CH694960A5 - Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion. - Google Patents

Description

  



   



   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei einem  Verfahren und einer Vorrichtung zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion,  wobei ein Werkstück durch elektrische Entladungsenergie bearbeitet  wird, indem man elektrische Energie über einen Spalt zwischen einer  Drahtelektrode und dem Werkstück einwirken lässt.   Stand der  Technik  



   Die Bearbeitung durch Elektroerosion hat sich einen festen Platz  als Bearbeitungsverfahren geschaffen, beispielsweise für Giess- und  Spritzformen, und wird sehr häufig in der Automobilindustrie, der  Industrie zur Herstellung von Haushaltgeräten, der Halbleiterindustrie  u.a. angewendet. 



   Fig. 7 ist ein Schema, welches den Mechanismus der Bearbeitung durch  Elektroerosion erläutert. In der Zeichnung haben die Bezugszeichen  die folgende Bedeutung: 1 eine Elektrode; 2 ein Werkstück; 3 eine  Lichtbogensäule; 4 eine Arbeitsflüssigkeit; und 5 Bearbeitungsspäne,  die bei der Bearbeitung durch Elektroerosion anfallen.

   Die spanabhebende  Bearbeitung durch elektrische Entladung im Werkstück 2 schreitet  fort, während sich der gezeichnete Zyklus wiederholt (entsprechend  den Schritten (a) bis (e) in Fig. 7), nämlich gemäss der folgenden  Schritte (a) bis (e): In Schritt (a) ist die Bildung der Lichtbogensäule  3 auf Grund einer elektrischen Entladung gezeigt, in (b) das örtliche  Aufschmelzen und das Verdampfen der Arbeitsflüssigkeit 4 aufgrund  der Wärmeenergie der elektrischen Entladung, (c) das Auftreten einer  explosionsartigen Verdampfung der Arbeitsflüssigkeit 4, (d) das Abschleudern  geschmolzener Anteile (Bearbeitungsspäne 5) und (e) das Abkühlen,  das Verfestigen und die Neubildung einer Isolation zwischen den Elektroden  auf Grund der Anwesenheit der Arbeitsflüssigkeit. 



   Die vorliegende Erfindung betrifft das Bearbeiten durch Elektroerosion,  welche beim Bohren, Schneiden und anderen Arbeitsgängen durch     Elektroerosion angewandt wird. Insbesondere besteht eine wachsende  Nachfrage nach höherer Präzision der Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion  und bei der Herstellung von hochpräzisen Spritzdüsen und Giessformen,  die in der Halbleiterindustrie und anderen verwendet werden. Dies  verlangt eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit in der Grössenordnung  von 1 bis 2 mu m. 



   Fig. 8 zeigt als schematische Erklärung ein Beispiel des Bearbeitungsverfahrens  bei der Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion. In der Zeichnung  bezeichnen das Bezugszeichen 1a eine Drahtelektrode, 2 das Werkstück,  4a eine Bearbeitungsflüssigkeit, welche beispielsweise Wasser ist,  und 6 ein Anfangsloch. Die Teilzeichnung (a) in Fig. 8 zeigt die  Phase eines ersten Schnittes, der eine rohe Bearbeitung darstellt,  die Teilzeichnung (b) in Fig. 8 die Phase eines zweiten Schnittes,  der eine Halbfertigbearbeitung nach der Rohbearbeitung darstellt,  und Teilzeichnung (c) in Fig. 8 den Zustand eines dritten Schnittes,  der die endgültige Feinbearbeitung darstellt. 



   Das Beispiel der Bearbeitung beim ersten Schnitt in der Teilzeichnung  (a) in Fig. 8 zeigt die Bearbeitung, bei der die Drahtelektrode 1a  durch das Anfangsloch 6 hindurchgeführt und das Werkstück 2 gebohrt  wird. Im Falle eines solchen ersten Schnittes werden eine gute Oberflächenglätte  und Genauigkeit nicht gefordert, da die Beschaffenheit der Oberfläche  und die Genauigkeit in nachfolgenden Bearbeitungsschritten ausgeführt  werden, und es ist hier wichtig, die Bearbeitungsgeschwindigkeit  zu erhöhen, insbesondere um die Produktivität zu steigern. Bei der  Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion wird das Einspritzen der Arbeitsflüssigkeit  4a in den Spalt zwischen der Drahtelektrode 1a und dem Werkstück  2 ausgeführt, um die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen und die  Bearbeitungsabfälle wirksam aus dem Spalt abzuführen.

   Zusätzlich  wird ein Verfahren angewendet, bei dem die Arbeitsflüssigkeit 4a  in einem nicht dargestellten Behälter aufbewahrt und das Werkstück  2 in diese Flüssigkeit eingetaucht wird, um die Ungleichmässigkeit  der Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit 4a zum Spalt zu verhindern und  einen Bruch der Drahtelektrode 1a zu vermeiden. Es wird daher ein  Organ zur Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit zum Spalt zwischen der Drahtelektrode  1a und dem Werkstück 2 vorgesehen. Bei der oben beschriebenen üblichen  Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion werden die zweite Phase (Teilzeichnung  (b) in Fig. 8) und    der dritte Schnitt (Teilzeichnung (c) in Fig.  8) nach dem ersten Schnitt (Teilzeichnung (a) in Fig. 8) ebenfalls  in der Arbeitsflüssigkeit 4a ausgeführt. 



