Grobschliff mit Eisentool

  • Hallo an alle Spiegelschleifer,


    für den Grobschliff meines 16" Spiegels benutzte ich ein Eisentool. Dieses wurde von einem Freund auf einer CNC-Maschine gedreht. Der vorgegeben Krümmungsradius war 4000 mm. Entspricht bei einer Spiegelgröße von 406mm einem Öffnungsverhältnis von f:4,9. Der Spiegel wurde in ca. 3 Stunden bis auf eine Pfeiltiefe von 4,5mm vorgeflext, wobei im Mittelbereich noch ein Berg vorhanden war. Danach wurde mit K80 und dem Eisentool bis auf eine Pfeiltiefe von 5,5mm geschliffen (Strichführung: 1/3 Strich und kaum seitlichem Überhang und nur TOT). War schon 0,4mm tiefer als die geplante PT von 5,1. Der Rand war aber immer noch nicht angegriffen. Zu erwähnen sei noch, dass das Tool einen Durchmesser von 300mm hat. Nachdem ich von Tobias das Sphärometer bekam, konnte ich meinen Rohling und das Tool mal richtig auf Sphäre vermessen. Es stellte sich heraus, dass mein Rohling, jetzt nach 3 1/2 Stunden Grobschliff eine Differenz in der Sphäre von 0,4 mm aufwies. Beim Vermessen des Tools zeigte sich die gleiche Differenz. Nur im Mittelbereich (150mm Durchmesser) war das Tool nahezu sphärisch). Durch weiteren Grobschliff mit sehr viel seitlichem Überhang konnte ich eine Annäherung an der Sphäre von o,1mm erreichen. Dabei wurde aber nur die 150mm des Mittelteiles genutzt. Kurios war, dass bei dieser Differenz von 1/10, der Eddingtest gleichmäßig verlief. Ist bei kleineren Tools wahrscheinlich so. Vorteilhaft war, dass das Tool sich nicht abgenutzt hatte, der Glasabtrag sehr schnell und vor allen Dingen sehr effektiv war. Jetzt habe ich mir aus Gips und Fliesen ein Fullsizetool gegossen, um damit die nächsten Körnungen und die 0,1mm Differenz auszuschleifen. Nur sollte das nicht nötig sein. Den größten Vorteil sehe ich aber im exakten Erreichen des Krümmungsradius. Dies ist besonders wichtig, wenn man z.B. ein Bino bauen möchte. Frage an alle: Wo könnte man Tools mit exaktem Krümmungsradius beziehen, die obendrein auch wirklich spährisch sind. Ich glaube beim Drehen sind Grenzen bezüglich des Vorschubes der Drehmaschine gesetzt. Zum Testen werde ich diese Dinge beim nächsten Treffen der Ruhrpottschleifer am 27.04.05 mitbringen.



    Grüße Thomas

  • Hallo Thomas,


    der exakt gleiche Radius auf Spiegel und Tool ergibt sich, wenn man diese ineinander schleift. Wenn man eins von beiden grob vorarbeitet (0,1-0,3mm sind durch Flexen erreichbar), muß die Anpassung an das andere durch konventionelles Schleifen erfolgen.
    Bei gleich großem Tool/ Spiegel aus Materialien ähnlicher Dichte und Härte ergibt sich die Sphäre nahezu automatisch.
    Wenn die Größen und das Material unterschiedlich sind, ist das nicht mehr so. Dann spielen viele Faktoren wie Härte, Strichführung, unterschiedliche Radien und einiges mehr eine Rolle, eine Vorhersage was wie wirkt ist schwierig, das muß man dann im Einzelfall ausprobieren.
    Ein hochgenau (CNC- gefräst) vorgearbeitetes Tool macht meiner Meinung nur dann Sinn, wenn der Spiegel eine ebenso genau vorgefräste Kurve hat. Die kann man z.B. bei Newport für teues Geld machen lassen.
    Bei jeder anderen Vorgehensweise muß die Anpassung aneinander konventionell erfolgen, und da geht die schöne CNC- Kurve eh wieder flöten.
    Spiegel für ein Bino schleift man wechselweise auf <b>ein- und demselben</b> Tool, die nahezu gleiche Pfeiltiefe ergibt sich dann fast von selbst.


