Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drahtelektroentladungsmaschine enthaltend eine Drahtelektrode zum Bearbeiten eines Werkstückes; eine untere Führung zum Stützen der Drahtelektrode in einer unteren Position; eine obere Führung zum Stützen der Drahtelektrode in einer oberen Position; und zwei in der erwähnten unteren Führung bzw. in der erwähnten oberen Führung angeordnete elektrische Speiseteile zum Zuführen von Elektrizität zu der Drahtelektrode. Beschreibung des Standes der Technik
Fig. 1 ist ein Schaubild, das schematisch eine Drahtelektroentladungsmaschine illustriert.
In der Zeichnung bedeutet die Bezugszahl 1 ein Bett, d.h. ein Grundgestell der Maschine, auf dem eine X-Y-Achsen-Antriebseinheit montiert ist. Die Bezugszahl 2 bedeutet einen X-Achsen-Tisch, welcher beweglich unterstützt ist durch einen X-Achsen-Schlitten 4, welcher seinerseits beweglich unterstützt ist durch eine am Bett 1 befestigte X-Achsen-Führung 3. Die Zahl 5 bedeutet eine X-Achsen-Kugelspindel; 6 ist ein Tisch zum Fixieren des Werkstückes; 7 ist ein Arbeitstank zum Speichern eines Arbeitsfluids; und 8 ist eine Säule zum Tragen einer Z-Achsen-Einheit 9, ein unterer Arm 10a ist an der Säule 8 befestigt. Ferner ist die Säule 8 entweder fest oder entlang der Rich tung der Längsachse des unteren Armes 10a beweglich.
Eine untere Führung 11a ist am distalen Ende des unteren Armes 10a befestigt und bewirkt eine Änderung in der Richtung einer Drahtelektrode 12 mittels einer darin vorgesehenen Rolle.
Die Nummer 13a bezeichnet eine obere, am distalen Ende der Z-Achsen-Einheit 9 befestigte Führung. Die Nummer 14 bezeichnet eine Y-Achsen-Führung, welche oben am Bett 1 befestigt ist, und ein Y-Achsen-Schlitten 15 ist damit verbunden und so getragen, dass er in der axialen Richtung beweglich ist. Nummer 16 bedeutet eine Y-Achsen-Kugelspindel und die Nummern 17 und 18 bezeichnen Y-Achsen bzw. X-Achsen-Motoren. Nummer 19 bedeutet eine Drahtwiedergewinnungsvorrichtung, welche eine Wiedergewinnungsrolle 20 zum Wiedergewinnen der Drahtelektrode 12 stützt und an der Säule 8 befestigt ist. Nummer 21 bedeutet einen Wiedergewinnungskasten zur Aufnahme der wiedergewonnenen Drahtelektrode 12. Nummer 22 bedeutet eine Drahtspule; 23 eine unter dem Bett angeordnete Unterlage; und 24 einen Nivellierbolzen zum Einstellen der Neigung der ganzen Maschine.
Als Nächstes wird eine detaillierte Beschreibung der unteren Führung 11a gegeben.
Die Fig. 15 und 16 sind Schaubilder, welche die konventionelle untere Führung in der in Fig. 1 gezeigten Drahtelektroentladungsmaschine illustrieren. Fig. 15 ist eine horizontale Schnittansicht eines Teils der unteren Führung 11a und Fig. 16 ist ein Längsschnitt entlang der axialen Richtung der unteren Führung 11a.
Die untere Führung 11a ist am distalen Ende des unteren Armes 10a mittels Schrauben 202 via eine Isolierplatte 201 befestigt. Diese Befestigungsoberfläche ist rechtwinklig zum distalen Ende des unteren Armes 10a. Die untere Führung 11a enthält hauptsächlich eine untere Düse 203, ein elektrisches Speiseteil 204, einen unteren Drahtführungshalter 205, eine Führungsstützplatte 206, einen unteren Block 207 und die Befestigung der unteren Führung 11a am unteren Arm 10a ist hauptsächlich durch den unteren Block 207 bewirkt.
Der untere Drahtführungshalter 205 hat eine längliche hohlzylindrische Gestalt, ist an seinem oberen distalen Ende mit einer Drahtführung 205a zum präzisen Führen der Drahtelektrode ausgerüstet und ist im unteren Block 207 eingeschraubt und befestigt. Der untere Block 207 enthält eine Rolle 208 und ein Wechsel in der Richtung der Drahtelektrode 12 wird durch einen Drahtdurchgang 207c bewirkt. Der Drahtdurchgang 207c hat einen verjüngten Drahteinlass 207a und einen verjüngten Drahtauslass 207b. Ein Wiedergewinnungsrohr 209 ist mit dem Auslass 207b verbunden. Ferner ist ein unterer Transportstromauslass 210 vorgesehen, um das Herausspritzen eines Transportstromes zu erlauben, um die Drahtelektrode 12, deren Richtung mit der Rolle 208 geändert wurde, zur Drahtwiedergewinnungsvorrichtung 14 zu transportieren.
Die Führungsstützplatte 206 beinhaltet das elektrische Speiseteil 204. Das elektrische Speiseteil 204 ist zwischen der Führungsstützplatte 206 und einer Speiseteilhalteplatte 211 befestigt. Dabei beinhaltet die Führungsstützplatte 206 eine Auszugplatte 212 zum Herausziehen des elektrischen Speiseteils 204. Nummer 213 bezeichnet eine untere Hilfsführung, welche so gestaltet ist, dass sie die Drahtelektrode gegen das elektrische Speiseteil 204 presst in Zusammenarbeit mit dem unteren Drahtführungshalter 205.
Die untere Düse 203 ist ein Teil zum Ausspritzen eines Arbeitsfluids, welches als Hochdruckfluid durch ein Rohr 214 zu ihrem Inneren zugeführt wird. Nummer 215 bezeichnet eine Feder, 216 bezeichnet eine Druckplatte der unteren Düse 203. Während des Bearbeitens wird die untere Düse 203 mittels des ihrem Inneren zugeführten Arbeitsfluids unter Zusammendrücken der Feder 215 angehoben und durch die Druckplatte 216 gestoppt und wenn nicht bearbeitet wird, kehrt die untere Düse 203 nach unten zurück, weil kein Arbeitsfluid zugeführt wird. Ausserdem hat die untere Düse 203 eine solche Gestaltung, dass der Querschnittsbereich ihrer oberen Oberfläche gegen das distale Ende hin allmählich abnimmt, um nicht mit dem unteren Drahtführungshalter 205 in Kontakt zu kommen, wenn kein Arbeitsfluid mehr zugeführt wird und die untere Düse 203 nach unten zurückkehrt.
Die Bezugszahl 217 bezeichnet die Verdrahtung, welche mit der Stützplatte 206 verbunden ist, um einen elektrischen Arbeitsstrom von einer Speiseeinheit zum elektrischen Speiseteil 204 zuzuführen. Natürlich ist die Führungsstützplatte 206 aus einem elektrisch leitenden Material geformt. Die Referenzzahl 218 bezeichnet eine Schraube, welche dazu dient, die Führungsstützplatte 206 am unteren Block 207 zu befestigen. Im distalen Endbereich des unteren Drahtführungshalters 205 in der Nachbarschaft des Drahtführungshalters 205a ist ein Durchgang 219 vorgesehen.
Dieser Durchgang 219 wird verwendet, um dem Arbeitsfluid das Fliessen zu ermöglichen, zum Kühlen der Hitze, welche erzeugt wird infolge elektrischer Entladung durch Kontaktspeisung zwischen dem elektrischen Speiseteil 204 und der Drahtelektrode 12 als auch infolge joulescher Wärme, welche erzeugt wird, wenn elektrischer Strom durch die Drahtelektrode 12 fliesst. Dieser Durchgang 219 ist durch Verzweigen eines Teils des Rohres 214 gebildet, um das Arbeitsfluid ohne Abfall des inneren Druckes der unteren Düse 203 zuzuführen. Weiter fliesst das Arbeitsfluid zum Kühlen durch die untere Hilfsführung 213 und das Wiedergewinnungsrohr 209, fliesst in stromabwärtiger Richtung und wird wiedergewonnen.