   Wenn eine Spannung über den Spalt zwischen der Drahtelektrode 1a  und dem Werkstück 2 angelegt wird, wirkt eine Kraft, bei der die  positive Polarität und die negative Polarität sich gegenseitig anziehen,  so dass die Drahtelektrode 1a, die nur eine geringe Starrheit aufweist,  gegen die Seite des Werkstückes 2 durch diese elektrostatische Kraft  gezogen wird. Dadurch wird die Drahtelektrode 1a in Schwingungen  versetzt, so dass ein Problem besteht, nämlich dass eine hochpräzise  Bearbeitung wegen solcher Schwingungen schwierig zu verwirklichen  ist. 



   Ausserdem wirkt in der Phase, in der die Explosivkraft infolge Verdampfung  der Arbeitsflüssigkeit durch die Entladungsenergie erzeugt wird (beispielsweise  Teilzeichnung (c) in Fig. 7) eine grosse Kraft auf die Drahtelektrode  1a in einer Richtung ein, die vom Werkstück 2 weg gerichtet ist,  so dass Schwingungen auftreten. Dadurch trat ein Problem dahingehend  auf, dass sich Unregelmässigkeiten an der Form des Werkstückes 2  aufgrund solcher Schwingungen gezeigt haben, wodurch weiterhin die  Genauigkeit herabgesetzt wird. 



   Die Anwendungen der Bearbeitung durch Draht- Elektroerosion weiten  sich ausserdem in der Halbleiterindustrie und verwandten Industrien  aus, welche Anwendungsgebiete der Bearbeitung durch Draht- Elektroerosion  darstellen, beispielsweise zur Bearbeitung von Spritzformen für Leitrahmen  an integrierten Schaltungen, und bei diesen Anwendungen wird eine  ausserordentlich hohe Genauigkeit und sehr glatte Flächen am Werkstück  verlangt, wobei diese Genauigkeit etwa 1  mu m und die Oberflächenrauigkeit  Rmax 1  mu m oder weniger beträgt. Insbesondere ist bei solchen Anwendungen  das oben angesprochene Problem, welches auf den Schwingungen und  ähnlichen Deformationen der Drahtelektrode beruht, besonders ausgeprägt.                                                       



   Als eine Massnahme zum Überwinden solcher Probleme bei der Bearbeitung  mittels Draht-Elektro-erosion in einer Flüssigkeit ist eine Arbeitsweise  entwickelt worden, welche die Bearbeitung durch Elektroerosion mit  in    Luft geführten Drähten betrifft, bei der die Bearbeitung durch  Draht-Elektro-erosion in der Atmosphäre ohne Anwesenheit einer Arbeitsflüssigkeit  im Spalt zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück durchgeführt  wird (Adachi, Tokyo University of Agriculture and Technology u. Koll.:  "Attaining High Precision in Second Cuts by Aerial EDM", Die &  Mold Technology, Bd. 14, Nr. 7, 1999, S. 154, The Nikkan Kogyo Shimbun,  Ltd.). Bei dieser Arbeitsweise wird berichtet, dass die Genauigkeit  der Geradlinigkeit von Schnittflächen an Werkstücken durch eine Bearbeitung  durch Draht-Elektroerosion in der Atmosphäre verbessert werden kann.

    Obschon die Bedeutung vom Gesichtswinkel, eine höhere Genauigkeit  zu erreichen, im Vergleich mit der üblichen Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion  in einer Arbeitsflüssigkeit gross ist, stellt es sich jedoch als  unmöglich heraus, das Abkühlen mittels der Arbeitsflüssigkeit anzuwenden  (siehe Teilzeichnung (e) in Fig. 7), d.h. in Fällen, bei denen die  Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion in einer solchen Atmosphäre  oder aber in einer Nebelumgebung ausgeführt wird. Es ist daher unmöglich,  den Spalt zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück ausreichend  zu kühlen, und die Bearbeitung schreitet in der Phase voran, bei  der thermische Beanspruchungen im Werkstück wegen der durch die elektrische  Entladung erzeugten Wärme aufgetreten sind.

   Es besteht also eine  Schwierigkeit darin, dass diese Arbeitsweise keine Anwendungen berücksichtigen  kann, bei denen eine ausserordentlich hohe Genauigkeit und eine sehr  glatte Oberfläche an den Werkstücken erforderlich sind, beispielsweise  jene, die oben genannt wurden.   Beschreibung der Erfindung   



   Die vorliegende Erfindung richtet sich darauf, die oben angesprochenen  Probleme zu überwinden, und es ist ihre Aufgabe, ein Verfahren und  eine Vorrichtung zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion zu  schaffen, die eine hohe Genauigkeit und eine hohe Qualität bei der  Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion gewährleisten. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion  ist ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstückes mittels Draht-Elektroerosion  durch Erzeugung einer elektrischen Entladung in einem Spalt zwischen  einer Drahtelektrode und dem Werkstück, bei dem die Bear   beitung  unter einer Kombination von mindestens zwei Bearbeitungsarten von  den nachstehend genannten drei Bearbeitungsarten erfolgt, nämlich  Bearbeitung in einer Arbeitsflüssigkeit, Bearbeitung in einem Nebel  und Bearbeitung in einem Gas, und falls die Bearbeitung in dem Nebel  und/oder dem Gas erfolgt, wird sie unter Kühlung des Werkstückes  vorgenommen. 



