物の最小サイズを維持する必要性は、支持体上への被加工物の締結といった労作の増大に結び付いてしまう。

【0025】

特に好ましい一実施形態において、本発明によるツール、特に、切削－研削－研磨ディスクは、ディスク形状の基部本体を含み、基部本体は、好ましくは、例えば、切削ディスクに類似する合成樹脂マトリックスを使用する複合材料からなる。

【0026】

本発明によるツールは、特に好ましくは、特に、切削－研削－研磨ディスクを含み、切削刃先を有している少なくとも１つの領域は、径方向の作業方向に作用しており、少なくとも１つの研削及び研磨領域は、軸方向の作業方向に作用している。使用されている切削刃先は、好ましくは、幾何学的に不確定であるように、例えば、粒状の砥粒として、設計されている。さらに、本発明によるツール、特に、切削－研削－研磨ディスクは、好ましくは、移動式の及び静置式の切削及び研削マシンの、標準化された通常のツール保持器における締結のために、軸方向に中央内腔を有している。

【0027】

本発明によるツール、特に切削－研削－研磨ディスクの、分離切削の性能のための、径方向の作業方向における送出運動は、使用されるマシン技術の設計に依存して、機械的に又は手動で行うことが可能である。

【0028】

本発明によるツール、特に切削－研削－研磨ディスクには、少なくとも１つのディスクフランク上に、研削及び研磨剤が供給されている。研削及び研磨剤は、軸方向における切削表面の表面品質の、意図された改善を達成することができるように、一方、それと同時に、径方向における効率的な分離機械加工を達成することができるように、切削剤よりも材料除去が少なくなるよう、より細かく、粒状化、粗面化、又は設計されている。

【0029】

本発明によるツールは、その、組み合わされた幾何学的及び運動学的特性により、その有用性を確実にしており、したがって、上記の問題及び限界を何ら有さない。本発明によるツールが、切削プロセス中に径方向の送り込み運動においてその外周で被加工物に触れると、固有のかつ丹念に開発されたいくつかの因子が、両方の軸方向においてディスクの規定された撓みをもたらすが、切削ツール自体はその中心において軸方向に運動しない。このことは、切削間隙の拡幅をもたらし、拡幅は、この解説においては例えば１０％である。したがって、切削間隙が切削ツールの径方向外側の幾何学的配置よりも１０％幅広いことは、慣行的に定まるものである。この１０％幅広い切削間隙において、ディスク側面に適用される研削／研磨層は、効果を生じ、したがって、切削プロセスには関与しない。いずれにせよ、径方向において効果は全く及ばず、分離プロセス自体には全く影響がない。研削／研磨層の材料厚さは、切削間隙の、結果的に得られる拡幅に正確に適合される。したがって、より幅広い切削刃先の必要性がなくなり、そのおかげで、研削／研磨要素は、径方向の切削プロセス中に作用することが可能である。本発明を機能させるための、それらの関与は、目下、軸方向の作用、つまり、研削／研磨において見出される。

【0030】

ディスクのこの軸方向の撓み、及び、それ故に切削間隙の拡幅は、ディスクの特定の特性によって可能になっている。材料特性と、ディスクの幅といった幾何学的特性との組み合わせは、切削ディスクに特定の可撓性を与える。この可撓性は、切削プロセス中に生じるプロセス力が、両方の方向においてディスク幅の約５％までのディスクの軸方向の撓みをもたらすことを可能にする。加えて、切削ディスクの動作速度は、切削ディスクの固有振動数のうちの１つの倍数に対応する値を有する。切削ディスクは、動作時に軸方向の振動を起こし、振動の振幅は、ディスクの厚さの約５％までである。加えて、切削ディスクは平坦ではないが、ディスクの幅の約１０％までの衝撃を有する。この衝撃は、切削間隙の拡幅を付加的に支援する。これらの効果の影響力は、ディスクの中心に向けて拡幅する研削／研磨層によって増大させることが可能である。本発明によるツールの軸方向の撓みをもたらす幾何学的及び運動学的特性をこのように利用することにより、幅広い切削刃先を省くことが可能になる。本発明によるツールを径方向で消費することは、動作中のマシンのツール保持器まで、基本的には可能である。このことは、ツールのより効率的な使用をもたらし、切削プロセスを担う砥粒用に、摩耗しがちな結合材料の使用を可能にする。このことは、正確でしかも効率的な切削を可能にする。本発明によるツールの、記載された軸方向の撓みは、切削ディスク側面に適用された研削／研磨層の、被加工物の切削表面への、軸方向における送り込みももたらす。この送り込みにより、研削及び研磨表面上の摩耗の程度に関係なく、切削表面の清浄な研削／研磨が確実となる。切削表面の研削／研磨プロセスには、マシン制御が何ら求められず、このことは、研削／研磨要素の、切削表面への軸方向の送り込みを可能にする。マシンは、径方向の送出を提供しさえすればよい。

