DE1071251B

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Publication number: DE1071251B
Application number: DENDAT1071251D
Authority: DE
Priority date: 1958-12-22
Publication date: 1959-12-17
Also published as: CH371199A; FR1237614A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchspülung des Bearbeitungsspaltes bei Funkenerosionsmaschinen mit einem flüssigen Dielektrikum. Sie gibt ferner zwei bevorzugte Vorrichtungen zur Durch- ^: führung des Verfahrens an. "5The invention relates to a method for flushing the machining gap in electrical discharge machines with a liquid dielectric. They are also two preferred devices for ^throughput: lead in the process. "5

Das funkenerosive Bearbeiten von elektrisch leitenden Werkstücken erfolgt bekanntlich in der Weise, daß zwischen einer Elektrode und dem Werkstück unter Aufrechterhaltung eines erforderlichen Bearbeitungsspaltes, welcher von einem flüssigen Dielektrikum erfüllt ist, elektrische Funkenentladungen erzeugt werden. Dabei tritt sehr häufig eine Verunreinigung des Bearbeitungsspaltes auf. Diese Verunreinigung zeigt sich in einer Verschlammung des ■ Bearbeitungsspaltes durch abgetragene Erosionsprodukte. Im allgemeinen, d. h. unter günstigen Arbeitsverhältnissen, werden durch die Druckwellen der Funkenentladungen die Erosionsprodukte zwar in ausreichendem Maße aus dem Spalt entfernt, jedoch ist eine solche Säuberung bei ungünstigen geometrisehen Bedingungen, z. B. tiefen Bohrungen oder großen zu bearbeitenden Flächen, nicht immer mit genügender Sicherheit gewährleistet. Es wurde daher versucht, durch zusätzliche Maßnahmen, z. B. durch Erzeugen einer Vibration der Werkzeugelektrode, Anspritzen der Elektrode mit zusätzlichem Dielektrikum oder Druckspülung bzw. Absaugung des Dielektrikums durch Öffnungen ' in der Elektrode, die \'"erschmutzungserscheinurigen zu verringern. Die bekannten Maßnahmen führen aber nicht immer zu dem gewünschten Erfolg. Insbesondere ist es oft nicht mög-Hch, die sehr__wirksarn_e Druckspülung, vor allem beim Schlichten von großflächigen Einarbeitungen in das Werkstück, anzuwenden, da der, Spüldruck dabei, wenn er wirksam sein soll, die Elektrode vom Werkstück abzuheben trachtet. Die Folge davon ist ein unruhiges Arbeiten der Maschine.The electrical discharge machining of electrically conductive workpieces is known to be carried out in the manner that between an electrode and the workpiece while maintaining a required machining gap, which is filled by a liquid dielectric, generates electrical spark discharges will. The machining gap is very often contaminated. This pollution is shown by silting up the machining ■ gap due to erosion products. In general, i. H. under favorable employment conditions, the pressure waves of the Spark discharges remove the erosion products from the gap to a sufficient extent, however is such a cleaning in case of unfavorable geometrical vision Conditions, e.g. B. deep holes or large areas to be machined, not always with sufficient Security guaranteed. Attempts have therefore been made to take additional measures, e.g. B. by Generation of a vibration of the tool electrode, injection of the electrode with additional dielectric or pressurized flushing or suction of the dielectric through openings in the electrode that cause dirt to reduce. However, the known measures do not always lead to the desired result Success. In particular, it is often not possible to use the very effective pressure flush, especially during the Finishing large-area workings in the workpiece, to be used, as the, rinsing pressure when it should be effective to lift the electrode from the workpiece. The result is a restless one Working the machine.

Es ist daher schon vorgeschlagen worden, die Elektrode in regelmäßigen Abständen durch den Vorschub- ■ mechanismus anzuheben, um dann den Bearbeitungsspalt von der Verschmutzung durch verstärktes Durchspülen zu reinigen. Dieses Verfahren hat jedoch Nachteile, da einerseits der Arbeitsvorgang ohne Rücksicht darauf unterbrochen wird, ob eine verstärkte Durchspülung überhaupt erforderlich ist, andererseits aber dadurch in wirklich schwierigen Fällen die Spülung nicht ausreichend verbessert wird.It has therefore already been proposed that the electrode be at regular intervals by the feed ■ Mechanism to be lifted in order to then remove the machining gap from the contamination through increased flushing to clean. However, this method has disadvantages because, on the one hand, the work process is negligible it is interrupted whether an increased flushing is necessary at all, but on the other hand as a result, the irrigation is not sufficiently improved in really difficult cases.

