DE1293529B

DE1293529B - Process and device for the electrolytic processing of electrically conductive workpieces

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Publication number: DE1293529B
Application number: DEK52901A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-05-07
Filing date: 1964-05-08
Publication date: 1969-04-24
Also published as: GB1076633A

Description

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Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren tionen unbeweglicher Ionen bewirken ein Anwachsen und die dazu erforderliche Vorrichtung zur elektro- des elektrischen Widerstandes in den Anreicherungschemischen Bearbeitung von elektrisch leitfähigen bereichen des Spaltes, wodurch der Stromfluß herab-Werkstücken. gesetzt wird. Außerdem besitzt das zwischen den Elek-The invention relates to an improved method of immobile ions causing growth and the necessary device for the electrical resistance in the enrichment chemicals Machining of electrically conductive areas of the gap, whereby the current flow down workpieces. is set. In addition, the between the elec-

Die bisherigen elektrochemischen Bearbeitungsver- 5 troden angelegte einseitig gerichtete Feld eine magnefahren, beispielsweise das in der USA.-Patentschrift tische Komponente im Bereich der Elektrodenachse, 3 058 895 beschriebene Verfahren, benutzen eine die auf die Ionen einen Einschnürungseffekt, den sounter Einhaltung eines Arbeitsspaltes eng an das zu genannten »Pinch-Effekt« ausübt und konzentrierend bearbeitende Werkstück angelagerte Elektrode und wirkt, wodurch ebenfalls ein ungleichförmiger Widereine über die Elektrode und das Werkstück hinweg io standunddamiteininverschiedenenBereichendesSpalgeschaltete Gleichstromquelle zum Gravieren des tes ungleichförmiger Stromfluß hervorgerufen wird. Werkstücks in einem elektrolytischen Bad. Der Be- Die bisherigen Methoden, die IonenanreicherungThe previous electrochemical processing trodes applied unidirectional field a magnetic drive, for example the component in the USA patent specification in the area of the electrode axis, 3 058 895, use a constriction effect on the ions, the sounter Keeping a working gap close to the so-called »pinch effect« and concentrating electrode deposited on the workpiece being machined and acts, which also creates a non-uniform conflict io stood over the electrode and the workpiece, thereby switching the split in different areas DC power source for engraving the tes non-uniform current flow is caused. Workpiece in an electrolytic bath. The previous methods, ion enrichment

arbeitungsprozeß in Systemen dieses Typs besteht und Polarisation an den aneinandergelagerten Obervorwiegend in einem elektrolytischen Gravieren der flächen der Anode und der Kathode zu vermindern, in einer Elektrolytflüssigkeit an die Elektrode ange- 15 beruhten gewöhnlich auf der Anwendung hoher Gelagerten Werkstückoberfläche in einer Art, bei der die schwindigkeiten und hoher Drücke der Elektrolytgravierte Oberfläche sich der Oberfläche der Elek- flüssigkeit im Bereich des Arbeitsspaltes, um durch trode bzw. des Werkzeugs angleicht. Um einen gleich- die Strömung auf die Ionenanreicherung mechanische bleibenden, einseitig gerichteten elektrischen Strom Kräfte zu ihrer Verdrängung von der Elektrodenoberhervorzubringen, hält man zweckmäßig den über den 20 fläche auszuüben.The working process in systems of this type and polarization at the juxtaposed upper predominantly to diminish in an electrolytic engraving of the surfaces of the anode and the cathode, in an electrolyte liquid attached to the electrode were usually based on the application of high stored subjects Workpiece surface in a way at which the speeds and high pressures of the electrolyte are engraved Surface is the surface of the elec- tric fluid in the area of the working gap in order to get through trode or the tool. To an equal- the flow on the ion enrichment mechanical permanent, unidirectional electrical current forces to displace them from the upper electrode, it is advisable to keep the area above the 20 to exercise.

Arbeitsspalt hinweg herrschenden Widerstand prak- Ein anderer Nachteil der bisherigen elektrochemi-Working gap prevailing resistance practically Another disadvantage of the previous electrochemical

tisch konstant und vermeidet damit, daß Widerstands- sehen Bearbeitungstechnik hängt mit den Verhältnisveränderungen kompensiert werden müssen. Eine der- mäßig hohen Werten für die Austrittsarbeit bei dem artige Kompensierung kann durch Überwachung der Werkstückmaterial für dessen elektrolytische Abtra-Elektrolyttemperatur und durch Leistungssteigerung 25 gung zusammen. Die Freisetzung eines Ions aus dem der Gleichstromquelle in Abhängigkeit der Elektrolyt- Werkstückmaterial erfordert, wie auch bei dem Photemperatur bewirkt werden. tonenbeschuß von lichtelektrischem Material, einetable constant and thus avoids that resistance processing technology depends on the ratio changes have to be compensated. One of these high values for the work function at the Such compensation can be achieved by monitoring the workpiece material for its electrolytic abtra-electrolyte temperature and through an increase in performance. The release of an ion from the the DC power supply depending on the electrolyte workpiece material required, as well as the photo temperature be effected. clay bombardment of photoelectric material, one