    Gruß Ulli

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: ullivedder</i>
    <br />
    Die kann man z.B. bei Newport für teues Geld machen lassen.
    Bei jeder anderen Vorgehensweise muß die Anpassung aneinander konventionell erfolgen, und da geht die schöne CNC- Kurve eh wieder flöten.


    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    hallo Uli,
    Bei einem Tool aus Stahl ändert sich wenig. Das ist der Grund warum der Schliff schneller geht: Es wird nur deer Spiegelrohling bearbeitet und nicht das Tool. Was mich etwas wundert: Wenn das Tool CNC gefräst wurde, warum hat es dann nicht überall den richtigen Radius?
    Grüße Martin

  • Hallo Martin,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Bei einem Tool aus Stahl ändert sich wenig. Das ist der Grund warum der Schliff schneller geht: Es wird nur deer Spiegelrohling bearbeitet und nicht das Tool.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Ungehärteter Stahl ist erheblich weicher als Borofloat und dies ist weicher als Carbo. Deshalb kann ich Deinen obigen Einwand so erstmal nicht nachvollziehen.
    Wenn der Rohling vorgeflext wurde und dabei eine Vertiefung herausgekommen ist, die mit einer Sphäre noch nicht viel gemeinsam hatte ("Berg in der Mitte"), dann werden sich die CNC-Kurve des Tools und die Flex-Kurve des Rohlings auf dem Weg zu einer Sphäre mit gleichem Radius immer mehr aneinander angleichen. Je nach Unvollkommenheit der Flex-Kurve geht die CNC-Kurve damit mehr oder weniger verloren.


    Gruß Ulli

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wenn der Rohling vorgeflext wurde und dabei eine Vertiefung herausgekommen ist, die mit einer Sphäre noch nicht viel gemeinsam hatte ("Berg in der Mitte"), dann werden sich die CNC-Kurve des Tools und die Flex-Kurve des Rohlings auf dem Weg zu einer Sphäre mit gleichem Radius immer mehr aneinander angleichen. Gruß Ulli
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo Ulli,


    das dachte ich auch, aber bei mir hat sich das Tool so gut wie gar nicht abgenutzt. Und durch den Berg in der Mitte, hatte ich dann auch ein Loch im Glas (Borofloat 33 von Schott). Das war im schlimmsten Fall sogar so, dass die Pfeiltiefe um 0,8mm tiefer war, als angestrebt (Öffnungsverhältnis f:&lt;4, wäre nicht oder sehr schwer zu parabolisieren).


    So, wie es Marty schildert, ist auch mein Wissensstand.
    Tobias, ein Mitglied unserer Spiegelschleifgruppe, war früher bei Zeiss in der Spiegelfertigung. Dort wurden die Spiegel nur mit vorgefrästen Eisentools geschlifen. Aussage war, dass sich das Eisentool um den Faktor 20 weniger abnutzt, als das Glas. Das spiegelt auch meine Erfahrung wieder.


    Egal wie, aber mit einem nicht sphärischen Tool macht es schon Probleme.
    Also habe ich nach althergebrachter Art ein Gipstool mit Fliesen angefertigt. Um die Trocknungszeit abzukürzen, hatte ich gestern fast den ganzen Tag unseren Backofen in Beschlag.


    Ergebnis nach ca. 2 Stunden Grobschliff. Glas und Tool sind bereits angepasst. Die Pfeiltiefe ist jetzt 5,1 mm (f:5). Der KR hat im Bereich von 0-70 % eine Abweichung von max. 0,08mm. Der äußere Rand hingegen muß der Krümmung noch angepasst werden. Aber ich denke dass das nicht mehr so lange dauern wird.
    Mich stört an der ganzen Sache nur die Ungenauigkeit bei einem CNC-gefrästen Tool. Das kann ich nicht so ganz verstehen. Ich hab es ja gesehen, dass einne Krümmung vo 4m einprogrammiert wurde.
    Die Dicke des Tools am Rand ist 10mm. Kann es u.U. am Einspannen liegen ?


    Ulli, aus welchem Teil NRW´s kommst Du ?
    Wir treffen uns einmal im Monat in Witten.