Die Bezugszahl 220 bezeichnet einen Anschluss, mit welchem die Verdrahtung 217 verbunden ist und welcher an einer Seitenfläche der Führungsstützplatte 206 angeordnet ist. Nummer 221 bedeutet ein Rohrende, mit welchem das Rohr 214 verbunden ist und welches an einer Seitenfläche der Führungsstützplatte 206 angeordnet ist. Die Nummer 222 bezeichnet eine Trennplatte, welche innerhalb der unteren Düse 203 angeordnet ist, um den Fluss des vom Rohrende 221 in das Innere der unteren Düse 203 geführten Arbeitsfluids auszurichten.
Im Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung der oberen Führung 13a gegeben.
Fig. 17 ist eine Längsschnittansicht entlang der axialen Richtung der in Fig. 1 gezeigten oberen Führung 13a.
Die obere Führung 13a ist am distalen Ende der Z-Achsen-Einheit 9 mittels einer Befestigungsplatte 250 befestigt. Nummer 251 bezeichnet einen oberen Block, an welchem ein elektrisches Speiseteil 252, ein oberer Drahtführungshalter 253, ein Gehäuse 254, eine Strahldüse 255 und eine obere Düse 256 befestigt sind. Der obere Drahtführungshalter 253 hat eine längliche hohle zylindrische Gestalt, ist an seinem unteren distalen Ende mit einer Drahtführung 253a zum präzisen Führen der Drahtelektrode ausgestattet und ist in den oberen Block 251 eingeschraubt und befestigt.
Die Strahldüse 255 wird verwendet, um die Drahtelektrode 12 einzuführen, indem diese mittels eines Wasserstrahls geführt wird, und ist im Raum zwischen dem Gehäuse 254 und dem oberen Drahtführungshalter 253 mittels einer Feder 257 aufgenommen, derart, dass sie in der vertikalen Richtung beweglich ist.
Die Bezugszahl 258 bedeutet einen Arbeitsfluiddurchgang zum Zuführen eines Arbeitsfluids unter Druck. Dieses zur oberen Führung 13a zugeführte Arbeitsfluid tritt zuerst in einen durch das Gehäuse 254 und die obere Düse 256 umgebenen Raum 254a ein, gelangt dann durch einen Arbeitsfluiddurchgang 254b in das Gehäuse 254, gelangt ferner in einen durch das Gehäuse 254 und einen Spitzenbereich der oberen Düse 256 umgebenen Raum 254c und wird dann durch eine in der Spitze der oberen Düse 256 vorgesehenen Düsenöffnung 256a ausgespritzt. Nebenbei bemerkt wird eine solche Methode zum Transportieren eines Arbeitsfluids auch in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 121 421/1982 beschrieben.
Zudem ist in derselben Weise wie im unteren Drahtführungshalter 205 ebenso im oberen Drahtführungshalter 253 ein Durchgang 259 in der Nachbarschaft des oberen Bereiches der Drahtführung 253a vorgesehen. Dieser Durchgang 259 wird verwendet, um das Arbeitsfluid hereinzulassen unter Ausnützung des inneren statischen Druckes in der oberen Düse 256 während des Bearbeitens, und wird verwendet zum Kühlen der Drahtelektrode 12 innerhalb des oberen Drahtführungshalters 253 und zum Kühlen des Kontaktspeisungsbereichs des elektrischen Speiseteils 252.
Die Bezugszahl 260 bezeichnet ein Strahlrohr, welches durch die Befestigungsplatte 250 und den oberen Block 251 ragt und zum Bereich des oberen Drahtführungshalters 253 führt, welcher am oberen Block 251 befestigt ist. Das Arbeitsfluid fliesst im Inneren des Strahlrohres 260 und die Anordnung ist so getroffen, dass das Arbeitsfluid, nachdem es vorübergehend im inneren Raum der Strahldüse 255 angesammelt wurde, von der Spitze der Strahldüse 255 in Form eines Strahles mit einem kleinen Durchmesser herausspritzt, so dass die Drahtelektrode 12 zur unteren Führung 11a geführt wird. Die Nummer 261 bezeichnet eine obere Hilfsführung; 262 eine Andruckplatte für das elektrische Zuführteil 252; und 263 eine Auszugplatte.
Wie oben beschrieben, wird in der unteren Führung 11a einer konventionellen Drahtelektroentladungsmaschine die Drahtelektrode von der oberen Führung 13a zur unteren Führung 11a geschickt, der elektrische Arbeitsstrom wird der Drahtelektrode durch das elektrische Speiseteil 204 zugeführt und zum Werkstück übermittelt, um zum Bearbeiten benutzt zu werden. In diesem Fall wird in Kontaktbereichen zwischen dem elektrischen Speiseteil 204 und der Drahtelektrode 12 Hitze erzeugt infolge eines sehr kleinen Betrages an elektrischer Entladung und ebenso wird joulesche Wärme erzeugt, indem elektrischer Strom durch die Drahtelektrode 12 fliesst.
Demzufolge wird dem Arbeitsfluid ermöglicht, unter Ausnutzung des inneren statischen Druckes der Düse 203 durch den Durchgang 219 entlang der Drahtelektrode 12 zu fliessen, um Kühlung zu bewirken, um die Drahtelektrode 12 davor zu bewahren, durch diese Hitze unterbrochen zu werden. Indessen, weil eine Distanz zwischen dem elektrischen Speiseteil 204 und dem Werkstück ist, wird der elektrische Strom infolge des Widerstandes der Draht-elektrode 12 selbst und einer Erhöhung des Widerstandes infolge steigender Temperatur begrenzt, so dass ein Problem besteht, indem die Bearbeitungseffizienz absinkt.
Es sollte bemerkt werden, dass in der konventionellen Konfiguration der untere Drahtführungshalter 205 wie dargestellt eine hohle zylindrische Gestalt hat und dass das elektrische Speiseteil 204 unterhalb des unteren Drahtführungshalters 205 angeordnet ist, so dass es extrem schwierig ist, das elektrische Speiseteil 204 nahe bei der Spitze der unteren Düse 203 anzuordnen. Ein ähnliches Problem tritt ebenso bei der oberen Führung 13a auf.
Das elektrische Speiseteil 204 drückt die Draht-elektrode 12 mittels der Speiseteilhalteplatte 211 gegen die Führungsstützplatte 206, um einen verlässlichen Kontakt mit der Führungsstützplatte 206 herzustellen überträgt den durch die Verdrahtung 217 gelieferten elektrischen Arbeitsstrom auf die Draht-elektrode 12. In diesem Fall, wenn Bearbeitung durch Zuführen von elektrischem Strom für eine feste Zeitdauer durchgeführt wird, wird das elektrische Speiseteil 204 infolge der Wirkung des sehr kleinen Betrages elektrischer Entladung abgenutzt, so dass es nötig ist, periodisch die elektrische Speiseoberfläche des elektrischen Speiseteils 204 zu ersetzen, welche in Kontakt mit der Drahtelektrode 12 kommt.
Bei diesem Ersetzen ist es nötig, die Speiseteilhalteplatte 211 zu entfernen, das elektrische Speiseteil 204 mittels der Auszugplatte 212 herauszuziehen, eine neue Position für das elektrische Speiseteil 204 einzustellen, und dann das elektrische Speiseteil 204 in der umgekehrten Reihenfolge zu befestigen. Infolgedessen gibt es ein Problem, indem dieser Vorgang schwierig ist und die Maschine während dieser Zeit angehalten werden muss. Ein ähnliches Problem tritt ebenso bei der oberen Führung 13a auf.