Um die abgetragenen Materialteilchen, die im Ar- verhältnismäßig hohe Energie und ein starkes elekbeitsspalt zur Hervorrufung von Kurzschlüssen füh- irisches Feld. Bei den wäßrigen Elektrolytflüssigkeiren können, elektrolytisch zu entfernen, ist es üblich, 30 ten verbietet sich jedoch die Anlegung einer überdie Polarität des Stromes periodisch umzukehren. In mäßig hohen Spannung, weil das Gasentwicklungsder französischen Patentschrift 1290 734 ist ein der- potential der Elektrolytflüssigkeit schnell überschritartiges elektrolytisches Materialabtragungsverfahren ten wird und dann trotz hoher Elektrolytverluste nur mit periodisch umgepoltem Strom beschrieben. Da- ein Abtragungsminimum erreicht wird, nach soll der größere Teil der Energie zum Abtrag 35 Darüber hinaus konnten mit der bisher üblichen des Werkstücks und nur ein kleinerer Teil zur Ent- Technik gewisse Materialien überhaupt nicht befrief ernung störender Ablagerungen dienen. Man erreicht digend bearbeitet werden, weil in ihrem Kristallgitter einen solchen Stromverlauf mit der gewünschten Ge- gewisse Elemente vorhanden sind, die unter den für nauigkeit, indem man die Null-Linie eines Wechsel- die Abtragung der übrigen Elemente notwendigen Stromes in geeigneter Weise verschiebt, also indem 40 Bedingungen nicht ausreichend ionisierbar sind. Es man dem Wechselstrom einen Gleichstrom überlagert. ist üblich, das Werkstück positiv und die Werkzeug-Der dem Wechselstrom überlagerte Gleichstrom, d. h. Elektrode negativ zu schalten. Wolframkarbid kann die Verschiebung der Null-Linie, ist dabei in seiner jedoch in dieser Weise nicht bearbeitet werden, da die Höhe unveränderlich gleichbleibend und so niedrig elektrochemische Bearbeitung von Kohlenstoff, auch angelegt, daß der Wechselstrom bei jedem Wellental 45 wenn er im Gittergefüge des Wolframkarbids einnoch einen Polarisationswechsel bewirkt. Bei Anwen- gebaut ist, andere Bedingungen erfordert. Alle diese dung von Wechselstrom geeigneter Kurvenform ge- Schwierigkeiten beschränkten bisher die allgemeine nügt eine kleinere Stromstärke als bei Gleichstrom, Anwendbarkeit der elektrochemischen Bearbeitung, um in einem bestimmten Zeitraum eine bestimmte Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be-Around the removed material particles, the relatively high energy and a strong electrical working gap leading Irish field to cause short circuits. With the aqueous electrolyte liquids can, electrolytically remove, it is common, 30 th is forbidden, however, the application of an overhead Periodically reverse the polarity of the current. In moderately high voltage, because the gas evolution French patent specification 1290 734 is a der- potential of the electrolyte liquid which quickly surpasses it electrolytic material removal process is th and then only despite high electrolyte losses described with periodically reversed current. Since a minimum removal rate is reached, after the greater part of the energy is supposed to be removed 35 In addition, it was possible to use the previously usual of the workpiece and only a small part of the design serve to remove disruptive deposits. One achieves digend to be processed because in their crystal lattice Such a current course with the desired Ge certain elements are present which are among the for accuracy by taking the zero line of an alternation- the removal of the remaining elements necessary Shifts the current in a suitable manner, i.e. by not sufficiently ionizing 40 conditions. It a direct current is superimposed on the alternating current. is common, the workpiece positive and the tool-der direct current superimposed on alternating current, d. H. To switch electrode negative. Tungsten carbide can the shift of the zero line is not processed in this way because the Constant height invariably and so low electrochemical machining of carbon, too applied that the alternating current at each wave trough 45 if it is still in the lattice structure of the tungsten carbide causes a change in polarization. When used, other conditions are required. All these generation of alternating current of suitable curve shape. Difficulties have so far limited the general a smaller current than direct current is sufficient, electrochemical machining can be used, in order to achieve a certain object on which the invention is based in a certain period of time