【0031】

本発明によるディスク形状のツールのフランクを、中心に向けて好ましくも肥厚化させることは、処理されるべき切削表面に向けた研削及び研磨手段の軸方向の運動に関し、支援効果を有する。肥厚化は、好ましくは、分離切削の切削表面に対して平行に研削及び研磨表面を保持するために、単一の又は複数個の段階で実施される。肥厚化は、１つ以上の層において実現することが可能である。

【0032】

分離切削を実施しているときに径方向の作業方向における送出運動を行った結果、本発明によるツールは、被加工物内に突入し、本発明によるツールが突入すると、ツールは、研削及び研磨表面と被加工物の少なくとも１つの切削表面との平坦な接触をもたらす。

【0033】

特に好ましい一実施形態において、本発明によるツール、特に、切削－研削－研磨ディスクには、切屑、剥がれ落ちた研削材料、及び／又は冷却潤滑剤の除去の改善のために、少なくとも１つの側面フランクに沿って少なくとも１つの流路が設けられている。

【0034】

さらに好ましい一実施形態において、少なくとも１つのディスクフランク上に存在している少なくとも１つの研削及び研磨領域は、冷却流路なしに設計されている。

【0035】

本発明によるツール、特に切削－研削－研磨ディスクの好ましい一実施形態において、ディスクは、被加工物内におけるツールの深さが増大するにつれて、より一層細かい研削及び研磨剤を接触させるために、また、それ故に、１つの動作でできる限り高い表面品質を達成するために、ディスクの中心に向けて研削及び研磨材料がより細かくなるように提供されている。

【0036】

特に好ましい一実施形態において、本発明によるツール、特に、切削－研削－研磨ディスクには、少なくとも１つの研削及び研磨領域のための光学摩耗表示器が装着されている。少なくとも１つの研削及び研磨領域は、好ましくは、図２から図５に示されるように、複数個の層から成っており、層の数は、ディスクの中心に向けて増大している。個々の層は、個々の色コードで標示されており、色コードは、径方向及び軸方向の両方における摩耗を示す。可視の色コードに基づき、本発明によるツールの、特に切削－研削－研磨ディスクの、現在の摩耗の程度、及び、それ故に、残存能力についても、信頼可能な態様で判定することが可能である。

【0037】

別の好ましい実施形態は、板面の側面上の研削層が摩耗することにより、下にあって、異なる色で彩色された、切削を担う支持層が現れるように、また、それ故に、摩耗を視覚的に示すように、単一の層で設計されるべき摩耗表示器を提供する。ディスクの側面上の、この単層の研削層は、異なる粒度に基づいて、又は、単に異なる色で、ディスクの中心に向けてセグメント化されることも可能である。その後、このような固有のセグメントに径方向の摩耗が到達した場合、摩耗の状態についての結論を出すことも可能である。それ故に、摩耗は、径方向及び軸方向において視覚化することが可能である。

【0038】

さらに好ましい実施形態において、摩耗表示器の他の構成、例えば、音響信号又は電子信号の使用も想定可能である。

【図面の簡単な説明】

【0039】

図面は、以下のものを示す。

【図1】本発明によるツール、特に切削－研削－研磨ディスクの基部本体、切削刃先、並びに、研削及び研磨要素の図を伴う、ディスクフランクの側面図である。

【図2】本発明によるツール、特に切削－研削－研磨ディスクの研削段を示す、ディスクフランクの側面図である。

【図3】本発明によるツール、特に切削－研削－研磨ディスクの層構造を示す、ディスクフランクの側面図である。

【図4】本発明によるツール、特に切削－研削－研磨ディスクの切削刃先と、研削及び研磨構成要素のステップ状構造と、の描写を伴う、外周領域の正面図である。

【図5】本発明によるツール、特に切削－研削－研磨ディスクの分解図であって、切削、研削、及び研磨構成要素の摩耗を表示するための色コードの描写を伴う側面図における分解図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

