CH710045B1 - Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung eines metallischen Werkstückes. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung eines Werkstückes (3), wobei zwischen einem als Anode dienenden Werkstück (3) und mindestens einer als Kathode dienenden Elektrode der Vorrichtung eine Potentialdifferenz aufbaubar und dadurch über einen Elektrolyten ein Materialabtrag bewirkbar ist, mit mindestens einem ersten Elektrodensegment (1) zur Bearbeitung von Werkstückaußenkonturen (6) und mindestens einem zweiten Elektrodensegment (2) zur Bearbeitung von Werkstückausnehmungen (7). Um die Bearbeitung von Werkstücken mit Bohrungen und zu bearbeitenden Oberflächen im Abtragverfahren zu beschleunigen und zu präzisieren, sind beide Elektrodensegmente (1, 2) gemeinsam in einer Zustellrichtung (11) zum Werkstück (3) zustellbar, sowohl das erste Elektrodensegment (2) als auch das zweite Elektrodensegment (1) parallel zur Zustellrichtung (11) ausgerichtet und das zweite Elektrodensegment (2) weist ein Bohrsegment (8) und ein Kalibriersegment (9) auf, wobei das Bohrsegment (8) und das Kalibriersegment (9) in Zustellrichtung (11) hintereinander angeordnet sind, wodurch mit dem Bohrsegment eine Bohrung erstellbar und diese anschliessend mit dem Kalibriersegment auf Fertigmaß aufbohrbar ist.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung metallischer Werkstücke nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Im Stand der Technik sind Elektroden zur Bearbeitung vorgeformter Werkstücke bekannt, die im zu bearbeitenden Bereich ein Aufmaß aufweisen, welches über ein elektrochemisches Abtragverfahren (ECM oder PECM) entfernt wird. Die DE 10 2009 032 563 A1 beispielsweise betrifft eine Elektrode deren Oberfläche mit der Außenkontur von zu bearbeitenden Rotorschaufeln korrespondiert. Zur präziseren Erzeugung der Außenkontur ist die Elektrode hydraulisch verstellbar. Mittels elektrochemischer Bearbeitung können neben der Außenbearbeitung auch präzise Mikrobohrungen hergestellt werden. Dabei wird zwischen dem als Anode dienenden Bauteil und der als Kathode dienenden Elektrode ein Potential aufgebaut und das Bauteilmaterial über einen Elektrolyten abgetragen. Der Elektrolyt wird durch die Elektrode hindurch oder seitlich von dieser auf den zu bearbeitenden Bauteilbereich geführt. Ein solche Elektrode ist in der DE 10 2010 032 326 A1 offenbart. Diese weist eine Wirkfläche zur Definierung eines Arbeitsspaltes zwischen einem abzutragenden Seitenwandabschnitt und der Elektrode auf. Dabei ist die Wirkfläche schräg angestellt oder bogenförmig ausgebildet.

[0002] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Bearbeitung von Werkstücken mit Bohrungen und zu bearbeitenden Oberflächen nach dem ECM oder PECM Abtragverfahren zu beschleunigen und zu präzisieren.

[0003] Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung nach Patentanspruch 1. Zur Bearbeitung von Werkstückaußenkonturen und Werkstückausnehmungen ist mindestens eine kombinierte Elektrode mit zwei Segmenten vorgesehen, womit in einem Arbeitsgang die Werkstückaußenkontur und Werkstückausnehmungen, z.B. Bohrungen zumindest teilweise gleichzeitig bearbeitbar sind. Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

[0004] In den schematischen Figuren wurde auf die Darstellung des Elektrolyten und der Spalten zwischen Elektrode und Werkstück verzichtet.

[0005] Es zeigen: <tb>Fig. 1 und Fig. 2:<SEP>eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Nockenscheiben <tb>Figuren 3a und 3b:<SEP>eine Elektrode zur Bearbeitung von Turbinenschaufeln, insbesondere zum Herstellen von Mikrobohrungen und zur Materialabnahme von Werkstückoberflächen <tb>Figuren 4a bis 4c:<SEP>die Elektrode nach Fig. 3 im Bearbeitungseingriff <tb>Fig. 5<SEP>ein fertig bearbeitetes Werkstück