Materialmenge abzutragen. Durch Erhöhung der Um- 50 steht dementsprechend in der Schaffung eines elektropolungsfrequenz bis in den Ultraschallbereich wird chemischen Bearbeitungsverfahrens für elektrisch leitdas Arbeitsergebnis in bezug auf Flächengüte und fähige Körper, bei dem der störende Einfluß der Genauigkeit der Bearbeitung beträchtlich verbessert. Ionenanreicherung im Bereich des Arbeitsspaltes ver-Ein Nachteil der bisherigen Systeme beruht darauf, nachlässigbar wird, bei dem die Austrittsarbeit aus daß sie einer Ionenanreicherung in dem Arbeitsspalt, 55 dem Werkstückmaterial mit geringerer elektrischer insbesondere an der Oberfläche des dem Werkstück Feldstärke überwunden wird, bei dem die zur Konangelagerten Elektrodenwerkzeugs- unterliegen. Diese zentration von Ionen in bestimmten Bereichen des Ionenanreicherung besteht offenbar in einer Konzen- Spaltes führende induktive Wirkung des Stromvertration von verhältnismäßig unbeweglichen Ionen auf laufs im Spalt weitgehend vernachlässigbar wird, und gewissen Bereichen der Werkzeugoberfläche, insbe- öo mit dessen Hilfe Materialien mit elektronegativen Besondere auf solchen Bereichen, auf denen sich Ver- standteilen, z. B. Wolframkarbid, die mit den bisheritiefungen oder Ausbuchtungen der Art befinden, die gen elektrochemischen Verfahren nicht oder nur Einzelpartikeln einzufangen vermögen, etwa durch schwierig bearbeitet werden konnten, einer wirkelektrostatische Kräfte. Die verhältnismäßig unbeweg- samen und präzisen Materialabtragung unterzogen liehen Ionen neigen sogar in gewissen Bereichen zum 65 werden können.To remove the amount of material. By increasing the um- 50 stands accordingly in the creation of an electropoling frequency Chemical processing methods for electrically conductive materials are used right up to the ultrasonic range Work result in terms of surface quality and capable bodies, in which the disturbing influence of the Machining accuracy improved considerably. Ion enrichment in the area of the working gap ver-Ein Disadvantage of the previous systems is based on it, in which the work function becomes negligible that they have an ion enrichment in the working gap, 55 the workpiece material with lower electrical in particular on the surface of the field strength of the workpiece is overcome, in which the cone-mounted Electrode tool subject. This concentration of ions in certain areas of the Ion enrichment evidently consists in a concentration gap leading inductive effect of the current distribution of relatively immobile ions on run in the gap is largely negligible, and certain areas of the tool surface, especially with its help materials with electronegative characteristics in areas where there is common understanding, e. B. Tungsten Carbide, those with the previous cavities or bulges of the kind that are not or only genetically modified electrochemical processes Able to capture individual particles, for example by being difficult to process, an effective electrostatic Powers. Subjected to relatively immobile and precise material removal Borrowed ions even tend to be 65 in certain areas.

Agglomerieren und werden elektrostatisch im Arbeits- Ferner besteht die Aufgabe in der Schaffung einerAgglomerate and become electrostatic in the work- Furthermore, the task is to create a

spalt von größeren Partikeln festgehalten. Die im verbesserten Steuervorrichtung und eines damit ver-Arbeitsspalt herrschenden verschiedenen Konzentra- besserten Bearbeitungsverfahrens.gap held by larger particles. The im improved control device and a working gap with it prevailing different concentration improved machining processes.

Diese Aufgaben lassen sich erfindungsgemäß lösen durch ein Verfahren zur elektrolytischen Bearbeitung der elektrisch leitfähigen Werkstücke, bei dem eine Elektrode gegenüber dem Werkstück unter Einhaltung eines mit Elektrolytflüssigkeit gefüllten Arbeitsspaltes gehalten wird und bei dem zwischen Elektrode und Werkstück ein stetiger oder unstetiger Gleichstrom fließt, dem ein Wechselstrom überlagert wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Gleichstrom periodisch und für Zeitabschnitte, die im Vergleich zur Dauer des stetigen Stromflusses klein sind, in seiner Amplitude herabgesetzt wird. Dabei wird vorzugsweise die Polarität des Gleichstromes während der Herabsetzung seiner Amplitude gewechselt und die Frequenz der periodischen Gleichstromänderung gegenüber der Frequenz des überlagerten Wechselstromes klein gehalten.According to the invention, these objects can be achieved by a method for electrolytic machining of the electrically conductive workpieces, in which an electrode is opposite the workpiece while observing a working gap filled with electrolyte fluid is held and the one between the electrode and workpiece a steady or discontinuous direct current flows on which an alternating current is superimposed , which is characterized in that the direct current is periodic and for periods of time that are compared are small for the duration of the steady current flow, is reduced in its amplitude. It will preferably changed the polarity of the direct current during the reduction of its amplitude and the frequency of the periodic change in direct current compared to the frequency of the superimposed alternating current kept small.