   Die Vorrichtung zur Bearbeitung mittels Draht- Elektroerosion der  vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Bearbeitung mittels  Draht-Elektroerosion zur Bearbeitung eines Werkstückes durch Zufuhr  elektrischer Entladungsenergie in einen Spalt zwischen einer Drahtelektrode  und dem Werkstück durch Mittel zum Zuführen elektrischer Bearbeitungsenergie  und unter einer Relativbewegung zwischen der genannten Drahtelektrode  und dem Werkstück, bewirkt durch Positioniermittel, wobei diese Vorrichtung  folgende Bestandteile aufweist:

   Mittel zur Zufuhr von Arbeitsfluid,  welche mindestens zwei Arbeitsfluide zuführen, ausgewählt aus Mitteln,  die dazu eingerichtet sind, eine Arbeitsflüssigkeit in den Spalt  zu leiten, Mitteln zur Zufuhr eines Nebels in den Spalt, und Mitteln  zur Zufuhr eines Gases in den Spalt, sowie Mittel zur Zufuhr eines  Kühlmittels zwecks Kühlen des Werkstückes. 



   Ausserdem ist die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Bearbeitung mittels  Draht-Elektroerosion eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstückes  durch Zufuhr elektrischer Entladungsenergie in einen Spalt zwischen  einer Drahtelektrode und dem Werkstück, bewirkt durch Mittel zum  Zuführen elektrischer Bearbeitungsenergie und durch Relativbewegung  zwischen der genannten Drahtelektrode und dem Werkstück, bewirkt  durch Positioniermittel, wobei die Vorrichtung zur Bearbeitung mittels  Draht-Elektroerosion folgende Bauteile aufweist: Mittel zur Zufuhr  von Arbeitsfluiden, welche mindestens zwei Arbeitsfluide zuführen,  ausgewählt aus Mitteln, welche dazu eingerichtet sind, eine Arbeitsflüssigkeit  in den Spalt zu leiten, Mitteln zur Zufuhr eines Nebels in den Spalt,  und Mitteln zur Zufuhr eines Gases in den Spalt;

   Mittel zur Zufuhr  eines Kühlmittels zwecks Kühlen des Werkstückes; und Steuerungsmittel  zur Steuerung eines Wechsels zwischen den genannten Zufuhrmitteln,  nämlich den Mitteln zur Zufuhr der Arbeitsflüssigkeit zum Bearbeitungsspalt,  den Mitteln zur Zufuhr des Nebels zum Bearbeitungsspalt und den Mitteln  zur Zufuhr des Gases zum Bearbeitungsspalt, und zur Steuerung der  Zufuhr von Kühlmittel    zum Werkstück mittels der genannten Kühlmittel-Zufuhrmittel  während der Zufuhr des Nebels zum Bearbeitungsspalt durch die genannten  Nebel-Zufuhrmittel oder während der Zufuhr des Gases zum Bearbeitungsspalt  durch die genannten Gas-Zufuhrmittel, in Übereinstimmung mit der  Produktivität und der für das Werkstück erforderlichen Genauigkeit  usw. 



   Weiterhin leitet bei der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Bearbeitung  mittels Draht-Elektroerosion die genannten Mittel zur Zufuhr von  Arbeitsfluid dieses entlang der genannten Drahtelektrode in den Spalt,  und die genannten Mittel zur Zufuhr von Kühlmittel spritzen dieses  ausserhalb des Arbeitsfluids gegen das Werkstück. 



   Ausserdem sind bei der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Bearbeitung  mittels Draht-Elektroerosion Mittel zur Zufuhr von Fluid vorgesehen,  bei denen die genannten Mittel zur Zufuhr von Arbeitsfluid und jene  zur Zufuhr von Kühlmittel miteinander vereinigt und einstückig geformt  sind. Zusätzlich führen bei der erfindungsgemässen Vorrichtung zur  Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion die Mittel zur Zufuhr von  Bearbeitungsflüssigkeit diese Flüssigkeit mittels einer Pumpe aus  einem Vorratsbehälter dem Bearbeitungsspalt zu; die Mittel zur Zufuhr  von Gas führen dieses Gas, beispielsweise Luft, nach Komprimieren  in einem Kompressor dem Bearbeitungsspalt zu;

   und die Mittel zur  Zufuhr von Nebel erzeugen einen Nebel, indem sie die von den Mittels  zur Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit herangeführte Arbeitsflüssigkeit  mit dem Gas vermischen, das von den Mitteln zur Gaszufuhr herangebracht  wird, und den Nebel dann in den Bearbeitungsspalt einleiten. 



   Weiterhin setzen in der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Bearbeitung  mittels Draht-Elektroerosion die genannten Mittel zur Zufuhr von  Kühlmittel die Arbeitsflüssigkeit im genannten Vorratsbehälter für  Arbeitsflüssigkeit mittels der genannten Pumpe unter Druck und führen  dann die Arbeitsflüssigkeit dem Bearbeitungsspalt zu. Zusätzlich  weist die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion  Kühlmittel zur Kühlung des vom Kompressor komprimierten Gases auf.                                                             



     Ausserdem werden bei der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Bearbeitung  mittels Draht-Elektroerosion die Kühlmittel durch Verwendung eines  Wärmeaustausches gebildet, der im Vorratsbehälter der Arbeitsflüssigkeit  angeordnet ist. 



