CH625733A5

CH625733A5 -

Info

Publication number: CH625733A5
Application number: CH1421577A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Schneider
Original assignee: Erowa Ag
Priority date: 1976-12-17
Filing date: 1977-11-21
Publication date: 1981-10-15
Also published as: JPS6156052B2; DE2657357A1; SE7714132L; ES465151A1; GB1595186A; JPS5376495A; US4203018A; FR2374131A1; SE442601B; FR2374131B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektroerosiven Bearbeiten von Innen- und Aussenwandungen einer Werkstückkontur mittels einer Elektrode, die sowohl in Richtung ihrer Längsachse als auch in quer zur Längsachse liegenden Ebene bewegbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren mit Vorrichtung ist durch die schweizerische Patentschrift Nr. 494 085 bekanntgeworden. Beim bekannten Verfahren wird beim Arbeiten der Elektrode diese in Richtung ihrer Längsachse in das Werkstück hineinbewegt; die Elektrode arbeitet also mit dem Randbereich ihrer Stirnfläche. Diese Arbeitsweise ist sehr zeitraubend, und weiterhin unterliegt die Elektrode bei dieser Arbeitsweise an ihren Arbeitskanten einem hohen Verschleiss. Die zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens angegebene Vorrichtung arbeitet mit zwei Kurbeln, wobei die zwei Exzentrizitäten der beiden Kurbeln zueinander verschiedene Lagen einnehmen können, so dass sich eine hieraus resultierende, veränderliche Gesamtexzentrizität ergibt. Wie sich die beiden Exzentrizitäten der beiden Kurbeln zueinander einstellen, wird durch eine Leiteinrichtung bestimmt, die eine Hemmung für den Umlauf einer der Kurbeln darstellt. Der Aufbau der bekannten Vorrichtung ist kompliziert.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also ein Verfahren zu schaffen, bei dessen Anwendung das Bearbeiten wesentlich schneller als bisher vonstatten geht und dennoch die Elektrode einem geringeren Verschleiss unterliegt.

45 Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zu schaffen, gemäss welchem nicht nur vertikale Flächen, sondern auch geneigte Flächen, wie z.B. Innen- bzw. Aussenkegel sowie Beschneidungen und Einstiche, erodiert werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es schliesslich, eine Vorrichtung 50 zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die einen einfacheren Aufbau als bekannte Vorrichtungen hat.

Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird dies dadurch erreicht, dass die Elektrode bis zur gewünschten Bear-55 beitungstiefe geradlinig in bzw. über das Werkstück gefahren wird, dass dann die Elektrode durch Bildung einer Kurbel mit veränderlicher Exzentrizität innerhalb der erwähnten Ebene bis zum Erreichen des gewünschten Arbeitsspaltes verstellt wird, dass ferner beim Arbeiten durch Antrieb eines Exzenter-60 stückes zur Rotation der Elektrode eine translatorische Bewegung innerhalb der erwähnten Ebene verliehen wird und dass anschliessend die Elektrode in ihrer Exzentrizität verändert wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäs-65 sen Verfahrens weist einen in einem Gehäuse geführten Arbeitszylinder, an welchem ein als Exzenterstange wirkender, eine Elektrode tragender Elektrodensupport angeordnet ist, in dem zumindest ein Exzenterstück drehbar gelagert ist, sowie

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eine Steuereinrichtung zur Veränderung der Exzentrizität des Exzenterstückes auf.

Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung, das Exzenterstück und der Elektrodensupport in der Längsmittelachse des Arbeitszylinders angeordnet sind, dass der Arbeitszylinder im Gehäuse zwischen zwei, durch Anschläge begrenzte Endpunkte in seiner Längsachse verschiebbar geführt ist und einen Kolben und eine Kolbenstange aufweist, wobei die Kolbenstange derart federnd gegen das Gehäuse vorgespannt angeordnet ist, dass durch Erhöhung des Druckes innerhalb einer ersten Kammer des Arbeitszylinders letzterer nach oben bis zu einem ersten Anschlag bewegt wird, und dass durch Erhöhung des Druckes innerhalb einer zweiten Kammer des Arbeitszylinders letzterer nach unten bis zu einem zweiten Anschlag bewegt wird und anschliessend der Kolben und die Kolbenstange gegen die Federkraft nach oben bewegt werden, und dass schliesslich eine an der Kolbenstange verstellbar befestigte Zugstange zur Betätigung der Steuereinrichtung vorgesehen ist.