    Grüße Thomas

  • Hallo Thomas, hallo Martin,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Aussage war, dass sich das Eisentool um den Faktor 20 weniger abnutzt, als das Glas.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Das wußte ich bisher nicht, finde es aber bemerkenswert. Es wäre mal interssant zu erfahren, warum das so ist da der Stahl definitiv weicher ist als Glas.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ulli, aus welchem Teil NRW´s kommst Du ?
    Wir treffen uns einmal im Monat in Witten.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Ich wohne im Oberbergischen. Witten ist leider nicht grad um die Ecke.
    Vielleicht sieht man sich beim ITV oder beim ATT.


    Gruß Ulli

  • Hallo Thomas,
    ein Metalltool zum Aushöhlen hat schon so seine Vorteile. Vor ein paar Wochen habe ich mitbekommen, wie ein 20" Rohling mit einem kleinen dicken Mesingtool bearbeitet wurde, das hatte über 15 kg und ca. 20 cm Durchmesser. Ein exakter Krümmungsradius kann damit zwar nicht erreicht werden, aber es apart eine Menge Karbo.


    Man sollte vielleicht ein vorgefrästes Metalltool vorher mit einem Sphärometer testen, bevor man damit eine Glasscheibe bearbeitet.
    Am besten ist natürlich ein Fullsize-Tool. Im Übrigen sehe ich die gleiche Problematik wie Ulli; ein Metalltool macht wahrscheinlich nur für eine richtige Serienfertigung Sinn.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Den größten Vorteil sehe ich aber im exakten Erreichen des Krümmungsradius. Dies ist besonders wichtig, wenn man z.B. ein Bino bauen möchte<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Ich lese immer wieder, daß es wichtig aber schwierig sei, für ein Bino zwei Spiegel mit exakt gleicher Brennweite zu schleifen.
    Das ist wirklich halb so wild!
    Meine Augen haben über 4 Dioptrien Unterschied in der Brillenkorrektur, das ergibt schon deutliche Unterschiede in der Bildgröße. Dies stört aber kaum, nur die unterschiedliche Verzerrung am Rand des Gesichtfelds. Ich vermute, 3% Unterschied in der Brennweite würde beim Bino kaum jemand bemerken.
    Viel kritischer ist die exakt parallele Ausrichtung.


    Außerdem: Wenn man mit einem normalen Glas- oder Fliesentool beide Rohlinge chargenweise abwechselnd schleift, sind die Brennweiten-Unterschiede vernachlässigbar. Ich habe zwei 180 mm Spiegel so hergestellt, bei denen war die Differenz unter 3 mm bei 950 mm Brennweite.


    Gruß,
    Martin

  • hi thomas,


    bist du sicher das dein stahltool sich kaum abgenutzt hat ?
    könnte es nicht sein, das es sich so gleichmässig abgenutzt hat das seine krümmung "zufällig" gleichgeblieben ist ? hast du mal die dicke des tools nachgemessen ?


    wenn man zwei rohlinge bei jeder charge abwechselnd mit dem gleichen tool bearbeitet müsste doch am ehesten die gleiche form / brennweite erreicht werden.


    l.g. robert

  • Hallo,
    im "weichen" Eisen kleben die Karbo-Körner vermutlich an, daher nutzt es sich weniger ab. Das ist so ähnlich wie das Pechtool beim Polieren.
    Daher ist ein "weiches" Eisen oder Bronze/Messing wohl auch effektiver als gehärteter Stahl, was die Grobschliffzeit anbelangt. Spätestens beim Feinschliff würde ich mit Glas oder Keramiktool weiterarbeiten.
    Denkt daran, dass Eisen sich wärmetechnisch deutlich anders verhält als Glas. (Spielt beim Grobschliff noch keine Rolle) Aber, wenn bei 15° gefräst wurde und bei 23° geschliffen wird, bleibt von der CNC-Sphäre nicht mehr viel übrig. Die Wärmeausdehnung von Eisen (12 x 10^-6) ist gut 3-mal so groß wie bei Borofloat (4 x 10^-6). Die Wärmeleitfähigkeit ist 100-mal besser.
    Wenn ich richtig rechne: 8° machen bei einem Eisentool 30cm etwa 30µ aus, ab Karbo 600 nicht mehr akzeptabel.
    Gruß Kalle
    PS: Außerdem verbiegt es sich im elastischen Bereich.

  • Allgemein arbeiten sich Metalle als Werkzeug kaum ab, egal ob aus Stahl, Messing oder Alu. Das liegt nehme ich an daran, dass Metalle zäh sind und beim Druck durch das Karbokorn nachgeben, ohne das etwas abbricht. Glas hingegen ist hart und spröde und das rollende Karbokorn kann kleine Krater herausbrechen.