Ferner muss, wenn der Durchmesser der Draht-elektrode 12 anders ist, die Drahtführung 253a des oberen Drahtführungshalters 253 durch eine passende ersetzt werden. Wie auch für die Strahldüse 255 ist die Wahl einer Strahldüse, die optimal zum Durchmesser eines im Werkstück vorgesehenen Einführungsloches passt, wichtig beim Verbessern der Zuverlässigkeit der Einführung. Beim Vorgang des Ersetzens der Drahtführung 253a und der Strahldüse 255 ist es nötig, die obere Düse 256, das Gehäuse 254 und die Strahldüse 255 zu entfernen und anschliessend den oberen Drahtführungshalter 253 vom oberen Block 251 mittels eines Werkzeuges oder dergleichen zu entfernen. Während der Montage ist es nötig, die Operationen in umgekehrter Reihenfolge auszuführen. Infolgedessen besteht ein Problem darin, dass die Demontage und Montage zeitaufwendig und schwierig sind.
Ferner ist es in der unteren Führung 11a dem Arbeitsfluid möglich, unter Ausnützung des Rückdruckes vom inneren der unteren Düse 203 durch den Durchgang 219 entlang der Drahtelektrode 12 zu fliessen, um die Drahtelektrode 12 zu kühlen. Jedoch gibt es wegen der Verhütung von Interferenz des Werkstückes und der unteren Düse 203 mit Schütteln oder dergleichen und wegen Stufen in deren Konfiguration einen Fall, in dem das Werkstück und die untere Düse 203 in voneinander beabstandeter Beziehung angeordnet sind, um Bearbeitung auszuführen, so dass ein Problem darin besteht, dass nicht genügend Rückdruck erreicht werden kann, was in einer Verminderung der Durchflussrate für die Kühlung resultiert.
Ferner wird, obwohl es möglich ist, den Durchgang 219 zu vergrössern, um dieses Problem zu lösen, die Durchflussrate zum Kühlen im Fall von Kontaktbearbeitung zu hoch, in welcher die untere Düse 203 mit dem Werkstück in Kontakt gehalten wird. Als Resultat können Sekundärschwierigkeiten wie das Vibrieren der Drahtelektrode 12 auftreten, oder es wird nötig, die Führung durch eine zu ersetzen, in welcher der Durchmesser des Durchganges 219 anders ist in Übereinstimmung mit dem Zustand der Bearbeitung. Infolgedessen ist das Vergrössern des Durchganges 219 sehr ungünstig. Ein ähnliches Problem tritt ebenso bei der oberen Führung auf.
Zudem ist im Allgemeinen der Durchgang 219 zum Kühlen häufig mit einem Durchmesser von 1 mm oder weniger ausgebildet. Wenn jedoch der untere Drahtführungshalter 205 da, wo der elektrische Strom fliesst, infolge der Wirkung des magnetischen Feldes magnetisiert wird, werden im Arbeitsfluid enthaltener Bearbeitungsschlamm und Metallpulver abgelagert und wenn die Maschine über längere Zeit benutzt wird, kann Verstopfung auftreten und die Durchflussrate zum Kühlen ungenügend werden. Infolgedessen besteht ein Problem darin, dass periodische Reinigung vorgesehen werden muss, um dieses Problem zu überwinden.
Insbesondere tritt die Neigung zum Verstopfen während des Bearbeitens ohne Kontakt auf, bei welchem der Rückdruck schwierig aufrechtzuerhalten ist. Übrigens wird angenommen, dass der Vorgang der Lokalelementbildung im Leiter in Wasser bei diesem Phänomen ebenfalls funktioniert und es ist schwierig, dieses Phänomen zu überwinden.
Die Drahtelektrode 12, welche durch die untere Führung 11a geführt und in ihrer durch die Rolle 208 geänderten Richtung in die Drahtwiedergewinnungsvorrichtung 14 eingeführt wird, wird durch den unteren Transportstrom transportiert. Jedoch, wie in Fig. 16 gezeigt, ist der untere Transportstromauslass 210 auf derselben Linie vorgesehen wie das Rückgewinnungsrohr 209, so dass, nachdem die Drahtelektrode durch die untere Hilfsführung 213 hindurchgeht, der Transport des Drahtes hinauf zu der Rolle 208 der Linearität überlassen wird, die auf der Steifheit der Drahtelektrode 12 selbst basiert. Demzufolge gibt es Fälle, in denen die Drahtelektrode in der Mitte ausknickt, so dass ein Problem darin besteht, dass bei der Benutzung des Drahteinlasses 207a alleine Schwierigkeiten infolge Ausbuchtens oder dergleichen unvermeidbar sind.
Ausserdem ist die untere Düse 203 der unteren Führung 11a so gestaltet, dass ihre Querschnittsfläche gegen ihr distales Ende zu graduell abnimmt und der Strom des Arbeitsfluids nach dem Passieren durch die Trennplatte 222 vorübergehend im inneren Raum der unteren Düse 203 angesammelt wird. Anschliessend wird das Arbeitsfluid durch den Strahlauslass hinausgespritzt, aber weil das Arbeitsfluid ohne Umwandlung von dynamischem Druck in statischen Druck hinausgespritzt wird, wird die Geschwindigkeitskomponente des Stromes am Düsenauslass nicht gleichförmig und bildet Turbulenzen. Daher spritzt das Arbeitsfluid ohne fixierte Richtung hinaus.
Aus diesem Grund wird das Bearbeiten unvollständig und wenn die Durchflussrate des Arbeitsfluids niedrig ist, wird der Strom einseitig, so dass das Problem besteht, dass ein grosser Einfluss auf die Bearbeitungsfähigkeit ausgeübt wird.
Insbesondere unter Bearbeitungsbedingungen, in welchen das Arbeitsfluid in einer sehr kleinen Durchflussrate fliessen muss und ein geringer elektrischer Bearbeitungsstrom angelegt ist oder in einem Fall, wo der Durchmesser der Drahtelektrode gering ist, übt die Turbulenz des Arbeitsstromes einen sehr grossen Einfluss auf die Leistung aus. Folglich ist ein Strahl erwünscht, der eine gleichförmige Durchflussrate aufweist und das Volumen des inneren Raumes der unteren Düse 203 allein erzeugt keine genügende Umwandlung von statischem Druck.
Ferner ist es zum Erreichen eines genügenden statischen Druckes für das Arbeitsfluid innerhalb der unteren Düse nötig, das Arbeitsfluid gleichförmig mit reduzierter Durchflussrate zum Inneren der unteren Düse 203 zuzuführen und es ist schwierig, diesen Zustand durch die Benutzung von wenigen Strahlauslässen, wie konventionell vorgesehen, zu realisieren.
Obwohl die Drahtelektrode 12 von der oberen Führung 13a mittels des Strahls zu der unteren Führung 11a durch die am distalen Ende der unteren Führung 11a vorgesehene konische Führung geführt wird, bewegt sich der Strahl nicht notwendigerweise gerade nach unten, infolge der Gestalt des Werkstückes oder der Gestalt der Drahtdurchgangsöffnung. Infolgedessen besteht in einem Fall, wo der Strahl einseitig wird, ein Problem darin, dass die Drahtelektrode 12 nicht in die untere Führung 11a eingeführt werden kann, was zu einem Abstellen der Maschine führt oder dem Bearbeitungsprofil Einschränkungen auferlegt.
Es sollte angemerkt werden, dass eine Draht-ele-ktro-entladungsmaschine, wie sie in der japanischen Patentanmeldung unter der Nummer 104 618/1985 offengelegt ist, ebenso als konventionelles Beispiel bekannt ist. In dieser Drahtelektroentladungsmaschine hat der Drahthalter ebenfalls eine längliche hohle zylindrische Gestalt und eine wesentliche Distanz besteht zwischen dem elektrischen Speiseteil und der Spitze der Düse und das Problem, dass der elektrische Bearbeitungsstrom beschränkt ist, ist nicht gelöst.
Ausserdem ist aus der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 30 919/1992 ebenfalls eine Drahtelektroentladungsmaschine als ein konventionelles Beispiel bekannt. Die untere Führung dieser Drahtelektroentladungsmaschine ist derart gestaltet, dass der dem unteren Drahtführungshalter entsprechende Teil nicht eine hohle zylindrische Gestalt hat, aber die Gestalt eines rechtwinkligen Parallelepipeds und das elektrische Speiseteil ist dort darunter vorgesehen. Jedoch besteht eine wesentliche Distanz zwischen dem elektrischen Speiseteil und der Spitze der Düse und das Problem, dass der elektrische Arbeitsstrom beschränkt ist, ist nicht gelöst.