   Da das Verfahren und die Vorrichtung zur Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion  wie oben beschrieben ausgestaltet ist, nämlich wobei die Bearbeitung  durch Draht-Elektroerosion in einem Gas oder einem Nebel stattfindet,  ist es möglich, das Werkstück wirksam zu kühlen und thermische Beanspruchungen  im Werkstück zu vermeiden, so dass der Vorteil auftritt, dass das  Bearbeiten durch Draht-Elektroerosion derart möglich wird, dass eine  hohe Genauigkeit und eine hohe Qualität erzielt werden. Zusätzlich  zeigt sich der Vorteil, dass es möglich ist, die erforderlichen Vorgaben  einzuhalten, indem die Bearbeitung durch eine Kombination der Arbeitsflüssigkeit,  im Nebel und im Gas vorgenommen wird, was zu höherer Produktivität,  höherer Genauigkeit des Werkstückes usw. führt.

     Kurzbeschreibunq  der Zeichnungen        Fig. 1 ist ein Schema, welches ein  Beispiel eines Verfahrens zur Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion  nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;     Fig. 2 veranschaulicht als schematische Zeichnung eine Vorrichtung  zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion nach der ersten Ausführungsform  der vorliegenden Erfindung;     Fig. 3 ist ein Schema zur Veranschaulichung  des Aufbaus von Mitteln zur Zufuhr von einem Fluid zur Bearbeitungsvorrichtung  mittels Draht-Elektroerosion gemäss der ersten Ausführungsform der  vorliegenden Erfindung;     Fig. 4 zeigt als Diagramm eine Erläuterung  eines Verfahrens zur Zufuhr des Fluids zu den Mitteln zur Fluidzufuhr  der Vorrichtung zur Bearbei  tung mittels Draht-Elektroerosion in  Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

       Fig. 5 ist ein Schema zur Erläuterung eines Verfahrens zur  Zufuhr des Fluids zu den Fluidzufuhrmitteln der Vorrichtung zur Bearbeitung  mittels Draht- Elektroerosion gemäss einer zweiten Ausführungsform  der vorliegenden Erfindung;     Fig. 6 zeigt als Diagramm die Erläuterung  eines Verfahrens zur Zufuhr des Fluids zu den Fluidzufuhrmitteln  der Vorrichtung zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion gemäss  einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;     Fig.  7 ist ein Schema des Bearbeitungsverfahrens bei der Draht-Elektroerosion.     Fig. 8 ist ein Schema, welches ein Beispiel des Bearbeitungsverfahrens  einer Draht-Elektroerosion zeigt.    Beste Ausführunqsformen  der Erfindung   Erste Ausführungsform  



   Fig. 1 zeigt als erläuterndes Schema ein Beispiel eines Verfahrens  zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion gemäss einer ersten  Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Zeichnung stellen  die Bezugszeichen folgende Bauteile dar: 1a eine Drahtelektrode,  2 ein Werkstück, 4a eine Arbeitsflüssigkeit, welche beispielsweise  Wasser ist, und 6 ein Anfangsloch. Das Bezugszeichen 7 stellt einen  Nebel, beispielsweise einen Wassernebel, und das Bezugszeichen 8  ein Gas wie beispielsweise Luft dar. Fig. 1(a) zeigt einen ersten  Schnitt, der eine Rohbearbeitung darstellt. Fig. 1(b) zeigt einen  zweiten Schnitt, der eine Halbfertigbearbeitung nach der Rohbearbeitung  darstellt. Fig. 1(c) zeigt einen dritten Schnitt, der die endgültige  Bearbeitung wiedergibt.

   Die -Bezeichnungen erster Schnitt, zweiter  Schnitt und dritter Schnitt sind aus Bequemlichkeitsgründen -gewählt,  und es ist nicht erforderlich,    dass die Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion  mit drei Bearbeitungsschritten abgeschlossen ist. Bei einer Bearbeitung,  bei der die für das Werkstück geforderte Genauigkeit niedrig ist,  gibt es Fälle, bei denen die Bearbeitung schon    nach dem ersten  Arbeitsgang oder aber nach dem ersten und dem zweiten Arbeitsgang  beendet ist; bei Bezugszeichen, bei denen die am Werkstück geforderte  Präzision hoch ist, gibt es Fälle, die zur endgültigen Bearbeitung  sieben oder sogar acht Schritte benötigen. 



   Nun soll im Nachfolgenden eine Beschreibung des allgemeinen Bearbeitungsverfahrens  gegeben werden. Der erste in Fig. 1(a) gezeigte Schnitt ist eine  Bearbeitung, bei der die Drahtelektrode 1a durch das Anfangsloch  6 geführt und das Werkstück 2 gebohrt wird. Im ersten Schnitt sind  eine gute Oberflächenglätte und Genauigkeit nicht so sehr notwendig,  da die Oberflächenglätte und die Genauigkeit bei der nachfolgenden  Bearbeitung erzielt werden, und es ist wichtig, dass im ersten Schritt  insbesondere die Bearbeitungsgeschwindigkeit hoch ist, um die Produktivität  zu verbessern.

   Auf die gleiche Art wie in Fig. 8, welche den Stand  der Technik betrifft, wird die Bearbeitung ausgeführt, während sich  Arbeitsflüssigkeit 4a in einem Spalt zwischen der Drahtelektrode  1a und dem Werkstück 2 befindet und dort durch die Mittel zur Zufuhr  der Arbeitsflüssigkeit in den Spalt herangebracht wird. Als Mittel  zur Zufuhr der Arbeitsflüssigkeit verwendet man mindestens eines  der nachstehenden Mittel, nämlich das Lagern der Arbeitsflüssigkeit  4a in einem Bearbeitungsbehälter, in den das Werkstück 2 eingetaucht  wird, und ein Mittel zum Einspritzen der Arbeitsflüssigkeit 4a in  den Spalt zwischen den Elektroden. 