Erfindungsgemäß verfährt man also derart, daß einem etwa mit Netzfrequenz in der beschriebenen Weise periodisch veränderten Gleichstrom einen Wechselstrom überlagert, der so gewählt ist, daß der periodische Polaritätswechsel, beispielsweise bei einer Frequenz von 100 Hertz bis 1 Megahertz, die sich an den aneinandergelagerten Oberflächen der Elektroden darin, die Amplitude des praktisch einseitig gerichteten elektrischen Primärstromes periodisch herabzusetzen, und zwar für Zeitabschnitte, die gegenüber der Dauer des in einer Richtung fließenden Stromes verhältnismäßig kurz sind. Es ist vorteilhaft, das an die Elektroden angelegte Potential und den dazwischen fließenden Strom periodisch zu wechseln. Diese periodischen und zeitweiligen Wchsel können durch die Einschaltung einer ohmschen, einer induktiven oderAccording to the invention, one proceeds in such a way that a network frequency in the described Way periodically changed direct current superimposed on an alternating current, which is chosen so that the periodic polarity changes, for example at a frequency of 100 hertz to 1 megahertz, which occur the abutting surfaces of the electrodes therein, the amplitude of the practically unidirectional electrical primary current periodically reduce, for periods of time that compared to the Duration of the current flowing in one direction are relatively short. It is beneficial to pass this on to the Periodically change the potential applied to the electrodes and the current flowing between them. This periodic and temporary changes can be made by switching on an ohmic, an inductive or

ίο auch einer kapazitiven Impedanz zur einphasigen Überbrückung eines Dreiphasen-Gleichrichters, der den pulsierenden Gleichstrom an die Elektroden liefert, bewirkt werden. Die periodischen Amplitudenwechsel haben eine teilweise Dispergierung der auf den Elektrodenoberflächen angesammelten Ionen zur Folge, und sie ermöglichen es überraschenderweise, sogar Substanzen zu bearbeiten, die, wie beispielsweise Wolframkarbid, elektronegative Bestandteile, z. B. Kohlenstoff, enthalten. Anscheinend bewirkt dieίο also a capacitive impedance to single-phase Bridging a three-phase rectifier that supplies the pulsating direct current to the electrodes, be effected. The periodic amplitude changes have a partial dispersion of the on ions accumulate on the electrode surfaces, and surprisingly they make it possible to even to process substances that, such as tungsten carbide, have electronegative components, z. B. carbon. Apparently that causes

ao zeitweilige Richtungsumkehr des Stromflusses eine zeitweilige Wasserstoffwanderung in Richtung auf das normalerweise positiv geschaltete Werkstück und eine Reaktion der Wasserstoffionen mit dem auf dem Wolframkarbidkörper stellenweise freigelegten Koh-ao temporary reversal of direction of the current flow a temporary hydrogen migration in the direction of the normally positive switched workpiece and a reaction of the hydrogen ions with the one on the Tungsten carbide bodies exposed carbon

ansammelnden Ionen während der entsprechenden 25 lenstoff. Die negative Aufladung des Werkstücks be-accumulating ions during the corresponding 25 lenstoff. The negative charge on the workpiece

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Halbwellen des Wechselstromes teilweise neutralisiert. Das Wechselfeld übt auch dann, wenn es nicht direkt zu einer Neutralisierung der Ionen führt, Kraftwirkungen auf sie aus, die offenbar ihre mechanische Verlagerung verursachen. Man kann sich die Ionen als elektrisch geladene, und zwischen den zwei Elektrodenplatten suspendierte Partikeln vorstellen, die dem Wechselfeld ausgesetzt sind. Diese Arbeitshypothese, die zwar nur eine vereinfachte Erklärung dafür gibt, was sich möglicherweise abspielt, wenn der hochfrequente Wechselstrom zwischen den Elektroden hervorgerufen wird, legt es nahe, daß die Ionen unter den abwechselnden abstoßenden und anziehenden Kräften zur Oszillation gebracht werden und auf diese Weise nicht mehr fähig sind, fest an der einen oder der anderen Elektrodenoberfläche zu haften. Sie werden nach ihrer Verlagerung in die Elektrolytflüssigkeit schnell neutralisiert und nehmen an dem Stromfluß teil.Half-waves of the alternating current partially neutralized. The alternating field also exercises when it doesn't directly leads to a neutralization of the ions, effects of forces on them which evidently have their mechanical effects Cause relocation. One can think of the ions as electrically charged, and between the two electrode plates Imagine suspended particles that are exposed to the alternating field. This working hypothesis, which only gives a simplified explanation of what might happen when the high frequency alternating current is produced between the electrodes, it suggests that the ions under the alternating repulsive and attractive forces are made to oscillate and on in this way are no longer able to adhere firmly to one or the other electrode surface. she are quickly neutralized after their displacement into the electrolyte fluid and take part in the Current flow part.