上に列挙された図面を参照して、本発明を以下に詳細に解説する。図１は、側面図において、本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクの特に好ましい一実施形態を示す。好ましくは複合材料で形成されている基部本体２であって、商業的に利用可能な切削ディスクと同様に、規定された粒度の切削剤を既に含有しており、それ故に、外周エリア３上に幾何学的に規定されていない切削刃先５を有している、基部本体２が、明瞭に示されている。静置式の又は移動式の切削及び研削マシンの、標準化されたツール保持器内において、本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクを締結するために、基部本体２における軸方向の中央に、締結内腔７が設けられている。

【0041】

特に好ましい一実施形態において、基部本体２のディスクフランク４の１つの側面上に、研削及び研磨表面６が適用されている。これらの研削及び研磨表面６により、被加工物の切削表面が、分離切削の実行のため、同時に再加工されることが可能になる。分離切削は、ディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクの外周領域３上の切削刃先５という手段により、図２及び図４に示される径方向の作業方向ＶＲにおいて実施される。径方向の作業方向ＶＲにおける送りは、使用される切削又は研削マシンの設計に依存して、手動で又は機械的に行うことが可能である。

【0042】

第１の特に好ましい実施形態において、切削、研削、及び研磨領域から切屑又は冷却剤を除去するための流路８が明瞭に示されている。本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクの特に好ましい一実施形態において、流路８は、外周領域３に向けて径方向に、ディスクフランク４に沿って通っている。流路８は、好ましくは、径方向の送り方向ＶＲにおける運動中の流路８の閉塞を回避又は少なくとも低減するために、回転Ｄの方向に対して傾斜している。

【0043】

第２の特に好ましい実施形態において、本明細書においては示していないが、本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクは、流路８なしで設計されている。

【0044】

さらに特に好ましい実施形態において、本明細書においては示していないが、本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクは、流路を有して及び流路なしで、単層の研削／研磨要素を伴って設計されている。

【0045】

図２は、ディスクフランク４の側面図において、本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクの研削段の描写を示す。本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクには、少なくとも１つのディスクフランク４上に、研削及び研磨剤が供給されている。研削及び研磨剤は、切削表面の表面品質の、意図された改善を達成することができるように、切削刃先５よりも材料除去が少なくなるよう、より細かく、粒状化、粗面化、又は設計されている。

【0046】

図１に示されるような、本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクの研削及び研磨表面６を、図４に示される軸方向の作業方向ＶＡにおける係合状態にするために、係合用に提供された、ディスク形状のツールの少なくとも１つのフランク４の肥厚化であって、好ましくは、ツール１の、プロセス関連の振動という手段により達成される肥厚化は、示される実施形態において、支援効果を有する。肥厚化は、好ましくは、分離切削の切削表面に対して平行に研削及び研磨表面６を保持するために、単一の又は複数個の段階４０で実現されている。軸方向の作業方向における運動は、ディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクの振動であって、プロセスに典型的な軸方向の振動、により増幅される。

【0047】

第１の研削及び研磨段１０の表面と、第２の研削及び研磨段１１の表面と、を画定する目盛４０が視認できる。本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクの特に好ましい一実施形態において、切削刃先５の粒度又は粗面化は、研削及び研磨段１０、１１の表面の粒度又は粗面化よりも粗い。第２の研削及び研磨段１１の表面の粒度又は粗面化は、特に好ましくは、第１の研削及び研磨段１０の表面の粒度又は粗面化よりも細かい。

【0048】

径方向の送出方向における分離切削の最中に、第１の研削及び研磨段１０の表面はまず、分離切削の少なくとも１つの切削表面に係合して、少なくとも１つの分離切削表面を再加工する。ディスク形状のツール１、特に分離－研削－研磨ディスクを径方向の作業方向ＶＲに進めることにより、第２の研削及び研磨段１１の表面もまた係合して、分離切削の少なくとも１つの表面の研削及び研磨プロセスを、所望の表面品質にまで進めて完了させる。

【0049】

図２は、第１の及び第２の研削及び研磨段の、陰影を付けたエリアに加えて、研削及び研磨プロセスにおいて当初は係合されない流路８の、点を付した表面１２と、白い領域として示される、基部本体２の露出領域と、を示している。

【0050】

本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクのさらに好ましい実施形態は、より多くの数の、又はそれどころか、より少ない数の、異なる研削及び研磨段を有して設計されることが可能である。

【0051】

図３は、ディスクフランク４の側面図において、本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクの特に好ましい一実施形態の層構造の描写を示す。

【0052】

示される特に好ましい実施形態において、全部で３つの層の研削及び研磨剤２０、２１、２２が、糊付けにより、紙やすり状の形で基部本体２に適用される。本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクの代替的実施形態であって、研削及び研磨剤層２０、２１、２２の構造が、異なる方法、例えば、噴霧という手段により実現される代替的実施形態もまた、想定可能である。