   Bei einer normalen Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion schreitet  die Bearbeitung fort, während die Arbeitsflüssigkeit von den Mitteln  zur Zufuhr der Arbeitsflüssigkeit in den Spalt eingeleitet wird,  selbst nach dem ersten Schnitt. Da jedoch Schwierigkeiten auftreten,  beispielsweise die Schwingungen der Drahtelektrode, wie es aus dem  Stand der Technik bekannt ist, eignet sich die normale Bearbeitung  durch Draht-Elektroerosion für eine hochpräzise Bearbeitung nicht.                                                             



   Bei der vorliegenden Erfindung wird die Bearbeitung ausgeführt, ohne  dass sich Arbeitsflüssigkeit im Spalt während der Endbearbeitung  befindet, so dass die Genauigkeit und die Oberflächengüte des Werkstückes  verbessert werden. 



     Beim zweiten Schnitt, der in Fig. (b) gezeigt ist und die Halbfertigbearbeitung  darstellt, wird diese Bearbeitung nicht in der Arbeitsflüssigkeit  4a, sondern im Nebel 7 ausgeführt, um eine Vibration der Drahtelektrode  1a zu verhindern und die Formgenauigkeit der Bearbeitung zu verbessern.  Die Bearbeitungsgeschwindigkeit im Nebel 7 ist keinesfalls niedriger  als diejenige in einer Arbeitsflüssigkeit 4a, und die Genauigkeit  der Bearbeitung steigt, da keine Vibration der Drahtelektrode 1a,  welche auf elektrostatischen Kräften beruht, auftritt. Die Bearbeitung  im Nebel 7 kann durch Einsprühen eines Nebels in den Spalt zwischen  der Drahtelektrode 1a und dem Werkstück 2 geschehen, beispielsweise  durch nicht dargestellte Mittel zur Zufuhr von Nebel. 



   Weiterhin kann im Falle des dritten Schnittes, der in Fig. 1 (c)  gezeichnet ist und die Endbearbeitung darstellt, die Vibration der  Drahtelektrode durch die Ausführung der elektrischen Entladung in  einem Gas 8 weiter vermindert werden. Die Bearbeitung im Gas 8 kann  in der Atmosphäre geschehen oder durch Einleiten eines Gases mit  vorbestimmter Zusammensetzung in den Spalt zwischen der Drahtelektrode  1a und dem Werkstück 2 mittels nicht dargestellter Gaszufuhrmittel.                                                            



   Der Grund dafür, dass durch die oben beschriebene Bearbeitung mittels  Elektroerosion im Nebel 7 und im Gas 8 eine hohe Genauigkeit erzielt  werden kann, ist folgender. Da die elektrostatische Kraft, die im  Spalt zwischen der Drahtelektrode 1a und dem Werkstück 2 wirkt, wenn  eine Spannung am Spalt angelegt wird, der Dielektrizitätskonstante  im Spalt proportional ist, und wenn eine Berechnung unter der Annahme  angestellt wird, dass die Länge des Spaltes die gleich ist, wenn  der Spalt durch Nebel 7 oder Gas 8 gefüllt ist, beträgt die elektrostatische  Kraft nur etwa 1/10 verglichen mit einer Bearbeitung, bei der der  Spalt zwischen den Elektroden mit Arbeitsflüssigkeit 4a angefüllt  ist. Die Dielektrizitätskonstante im Vakuum am kleinsten, und diejenige  in Wasser beträgt etwa das 80fache gegenüber der Vakuum-Dielektrizitätskonstante.

    Zusätzlich tritt folgendes auf: Da die Explosivkraft bei der Verdampfung,  verursacht durch die elektrische Entladung, von der Flüssigkeit erzeugt  wird, die sich zwischen den Elektroden befindet, wird die Drahtelektrode  1a praktisch nicht durch eine explosive Verdampfung beeinflusst,  wenn sich nur der Nebel 7 oder das Gas 8 im Spalt befindet. 



     Durch eine elektrische Entladung im Nebel 7 oder dem Gas 8 kann  demgemäss eine hochpräzise Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion  erreicht werden, und es wird möglich, die erforderlichen Vorgaben  zu erfüllen, indem man eine Bearbeitung zunächst in der Arbeitsflüssigkeit,  dann im Nebel und schliesslich im Gas vornimmt, wobei die genannten  Vorgaben die Produktivität, die erforderliche Genauigkeit am Werkstück  u.a. sind. 



   Fig. 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Bearbeitung mittels  Draht-Elektroerosion gemäss der ersten Ausführungsform der vorliegenden  Erfindung. In der Zeichnung bedeuten die Bezugszeichen: 1a die Drahtelektrode,  2 das Werkstück, 4a die Arbeitsflüssigkeit, welche beispielsweise  Wasser ist, 7 den Nebel, 8 das Gas, 9 einen Tisch zur Befestigung  des Werkstückes 2, 11 eine Drahtspule, 12 Mittel zur Zufuhr eines  Fluids, 13 eine Abzugsrolle, 14 eine Gegenrolle, 15 einen X-Tisch  zur Verschiebung des Werkstückes 2 in Horizontalrichtung (X-Richtung),  16 einen Y-Tisch zum Verschieben des Werkstückes 2 in einer anderen  horizontalen Richtung (Y-Richtung), 17 einen Servoverstärker der  X-Achse zur Steuerung eines nicht dargestellten Antriebsmotors zum  Antrieb des X-Tisches 15,