[0006] In Fig. 1 ist ein Werkstück 3 in einer Werkstückaufnahme 5 abgelegt. Als Werkstück 3 soll eine Nockenscheibe mit einer Werkstückausnehmung 7 in Form einer vorgeformten Bohrung bearbeitet werden. Das Werkstück 3 wird mit einem Zentrierdorn 4, der in die Bohrung hineinragt, lagerichtig fixiert. Der Zentrierdorn 4 ist mit einer Feder vorgespannt und kann gegen die Federkraft aus der Bohrung herausbewegt werden. Die Darstellung in Fig. 2 zeigt die Vorrichtung während der Bearbeitung. Das erste Elektrodensegment 1 zur Bearbeitung der Werkstückaußenkontur 6 und das Elektrodensegment 2 zur Bearbeitung der Werkstückausnehmung 7 wurden gemeinsam auf das Werkstück 3 abgesenkt. Dabei wurde der Zentrierdorn 4 durch das Elektrodensegment 2 verdrängt. In der vorgeformten Bohrung wird durch Materialabtrag ein Bearbeitungsaufmaß abgetragen und/oder ein Profil erzeugt. Vorteilhaft können die Bohrung der Nockenscheibe und die äußere Nockenkontur gleichzeitig in einer Werkstückaufspannung bearbeitet werden. Damit ist zusätzlich zur Verkürzung der Zykluszeiten eine höchst präzise Werkstückbearbeitung möglich.

[0007] Die Figuren 3a und 3b zeigen eine Elektrode zur Bearbeitung von Turbinenschaufeln in der Draufsicht und in der Seitenansicht. Die Elektrodensegmente 1 und 2 sind gemeinsam an einem Elektrodenhalter 10 angeordnet. Das Elektrodensegment 1 weist ein Profil 12 auf, das mit der zu bearbeitenden Werkstückaußenkontur 6 korrespondiert. Das Elektrodensegment 2 zur Herstellung von Mikrobohrungen ist in zwei Bereiche aufgeteilt. Das Bohrsegment 8 dringt in Zustellrichtung 11 in das Werkstück ein und erstellt eine Bohrung, die anschließend vom Kalibriersegment 9 auf Fertigmaß aufgebohrt wird. Der Eingriff der Elektroden am Werkstück wird an Hand der Figuren 4a bis 4c näher erläutert. Fig. 4a zeigt die Herstellung einer Bohrung durch das Bohrsegment 8. Mit dem weiteren Eindringen des Elektrodensegments 2 in das Werkstück 3 gelangt auch das Kalibriersegment 9 in Eingriff und weitet die Bohrung bis zum Fertigdurchmesser auf. Schließlich zeigt Fig. 4c die Fertigstellung der Bohrung und das Bearbeiten der Werkstückaußenkontur 6 durch das Elektrodensegment 1. Dabei wird auf der Werkstückaußenkontur 6 ein Profil 12 erzeugt. Besonders vorteilhaft können mit einer einzigen Zustellbewegung sowohl eine Werkstückausnehmung 7 eingebracht und ein Profil 12 an der Werkstückaußenkontur 6 erzeugt werden. Zum besseren Verständnis ist der bearbeitete Teil des Werkstücks 3 in Fig. 5 separat in der Drauf- und Seitenansicht dargestellt. Dort sind die Werkstückausnehmung 7 und der Materialabtrag an der Werkstückaußenkontur 6 erkennbar.

Bezugszeichen

[0008] 1 Elektrodensegment zur Bearbeitung von Werkstückaußenkonturen 2 Elektrodensegment zur Bearbeitung von Werkstückausnehmungen 3 Werkstück 4 Zentrierdorn 5 Werkstückaufnahme 6 Werkstückaußenkontur 7 Werkstückausnehmung 8 Bohrsegment 9 Kalibriersegment 10 Elektrodenhalter 11 Zustellrichtung 12 Profil

Claims (1)

1. Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung eines metallischen Werkstückes (3), wobei zwischen einem als Anode dienenden Werkstück (3) und mindestens einer als Kathode dienenden Elektrode der Vorrichtung eine Potentialdifferenz aufbaubar und dadurch über einen Elektrolyten ein Materialabtrag bewirkbar ist, wobei die Elektrode mindestens ein erstes Elektrodensegment (1) zur Bearbeitung von Werkstückaußenkonturen (6) und mindestens ein zweites Elektrodensegment (2) zur Bearbeitung von Werkstückausnehmungen (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet dass beide Elektrodensegmente (1, 2) in einer Zustellrichtung (11) zum Werkstück (3) gemeinsam in Eingriff bringbar sind, dass sowohl das erste Elektrodensegment (2) als auch das zweite Elektrodensegment (1) parallel zur Zustellrichtung (11) ausgerichtet sind und dass das zweite Elektrodensegment (2) ein Bohrsegment (8) und ein Kalibriersegment (9) aufweist, wobei das Bohrsegment (8) und das Kalibriersegment (9) in Zustellrichtung (11) hintereinander angeordnet sind, wodurch mit dem Bohrsegment eine Bohrung erstellbar und diese anschliessend mit dem Kalibriersegment auf Fertigmaß aufbohrbar ist.