Die Erfindung ist nachstehend in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil der Funkenerosionsmaschine im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt gemäss Linie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Elektrodensupport,

Fig. 4 einen Schnitt gemäss Linie IV-IV von Fig. 3 und

Fig. 5 einen Teilschnitt gemäss Linie V—V von Fig. 1.

Die Vorrichtung gemäss den Fig. 1 und 2 wird zum gröss-ten Teil von einem nichtgezeigten Hauptzylinder, der in bekannter Weise die grobe Vertikaleinstellung des Funkenero-sions-Kopfes der Maschine bewerkstelligt, getragen.

Der Erosionskopf der Maschine weist dabei ein Gehäuse 1 auf, in welchem ein Arbeitszylinder 2 längsverschiebbar in zwei Führungen 7, 9 geführt ist.

Der Arbeitszylinder 2 ist in Pfeilrichtung verschiebbar, wobei die Bewegung des Arbeitszylinders mit dem Vorsprung 2a nach oben durch einen ersten Anschlag 10 am Gehäuse 1 und die Bewegung nach unten durch einen zweiten Anschlag 11 an den Führungen 7, 9 begrenzt ist. Am unteren Ende des Arbeitszylinders 2 ist ein in Fig. 3 beschriebener Elektrodensupport 4 befestigt.

Im Inneren des durch eine Abdeckung 3 geschlossenen Arbeitszylinders 2 ist ein Kolben 13 und eine mit einem Ende daran befestigte hohle Kolbenstange 15 angeordnet. Am anderen Ende der Kolbenstange 15 ist ein Auflager 22 starr befestigt, welches mittels Schrauben 23 und Federn 24 federnd gegen das Gehäuse 1 vorgespannt ist. In der hohlen Kolbenstange 15 ist eine verschiebbar geführte Zugstange 20 vorgesehen.

Die Zugstange 20 weist an ihrem oberen Ende eine Bohrung 21 auf, in welcher sich ein Bolzen 30 eines Führungszylinders 32 und eine Feder 31 befinden. Der Bolzen 30 ist dabei vorgespannt mittels eines Scherstiftes 33 an der Zugstange 20 befestigt. Am oberen Ende des Führungszylinders 32 ist eine Gewindebohrung 34 vorgesehen, in welcher eine Gewindestange 35 eingeschraubt und mittels einer Kontermutter 36 gegen Verdrehung gesichert ist.

Das Auflager 22 weist eine Grobeinstelleinrichtung 26 und eine aus einem Keiloberteil 27 und einem Keilunterteil 29 bestehende Feineinstelleinrichtung 28 auf. Zur Bestimmung der Feineinstellung ist eine nicht näher beschriebene Messuhr 25 vorgesehen. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Arbeitszylinder 2 als ein quadratisches Hohlprisma ausgeführt, der mittels zwei winkelig ausgebildeten, an zwei gegenüberliegenden Längskanten des Hohlprismas geführten Nadellagern 6, 6a in den Führungen 7, 9 längsverschiebbar und verdrehungsfrei gelagert ist.

Der am Arbeitszylinder 2 befestigte Elektrodensupport 4 gemäss Fig. 3 und 4 weist eine mit der Zugstange 20 verbundene Steuervorrichtung 8 auf. Am unteren Ende der Zugstange 20 ist diese in axialer Richtung spielfrei mittels zwei Axiallagern 62 und 63 an einer Welle 64 drehbar befestigt. Die Welle 64 ist gegenüber der Zugstange 20 frei drehbar. Die Welle 64 ist als Hohlwelle ausgebildet und ihre untere Stirnfläche ist gegabelt. Der gabelförmige Unterteil der Welle 64 weist somit die beiden Wangen 66 und 67 der Gabel auf. Die Wangen 66 und 67 weisen auf der Innenseite den einen Teil von zwei Geradführungen 68 auf, die unter dem Namen «Schneeberger-Längsführung» bekannt sind. Die beiden Ge-rad-Führungen 68 liegen in der Darstellung nach Fig. 3 dek-kungsgleich hintereinander. Diese beiden Geradführungen 68 liegen geneigt zur Drehachse der Welle 64. Beim dargestellten Beispiel wurde ein Neigungswinkel von 45° gewählt. Die Welle 64 sitzt in einer Büchse 69, auf der sich eine handelsübliche Kugelbüchse 70 befindet. Letztere ist noch innerhalb des Gehäuses 73 gelagert. Die Kugelbüchse 70 erlaubt sowohl eine spielfreie axiale Bewegung der Welle 64 mit Büchse 69 als auch eine Drehbewegung der Welle 64 mit der Büchse 69 bezüglich des Gehäuses 73. Die Zugstange 20 durchragt den Deckel 74 des Gehäuses 73 mit Spiel.