Es konnte außerdem gefunden werden, daß die Benutzung eines hochfrequenten Wechselstromes über den Arbeitsspalt hinweg bewirkt, daß man mit einer herabgesetzten Feldstärke auskommt, um die Austrittsarbeit an der Werkstück-Elektrolyt-Grenzfläche zu bewältigen. Diese Austrittsarbeit besitzt, wenn man sie gegen das Potential graphisch aufträgt, eine exponentielle Charakteristik, deren Neigungsänderungen von der Richtung des elektrischen Feldes abhängig sind. Es wird angenommen, daß die Verwendung eine Wechselstromes, natürlich nur soweit sie zu einer periodischen Umkehr der Polarität führt, eine Herabsetzung der Austrittsarbeit bewirkt, und zwar bis zu einer Größenordnung, die zwischen den Extremwerten liegt, die dann herrschen würden, wenn steht nur zeitweilig, so daß bei der Wiederherstellung der Bearbeitungsbedingungen das Werkstück wieder positiv geladen ist und Wolfram abgibt.It was also found that the use of a high-frequency alternating current over the working gap causes that you get by with a reduced field strength to the work function at the workpiece-electrolyte interface. This work function possesses if one plots it graphically against the potential, an exponential characteristic, the changes in inclination depend on the direction of the electric field. It is believed that the use an alternating current, of course only insofar as it leads to a periodic reversal of polarity, a Reduction of the work function causes up to an order of magnitude between the extreme values which would then prevail if only stood temporarily, so that during the restoration the machining conditions the workpiece is positively charged again and releases tungsten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are explained with reference to the drawings. It shows

F i g. 1 eine Querschnittsansicht durch eine elektrochemische Bearbeitungsvorrichtung mit einer Schemazeichnung zur Erläuterung des dazu benutzten Stromkreises, F i g. 1 shows a cross-sectional view through an electrochemical processing device with a schematic drawing to explain the circuit used for this purpose,

F i g. 2 eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht einer Apparatur, die im Anschluß an die elektrochemische Bearbeitung eine Feinbearbeitung des metallischen Werkstücks durch Funkenentladung ermöglicht,F i g. 2 one of the F i g. 1 similar view of an apparatus which, following the electrochemical Machining enables fine machining of the metallic workpiece by spark discharge,

Fig. 3 bis 5 graphische Darstellungen, die den erfindungsgemäß den Elektroden zugeführten Strom im Zeitablauf erläutern,FIGS. 3 to 5 are graphs showing the invention explain the current supplied to the electrodes over time,

F i g. 6 und 7 andere graphische Darstellungen, die das Prinzip der Erfindung erläutern, F i g. 8 und 9 abgewandelte elektrochemische Bearbeitungsvorrichtungen undF i g. 6 and 7 other graphs explaining the principle of the invention, F i g. 8 and 9 modified electrochemical processing devices and

F i g. 10 eine graphische Darstellung des durch das in F i g. 9 gezeigte System erhältlichen Stromes im Zeitablauf.F i g. 10 is a graphical representation of the system shown in FIG. 9 available current in the system shown Lapse of time.

Das in F i g. 1 gezeigte System enthält eine Gleichstromquelle 100 und die Energiezuführung zur Elektrode 110 und zu dem im Becken 114 in eine Elektrolytflüssigkeit 112 eingetauchten und mit einem Abstand an der Elektrode angelagerten Werkstück 111. Das Werkstück 111 ist auf den Isolierblöcken 113 gelagert und bildet die zweite Elektrode der Apparatur. Die Werkzeug-Elektrode 110 ist durch den Hilfsmotor 115 vertikal verlagerbar. Der Hilfsmotor wird in Übereinstimmung mit der Weite des Arbeitsspaltes 122 gesteuert, um diesen praktisch konstant zu halten.The in Fig. System 1 includes a DC power source 100 and the power supply to the electrode 110 and the immersed in the pool 114 in an electrolyte liquid 112 and attached with a distance to the electrode workpiece 111. The workpiece 111 is mounted on the insulating blocks 113 and forms the second electrode of the Apparatus. The tool electrode 110 can be displaced vertically by the auxiliary motor 115. The auxiliary motor is controlled in accordance with the width of the working gap 122 in order to keep it practically constant.

die Scheitel- oder Muldenpotentiale des Wechsel- 60 Die Steuerung erfolgt durch irgendeinen bekanntenthe peak or trough potentials of the alternating 60 Control is by any known one