    Siehe Grobschiff eines 20" mit 13 kg Messing Tool:
    http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=20471
    Obwohl das Messingtool viel kleiner als der Rohling war, war erst nach vielen Stunden dort die Krümmung drin, während das Glas ordendlich abgetragen wurde.


    Auf dem ITV 2002 haben wir mit Rürdigers vorgekrümmtem Unterlegscheibentool geschliffen. Das ging rasend schnell, wobei die Unterlegscheiben kaum abgetragen wurden. Sämtliche Karboaction ging halt in's Glas.


    Ich halte Metall Tools für sinnvoll, um beim Grobschliff richtig Action zum machen. Für das anschließende sphärisch machen und Feinschliff taugen sie nur, wenn die Kurve schon richtig passt. Dass sie bei den Profis verwendet werden, muss nicht heissen, dass sie für unsere Belange gleichgut taugen.

  • Hallo Miteinander !
    Mit einer Eisengußscheibe GG -80 ( Grauguß) die auf den entsprechenden Radius vorgedreht ist habe ich schon mehrere Spiegel geschliffen ( 257 mm ). Der Radius verändert sich erst nach dem dritten oder vierten Spiegel,aber auch nur dann wenn nicht vorgeflext wurde andernfalls kann man 5 - 6 Spiegel locker schleifen wenn man da keine Sphäre schafft dann hat man einiges falsch gemacht. Wenn man mit dem Spiegel oben schleift gibt es überhaupt kein Problem.
    Allerdings müßte die Eisenscheibe glei groß wie der Spiegel sein.
    Grüße

  • Hallo Kalle !
    Nun es stimmt daß sie Eisen stärker ausdehnt als Glas!
    Dennoch glaube ich daß, das beim Schleifen nicht so drastisch ist. Ich habe meine Spiegel alle bis Carbo 1000 durchgeschliffen und es ergab sich immer eine super Sphäre.
    Wie Sthatis schon sagte wirkt da Carbo am Glas stärker als auf der Schleifschale.
    Somit ist auch die Wärmeausdehnung nicht so drastisch--- und so schnell schleift keiner,
    so daß es zu heiß wird. (Oder doch siehe Rußpartikelfilter Feinstaub)
    Grüße

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    Nun es stimmt daß sie Eisen stärker ausdehnt als Glas!
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo na dann wäre Invarstahl dann Richtige, hat wohl nur keinen Sinn da letztendlich das Tool sich schlecht anpasst und auch evemtuell Karbokorner im Stahl bleiben können die dann nicht mehr rausgehen.


    Mit dem schleifen hat Stathis wohl ganz recht, das Karbo rollt über den Spiegel das kann man an vielen Werstoffen prüfen die weicher sind, Holz hat wohl jeder schon mal geschliffen, mit gebundenem Karbo geht das auch da schneiden die Kanten des Korns, danit kommt man am las nicht besonders weit, da enstehen nur Ausbrüche , das könnte man eher damit vergleichen das ein zu schwerer LKW unter seinen Rädern den Asphalt zerbröselt.
    Hat als mit schleifen rein gar nichts zu tun das Spiegelschleifen, zumindest nicht auf die Art wie wir es zun, aber mir fehlt irgendwie ein der Sache angenessenes Wort für diesen Druckzerbröselungsvogang.


    weiches Material zerbröselt eben nicht, wenn man einen Radiegummi mit Karbo und Glastool auf die selbe Weise bearbeitet wird das schnell klar. Naturlich darf das Korn auch nicht in ein zu weiches Tool einsinken dann würde das Karbo auf den Spiegel auch nicht mehr so wirken, wenn man übrigens versucht mit Ceri udn Glastool statt pechtool zu polieren wird der Spiegel nicht richtig blank.