Am Elektrodensupport 4 ist ein zweites Gehäuse 58 befestigt, das mittels kreuzweise angeordneten Schlittenführungen 48, 49 ohne Axialabweichung radial bewegt werden kann.

Dies geschieht durch am Elektrodensupport 4 befestigte Schlittenführungen 48, welche eine spielfreie Bewegung eines Schlittens 47 in einer Richtung quer zur Längsachse des Elektrodensupports 4 gestatten, und durch am Schlitten 47 befestigte Schlittenführungen 49, welche eine spielfreie Bewegung des zweiten Gehäuses 58 in einer ebenfalls quer zur Längsachse des Elektrodensupports 4 und zugleich um 90° zum Schlitten 47 versetzten Richtung gestatten.

Das mit dem Elektrodensupport 4 verbundene zweite Gehäuse 58, das die translatorische Bewegung auszuüben hat, dient zur drehbaren Lagerung eines Exzenterstückes 5. Letzteres weist eine rechtwinklige, dreieckige Platte 76 auf, an die sich nacheinander zwei Wellenzapfen 77 und 78 anschliessen. Die Bauteile 76, 77 und 78 bilden ein Stück. Das Exzenterstück 5 ist mittels Nadellagern 79 und 80 radial und axial spielfrei drehbar im zweiten Gehäuse 58 gelagert. Am oberen Ende ist der Wellenzapfen 77 mit einer Verzahnung 65 versehen, die mit einem Zwischenrad 51 kämmt. Das Zwischenrad 51 kämmt seinerseits mit einem Ritzel 52. Der Antrieb des Wellenzapfens 77 zur Rotation erfolgt von einem am zweiten Gehäuse 58 befestigten Elektromotor 42 über das Ritzel 52, das Zwischenrad 51 und auf die Verzahnung 65. Zur axial spielfreien Halterung des Exzenterstückes 5 im zweiten Gehäuse 58 ist noch eine Laufscheibe 81, ein Sicherungsblech 82 und eine Sicherungsmutter 83 vorhanden. Das Exzenterstück 5 wird axial von einer Gewindebohrung durchsetzt, in der eine Stellschraube 84 gehalten ist. Eine Schraubenzugfeder greift mit ihrem einen Ende an dieser Stellschraube 84 an und ist mit ihrem anderen Ende auf einem an der Welle 64 abgestützten Zapfen 85 gehalten. Die Feder 87 hat das Bestreben, die Stange 20 mit Welle 64 nach unten gegen das Exzenterstück 5 zu ziehen. Die Hypothenuse der dreieckigen Platte 76 vom Exzenterstück 5 ist mit dem anderen Teil der erwähnten Geradführung 68 versehen. Die Welle 64 steht also mittels dieser Geradführung 68 mit dem Exzenterstück 5 in Verbindung. Das Exzenterstück 5 liegt hierbei mit seinem plattenförmigen Teil 76 im Zwischenraum des gegabelten unteren Endes der Welle 64.

Das Exzenterstück 5 liegt also stirnseitig zur Welle 64, und die geneigt zur Drehachse der Welle 64 liegende Geradführung 68 stellt die Auflauframpe zwischen der Welle 64 und dem Exzenterstück 5 dar. Eine axiale Bewegung der Welle 64

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bezüglich des Gehäuses 73 hat eine radiale Verstellung des Exzenterstückes 5 mit seinem zweiten Gehäuse 58 zur Folge.

Die Fig. 5 zeigt die Grobeinstelleinrichtung 26 und die Feineinstelleinrichtung 28 im Detail.