Stromfeldes aufrechterhalten blieben unter Berücksichtigung eines Hysteresis-Effekts auf die Grenzfläche. Außerdem unterbricht das hochfrequente Wechselstromfeld das von dem gleichgerichteten Strom Mechanismus. Die Elektrode 110 ist röhrenförmig ausgbildet, um die Elektrolytflüssigkeit in den Arbeitsspalt 122 einzuleiten. Die Zuleitung dieser Flüssigkeit erfolgt durch die bewegliche Leitung 117 aus derCurrent field are maintained taking into account a hysteresis effect on the interface. In addition, the high frequency alternating current field interrupts that of the rectified current mechanism. The electrode 110 is tubular in order to introduce the electrolyte liquid into the working gap 122 . The supply of this liquid takes place through the movable line 117 from the

aufgebaute magnetische Feld und setzt auf diese 65 Druckleitung 118 einer Umlaufpumpe 119, deren Weise die auf das Ion ausgeübte magnetische Wir- Saugleitung in einen Sammeltank bzw. einen Behälter kung herab. 120 hineinreicht, in den über die Leitung 121 Flüs-built-up magnetic field and relies on this 65 pressure line 118 of a circulation pump 119, the manner of which kung the magnetic We suction line exerted on the ion in a collecting tank or a container. 120 reaches into which fluid via line 121

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt sigkeit aus dem Becken 114 abgelassen werden kann.An essential feature of the invention is fluid from the basin 114 can be drained.

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Die Elektrode HU höhlt bei der Axbeitsspalte 122 der Drossel 235' versorgen die Gleichrichterbrücken eine Vertiefung aus. Dem im Kreislauf geführten 200A', 200B', 200C, deren positive Pole mit dem Elektrolyt wird über die Röhre 116 ein inertes Gas Werkstück 211 und deren negative Pole mit derElekbeigemischt, um Ionen aus der Vertiefung zu ver- trode 210 verbunden sind, mit Strom. Die Elektrode drängen. Dabei muß allerdings beachtet werden, daß 5 ist mit einem Motor 215 ausgestattet, der einen Arerfindungsgemäß die Zugabe eines Gases nicht mehr beitsspalt für die Funkenerzeugung von vorbestimmunbedingt notwendig, wenn auch sehr vorteilhaft ist. ter Weite konstant erhält.The electrode HU hollowed out a recess at the working column 122 of the choke 235 ', the rectifier bridges supplying them. The circulated 200A ', 200B', 200C, the positive poles of which are connected to the electrolyte, are connected to an inert gas workpiece 211 via the tube 116 and the negative poles of which are connected to the electrode in order to transfer ions from the recess 210 . Push the electrode. It must be noted, however, that 5 is equipped with a motor 215 which, according to the invention, no longer requires the addition of a gas to generate sparks, although it is very advantageous. the width is kept constant.

Der Energieversorgungsstromkreis für die Elek- Der mit einer Induktivität 206 und einer KapazitätThe power supply circuit for the electrodes with an inductance 206 and a capacitance

troden enthält eine Resonanzschaltung, die mit dem 207 in Serie verbundene Schalter 205^4 dient zur Ver-Schalter 105 angeschaltet werden kann. Diese Reso- io bindung der Resonanzschaltung mit der Elektrode nanzschaltung enthält eine Induktivität 106 und eine 210 und dem Werkstück 211. In ähnlicher Weise ist Kapazität 107. Wenn man die Resonanzschaltung der Schalter 205 B mit der Mittelanzapfung einer durch Schließen des Schalters 105 anschaltet, wird Spule 206' verbunden, deren Enden ihrerseits mit den dem aus der Energiequelle 100 stammenden Gleich- Kondensatoren 207' unter Ausbildung einer Parallelstrom die Eigenfrequenz der Resonanzschaltung über- 15 Resonanzschaltung verbunden sind, lagert. Ein hochfrequenter Wechselstrom kann auch Außerdem ist eine äußere Energiequelle 209 fürTroden contains a resonance circuit, which can be switched on with switch 205 ^ 4 connected in series to switch 105. This resonance connection of the resonance circuit with the electrode nance circuit contains an inductance 106 and a 210 and the workpiece 211. Similarly, capacitance is 107. If the resonance circuit of the switch 205 B with the center tap of a by closing the switch 105 is switched on Coil 206 ', the ends of which are in turn connected to the DC capacitors 207' originating from the energy source 100, forming a parallel current over the natural frequency of the resonance circuit, superimposed on the resonance circuit. A high frequency alternating current can also be an external energy source 209 for