   18 einen Servoverstärker der X-Achse zur  Steuerung eines nicht dargestellten Antriebsmotors zum Antrieb des  Y-Tisches 16, und 19 die Steuermittel. Die Drahtelektrode 1a wird  zwischen der Abzugsrolle 13 und der Gegenrolle 14 eingeklemmt und  von dieser Vorrichtung abgezogen, die elektrische Bearbeitungsenergie  wird über den Spalt zwischen der Drahtelektrode 1a und dem Werkstück  2 durch nicht dargestellte Mittel zur Zufuhr elektrischer Bearbeitungsenergie  angelegt, während die Drahtelektrode 1a sich bewegt, und die -Bearbeitung  des Werkstück 2 wird vorgenommen, während eine Relativbewegung zwischen  der Drahtelektrode 1a und dem Werkstück 2 mittels des X-Tisches und  des Y-Tisches stattfindet, welche Positionierungsmittel darstellen.                                                            



   Fig. 3 zeigt als Erläuterung schematisch den Aufbau der Fluid-Zufuhrmittel  12 der Vorrichtung zur Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion nach  der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 (a)  ist ein senkrechter Querschnitt und Fig. 3 (b) ein waagerechter Querschnitt  entlang der Linie A-A in Fig. 3 (a). In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen  2 das Werkstück, 4a die Arbeitsflüssigkeit, welche beispielsweise  Wasser ist, 7 den    Nebel, 8 das Gas, 12 die Mittel zur Zufuhr von  Fluid und 12a eine Nut in den Fluid-Zufuhrmitteln 12, die konzentrisch  an der Aussenseite der Öffnung angeordnet ist, durch welche die Drahtelektrode  1a hindurchgeht, so dass die Arbeitsflüssigkeit 4a, welche eine Kühlflüssigkeit  darstellt, in Richtung des Werkstückes 2 strömen kann. Die Bezugszeichen  20 und 21 bezeichnen Verbindungsstücke. 



   Fig. 4 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens,  wie das Fluid zu den Fluid-Zufuhrmitteln 12 gelangt. In der Zeichnung  bezeichnet die Zahl 4a die Arbeitsflüssigkeit, die beispielsweise  aus Wasser besteht, die Zahl 22 einen Behälter für Arbeitsflüssigkeit,  die Zahl 23 einen Kompressor zur Lieferung eines Druckgases zum Spalt  zwischen der Drahtelektrode 1a und dem Werkstück 2, und die Zahl  24 eine Temperaturregelung zur Einstellung der Temperatur der Arbeitsflüssigkeit  4a im Flüssigkeitsbehälter 22. Die Bezugszeichen 25 bis 27 bedeuten  Ventile und die Zahl 28 eine Pumpe zum Fördern der Arbeitsflüssigkeit  4a, deren Temperatur mittels der Temperaturregelung 24 eingestellt  wurde.

   Wenn die Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion im Gas oder  dem Nebel ausgeführt wird, während das Gas 8 oder der Nebel 7 zum  Spalt zwischen der Drahtelektrode 1a und dem Werkstück 2 geleitet  wird, spritzt man die Arbeitsflüssigkeit 4a, welche das Kühlmittel  darstellt, von der Nut 12a der Fluid-Zufuhrmittel 12 in die nähere  Umgebung des Spaltes konzentrisch zur Drahtelektrode 1a, indem die  Arbeitsflüssigkeit 4a von der Zuleitung 21 in die Mittel zur Fluid-Zufuhr  12 gelangt. Die Einleitung eines solchen Kühlmittels ist nicht auf  die konzentrische Form gegenüber der Drahtelektrode 1a begrenzt,  und es reicht aus, wenn das Kühlmittel von der Aussenseite des Gases  8 oder des Nebels 7 in Richtung des Werkstückes 2 geleitet wird,  wobei das Gas oder der Nebel als Arbeitsfluid an den Spalt geführt  wird. 



   Wenn die Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion im Gas oder im Nebel  ausgeführt wird, kann das Werkstück durch Zufuhr der Kühlflüssigkeit  in der Nähe des Spaltes gekühlt werden, ohne dass die Arbeitsflüssigkeit  4a in den Spalt eintritt, wenn das Gas 8 oder der Nebel 7 vom Kompressor  23 unter einen hohen Druck gesetzt und in den Spalt geleitet wird.  Es ist demgemäss    möglich, thermische Beanspruchungen im Werkstück,  hervorgerufen durch die Wärme bei der Bearbeitung, wirksam zu vermindern.                                                      



   Als nächstes soll nun eine Beschreibung der Vorgänge während der  tatsächlichen Bearbeitung gegeben werden. Wenn die Bearbeitung ausgeführt  wird, während die Arbeitsflüssigkeit 4a in den Spalt zwischen der  Drahtelektrode 1a und dem Werkstück 2 eingeleitet wird, ist das Ventil  25 geschlossen, das Ventil 26 ist geöffnet und das Ventil 27 ist  geschlossen, und die Arbeitsflüssigkeit 4a, welche das Arbeitsfluid  darstellt, wird dem Anschluss 20 zugeführt. Zusätzlich wird im Falle  einer Bearbeitung unter Zufuhr des Gases 8 zum Spalt das Ventil 25  geöffnet, das Ventil 26 geschlossen und das Ventil 27 geöffnet, und  das Druckgas 8, welches das Arbeitsfluid darstellt, wird zum Anschluss  20 geleitet, während die Arbeitsflüssigkeit 4a, die das Kühlmittel  darstellt, an den Anschluss 21 geführt wird.