Die Grobeinstelleinrichtung 26 besteht dabei aus einer an 5 der Gewindestange 35 aufgeschraubten Mutter 40, die über Zwischenscheibe 41 und Abstandring 42 gegen das Auflager 22 bzw. gegen ein Keiloberteil 27 der Feineinstelleinrichtung 28 drückt und somit die Zugstange 20 in vertikaler Richtung grob fixiert. 10

Die Feineinstelleinrichtung 28 besteht aus einem Keilunterteil 29 und einem U-förmigen Keiloberteil 27, welches mittels einer Verstellschraube in Pfeilrichtung 27a verschiebbar ist. Durch die Neigung der Flächen des Keiles wird eine Umsetzung einer horizontalen Bewegung des Keiloberteiles 27 in 15 eine vertikale Bewegung des Abstandringes 42 und damit der Zugstange 20 erreicht, so dass durch entsprechend geringe Neigung der Keilflächen eine vertikale Feineinstellung der Zugstange 20 erreicht wird.

Soll nun eine Hinterschneidung, ein Einstich oder eine 20 schräge Fläche bearbeitet werden, müssen die Grobeinstelleinrichtung und die Feineinstelleinrichtung in der Vertikalen auf die gewünschte Höhe eingestellt werden. Beim Einfahren der Elektrode in oder über das zu bearbeitende Werkstück, d. h.

beim Bewegen des Arbeitszylinders nach unten durch Erhö- 25 hung des Druckes innerhalb der zweiten Kammer 18 des Arbeitszylinders wird auch die Zugstange nach unten bewegt, bis sie durch Abstützung der Grobeinstellvorrichtung 26 am Auflager 22 in der vorbestimmten Vertikallage festgehalten wird. Bis dahin bewegen sich der Arbeitszylinder 2, die Stange 20 30 und das Gehäuse 73 gemeinsam in Vertikalrichtung, also ohne Horizontalverstellung der Elektrode. Nach Beginn dieser Vertikalarretierung der Stange 20 tritt eine vertikale Relativbewegung zwischen Gehäuse 73 und Welle 64 mit fortdauernder Absenkung der Elektrode ein, d.h. eine gleichzeitige Vertikal- 35 und Horizontalbewegung, also resultierend eine Schrägbewegung der Elektrode. Die Bewegung des Arbeitszylinders und somit des Elektrodensupports nach unten wird durch den Anschlag 11 begrenzt. Sofern der Druck innerhalb der zweiten Kammer 18 des Arbeitszylinders auch nach dem Anschlag weiter erhöht wird, wird das Auflager 22 über den Kolben 13 und die Kolbenstange 15 gegen die Kraft der Federn 24 nach oben bewegt. Die Bewegung des Auflagers 22 nach oben hat wegen der Grobeinstelleinrichtung und der Feineinstelleinrichtung eine Bewegung der Zugstange 20 nach oben zur Folge. Die vertikale Bewegung der Zugstange 20 beeinflusst ihrerseits die Steuervorrichtung 8, was wiederum eine Veränderung der Exzentrizität des Elektrodensupports 4 zur Folge hat, und zwar nun ohne Vertikalbewegung der Elektrode.

Ersichtlicherweise ist der Beginn der Exzentrizitätsveränderung von der Einstellung der Grob- und Feineinstellvorrichtung abhängig, so dass entsprechend dieser Einstellung horizontale Einstiche mit oder ohne vertikale Komponente hergestellt werden können. Als einziges Kriterium hierfür ist die Einstellung der Grob- und Feineinstelleinrichtung anzusehen, da dadurch eine Veränderung der Exzentrizität bereits während der Vertikalbewegung der Elektrode, d.h. vor dem Erreichen des Anschlages, erreicht werden kann, wodurch eine Schrägbewegung der Elektrode herbeigeführt wird. Diese Schrägbewegung, d.h. kombiniertes vertikales und horizontales Bewegen der Elektrode, wird durch den Anschlag 11 beendet und anschliessend auf eine rein horizontale Bewegung beschränkt.