    Gruß Frank

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: hagerj22</i>
    <br />Hallo Miteinander !
    Mit einer Eisengußscheibe GG -80 ( Grauguß) die auf den entsprechenden Radius vorgedreht ist habe ich schon mehrere Spiegel geschliffen ( 257 mm ). <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo Sepp,


    genau die Sphäre ist der Punkt. Die Erfahrung, die ich machen konnte war, dass das Eisentool sich nicht oder nur minimal abnutzt. Mein Problem ist, dass das auf einer CNC-Drehmaschine gefertigte Eisentool (C45) eine erhebliche Differenz in der Sphäre hatte. Auf 30cm satte 0,5mm. Und bei dem Verhalten des Eisentools bei einem Spiegel es nie zu einer Sphäre kommen kann. Die Zeit- umd Karboesparnis für den Grobschliff ist einfach nur genial. Frage war ja auch ursprünglich ob man eine genaue Sphäre ausdrehen bzw. fräsen kann?. Und Du hast ja ein Tool welches schon sphärisch ist.


    Grüße Thomas

  • hi leute,


    wenn metalltools tatsächlich so genial wirken wie beschrieben dann könnte man sich ja zunächst ein metalltoolpaar mit jeweils positiver und negativer krümmung fertigen und diese beiden teile zunächst gegeneinander schleifen um eine perfekte metallsphäre herzustellen.
    der karboverbrauch dabei sollte sich wegen der schon guten voranpassung (durchs drehen fräsen etc.) in grenzen halten. cnc fertigung wäre von vorteil aber kein muss.


    l.g. robert

  • Hallo Thomas !
    Inwiefern schleift das Tool nicht gleichmäßig? Welche Materialstärke hat das Ding ?
    Bei zwei bis drei Zentimeter Dicke sollte da nicht mehr viel passieren !!
    Ich kann mir nur vorstellen daß das Ding zu dünn ist und sich beim Bearbeitungsvorgang
    verzogen (bogen ) hat. Andererseits ist ein 400 mm Spiegel nicht mehr zu klein und der Rand braucht da seine Zeit bis er ausgeschliffen ist.
    Ich würde das Ding noch eimal überdrehen lassen und wenn nötig ein dickeres material verwenden.
    Grüße

  • Hallo Robert,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">wenn metalltools tatsächlich so genial wirken wie beschrieben dann könnte man sich ja zunächst ein metalltoolpaar mit jeweils positiver und negativer krümmung fertigen und diese beiden teile zunächst gegeneinander schleifen um eine perfekte metallsphäre herzustellen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Genau so ist es in Amateur Telescope Making beschrieben, speziell für die Herstellung von Linsen. Aber bei Spiegeln sollte es auch funktionieren.


    Der große Nachteil ist halt trotzdem, daß sich der Aufwand nur für einen einzelnen Spiegel wohl nicht lohnt.


    =&gt;hdtommy:
    Daß das Tool nicht sphärisch war, liegt vielleicht daran, daß beim CNC-Drehen die Geometrie der Schneide am Drehwerkzeug nicht korrekt berücksichtigt wurde. Ich werd mich mal mit einem Fachmann darüber unterhalten.


    Gruß,
    Martin

  • Hallo Frank !
    Daß mit den Invar Stahl wäre ja ein Ding, doch leidermüßte da auch die Schleifmaschine aus Edelstahl gefertigt sein um hier ja keine Depressionen zu bekommen.
    Wenn möglich könnte man sich eine Messuhr besorgen mit der man die Sphärizität genau feststellen kann so bis 0,0001 mm. Ehrlich gesagt verstehe ich nicht warum Du meine Vorschläge immer so lächerlich erscheinen lässt ???
    Grüße

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">[i]Original erstellt von: hagerj22Welche Materialstärke hat das Ding ?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo Sepp,


    hier noch die Materialstärke: 10,5mm am Rand. Stahl C45 (sagt mir nichts), Gewicht des Tools: ca. 7 kg


    Grüße Thomas

  • Hallo Thomas !
    Nun 10,5 mm am Rand sind ja nicht viel! So hat sich mein Verdacht bestätigt, das Werkstück hat sich beim Bearbeiten auf der Drehbank durchgebogen, anders kann ich mir die 0,5 mm Radiendifferenz nicht erklären. Eine Lösung wäre auf der Rückseite eine kleinere 200- 250 mm Durchm. und 8 mm starke Eisenplatte aufschweißen und dann auf dieser neu auf der CNC Maschine spannen, dann müsste sich ein exakter Radius drehen lassen, anders sehe ich keine Möglichkeit die Schleifschale zu retten. Wenn man bedenkt daß meine Graugußscheibe am Rand 22 mm Stark istund 257 mm Durchm. hat. Da braucht man keine Bedenken haben daß sie sich verbiegen könnte.
    Grüße

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