【0053】

点を付した領域は、基部本体２に適用された第１の研削層２０という単一の層３０を識別する。

【0054】

実線と点線とが交互に付された領域は、基部本体２に適用された第１の研削層２０及び第２の研削層２１という二層の層３１を識別する。

【0055】

連続線で陰影を付けた領域は、３つの研削層２０、２１、２２からなる三層の層３２を識別する。

【0056】

単一の層３０、二層の層３１、及び三層の層３２が径方向の送出方向ＶＲに対して平行にアライメントされた状態で、単一の層３０から二層の層３１、三層の層３２へと、研削及び研磨剤層の厚さが増大することにより、認識可能な段階４０がもたらされる。

【0057】

ディスクの使用は、研削層２０、２１、２２の劣化を招くものである。外周領域３に始まって、径方向の外側にある層が除去されると、下にあるそれぞれの層が現れ、そのため、軸方向の作業方向及び径方向の作業方向の両方において、本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクが摩耗するまで、研削段１及び２ １０、１１の所望の並びが保たれる。

【0058】

図４は、本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクの、切削刃先５（図示せず）を有している外周領域３と、研削及び研磨層２０、２１、２２の構造を有している基部本体２と、の縮尺通りではない正面図を示す。研削及び研磨剤構造の、一層の層３０、二層の層３１、及び三層の層３２が明瞭に示されている。層３０、３１、３２は、段階４０により、互いに明瞭に分離されている。

【0059】

径方向の送出方向ＶＲ及び軸方向の送出方向ＶＡは、矢印によって例示されている。

【0060】

図５は、本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクの分解図を、特に切削、研削、及び研磨構成要素のための光学摩耗表示器を有している特に好ましい一実施形態の側面図において、示している。研削及び研磨剤層は、異なる色で彩色されたセグメントにより形成されている。セグメントは、徐々に進行する摩耗を認識することができて、かつ、認識可能な色コード４１、４２、４３、４４を使用することによって残存有用寿命を判定することができるようなやり方で、基部本体２の軸方向において、基部本体２上に、互いに上下に及び互いに隣り合って配列されている。

【0061】

特に好ましい一実施形態において、色コード１ ４１を有する研削及び研磨要素は、図２により詳細に記載されている、研削及び研磨段２ １１の表面の基部本体に最も近い研削及び研磨剤層を形成している。色コード１ ４１を有する研削及び研磨要素は、要素間の間隙が上記の研削及び研磨剤層２０、２１、２２における流路８の形成を促すようなやり方で、基部本体２に適用されている。基部本体２の軸方向において、色コード２ ４２及び色コード３ ４３を有する要素は、色コード１ ４１を有する研削及び研磨要素上に連続して配列されている。それ故に、研削及び研磨段２ １１の表面の、徐々に進行する摩耗は、色コード１ ４１、色コード２ ４２、及び色コード３ ４３から読み取ることができる。色コード１ ４１が可視となっている場合、研削及び研磨段２の表面は、摩耗限度に近付いている。

【0062】

色コード４ ４４は、研削及び研磨段１ １０の表面を評価するように設けられている。例えば、複合材料からなる基部本体２の径方向の摩耗により、研削段１の使用可能な表面が減少している場合、この減少は、色コード４ ４４を使用することにより、認識及び査定することが可能である。研削ステップ１ １０の表面の、軸方向における摩耗は、色コード４ ４４の代わりに基部本体２の色が視認できることにより、認識される。

【0063】

本発明によるディスク形状のツール１、特に切削－研削－研磨ディスクの特に好ましい一実施形態において、切削、研削、及び研磨要素の寸法は、それらができる限り同時に交換可能となるようなやり方で、適合されている。

【符号の説明】

【0064】

参照符号のリスト：
１ ディスク形状のツール、特に、切削－研削－研磨ディスク
２ 基部本体
３ 外側周辺領域
４ ディスクフランク
５ 切削刃先
６ 研削及び研磨表面
７ 締結開口部、特に内腔
８ 流路
１０ 表面研削及び研磨段１
１１ 表面研削及び研磨段２
１２ 表面流路
２０ 第１の研削及び研磨剤層
２１ 第２の研削及び研磨剤層
２２ 第３の研削及び研磨剤層
３０ 一層の層
３１ 二層の層
３２ 三層の層
４０ 段階
４１ 色コード１
４２ 色コード２
４３ 色コード３
４４ 色コード４
ＶＲ 径方向の送出方向
ＶＡ 軸方向の送出方向
Ｄ 回転の方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】