Die Erfindung geht nun von der Überlegung aus, daß eine.verstärkte Durchspülung des_ Bear.beitunRs-„: sjpaltes„zwischen Werkstück und Elektrode .erj>tjiann__5o durchgeführt werden soll, wenn dies unbedingt erforderjjchjsi. Gemäß der Erfindung wird daher mittels eines auf das Absinken der Funkenfolgefrequenz unter einen vorgegebenen Wert ansprechenden Meß-Verfahren und Einrichtung zum Spülen mit DielektrikumThe invention is based on the idea that increased purging of the machining work gap between the workpiece and the electrode should be carried out if this is absolutely necessary. According to the invention, therefore, by means of a measuring method and device for flushing with dielectric which respond to the drop in the spark repetition frequency below a predetermined value

im Bearbeitungsspalt bei Funkenerosionsmaschinenin the machining gap on EDM machines

Anmelder: Deutsche EdelstahlwerkeApplicant: Deutsche Edelstahlwerke

Aktiengesellschaft, ^Joint stock company, ^

Krefeld, Oberschlesienstr. 16, und Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft, Berlin-Grunewald, Hohenzollerndamm 150Krefeld, Oberschlesienstr. 16, and General Electricity Company, Berlin-Grunewald, Hohenzollerndamm 150

Rolf Sattler, Remscheid,Rolf Sattler, Remscheid,

Dipl.-Ing. Hans Schierholt, Remscheid-Hasten, und Dipl.-Ing. Hans-Joachim Schulz,Dipl.-Ing. Hans Schierholt, Remscheid-Hasten, and Dipl.-Ing. Hans-Joachim Schulz,

Wuppertal-Vohwinkel, sind als Erfinder genannt wordenWuppertal-Vohwinkel, have been named as the inventor

gliedes eine an sich bekannte kurzzeitig verstärkte Durchspülung des Bearbeitungsspaltes mit flüssigem Dielektrikum ausgelöst. Es hat sich nämlich gezeigt, daß das Absinken der_Funkenfolgejrequenz ein sicheres Maß für die zunehmende .Verschmutzung· im Bearbeitungsspalt ist. Das elektrische Meßglied kann dabei vorzugsweise das Vorschubregelsystem derart beeinflussen, daß der Bearbeitungsspalt kurzzeitig verändert, insbesondere in an sich bekannter Weise vergrößert wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Durchspülung zwischen Werkstück und Elektrode vorübergehend zu verstärken.member triggered a known per se briefly increased flushing of the machining gap with liquid dielectric. It has been shown that the decrease in the frequency of the spark sequence is a reliable measure of the increasing contamination in the machining gap. The electrical measuring element can preferably influence the feed control system in such a way that the machining gap is changed for a short time, in particular is enlarged in a manner known per se. In this way it is possible to temporarily increase the flushing between the workpiece and the electrode.

Es ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch möglich, mittels des elektrischen Meßgliedes eine kurzzeitige Erhöhung des Spüldruckes des flüssigen Dielektrikums zu bewirken oder eine zusätzliche Durchspülung mit Hilfe einer besonderen in den Bearbeitungsspalt einmündenden Druck- öder Saugleitung auszulösen.In a preferred embodiment of the invention, it is also possible by means of the electrical measuring element to cause a brief increase in the flushing pressure of the liquid dielectric or a additional flushing with the help of a special pressure orifice opening into the machining gap Trigger suction line.

Im Falle der Vergrößerung des Arbeitsspaltes, die mittels des Meßgliedes hervorgerufen wird, erfolgt die Reinigung des Bearbeitungsspaltes durch das Nachströmen des Dielektrikums. Das Vergrößern des Arbeitsspaltes kann dabei in an sich bekannter Weise derart vor sich gehen, daß ein vom Meßglied ausgelöstes Relais der Vorschubregelung einen Kurzschluß begrenzter Dauer vortäuscht, worauf das Vörschub-In the case of the enlargement of the working gap, which is caused by means of the measuring element, takes place the cleaning of the machining gap by the flow of the dielectric. Enlarging the Working gap can be done in a manner known per se proceed in such a way that a relay of the feed control triggered by the measuring element causes a short circuit of a limited duration, whereupon the advance