Ausserdem ist als konventionelles Beispiel eine elektrische Speisespitze einer Drahtelektroentladungsmaschine bekannt, die eine Mehrzahl von Rillen hat, wie sie in der unter der Nummer 89 433/1986 offen gelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung veröffentlicht ist. Sogar wenn dieses elektrische Speiseteil verwendet wird, ist es unmöglich, das Problem zu lösen, dass wenn die elektrische Speisespitze infolge der elektrischen Kontaktentladung abgenutzt wurde, es nach der Entfernung der elektrischen Speisespitze und Einstellen einer neuen Position nötig ist, die elektrische Speisespitze in der umgekehrten Reihenfolge zu befestigen, was Zeit beansprucht und Schwierigkeiten verursacht.
Ausserdem ist eine Drahtelektroentladungsmaschine veröffentlicht in der japanischen Gebrauchs-musteranmeldung mit der Offenlegungsnummer 116 126/1984 ebenso als ein konventionelles Beispiel bekannt. Die Gestalt der unteren Düse dieser Drahtelektroentladungsmaschine ist so angeordnet, dass ihre Querschnittsfläche gegen ihr distales Ende hin stetig abnimmt. Sogar wenn eine Unterteilungsplatte vorgesehen ist, ist das Problem, dass die Geschwindigkeitskomponente des Stromes am Düsenauslass nicht gleichförmig wird, sich Turbulenzen bilden und das Arbeitsfluid ohne festgelegte Richtung hinausspritzt, nicht befriedigend gelöst. Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde entworfen, um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden und ein erstes Ziel der Erfindung ist es, eine Draht-elektroentladungsmaschine zu erhalten, welche fähig ist, den aus dem Düsenauslass an der unteren Düse ausgespritzten Arbeitsfluidstrom vor Störungen zu bewahren.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Draht-elektroentladungsmaschine zu erhalten, in der die Drahtelektrode einfach von der oberen Führung in die untere Führung eingeführt werden kann.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist eine Drahtelektroentladungsmaschine vorgesehen, welche die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen Fig. 1 ist ein Schaubild, das schematisch eine Drahtelektroentladungsmaschine nach der vorliegenden Erfindung illustriert; Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht entlang der axialen Richtung einer unteren Führung gemäss einer ersten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung; Fig. 3 ist eine teilweise horizontale Schnittansicht des unteren Blockes nach der ersten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der axialen Richtung der unteren Führung gemäss der ersten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung; Fig. 5 ist eine vertikale Schnittansicht entlang der axialen Richtung einer oberen Führung gemäss der ersten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine teilweise vertikale Schnittansicht entlang der axialen Richtung eines elektrischen Speiseteils, einer Welle und ihrer umliegenden Komponenten gemäss der ersten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung; Fig. 7 ist eine Konzeptansicht entlang der axialen Richtung der Welle und eines Bolzens zum Befestigen der Welle gemäss der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 8 ist eine Ansicht von oben auf das elektrische Speiseteil gemäss der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 9 ist eine vertikale Schnittansicht entlang der axialen Richtung der oberen Führung gemäss einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht entlang der axialen Richtung der unteren Führung gemäss einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht entlang der axialen Richtung der unteren Führung entsprechend einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht entlang der axialen Richtung der unteren Führung gemäss einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht entlang der axialen Richtung der unteren Führung gemäss einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht entlang der axialen Richtung der unteren Führung gemäss einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 15 ist eine horizontale Schnittansicht entlang der axialen Richtung der unteren Führung einer Drahtelektroentladungsmaschine gemäss einem konventionellen Beispiel;
Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht entlang der axialen Richtung der unteren Führung der Drahtelektroentladungsmaschine gemäss dem konventionellen Beispiel; und Fig. 17 ist eine horizontale Schnittansicht entlang der axialen Richtung der oberen Führung der Drahtelektroentladungsmaschine gemäss dem konventionellen Beispiel. Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Es folgt eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. (Erste Ausführungsform)
Fig. 1 ist ein Schaubild, das schematisch eine Drahtelektroentladungsmaschine illustriert.
In der Zeichnung bedeutet die Bezugsnummer 1 ein Bett, das heisst ein Grundgestell der Maschine, auf welchem eine X-Y-Achsen-Antriebseinheit montiert ist. Nummer 2 bedeutet einen X-Achsen-Tisch, welcher beweglich unterstützt ist durch einen X-Achsen-Schlitten 4, welcher seinerseits beweglich unterstützt ist durch eine am Bett 1 befestigte X-Achsen-Führung 3. Nummer 5 bezeichnet eine X-Achsen-Kugelspindel; 6 einen Tisch zum Befestigen eines Werkstückes; 7 einen Arbeitstank zum Speichern eines Arbeitsfluids; 8 eine Säule zum Stützen einer Z-Achsen-Einheit 9, ein unterer Arm 10 ist an der Säule 8 befestigt. Ferner ist die Säule 8 entweder fest oder entlang der Richtung der Längsachse des unteren Armes 10 beweglich. Ein distales Ende des unteren Armes 10 hat eine Gestalt, bei welcher etwa ein Drittel der oberen Oberfläche ausgeschnitten ist.
Nummer 11 bezeichnet eine untere Führung, und die untere Führung 11 ist am unteren Arm 10 in einer solchen Art montiert und befestigt, dass ungefähr die untere Hälfte der unteren Führung 11 im ausgeschnittenen Bereich am distalen Ende des unteren Armes aufgenommen ist. Ferner ist eine Rolle am distalen Ende des unteren Armes 10 und in einem unteren Teil der unteren Führung 11 befestigt und bewirkt einen Wechsel in der Richtung einer Drahtelektrode 12.
Nummer 13 bezeichnet eine obere, am distalen Ende der Z-Achsen-Einheit befestigte Führung. Nummer 14 bedeutet eine Y-Achsen-Führung, welche oben am Bett 1 befestigt ist und ein Y-Achsen-Schlitten 15 ist damit verbunden und derart unterstützt, dass er in axialer Richtung beweglich ist. Nummer 16 bezeichnet eine Y-Achsen-Kugelspindel und 17 und 18 bezeichnen einen Y-Achsen-Motor respektive einen X-Achsen-Motor.
Nummer 19 bezeichnet eine Drahtwiedergewinnungsvorrichtung, welche eine Wiedergewinnungsrolle 20 zum Wiedergewinnen der Drahtelektrode stützt und an der Säule 8 befestigt ist. Nummer 21 bezeichnet einen Wiedergewinnungskasten zum Aufnehmen der wiedergewonnen Drahtelektrode 12. Nummer 22 bezeichnet eine Drahtspule; 23 eine unter dem Bett angeordnete Unterlage; 24 einen Nivellier bolzen zum Einstellen der Neigung der ganzen Maschine. Als Nächstes wird eine detaillierte Beschreibung der unteren Führung 11 gegeben.
Die Fig. 2, 3 und 4 veranschaulichen die untere Führung 11 in der in Fig. 1 gezeigten Drahtelektroentladungsmaschine. Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht entlang der axialen Richtung der unteren Führung 11, Fig. 3 ist eine teilweise horizontale Schnittansicht des unteren Blocks und Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht der unteren Führung 11.
Die untere Führung 11 ist am distalen Ende des unteren Armes 10 mittels Schrauben 102 unter Zwischenlage einer Isolationsplatte 101 befestigt. Die Befestigungsoberfläche ist rechtwinklig zum distalen Ende des unteren Armes 10. Die untere Führung 11 enthält zur Hauptsache eine untere Düse 103 ein elektrisches Speiseteil 104, einen unteren Drahtführungshalter 105, einen unteren Block 106 und die Befestigung der unteren Führung 11 am unteren Arm ist hauptsächlich durch den unteren Block 106 bewirkt. Der untere Drahtführungshalter 105 ist in der Gestalt einer dünnen Scheibe geformt, hat in seiner Mitte eine scheibenförmige Drahtführung 105a mit derselben Dicke wie der untere Drahtführungshalter 105 und ist am unteren Block 106 mittels Schrauben 105c befestigt.