   Wenn weiterhin die Bearbeitung  ausgeführt wird, während der Nebel 7 in den Spalt geleitet wird,  werden alle Ventile 25, 26 und 27 geöffnet, der Nebel 7, der das  Arbeitsfluid darstellt, wird aus dem Druckgas 8 vom Kompressor 23  und der Arbeitsflüssigkeit 24a erzeugt und zum Anschluss 20 geleitet,  während die Arbeitsflüssigkeit 4a, welches das Kühlmittel darstellt,  zum Anschluss 21 gespeist wird. Der Wechsel zwischen dem Öffnen und  dem Schliessen dieser Ventile 25 bis 27 wird von den Steuermitteln  19 ausgeführt. 



   Wie oben beschrieben wurde, haben die Fluid-Zufuhrmittel 12 (d.h.  die Mittel zur Zufuhr von Arbeitsfluid) die Aufgabe von Mitteln zur  Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit, von Nebelzufuhr und von Gaszufuhr,  und ausserdem wirken sie als Mittel zur Zufuhr eines Kühlmittels  zwecks Abkühlen des Werkstückes. 



   Mittels der oben beschriebenen Anordnung kann die Arbeitsflüssigkeit  4a, der Nebel 7 oder das Gas 8 selektiv an den Spalt zwischen der  Drahtelektrode 1a und dem Werkstück 2 geführt werden, wodurch sich  die erforderliche Bearbeitungsgeschwindigkeit, die Genauigkeit der  Bearbeitung usw. ergibt. Gleichzeitig kann das Werkstück 2 im Zuge  der Bearbeitung durch Draht-Elektroerosion im Gas oder im Nebel wirksam  gekühlt werden. Da dem-gemäss keine thermischen Belastungen im Werkstück  auftreten, ist es möglich,    eine höhere Genauigkeit der Bearbeitung  und eine sehr glatte Oberfläche zu erzielen. 



   Obschon gemäss der oben stehenden Beschreibung die Mittel zur Fluid-Zufuhr  12 als Mittel zur Zufuhr von Arbeitsfluid und zur Zufuhr von Kühlmittel  wirken, können natürlich auch die Mittel zur Zufuhr von Arbeitsfluid  und jene zur Zufuhr von Kühlmittel voneinander getrennt vorliegen.  Zweite Ausführungsform  



   Fig. 5 zeigt schematisch eine Erläuterung eines Verfahrens, wie das  Fluid zu den Fluidzufuhrmitteln 12 der Vorrichtung zur Bearbeitung  mittels Draht- Elektroerosion gemäss einer zweiten Ausführungsform  dieser Erfindung ausgestaltet werden kann. Die Anordnung der Vorrichtung  zur Draht-Elektroerosion ist ähnlich derjenigen der ersten Ausführungsform,  die in Fig. 2 gezeigt ist, und die Anordnung der Mittel zur Zufuhr  von Fluid ist ähnlich jener gemäss der ersten Ausführungsform in  Fig. 3. In Fig. 5 werden die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen  in Fig. 4 verwendet, die die erste Ausführungsform veranschaulicht,  wenn identische oder entsprechende Teile zu bezeichnen sind, und  zusätzlich bezeichnet die Zahl 29 einen Kühler.

   Ausserdem läuft der  Betrieb des Wechsels zwischen Öffnen und Schliessen der Ventile 25  bis 27 ähnlich demjenigen der ersten Ausführungsform ab. 



   In Fig. 5 wird das Gas, welches im Kühler 29 gekühlt wurde, zum Spalt  geleitet, wenn die Bearbeitung durch Elektroerosion ausgeführt wird,  während ein Gas in den Spalt zwischen der Drahtelektrode und dem  Werkstück geleitet wird, da der Kühler 29 zwischen dem Kompressor  23 und dem Ventil 25 angeordnet ist. Zusätzlich wird im Falle, wo  die Bearbeitung ausgeführt wird, während ein Nebel in den Spalt geleitet  wird, dieser durch Verwendung des Druckgases erzeugt, das im Kühler  abgekühlt worden ist. Im Vergleich zum üblichen Verfahren, wo ein  Gas verwendet wird, dessen Temperatur nicht geregelt wurde, ist es  möglich, die Wirksamkeit der Kühlung eines Teils des Werkstückes  zu verbessern, wenn die Bearbeitung ausgeführt wird, während ein  Gas oder der Nebel in den Spalt eingeleitet wird.   Dritte Ausführunqsform  



   Fig. 6 zeigt als Erläuterung schematisch ein Verfahren zur Zufuhr  des Fluids zu den Fluid-Zufuhrmitteln 12 der Vorrichtung zur Bearbeitung  durch Draht-Elektroerosion gemäss einer dritten Ausführungsform der  vorliegenden Erfindung. Die Anordnung, der Betrieb und ähnliche Parameter  der Vorrichtung zur Draht-Elektroerosion sind denjenigen der ersten  und zweiten Ausführungsform analog. In Fig. 6 werden die gleichen  Bezugszeichen wie in Fig. 4 und Fig. 5 verwendet, welche die erste  bzw. die zweite Ausführungsform veranschaulichen, wenn identische  oder entsprechende Teile gemeint sind, und die Zahl 30 bezeichnet  einen Wärmeaustauscher. 