'■■'■' 909689/486'■■' ■ '909689/486

regelsystem während dieses ■ vorgetäuschten Kurzschlusses die Elektrode zurückzieht und den Bearbeitungsspalt vergrößert. Nach einer bestimmten Dauer des vorgetäuschten Kurzschlusses setzt die Vorschubregelung der Elektrode wieder ein, und der normale Bearbeitungsvorgang geht so lange weiter, bis eine erneute Durchspülung erforderlich wird. Auf diese Weise wird die Durchspülung nur dann vorgenommen, wenn dies unbedingt notwendig ist.control system during this ■ simulated short circuit retracts the electrode and increases the machining gap. After a certain Duration of the simulated short circuit, the feed control of the electrode starts again, and the normal processing continues until it is necessary to rinse again. on in this way, flushing is only carried out when it is absolutely necessary.

Die Sekundärseite des Stromwandlers 2 ist mit einem Widerstand 8 abgeschlossen. An diesem Widerstand entstehen bei jeder Entladung zwischen Werkstück und Elektrode Spannungsstöße, die. über den Gleichrichter '9 den Kondensator 10 ähnlich einer Spitzenspannungsmessung aufladen. Als Gleichrichterelement 9 wird vorzugsweise eine sogenannte Zener-Diode verwendet. Diese Diode hat die Eigenschaft, nur eine bestimmte Maximalspannung zu sperren.The secondary side of the current transformer 2 is terminated with a resistor 8. With every discharge between the workpiece and the electrode, voltage surges occur at this resistor. Charge the capacitor 10 via the rectifier 9 in a manner similar to a peak voltage measurement. A so-called Zener diode is preferably used as the rectifier element 9. This diode has the property of blocking only a certain maximum voltage .

In ähnlicher Weise kann auch ein von dem Meß- io Oberhalb dieser Sperrspannung wird diese Diode glied betätigtes Relais eine kurzzeitige Erhöhung des wieder leitend, ohne dabei zerstört zu werden. Durch Spüldruckes mit flüssigem; Dielektrikum oder eine
zusätzliche Durchspülung mit Hilfe .einer besonderenIn a similar way, a relay operated by the measuring device above this blocking voltage can also briefly increase the level of the relay again, without being destroyed in the process. By flushing pressure with liquid; Dielectric or a
additional flushing with the help of a special one

Druck- oder Saugleitung auslösen. In diesem FalleTrigger pressure or suction line. In this case

eine derartige Diode wird also bewirkt, daß sich der Kmiderisatar_l_T() yerhältnismäßig unabhängig von der ve£S^ie^gn,^ctjggrjuS.tärice."..der^ein_zeinen EntladungenSuch a diode is thus effected that the Kmiderisatar_l _T () y is relatively independent of the ve £ S ^ ie ^ gn, ^ ctjggrjuS.tärice

schaltet das Relais besondere in den Zuleitungen oder 15 immer"auf den gleichen, durch die Sperrtähigkeit der Abflußleitungen eingebaute Mittel zur Erhöhung des - Zener-Diode gegebenen maximalen Spannungswert Flüssigkeitsdruckes/beispielsweise Pumpen, Kolben, auflädt. Parallel zum Kondensator 10 ist über einen Magnetventile od. dgl., ein,- die den Flüssigkeitsdruck
in den Zuleitungen erhöhen. Diese Zu- bzw. Ablei-the relay switches special in the supply lines or 15 always "to the same means built in by the blocking ability of the drain lines to increase the - Zener diode given maximum voltage value liquid pressure / for example pumps, pistons, charges. Parallel to the capacitor 10 is od via a solenoid valve . Like., a, - which the liquid pressure
increase in the supply lines. This supply or discharge

einstellbaren Widerstand 11 die Erregerwicklung eines Relais 13 geschaltet. Die Entladezeitkonstanteadjustable resistor 11, the field winding of a relay 13 is switched. The discharge time constant

tungen können entweder bereits in der Elektrode 20 dieses aus Kondensator 10, Widerstand 11 und derlines can either already in the electrode 20 of this from capacitor 10, resistor 11 and the

untergebracht werden, sie-'können aber auch in besonderen Fällen in die Nähe des Bearbeitungsspaltes geführt werden, wodurch eine bessere Durchspülung im Falle der Verschmutzung erreicht wird.but they can also be accommodated in special Cases are carried out in the vicinity of the machining gap, resulting in better flushing in case of pollution is achieved.