Ferner hat der untere Drahtführungshalter 105 einen O-Ring 105b um seinen äusseren peripheren Teil und die untere Düse 103 liegt am O-Ring 105b so an, dass sie vertikal bewegbar ist.
Das elektrische Speiseteil 104 ist in einer im oberen Bereich des unteren Blockes 106 vorgesehenen Rille 106d angeordnet und unmittelbar unterhalb des unteren Drahtführungshalters 105, derart dass es den unteren Drahtführungshalter 105 berührt. Nummer 106b bezeichnet eine Seitenwand des unteren Blocks 106, welcher genau in die untere Düse 103 passt. Nummer 106a bezeichnet einen Drahtdurchgang, wo die Drahtelektrode 12 innerhalb des unteren Blockes 106 hindurchgeht. Eine Rolle 107 zum Ändern der Richtung ist am distalen Ende des unteren Armes 10 angeordnet, derart, dass sie sich im unteren Bereich der unteren Führung 11 befindet.
Nummer 108 bezeichnet ein Wiedergewinnungsrohr zum Wiedergewinnen der Drahtelektrode 12. Das Wiedergewinnungsrohr 108 geht inner halb des unteren Armes 10 hindurch, ist durch die Rolle 107 um 90 DEG aufwärts gebogen, ist dann gerade weitergeführt und mit dem Drahteinlass 109 verbunden. Der Drahteinlass 109 ist mit einer unteren Hilfsführung 110 verbunden und hat die Funktion, die Drahtelektrode 12 stromabwärts zu führen. Ausserdem stehen an der Stelle des Wiedergewinnungsrohres 108, welches an der Rolle 107 anliegt, das Wiedergewinnungsrohr 108 und die Rolle 107 miteinander im -Eingriff, indem die Rolle 107 in einen Teil des Wiedergewinnungsrohres 108 eindringt, und die Draht-elektrode 12 kommt in Kontakt mit der Oberfläche der Rolle 107, um sich einer Änderung seiner Richtung zu unterziehen.
In anderen Bereichen wird die Drahtelektrode 12 durch den Transportstrom weitertransportiert, ohne in Kontakt mit dem Wiedergewinnungsrohr 108 zu kommen.
Nummer 111 bezeichnet einen zum Inneren der Düse 103 führenden Durchgang für das Arbeitsfluid, der von einer an einer Endfläche des unteren Blockes 106 gegenüber der vertikalen Ausschnittsoberfläche des unteren Armes 10 angeordneten Rohrverbindungsstelle zur Austrittsstelle des unteren Drahtführungshalters 105 führt. Nummer 112 bezeichnet ein Rohr zum Zuführen des Arbeitsfluids zur unteren Düse 103. Das Rohr 112 führt innerhalb des Armes 10 hindurch und ist mit einer Verbindungsstelle des Durchganges 111 verbunden, die an der Endfläche des unteren Blockes 106 ausgebildet ist. Nummer 112a bedeutet einen O-Ring zum Befestigen des Rohrs 112 an der Rohrverbindungsstelle in der Endfläche des unteren Blockes 106.
Nummer 113 bezeichnet die Verdrahtung zum Zuführen von Elektrizität zum elektrischen Speiseteil 104 und die Verdrahtung 113 geht innerhalb des unteren Armes 10 hindurch und ist mit einem Anschluss 114 verbunden, der in der Endfläche des unteren Blockes 106 gegenüber der vertikalen ausgeschnittenen Oberfläche des unteren Armes 10 angeordnet ist. Nummer 115 bezeichnet eine Feder und 116 bezeichnet eine Druckplatte der unteren Düse 103. Während des Bearbeitens wird die untere Düse mittels des zu ihrem Inneren zugeführten Arbeitsfluids unter Kompression der Feder 115 angehoben und durch die Druckplatte 116 angehalten. Wenn nicht bearbeitet wird, kehrt die Düse 103 nach unten zurück, weil kein Arbeitsfluid zugeführt wird.
Nummer 117 bezeichnet einen Durchgang, welcher benutzt wird, um das Fliessen des Arbeitsfluids zu ermöglichen zum Kühlen der Hitze, welche infolge elektrischer Entladung durch Kontaktspeisung zwischen dem elektrischen Speiseteil 104 und der Drahtelektrode 12 wie auch durch joulesche Wärme erzeugt wird, wenn elektrischer Strom durch die Drahtelektrode 12 fliesst. Dieser Durchgang 117 ist durch eine Abzweigung des Durchganges 111 des Arbeitsfluids innerhalb des unteren Blockes 106 gebildet. Ferner ist das Material, aus dem er besteht, aus einem isolierenden Material wie Keramik oder Harz.
Nummer 118 bezeichnet eine von der Verdrahtung 113 abweichende Verdrahtung und die Verdrahtung 118 geht durch ein Fenster 119 im unteren Arm 10 hindurch und ist mit einem Anschluss 118 auf dem X-Achsentisch 2 verbunden. Nummer 120 bezeichnet eine Welle, welche mit der Mitte einer unteren Oberfläche des elektrischen Speiseteils 104 verbunden ist und nach unten ragt. Nummer 121 bezeichnet einen am distalen Ende der Welle 120 befestigten Knopf. Nummer 122 bezeichnet einen Stützblock zum Positionieren der Welle und der Stützblock 122 ist unterhalb des unteren Blockes 106 angeordnet an einer Position, wo der Stützblock 122 durch die untere Hilfsführung 110 und die Isolierplatte 101 eingeklemmt wird.
Nummer 123 bezeichnet eine Schraube zum Fixieren der mit dem elektrischen Speiseteil 104 verbundenen Welle am unteren Block 106 und die Schraube 123 ist unterhalb des elektrischen Speiseteils 104 in einer solchen Art angeordnet, dass sie rechtwinklig zur Welle 120 an diese anstösst. Nummer 106c bezeichnet einen Durchgang zum Bewegen der die Welle 120 fixierenden Schraube 123. Nummer 107a bezeichnet eine Rollenwelle der Rolle 107.
Im Folgenden wird eine detaillierte Beschreibung der oberen Führung gegeben.
Fig. 5 ist eine vertikale Schnittansicht entlang der axialen Richtung der oberen Führung 13.
Die obere Führung 13 ist am distalen Ende der Z-Achsen-Einheit mittels einer Befestigungsplatte 150 befestigt. Die Nummer 151 bezeichnet einen oberen Block. Nummer 151a bezeichnet einen innerhalb des oberen Blockes 151 angeordneten Drahtdurchgang zum Durchgang der Drahtelektrode 12. Nummer 152 bezeichnet einen oberen Drahtführungshalter, welcher in der Form einer dünnen Scheibe ausgebildet ist, in seiner Mitte eine Drahtführung 152a hat und am oberen Block 151 mittels Schrauben befestigt ist. Ein elektrisches Speiseteil 153 ist im oberen Block 151 vorgesehen in einer solchen Art, dass es unmittelbar oberhalb des oberen Drahtführungshalters 152 angeordnet ist.
Nummer 154 bezeichnet eine Strahldüse, welche präzis auf den unteren Teil des oberen Blockes 151 passt und das vom Strahlauslass 155a im Durchgang 155 ausgespritzte Arbeitsfluid abdichtet. Ferner hat eine obere Düse 156 eine Feder 157 in ihrem Inneren, welche die Strahldüse 154 konstant nach oben drückt und die obere Düse 156 ist so angeordnet, dass sie sich nur nach unten bewegt, wenn das Arbeitsfluid aus dem Strahlauslass 155a ausgespritzt wird. Das aus dem Düsenauslass 154a ausgespritzte Arbeitsfluid bildet einen Düsenstrom 158 und wird geliefert, während die Drahtelektrode 12 gegen die untere Führung 11 geführt wird.