   Gemäss Fig. 6 ist zwischen dem Kompressor 23 und dem Ventil 25 in  Fig. 4 (erste Ausführungsform) der Wärmeaustauscher 30 eingebaut,  und dieser Wärmeaustauscher 30 befindet sich im Behälter 22 für Arbeitsflüssigkeit.  Da die Temperatur der Arbeitsflüssigkeit 4a im Behälter 22 auf Zimmertemperatur  oder einer Temperatur unterhalb Zimmertemperatur mittels des Temperaturreglers  24 gehalten wird, wird die im Kompressor 23 komprimierte Luft 8 durch  die Arbeitsflüssigkeit 4a abgekühlt, welche im Arbeitsbehälter 22  temperaturgeregelt ist. Dadurch steigt die Wirksamkeit der Kühlung  eines Teiles des Werkstückes unter Bearbeitung auf die gleiche Weise  wie bei der zweiten Ausführungsform.

   Da die Funktion des Kühlers  29 in Fig. 5 (zweite Ausführungsform) durch eine einfachere Anordnung  realisiert werden kann, besteht der Vorteil, dass dadurch Kosten  eingespart werden können.  Industrielle Anwendbarkeit  



   Wie oben beschrieben wurde, sind das Verfahren und die Vorrichtung  zur Bearbeitung durch Draht- Elektroerosion gemäss der vorliegenden  Erfindung besonders geeignet für Bearbeitungstätigkeiten mit hochpräziser  und hochqualitativer Elektroerosion.

Claims (8)

1. Verfahren zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion zur Bearbeitung eines Werkstückes durch Erzeugung einer elektrischen Entladung in einem Spalt zwischen einer Drahtelektrode und dem genannten Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung unter einer Kombination von zwei der nachstehend genannten drei Bearbeitungsmassnahmen erfolgt: Bearbeitung in einer Arbeitsflüssigkeit, Bearbeitung in einem Nebel, und Bearbeitung in einem Gas, wobei im Falle einer Bearbeitung, bei der ein Nebel oder ein Gas angewandt wird, die Bearbeitung unter Kühlung des Werkstückes vor genommen wird.

2.

Vorrichtung zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion zur Bearbeitung eines Werkstückes durch Zufuhr elektrischer Entladungsenergie in einen Spalt zwischen einer Drahtelektrode und dem genannten Werkstück durch Mittel zum Zuführen elektrischer Bearbeitungsenergie, und unter einer Relativbewegung zwischen der genannten Drahtelektrode und dem Werkstück, bewirkt durch Positioniermittel, gekennzeichnet durch Mittel zur Zufuhr von Arbeitsfluiden, welche mindestens zwei Arbeitsfluide zuführen, ausgewählt aus Mitteln, welche dazu eingerichtet sind, eine Arbeitsflüssigkeit in den Spalt zu leiten, Mitteln zur Zufuhr eines Nebels in den Spalt, und Mitteln zur Zufuhr eines Gases in den Spalt, und durch Mittel zur Zufuhr eines Kühlmittels zwecks Kühlen des Werkstückes.

3.

Vorrichtung zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Steuerungsmittel zur Steuerung eines Wechsels zwischen den genannten Zufuhrmitteln, nämlich den Mitteln zur Zufuhr der Arbeitsflüssigkeit zum Bearbeitungsspalt, den Mitteln zur Zufuhr des Nebels zum Bearbeitungsspalt und den Mitteln zur Zufuhr des Gases zum Bearbeitungsspalt, und zur Steuerung der Zufuhr von Kühlmittel zum genannten Werkstück mittels der genannten Kühlmittel-Zufuhrmittel während der Zufuhr des Nebels zum Bearbeitungsspalt durch die genannten Nebel-Zufuhrmittel oder während der Zufuhr des Gases zum Bearbeitungsspalt durch die genannten Gas-Zufuhrmittel, in Übereinstimmung mit der Produktivität und der für das Werkstück erforderlichen Genauigkeit.

4.

Vorrichtung zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel zur Zufuhr von Arbeitsfluid dieses entlang der genannten Drahtelektrode dem Spalt zuleiten, und dass die genannten Mittel zur Zufuhr von Kühlmittel letzteres von ausserhalb des Arbeitsfluids gegen das Werkstück einspritzen.

5. Vorrichtung zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Zufuhr von Fluid vorgesehen sind, bei denen die genannten Mittel zur Zufuhr von Arbeitsfluid und jene zur Zufuhr von Kühlmittel miteinander vereinigt und einstückig geformt sind.

6.

Vorrichtung zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit diese Arbeitsflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter mittels einer Pumpe dem Bearbeitungsspalt zuführen, dass die genannten Mittel zur Zufuhr von Gas dieses Gas, beispielsweise Luft, nach Komprimieren in einem Kompressor dem Bearbeitungsspalt zuführen, und dass die genannten Mittel zur Zufuhr von Nebel einen Nebel erzeugen, indem sie die von den Mitteln zur Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit herangeführte Arbeitsflüssigkeit mit dem Gas vermischen, das von den Mitteln zur Gaszufuhr herangebracht wird, und den Nebel dann in den Bearbeitungsspalt einleiten.

7.

Vorrichtung zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel zur Zufuhr von Kühlmittel die Arbeitsflüssigkeit im genannten Vorratsbehälter für Arbeits flüssigkeit mittels der genannten Pumpe unter Druck setzen und die Arbeits flüssigkeit dem Bearbeitungsspalt zuführen.

8. Vorrichtung zur Bearbeitung mittels Draht-Elektroerosion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin Kühlmittel zur Kühlung des vom genannten Kompressor komprimierten Gases aufweist.