Spule des Relais 13 bestehenden Kreises ist so gewählt, daß sie groß ist gegenüber der mittleren Zeit zwischen zwei Funkenentladungen. Infolgedessen bleibt die Spannung am Kondensator 10 beim normalenCoil of the relay 13 existing circuit is chosen so that it is large compared to the mean time between two spark discharges. As a result, the voltage across the capacitor 10 remains normal

Zur Durchführung des¹ effindungsgemäßen Ver- 25 Arbeiten der Maschine in einer bestimmten Höhe fahrens dient eine Einrichtung, die aus einem im Ent- stehen. Wenn jedoch der Zeitraum zwischen den ladekreis angeordneten Stromwandler als Meßglied
besteht, dessen Sekundärwicklung über einen Gleich ¹ for carrying out the comparison 25 effindungsgemäßen operation of the machine at a certain height is driving means that are of one in the decision. However, if the period between the charging circuit arranged current transformer as a measuring element
exists whose secondary winding has a equal

richter, vorzugsweise eine Zener-Diode, mit einemjudge, preferably a Zener diode, with a

FunkenentTadungen ini Bearbeitungsspalt größer wird imd^emen^^*^ s inkF Jiie., Sparked ntTadungen ini machining gap becomes larger imd ^ emen ^^ * ^ s inkF Jiie.,

Spannung am_Kpndensator 10 .ar^^und^das^^Reiais 13Voltage am_Kpndensator 10 .ar ^^ and ^ das ^^ Reiais 13

Kondensator verbunden ist, dessen Sp^jarnig^eir^Maß^ 30 fällt^a^TOieses["Relais 13 betätigt den Kontakt 14 in für die Funkenfolgrefrequenz darstellt, wobei dieser . 3er Weise, daß der weitere Kondensator 15, der im Kondensator mit'"einem Relais oder einem Verstärker Normalzustand über den Widerstand 16 mit einer in Verbindung steht, welcher in der Weise mit dem Gleichstromquelle 17 in Verbindung steht, mit den Regelmechanismus des Elektrodenvorschubes ver- Erregerspulen zweier Relais 18 und 19 verbunden bunden ist, daß im Falle der Verschmutzung die Elek- 35 wird. Der Kondensator 15 entlädt sich dabei über die trode kurzzeitig zurückgezogen und damit der Be- beiden Relais 18 und 19, welche so lange anziehen, bis arbeitungsspalt zur besseren Durchspülung vergrößert die auf dem Kondensator 15 gespeicherte Ladung verwird, braucht ist. Auf diese Weise werden also die beidenCapacitor is connected, whose sp ^ jarnig ^ eir ^ level ^ 30 falls ^ a ^ TOieses ["Relay 13 actuates contact 14 in represents the spark repetition frequency, this being. 3 way that the further capacitor 15, which is in Capacitor with '"a relay or an amplifier normal state across the resistor 16 with a is in communication, which is in communication with the direct current source 17, with the The control mechanism for the electrode feed is connected to the excitation coils of two relays 18 and 19 is bound that in the event of pollution the elec- 35 is. The capacitor 15 discharges through the trode is briefly withdrawn and with it the two relays 18 and 19, which pull until working gap for better flushing increases the charge stored on capacitor 15, needs is. So this is how the two become

Eine weitere bevorzugte" Einrichtung zur Durch- Relais 18 und 19 jedesmal dann kurzzeitig erregt, führung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht 40 wenn die Funkenfolgefrequenz des Generators den darin, das mit dem Meßglied verbundene Relais an ... vorgegebenen Wert unterschreitet. . zusätzlichen, im Flüssigkeitsumlauf oder in besonderen Das Relais 18 löst dabei im Regelsystem des· Elek -Another preferred "device for through relay 18 and 19 each time then briefly energized, Execution of the method according to the invention consists of 40 when the spark repetition frequency of the generator is the in that the relay connected to the measuring element at ... falls below the specified value. . additional, in the liquid circulation or in special The relay 18 triggers in the control system of the elec-