Nummer 152b bezeichnet einen O-Ring, welcher um den äusseren peripheren Teil des oberen Drahtführungshalters 152 vorgesehen ist und an diesem anliegt, so dass die Strahldüse vertikal beweglich wird. Nummer 156b bezeichnet eine Schraube zum Befestigen der oberen Düse 156 am unteren Block 151.
Nummer 159 bezeichnet einen Arbeitsfluiddurchlass zum Zuführen von Hochdruckarbeitsfluid zum Raum zwischen der oberen Düse 156 und der Strahldüse 154. Dieses Arbeitsfluid fliesst aus gegen das Werkstück in Form eines Arbeitsfluidstrahls 160 von einem Düsenauslass 156a. Übrigens sind der Düsenauslass 156a der oberen Düse 156 und der Düsenauslass 154a der Strahldüse 154 koaxial angeordnet. Nummer 161 bezeichnet einen Durchgang, welcher verwendet wird, um dem Arbeitsfluid zu ermöglichen zu fliessen, um die Hitze zu kühlen, welche infolge elektrischer Entladung durch Kontaktspeisung zwischen dem elektrischen Speiseteil 153 und der Drahtelektrode 12 entsteht als auch von joulescher Wärme, welche entsteht, wenn elektrischer Strom durch die Drahtelektrode 12 fliesst. Dieser Durchlass 161 ist durch Abzweigen vom Arbeitsfluiddurchlass 159 gebildet.
Ferner besteht er aus einem isolierenden Material wie Keramik oder Harz.
Nummer 162 bezeichnet eine Welle, welche mit einer oberen Oberfläche des elektrischen Speiseteils 153 verbunden ist und nach oben ragt. Nummer 163 bezeichnet einen am distalen Ende der Welle 162 befestigten Knopf. Nummer 164 bezeichnet einen Stützblock zum Positionieren der Welle. Nummer 165 bezeichnet eine Schraube zum Befestigen der Welle 162 am oberen Block 151. Nummer 151b bezeichnet einen Durchgang zum Betätigen der Schraube 165. Nummer 166 bezeichnet die Verdrahtung zum Zuführen von Elektrizität zum elektrischen Speiseteil 153 und die Verdrahtung 166 ist mit einem Anschluss 151 verbunden, der an einer Endfläche des oberen Blockes 151 angeordnet ist. Nummer 167 bezeichnet eine obere Hilfsführung.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6, 7 und 8 eine detaillierte Beschreibung der Beziehung unter dem elektrischen Speiseteil 153, der Welle 162, dem Knopf 163, dem Stützblock 164 und der Schraube 165 zum Befestigen der Welle 162 in der oberen Führung 13 gegeben. Fig. 6 ist eine teilweise vertikale Schnittansicht entlang der axialen Richtung des elektrischen Speiseteils und der Welle und ihrer peripheren Komponenten. Fig. 7 ist eine konzeptionelle Ansicht entlang der axialen Richtung der Welle und der Schraube zum Befestigen der Welle. Fig. 8 ist eine Ansicht von oben auf das elektrische Speiseteil.
Die Struktur des elektrischen Speiseteils 153 ist so, dass es Rillen 153a an seiner äusseren Peripherie hat und in diesem Rillenbereich mit der Draht-elektrode 12 in Kontakt kommt, um Elektrizität zuzuführen. Die Welle 162 greift in das elektrische Speiseteil 153 in der Mitte dessen oberen Oberfläche ein und ist mittels eines Keils 168 mit dem elektrischen Speiseteil 153 verbunden. Ferner ist eine der Zahl der Rillen 153a des elektrischen Speiseteils entsprechende Anzahl von Rillen 162a im oberen Bereich der Welle 162 ausgebildet. Eine Kugel 170 in einem Raum 169, der innerhalb des Stützblockes 164 vorgesehen ist, wird in der Rille 162a der Welle aufgenommen und die Kugel 170 wird mittels einer Feder 171 gegen die Welle 162 gedrückt.
In einem Fall, in dem die Rille des elektrischen Speiseteils 153 zum Andruck gegen die Drahtelektrode 12 gewechselt werden muss, wird zuerst ein Schraubenzieher oder dergleichen in den Durchgang 151b des oberen Blockes 151 eingeführt und die Schraube 165 gelöst. Wenn in diesem Zustand der Knopf 163 gedreht wird, bewegt sich die Kugel 170 vorwärts und rückwärts, wenn sie von einer Rille 162a der Welle zur anderen bewegt wird, so dass die Stellung der Rille 153a des elektrischen Speiseteils durch die Position der Rille 162a der Welle genau eingestellt werden kann. Wenn die Schraube 165 angezogen wird, wird das elektrische Speiseteil 153 gegen den oberen Block 151 gepresst.
Folglich wird die Drahtelektrode 12 mit der Rille 153a des elektrischen Speiseteils in Kontakt gebracht, so dass der durch die Verdrahtung 166 gelieferte Arbeitsstrom genau und ohne Verlust zur Drahtelektrode 12 übermittelt werden kann. Es sollte bemerkt werden, dass die Anordnung des elektrischen Speiseteils 104, der Welle 120, des Knopfes 121, des Stützblockes 122 und der Schraube 123 zum Befestigen der Welle 120 in der unteren Führung 11 wie auch deren Beziehung untereinander ähnlich sind wie jene der oberen Führung.
Folglich ist in der unteren Führung 11 die Anordnung so vorgesehen, dass der untere Drahtführungshalter 105 in der Form einer dünnen Scheibe ausgebildet ist, die scheibenförmige Drahtführung 105a dieselbe Dicke hat wie der untere Drahtführungshalter 105, der in ihrer Mitte vorgesehen ist und das elektrische Speiseteil 104 unterhalb des unteren Drahtführungshalters 105 angeordnet ist. Somit kann der Teil des elektrischen Speiseteils, welcher die Draht-elektrode 12 kontaktiert, sehr nahe an der Drahtführung 105a angeordnet sein und der Teil der Draht-elektrode, der oberhalb des elektrischen Speiseteils 104 angeordnet ist, kann kurz gehalten werden. Als Resultat ist der Widerstand reduziert, so dass der elektrische Arbeitsstrom erhöht werden kann und die Bearbeitungsleistung wesentlich verbessert werden kann.
Auch in der oberen Führung 13 ist die Anordnung so getroffen, dass der obere Drahtführungshalter 152 in Form einer dünnen Scheibe ausgebildet ist, die scheibenförmige Drahtführung 152a dieselbe Dicke hat wie der obere Drahtführungshalter 152, in dessen Zentrum er vorgesehen ist, und das elektrische Speiseteil 153 unmittelbar darüber angeordnet ist. Folglich ist es möglich, einen ähnlichen Vorteil zu erreichen.
Ausserdem, weil in der unteren Führung 11 und der oberen Führung 13 die Durchgänge 117 und 161, welche dem Arbeitsfluid erlauben zu fliessen, um die Hitze zu kühlen, die durch elektrische Entladung durch Kontaktspeisung zwischen den elektrischen Speiseteilen 104 und 153 und der Drahtelektrode 12 wie auch durch joulesche Wärme erzeugt wird, wenn elektrischer Strom durch die Drahtelektrode fliesst, aus einem isolierenden Material gebildet sind, ist es möglich, das Phänomen zu vermeiden, dass infolge der Magnetisierung der Durchgänge 117 und 161 Metalle abgelagert werden und Verstopfen auftritt, das es unmöglich macht, eine ausreichende Kühlung zu erreichen und im Unterbruch des Drahtes resultiert. Folglich kann Bearbeitung kontinuierlich ausgeführt werden.
Falls ausserdem der obere Drahtführungshalter 152 und die Strahldüse 154 in der oberen Führung ausgewechselt werden sollen, kann durch Entfernen der oberen Düse 156 durch Lösen der Schraube 156b die durch die Feder 157 nach oben gedrückte Strahldüse 154 zur gleichen Zeit auch entfernt werden, und der obere Drahtführungshalter 152 kann durch einfaches Lösen des Befestigungsteils, einer Schraube oder dergleichen, entfernt werden. Folglich kann der Drahtführungshalter 152a einfach durch einen anderen mit einem anderen Durchmesser ersetzt werden. Beim Wiedermontieren genügt es, wenn die Operationen in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden. Folglich kann eine konventionelle Vier-Teile-Anordnung zu einer Drei-Teile-Anordnung gemacht werden und das Ersetzen ist erleichtert und die Arbeitseffizienz kann erhöht werden.