aus einer äußeren Quelle entnommen werden, näm- hochfrequenten Wechselstrom mit einem Serien-Relich dem Hochfrequenz-Oszillator bzw -Generator sonanzschwingkreis 203 induktiv gekoppelt. Der Kon-109, der induktiv mit einer anderen Resonanzschal- densator 204 dieses Schwingkreises ist in Serie über tunglO3 gekoppelt ist. Die Resonanzschaltung 103 ao die Sekundärwicklung des Kopplungstransformators ist mit der Elektrode 110 und dem Werkstück 111 mit einem Schalter 205 C verbunden, verbunden. Die Schaltung 103 enthält eine Induktivi- Ein anderes Schalterpaar 243, 244 ist zur gemein-be taken from an external source, namely high-frequency alternating current with a series relay of the high-frequency oscillator or generator resonance circuit 203 inductively coupled. The Kon-109, which is inductively coupled to another resonance circuit capacitor 204 of this resonant circuit, is coupled in series via tung103. The resonance circuit 103 ao the secondary winding of the coupling transformer is connected to the electrode 110 and the workpiece 111 is connected to a switch 205 C. The circuit 103 contains an inductive Another pair of switches 243, 244 is for common-

tät 102, die gleichzeitig die Sekundärwicklung des samen Betätigung mit den Schaltern 231 und 232 geTransformators bildet, über dessen Primärwicklung koppelt. Der Schalter 243 dient zur Stromversorgung die WechselstromqueUe 109 angeschlossen ist. Mit 25 eines elektromagnetisch betätigten Ventils 219 B' und der Induktivität 102 ist die Kapazität 104 in Serie ge- einer Pumpe 219 B, die mit dem Ventil die Kreislaufschaltet. Um die notwendige Phasenverschiebung zu führung einer dielektrischen Flüssigkeit (z. B. Paraferreichen, ist die Drosselspule 101 im Stromkreis mit finöl) 220 B aus dem Behälter 220 durch die bewegder Batterie 100 eingeschaltet. liehe Leitung 217, die Elektrode 210, das Becken 214ity 102, which at the same time forms the secondary winding of the transformer together with the switches 231 and 232, couples via its primary winding. The switch 243 is used to power the AC source 109 is connected. With 25 of an electromagnetically operated valve 219 B ' and the inductance 102, the capacitance 104 is in series with a pump 219 B, which switches the circuit with the valve. In order to achieve the necessary phase shift to guide a dielectric liquid (for example, Parafer-reaching, the choke coil 101 in the circuit with fin oil) 220 B from the container 220 is switched on by the moving battery 100. Lent lead 217, electrode 210, basin 214

Die F i g. 2 zeigt eine Apparatur, bei der eine drei- 30 und den Auslaß 221 hindurch bewirkt. Der Schalter phasige Wechselstromquelle 230 über die gekoppelten 244 dient in ähnlicher Weise zur Betätigung eines Schalter 231 und 232 die beiden dreiphasigen Trans- elektromagnetisch gesteuerten Ventils 216, mit dessen formatoren 233 und 234 mit Strom versorgt. Die Se- Hilfe ein inertes Gas (ζ. B. Stickstoff) der im Kreiskundärwicklungen des Transformators 233 sind je- lauf geführten Elektrolytflüssigkeit beigemischt werweils in Serie mit den entsprechenden Wicklungen 35 den kann_s eines zweiten elektromagnetisch gesteuereiner sättigungsfähigen Drossel 235 verbunden, deren ten Ventils 219A' und einer Pumpe 219A, mit deren Steuerungswicklung bei 236 gezeigt ist. Ein Gleich- Hilfe wäßrige Elektrolytlösung (beispielsweise eine lichter 238 und ein veränderbarer Widerstand 237 Natriumchloridlösung) 220 .,4 aus dem Behälter 220 sind in Serie mit der Steuerungswicklung 236 über die durch die Elektrode 210 und das Becken 214 im Elektrode 210 und das Werkstück 211 miteinander 40 Kreislauf geführt wird.The F i g. Fig. 2 shows an apparatus in which a three-30 and outlet 221 operates therethrough. The switch-phase alternating current source 230 via the coupled 244 is used in a similar way to actuate a switch 231 and 232, the two three-phase transformer electromagnetically controlled valve 216, with its formers 233 and 234 supplied with power. The Se help an inert gas (ζ., Nitrogen) which are Kreiskundärwicklungen of the transformer 233 JE run out electrolyte liquid mixed werweils in series with the respective windings 35 of the _can's of a second electromagnetically d your a saturable reactor 235 connected whose ten valve 219A ' and a pump 219A, the control winding of which is shown at 236. An equal aid aqueous electrolyte solution (e.g. a light 238 and a variable resistor 237 sodium chloride solution) 220., 4 from the container 220 are in series with the control winding 236 via the electrodes 210 and the basin 214 in the electrode 210 and the workpiece 211 with each other 40 cycle is performed.