Druck- oder Saugleitungen angeordneten, den Spül- trodenvorschubes 21 einen Kontakt aus, der diesem druck erhöhenden Mitteln, wie Pumpen, Kolben, System einen Kurzschluß vortäuscht. Dadurch wird Magnetventilen od. dgl., anzuschließen, die im Falle 45 die Elektrode 3 zurückgezogen und der Bearbeitungsder erforderlich werdenden erhöhten Durchspülung spalt 7 vergrößert, des Arbeitsspaltes betätigt. werden. Das Relais 19 öffnet das Magnetventil 20, wodurchPressure or suction lines arranged, the flushing electrode feed 21 from a contact that this pressure-increasing means, such as pumps, pistons, system simulates a short circuit. This will Solenoid valves or the like. To be connected, the electrode 3 withdrawn in the case 45 and the machining of the required increased flushing gap 7 enlarged, actuated the working gap. will. The relay 19 opens the solenoid valve 20, whereby

Es kann auch zweckmäßig; sein, diese beiden Maß- das in der Zuleitung 22 unter Druck mittels Pumpe nahmen sinngemäß miteinander zu kombinieren, so 24 geförderte flüssige Dielektrikum durch die Öffnung daß ,gleichzeitig mit der Erhöhung des Spüldruckes 50 23 in den Bearbeitungsspalt 7 schießt. Durch die erauch ein Zurückziehen der Elektrode ausgelöst wird. höhte Strömung im Bearbeitungsspalt wird dieser von Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird er- der angesammelten Verschmutzung gereinigt, xeicht, daß die zusätzliche Durchspülung, die an sich Es kann auch in besonderen Fällen zweckmäßigIt can also be expedient; be, these two dimensions - the one in the supply line 22 under pressure by means of a pump took to combine mutually, so 24 pumped liquid dielectric through the opening that, simultaneously with the increase in the flushing pressure 50 23 shoots into the machining gap 7. Through the also retraction of the electrode is triggered. increased flow in the machining gap is caused by this The measures according to the invention clean the accumulated dirt, xeicht that the additional rinsing, which in itself It can also be expedient in special cases

.einen Verlust an Bearbeitüngszeit bedeutet, nur dann sein, nur eine der beiden angegebenen Maßnahmen zur erfolgt, wenn sie tatsächlich erforderlich ist. Anderer- 55 Reinigung des Bearbeitungsspaltes anzuwenden, ■seits ist durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen
.auch unter schwierigsten Bedingungen stets eine ausreichende Reinigung des Bearbeitungsspaltes gewährleistet. ' -...■..A loss of processing time means that only one of the two specified measures will only be carried out when it is actually required. On the other hand, cleaning of the machining gap is to be used, on the other hand, by means of the measures according to the invention
.Sufficient cleaning of the machining gap is always guaranteed even under the most difficult conditions. '-... ■.

- In der Zeichnung ist als Beispiel eine bevorzugte ■Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen ;:- In the drawing is a preferred ■ device for carrying out the invention as an example;

Claims

Claims: The method is shown schematically. The spark generator of conventional design 1 is conductively connected on the one hand via a current transformer 2 to the electrode 3, and on the other hand directly to the workpiece 4 to be machined. Workpiece and electrode are in a known manner in a container 5 which is filled with a dielectric, for example oil 6, to such an extent that the machining gap 7 is completely surrounded by the dielectric.

1. A method for flushing the machining gap in EDM machines with a dielectric, characterized in that a known, briefly increased flushing of the machining gap (7) with liquid dielectric triggered by means of an electrical measuring element responding to the drop in the radio sequence frequency below a predetermined value will. ..:; ■ 2. The method according to claim 1, characterized in that the feed control by means of the electrical measuring element. (21) for, the electrode (3)

is influenced in such a way that the machining gap (7) changes briefly, in particular in itself is enlarged in a known manner.

3. The method according to claim 1, characterized in that by means of the electrical measuring element a brief increase in the flushing pressure of the liquid dielectric in the machining gap and / or an additional flushing with the help of a special one opening into the machining gap (7) Pressure or suction line (23) is triggered.

4. A device for performing the method according to claim 1 and 2, characterized by a wan from a disposed in the discharge current dler (2), the secondary winding of a

TxielcEncrifer, preferably a Zener diode (9), is connected to a capacitor (10) whose

Tension a J ^

represents, this capacitor with a relay (13) or an amplifier in connection stands, which acts on the control mechanism (18) of the electrode feed (21).

5. Device for performing the method according to claim 1 and 3 with one in the discharge circuit arranged measuring element according to claim 4, characterized in that this measuring element (10) has a Relay (13) or an amplifier with additional, in the fluid circuit or in special Pressure or suction lines arranged to increase the flushing pressure, such as pumps (24), Pistons, solenoid valves (19/20) or the like increased flushing of the working gap (7) can be operated electrically.

1 sheet of drawings