Ausserdem sind die elektrischen Speiseteile 104 bzw. 153 der unteren Führung 11 bzw. der oberen Führung 13 mit den Wellen 120 bzw. 162 versehen, welche Knöpfe 121 und 163 haben, und Rillen sind in den elektrischen Speiseteilen 104 und 153 und den Wellen 120 und 162 gebildet und Stützblöcke 122 und 164 sind vorgesehen. Demzufolge kann bei fortgeschrittener Bearbeitung mit resultierendem Fortschritt in der Abnutzung der elektrischen Speiseteile 104 und 153, und sogar wenn es unmöglich wird, den Kontakt für die elektrische Speisung aufrechtzuerhalten, die Rille, welche die Drahtelektrode 12 kontaktiert, manuell durch eine andere ausgewechselt werden, indem die Knöpfe 121 und 163 gedreht werden.
Es ist unnötig, die elektrischen Speiseteile vor-übergehend in konventioneller Weise zu entfernen und es ist möglich, eine Reduktion im Zeitbedarf und einen effizienten Betrieb zu erreichen. (Zweite Ausführungsform)
Fig. 9 ist eine Längsschnittansicht entlang der axialen Richtung der oberen Führung 13 der Drahtelektroentladungsmaschine gemäss einer zweiten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform ist der Durchlass, der dem Arbeitsfluid das Fliessen erlaubt, um die Hitze zu kühlen, die infolge elektrischer Entladung durch Kontaktspeisung zwischen dem elektrischen Speiseteil 153 und der Drahtelektrode 12 wie auch joulesche Wärme erzeugt wird, wenn elektrischer Strom durch die Drahtelektrode fliesst, anders angeordnet als in der oberen Führung entsprechend der in Fig. 5 gezeigten ersten Ausführungsform.
Die Bezugszahl 172 bezeichnet einen Kühldurchgang, der es der Kühlflüssigkeit erlaubt zu fliessen, und dieser Kühldurchgang 172 ist in einer solchen Art geformt, dass er von der Seitenoberfläche des oberen Blocks 151, welche die Z-Aachsen-Einheit 9 kontaktiert, zu dem Bereich des Drahtdurchganges 151a führt, wo das elektrische Speiseteil 153 und die Drahtelektrode 12 miteinander in Kontakt stehen. Ferner wird ein Arbeitsfluid zu diesem Kühldurchgang 172 durch ein unabhängiges Rohr gespiesen, welches separat vom Arbeitsfluiddurchlass 159 ist.
Beim Übernehmen der oben beschriebenen Anordnung wird, anders als beim konventionellen Beispiel, in welchem das Arbeitsfluid durch eine Abzweigung von einem Teil des Arbeitsfluiddurchlasses 159 fliesst, das Arbeitsfluid von einem separaten Rohr zugeführt, so dass der Betrag der durchgehenden Flüssigkeit auf einem festen Niveau ohne Änderungen gehalten werden kann und die Häufigkeit der Unterbrüche der Drahtelektrode 12 während des Bearbeitens reduziert werden kann. Übrigens kann eine ähnliche Anordnung ebenso für die untere Führung 11 übernommen werden und ein ähnlicher Vorteil kann erreicht werden. (Dritte Ausführungsform)
Fig. 10 ist eine Schnittansicht entlang der axialen Richtung der unteren Führung 11 nach einer dritten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdruckes vorgesehen, um die Drahtelektrode 12 in die untere Führung 11 gemäss der in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsform zu saugen.
Die Referenzzahl 124 bezeichnet eine Vorrichtung zum Erzeugen von Unterdruck, welche im unteren Block 106 so eingepasst ist, dass sie die untere Hälfte der unteren Hilfsführung 110 bedeckt. Ferner hat die Vorrichtung 124 zum Erzeugen von Unterdruck einen zentralen Durchgang 124a, der sich vertikal von der Mitte ihrer oberen Oberfläche zur Mitte ihrer unteren Oberfläche erstreckt und dieser zentrale Durchgang 124a ist mit dem Drahtauslass der unteren Hilfsführung 110 verbunden, um der Drahtelektrode 12 den Durchgang durch sie zu ermöglichen. Ferner hat die Vorrichtung 124 zum Erzeugen von Unterdruck einen geneigten Durchgang 124b, welcher in den zentralen Durchgang 124a mündet und abwärts geneigt ist.
Übrigens ist das Wiedergewinnungsrohr 108 mit dem unteren Ende des zentralen Durchganges 124a verbunden. Nummer 125 bedeutet einen im unteren Block 106 ausgebildeten Durchgang zum Zuführen des Arbeitsfluids zum geneigten Durchgang 124b der Vorrichtung 124 zum Erzeugen von Unterdruck. Der Durchgang 125 ist in einer solchen Art geformt, dass er von einer Endfläche des unteren Blockes 106 gegenüber der vertikalen ausgeschnittenen Oberfläche des unteren Armes 10 zu einem Ausgang 124c des geneigten Durchganges in einer Seite der Vorrichtung 124 zum Erzeugen von Unterdruck führt.
Nummer 126 bezeichnet ein Rohr zum Zuführen des Arbeitsfluids zum Durchgang 125. Die Drahtelektrode 12 wird von der unteren Führung 11 mittels des Düsenstromes 158 in die obere Führung 13 gesandt, geht durch die Drahtführung 105a und den Drahtdurchgang 106a und erreicht die untere Hilfsführung 110. An diesem Punkt, in der Vorrichtung 124 zum Erzeugen eines Unterdruckes, geht das vom Durchgang 125 zugeführte Arbeitsfluid durch den geneigten Durchgang 124b, spritzt abwärts gegen den unteren Bereich des zentralen Durchgangs 124a und erzeugt einen Unterdruck in Richtung der unteren Hilfsführung 110 und saugt dabei die Drahtelektrode 12 mit.
Die angesaugte Drahtelektrode 12 wird zusammen mit dem aus dem geneigten Durch gang 124b ausspritzenden Arbeitsfluid zum inneren des Wiedergewinnungsrohres 108 transportiert und wird via die Rolle 107 weitertransportiert.
Als ein Resultat wird die Drahtelektrode 12, welche durch die untere Hilfsführung 110 geht, genau zur unteren Rolle 107 geführt und innerhalb des Wiedergewinnungsrohres 108 geführt. (Vierte Ausführungsform)
Fig. 11 ist eine Schnittansicht entlang der axialen Richtung der unteren Führung 11 entsprechend einer vierten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform ist ein Spitzenbereich der unteren Düse in einer flachen Gestalt geformt in der unteren Führung 11 gemäss der in Fig. 10 gezeigten dritten Ausführungsform.
In der Zeichnung bezeichnet die Nummer 127 eine untere Düse und die vorgesehene Anordnung ist derart, dass der Spitzenbereich, wo ein Strahlauslass 127a zum Ausspritzen des Arbeitsfluids vorhanden ist, flach ausgebildet ist. Ferner ist der Raum zum Ansammeln des Arbeitsfluids im Inneren der Düse in einer hohlen zylindrischen Form ausgebildet, in welcher die oberen und unteren Oberflächen flach sind. Während des Bearbeitens wird die untere Düse 127 durch das zum Inneren zugeführte Arbeitsfluid unter Kompression der Feder 115 angehoben und durch die Druckplatte 116 gestoppt.
Wenn nicht bearbeitet wird und kein Arbeitsfluid zugeführt wird, kehrt die untere Düse 127 in ihre untere Stellung zurück. Übrigens besteht sogar im Fall, wenn die untere Düse 127 in ihre untere Position zurückgekehrt ist, weil der untere Drahtführungshalter 105 in Form einer dünnen Scheibe ausgebildet ist, kein Bedürfnis, den Kontakt des unteren Drahtführungshalters 105 mit der unteren Düse 127 in Betracht zu ziehen.
