DD158522A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zum kombinierten elektrochemischen ultraschallabtrag - Google Patents

Abstract

Das Verfahren und die Schaltungsanordnung zum kombinierten elektrochemischen Ultraschallabtrag dient dazu, den elektrochemischen Abtragteil zu erhoehen. Die Erfindung beinhaltet, den Strom waehrend der Bearbeitung trotz Aenderung des elektrischen Widerstandes im Elektrodenzwischenraum konstant zu halten, um damit die geflossene Ladungsmenge, die proportional der abgetragenen Materialmenge ist, zu erhoehen. Der konstante Strom wird auf den Wert eingeschaltet, der sich bei der Bearbeitung mit konstanter Funkenbildungsspannung im Zeitmoment des kleinsten Spaltes ergibt. Die Erfindung beinhaltet weiterhin die Schaltungsanordnung zur Konstanthaltung des Stromes, wobei zwischen Gleichspannungsquelle und Werkzeug ein Konstantstromglied geschaltet wird, welches eine Aenderung des Generatorinnenwiderstandes entsprechend des elektrischen Widerstandes des Elektrodenzwischenraumes bewirkt.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren und Schaltungsanordnung zum kombinierten elektrochemischen/ Ultraschallabtrag

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Erhöhung der Abtragsleistung beim kombinierten elektrochemischen Ultraschallabtrag

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß der elektrochemische Abtrag mit dem Ultraschallabtrag kombiniert und dabei dem Werkzeug 1 eine Ultraschallschwingung 3 eingeprägt wird, die durch das dem Elektolyt 4 beigesetzten Schleifmittel 5 am Werkstück 2 Abtrag hervorruft, wobei zwischen Werkzeug und Yferkstück eine Anpreßkraft notwendig ist (Pigur 1). Es ist weiterhin bekannt, daß bei der kombinierten elektrochemischen Ultraschallbearbeitung die Arbeitsspannung 7 an Katode (7/erkzeug) und Anode (Werkstück) während des BearbeitungsVorganges konstant bleibt. Da der Arbeitsstrom umgekehrt proportional dem elektrischen ?/iderstand des Elektrodenzwischenraumes (Spalt) ist und sich durch die Sinprägung des Ultraschalls auf die Katode (Werkzeug) der elektrische Widerstand des Elektrodenzwischenraumes sinusförmig mit der Frequenz des Ultraschalls ändert, schwankt auch der Arbeitsstrom sinusförmig* Figur 2 zeigt den zeitlichen Verlauf dea Elektrodenabstandes a(t), des elektrischen

.· j «υπ .»n r, a ,UCi)K Q O,

Widerstandes des Elektrodenzwischenraumes R(t) und des Stromes i(t) bei konstanter Spannung U.

Dabei tritt die maximale elektrische Feldstärke im Zeitmoment dea minimalen Spaltes auf. Zu diesem Zeitmoment existiert ausserdem die maximale energetische Belastung deS₁₁ Spaltes. Die Gefährdung der Effektivität des AbtragsVorganges durch Funken bzw. Kurzschlüsse ist zu diesem Zeitmoment am größten. Es ist daher bekannt, daß eine maximal zulässige Spannung (Funkenbildungsspannung) jedem minimalen Spalt des Schleifmittels zugeordnet wird, deren Überschreitung zu Funkenbildungen führt. Die Korngröße K bestimmt den minimalen Spalt und damit die Funkenbildungsapannung.

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß.der Strom nur im Moment des minimalen Spaltes maximal wird und damit die elektrochemische Abtragsleistung eingeschränkt ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung' zu schaffen, die trotz der Änderung des Spaltes die maximale elektrochemische Abtragsleistung zuläßt»

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung stA entwickeln, die bei sich mit Ultraschallfrequenz änderndem Spalt einen maximalen Strom gestattet« Der maximale Strom ist der Strom, der bei anliegender Funkenbildungsspannung im Moment des minimalen Spaltes fliesst« Erfindungsgemäß wird dieser Strom trotz der Änderung des elektrischen Widerstandes des Elektrodenzwischenraumes konstant gehalten. Somit erhöht sich die pro Zeiteinheit geflossene Ladungsmenge und der elektrische Abtrag, ohne daß

durch Überschreitung der Funkenbildungsspannung die Effektivität der Bearbeitung verringert wird, wie das bei Erhöhung der Arbeitsspannung eintreten würde.

Figur 3 zeigt den Verlauf des Stromes bei konstanter Spannung (Kurve 1) und dem der Erfindung augrunde liegenden maximal möglichen Strom (Kurve 2). Da die geflossene Ladung proportional der elektrochemisch abgetragenen Materialmenge ist, ist die Fläche unter Kurve 1 proportional der elektrochemischen Abtragsleistung bei maximal möglichen Strom und die Fläche zwischen Kurve 1 und Kurve 2 proportional der Erhöhung der elektrochemischen Abtragsleistung durch die dargelegte Erfindungo

Die Schaltungsanordnung hat die Aufgabe trotz konstanter Ausgangsspannung der GIeiehspannungsquelle S, Figur 4a, und Änderung des Widerstandes zwischen Werkzeug 11 und Werkstück 12, verursacht durch die vom Ultraschallgenerator 9 auf das Werkzeug 11 aufgeprägte Schwingung, einen annähernd konstanten Strom zu liefern·

SrfindungsgemäS wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen GIeiehspannungsquelle 8 und Werkzeug 11 ein Konstantstromglied 13j Figur 4b, geschaltet wird, das den Innenwiderstand der Gleichstromquelle,bestehend aus GIeiehspannungsquelle 8 und Konstantstromglied 13 so nachführt, daß zwischen Werkzeug 11 und Werkstück 12 ein nahezu konstanter Strom fließt» Die nachführende Wirkung auf den Innenwiderstand kann dabei sowohl durch passive Wirkung (induktiv) als auch durch aktive f/irkung (Rückkopplung und Modulation) hervorgerufen werden·

Die Rückkopplung kann erfindungsgemäß über den Slumt 14 und den Regler 15 erfolgen oder durch Aufgabe einer Spannung mit Ultraschallfrequenz von der Ultraschallquelle 9 über den Modulator 16 und den Phasenverschieber 17·

Claims (2)

1. -f-

   Erfindungaansprüche

   1. Verfahren und Schaltungsanordnung zum kombinierten elek» trochemiachen/Ultraachallabtrag gekennzeichnet dadurch» daß der Strom zwischen Werkstück- und Werkzeugelektrode konstant gehalten wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß der konstante Strom dem Strom bei anliegender Punktionsbildungaapannung bei minimalen Spalt entspricht«

   Hierzu... *k„...Seiten Zeichnungen