Durch eine entsprechende, sogenannte Tandem-Steuerung des das Gehäuse und den Arbeitszylinder tragenden Hauptzylinders und des Arbeitszylinders lassen sich beliebige Winkel an Werkstücken bearbeiten, wodurch des weiteren sowohl kegelförmige als auch gekrümmte Konturen bearbeitet werden können.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist ersichtlicherweise zahlreichen Änderungen zugänglich. So ist beispielsweise für den Fachmann eine Umkehrung von Kolben und Zylinder, d.h. beweglicher Arbeitskolben und federnd gegen das Gehäuse vorgespannter Zylinder, ohne weiteres möglich, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum elektroerosiven Bearbeiten von Innen-und Aussenwandungen einer Werkstückkontur mittels einer Elektrode, die sowohl in Richtung ihrer Längsachse als auch in einer quer zur Längsachse liegenden Ebene bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode bis zur gewünschten Bearbeitungstiefe geradlinig in bzw. über das Werkstück gefahren wird, dass dann die Elektrode durch Bilden einer Kurbel mit veränderlicher Exzentrizität innerhalb der erwähnten Ebene bis zum Erreichen des gewünschten Arbeitsspaltes verstellt wird, dass ferner beim Arbeiten, durch Antrieb eines Exzenterstückes zur Rotation, der Elektrode eine translatorische Bewegung innerhalb der erwähnten Ebene verliehen wird und dass anschliessend die Elektrode in ihrer Exzentrizität verändert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, mit einem in einem Gehäuse geführten Arbeitszylinder, an welchem ein als Exzenterstange wirkender, eine Elektrode tragender Elektrodensupport angeordnet ist, in dem zumindest ein Exzenterstück drehbar gelagert ist, und mit einer Steuervorrichtung zur Veränderung der Exzentrizität des Exzenterstückes bzw. der Elektrode, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (8), das Exzenterstück (5) und der Elektrodensupport (4) im wesentlichen fluchtend mit der Längsmittelachse des Arbeitszylinders (2) angeordnet sind, dass der Arbeitszylinder (2) im Gehäuse (1) zwischen zwei durch Anschläge (10, 11) begrenzten Endpunkten in seiner Längsachse verschiebbar geführt ist und einen Kolben (13) und eine Kolbenstange (15) aufweist, wobei die Kolbenstange (15) derart federnd gegen das Gehäuse (1) vorgespannt angeordnet ist, dass durch Erhöhung des Druckes innerhalb einer ersten Kammer (17) des Arbeitsfcylinders (2) letzterer nach oben bis zu einem ersten Anschlag (10) bewegt wird, dass durch Erhöhung des Druckes innerhalb einer zweiten Kammer (18) des Arbeitszylinders (2) letzterer nach unten bis zu einem zweiten Anschlag (11) bewegt wird und anschliessend der Kolben (13) und die Kolbenstange (15) gegen die Federkraft nach oben bewegt werden und dass ferner eine an der Kolbenstange (15) verstellbar befestigte Zugstange (20) zur Betätigung der Steuervorrichtung (8) vorgesehen ist, und dass s schliesslich ein frei in einer quer zur Längsachse liegenden Ebene bewegbares, zweites Gehäuse (58) zum Tragen der Elektrode vorgesehen ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitszylinder (2) spielfrei und verdre-

io hungssicher an Geradeführungen (6, 6a, 7, 9) längsverschiebbar innerhalb des Gehäuses (1) geführt ist.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange (20) über eine Grobeinstelleinrichtung (26) und eine Feineinstelleinrichtung (28) an der i5 Kolbenstange (15) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobeinstelleinrichtung (26) aus einer mit der Zugstange verbundenen Gewindestange (35) und einer Mutter (40) besteht.

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6. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feineinstelleinrichtung (28) aus einem Doppelkeil mit einem festen Keilunterteil (29) und einem verstellbaren Keiloberteil (27) besteht.

7. Vorrichtung nach den Patentansprüchen 3 bis 6, dadurch 25 gekennzeichnet, dass der Elektrodensupport (4), mit der Steuervorrichtung (P) versehen und das Exzenterstück (5) gegenüber einer Welle (64) radial verstellbar gelagert ist, dass eine in der Längsachse der Elektrode sich erstreckende, als schiefe Ebene wirkende Auflauframpe (68) zwischen dieser Welle

30 (64) und dem Exzenterstück (5) zur radialen Verstellung der Elektrode vorhanden ist und dass angetriebene Kraftübertragungsorgane für die Rotation des Exzenterstückes (5) und damit zur Translation des Elektrodensupports vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekenn-35 zeichnet, dass das zweite Gehäuse mittels zwei um 90° zueinander versetzten Schlittenführungen (48, 49) am Elektrodensupport (4) befestigt ist.