In einer solchen Anordnung ist es möglich, die nach dem Stand der Technik erfahrene Situation zu vermeiden, in welcher dynamischer Druck einen wichtigen Effekt ausübt, die Durchflussrate variiert und das Arbeitsfluid in einer wirbelnden Art ausgespritzt wird. Stattdessen ist der dynamische Druck des innerhalb der unteren Düse 127 aufgefüllten Arbeitsfluids reduziert, der Anteil der Umwandlung von statischem Druck wird gross und das Arbeitsfluid wird vom Strahlauslass 127a mit gleichförmigem Druck aufwärts gespritzt. Als Resultat wird die Leistung der Bearbeitung erhöht. (Fünfte Ausführungsform)
Fig. 12 ist eine Schnittansicht entlang der axialen Richtung der unteren Führung 11 entsprechend einer fünften Ausführungsform. In dieser Ausführungsform ist ein Netz vorgesehen unmittelbar unterhalb des Strahlauslasses der unteren Düse in der unteren Führung 11 entsprechend der in Fig. 11 gezeigten vierten Ausführungsform.
In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 128 ein Metallnetz, welches in einer solchen Art angeordnet ist, dass es unmittelbar unterhalb des Strahlauslasses 127a innerhalb der unteren Düse 127 angeordnet ist. Ferner ist das Metallnetz 128 grösser als der Strahlauslass 127a und ist in einem Bogen geformt, der den Strahlauslass 127a auf seiner inneren Seite bedeckt und die vorgesehene Anordnung ist derart, dass das Arbeitsfluid den Strahlauslass 127a nicht erreichen kann, ohne durch das Metallnetz 128 hindurchzugehen.
In einer solchen Anordnung ist die Durchflussrate der innerhalb der unteren Düse 127 vorhandenen Flüssigkeit gesenkt, während das Arbeitsfluid durch das Metallnetz 128 hindurchgeht und der Druck wird zu statischem Druck, während das Arbeitsfluid durch das Metallnetz 128 hindurchgeht, so dass das Arbeitsfluid zuverlässig vom Strahlauslass 127a aufwärts gespritzt werden kann. Als Resultat nimmt die Zuverlässigkeit der Bearbeitung zu und es ist möglich, das Auftreten von Kratzern an der bearbeiteten Oberfläche und deren Rauwerden zu vermeiden. Insbesondere ist diese Anordnung besonders wirkungsvoll beim Bearbeiten mit sehr langsamer Bearbeitungsgeschwindigkeit oder unter Verwendung einer Drahtelektrode mit kleinem Durchmesser. (Sechste Ausführungsform)
Fig. 13 ist eine Schnittansicht entlang der axialen Richtung der unteren Führung 11 entsprechend einer sechsten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform ist die Gestalt des unteren Drahtführungshalters in der unteren Führung entsprechend der in Fig. 12 gezeigten fünften Ausführungsform modifiziert.
In der Zeichnung bedeutet die Nummer 129 einen unteren Drahtführungshalter, welcher in der Form einer Scheibe ausgebildet ist und in seinem zentralen Bereich eine scheibenförmige Drahtführung 129a hat, welche dieselbe Dicke hat wie der untere Drahtführungshalter 129. Der untere Drahtführungshalter 129 ist als zweischichtige Konstruktion ausgebildet, in deren Inneren ein Zwischenraum 129b vorgesehen ist, der den Bereich ausnimmt, welcher gegen die Drahtführung 129a anstösst und diese fixiert. Die Anordnung ist so vorgesehen, dass der Durchgang 111 zum Zuführen des Arbeitsfluids mit der unteren der beiden Schichten des unteren Drahtführungshalters 129 verbunden ist, so dass das Arbeitsfluid zum Zwischenraum 129b zugeführt wird.
Eine Zuführöffnung 129c, welche durch einen zum Inneren der unteren Düse 127 führenden Durchgang gebildet ist, ist im äusseren peripheren Bereich der oberen Schicht um ihre Peripherie gebildet und ermöglicht dem Arbeitsfluid, durch sie hindurch entlang der inneren Wand der unteren Düse 127 zu strömen.
Durch Übernehmen einer solchen Anordnung, weil das Arbeitsfluid zum Inneren der unteren Düse 127 zugeführt wird, nachdem der Fluss ausreichend gleichgerichtet ist, ist es möglich, die Vibration der Drahtelektrode 12 infolge Störung des Arbeitsfluids zu reduzieren, die Genauigkeit der Bearbeitung zu erhöhen und das Auftreten von Oberflächenrauheit der bearbeiteten Oberfläche des Werkstückes zu vermeiden. (Siebente Ausführungsform)
Fig. 14 ist eine Schnittansicht entlang der axialen Richtung der unteren Führung 11 entsprechend einer siebenten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform hat eine geneigte Düse die Gestalt einer drei-eckigen Pyramide und ist im Arbeitsfluidstrahlauslass in der unteren Führung 11 entsprechend einer in Fig. 13 gezeigten sechsten Ausführungsform der Erfindung angeordnet.
In der Zeichnung bezeichnet die Nummer 130 eine geneigte Düse mit der Form einer dreieckigen Pyramide. Die geneigte Düse 130 ist im Arbeitsfluidstrahlauslass 127a im unteren Ventil 127 derart angeordnet, dass ihr Durchmesser in der Abwärtsrichtung allmählich kleiner wird. Ferner ist die Spitze der geneigten Düse 130 unmittelbar über der Drahtführung 129a des unteren Drahtführungshalters 129 angeordnet.
Durch eine solche Anordnung wird die Einführung der Drahtelektrode 12 erleichtert, weil die durch die obere Führung 13 gesandte Drahtelektrode 12 entlang der verjüngten Führungsoberfläche der geneigten Düse 130 geführt und in die Drahtführung 129a eingeführt wird.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine Drahtelektroentladungsmaschine vorgesehen, in welcher ein unteres Ventil, in dem ein Spitzenbereich einer Strahlöffnung zum Ausspritzen eines Arbeitsfluids flach ist, an einem oberen Ende der unteren Führung vorgesehen ist.
Ferner ist ein Netz unmittelbar unterhalb der Strahlöffnung innerhalb der unteren Düse vorgesehen.
Folglich ist die Orientierung des aus dem Strahlauslass herausspritzenden Arbeitsfluids gleichförmig ausgerichtet, wodurch die Bearbeitung stabilisiert wird.
Ausserdem ist gemäss der vorliegenden Erfindung eine Drahtelektroentladungsmaschine vorgesehen, in welcher ein unterer Drahtführungshalter eine zweischichtige Struktur mit einem zwischen zwei Schichten ausgebildeten Zwischenraum und einer in einem zentralen Bereich des unteren Drahtführungshalters abgeordneten Drahtführung mit derselben Dicke wie der untere Drahtführungshalter hat, in einem in einem oberen Bereich der unteren Führung angeordneten unteren Ventil angeordnet und angepasst ist, um ein Arbeitsfluid auszuspritzen und eine Arbeitsfluidzuführöffnung zum Zuführen des Arbeitsfluids in den Raum im unteren Drahtführungshalter in einem unteren Schichtteil des unteren Drahtführungshalters vorgesehen ist.
Ferner ist ein Durchgang zum Zuführen des Arbeitsfluids in die untere Düse in einer äusseren Peripherie eines oberen Schichtteils des unteren Drahtführungshalters vorgesehen.
Als Resultat wird das Arbeitsfluid innerhalb der Düse ausreichend verteilt, so dass die Durchflussrate gleichförmig wird. Folglich ist das aus dem Strahlauslass herausspritzende Arbeitsfluid ausgerichtet, so dass es möglich ist, die Vibration der Drahtelektrode infolge Störung des Arbeitsfluids zu reduzieren, die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern und die Oberflächenrauigkeit der Schnittfläche des Werkstückes zu verbessern.