verbunden. Die Elektrode 210 und das Werkstück 211 Während des ersten Arbeitsganges werden dietied together. The electrode 210 and the workpiece 211 During the first operation, the

sind auch durch die Strichpunktlinie im Bereich des Schalter 231 und 244 geschlossen und damit die Beckens 214 in dem Teil der F i g. 2 ersichtlich, in Schalter 232 und 243 geöffnet. Unter diesen Umständem die Elektrolyt-Kreislaufführungsmittel erläutert den fließt ein einseitig gerichteter Strom über den sind. Die drei Ausgänge der sättigungsfähigen Kern- 45 Arbeitsspalt 222. Die Gleichrichter 200^4 bis 200C drossel 235 sind in Serie mit den Gleichrichtern bewirken eine Einweggleichrichtung des dreiphasigen 200^4, 2005, 200C verbunden, die den Wechsel- Stromes. Wenn jedoch einer der Schalter 239^4 bis strom in einen pulsierenden Gleichstrom umwandeln, 239 C geschlossen wird, überbrückt eine Impedanz der dann dem als positive Elektrode des Systems ge- den Gleichrichter 200 B und bewirkt, daß der den schalteten Werkstücks 211 zugeführt wird. Die nega- 50 Elektroden zugeführte Strom die in F i g. 3 gezeigte tive Elektrode 210 ist an den Sternpunkt der Sekun- Wellenform besitzt. Diese für einen Kondensator erdärwicklungen des Transformators 233 angeschaltet. läuterte Wellenform zeigt eine Stromumkehr oder Die Schalter 239^4, 239B, 239 C sind jeweils in Serie eine Negativstelle von verhältnismäßig kurzer Dauer mit einem veränderbaren Kondensator 240 bzw. einer und geringer Stärke zwischen zwei positiven Wellen veränderbaren Drosselspule 241 bzw. einem veränder- 55 längerer Dauer. Die positiven Stromstöße T₀ dienen baren Widerstand 242 geschaltet, die den Gleich- zur Bearbeitung des Werkstücks, das aus Wolframrichter 200S wahlweise überbrücken können. karbid bestehen kann, während die Umkehrstöße Die gemeinsam zu betätigenden Schalter 232, die bzw. der übrige Teil der Halbwelle T eine Umkehr bei Schließung der Schalter 231 geöffnet werden, und der Polarität zur Folge hat, bei der das auf dem umgekehrt, versorgen die Primärwicklungen des 60 Wolframkarbidkörper freigelegte Kohlenstoffmaterial Transformators 234 mit dreiphasigem Wechselstrom. entfernt wird. Um die Gleichstromstöße mit einem Die Sekundärwicklungen des Transformators 234 sind hochfrequenten Wechselstrom zu überlagern, kann in Serie geschaltet mit den Wicklungen einer sätti- man einen oder mehrere der Schalter 205 Λί bis gungsfähigen Kerndrossel 235', deren Steuerungs- 205 C schließen. Hierbei erhält man eine Wellenform, wicklung 236' an einen T-förmigen Steuerstromkreis, 65 wie sie in Fig. 5 mit der Abwandlung gezeigt ist, daß bestehend aus einem veränderbaren Widerstand 237', der negative Stromstoß nicht in diese Zeichnung aufeinem querliegenden Kondensator 238" und einem genommen wurde. Gleichrichter 238' geschaltet ist. Die drei Ausgänge Anschließend an die elektrochemische Bearbeitungare also closed by the dash-dotted line in the area of switches 231 and 244 and thus the basins 214 in the part of FIG. 2, opened in switches 232 and 243. Under these circumstances, the electrolyte circulation guide explains that a unidirectional current flows through the are. The three outputs of the saturable core 45 working gap 222. The rectifiers 200 ^ 4 to 200C choke 235 are connected in series with the rectifiers effect a one-way rectification of the three-phase 200 ^ 4, 2005, 200C connected to the alternating current. However, if one of the switches 239 ^ 4 bis convert current into a pulsating direct current, 239 C is closed, an impedance bridges the rectifier 200 B as the positive electrode of the system and causes the switched workpiece 211 to be fed. The current supplied to the negative electrodes is the same as that shown in FIG. 3 shown tive electrode 210 is at the star point of the second waveform possesses. These grounded windings of the transformer 233 for a capacitor are connected. The refined waveform shows a current reversal or the switches 239 ^ 4, 239 B, 239 C are each in series a negative point of relatively short duration with a variable capacitor 240 or a and low strength between two positive waves variable choke coil 241 or a variable- 55 longer duration. The positive current impulses T ₀ are used to connect the resistor 242, which can optionally bridge the DC for processing the workpiece, which consists of tungsten converter 200S. carbide can exist, while the reversal impacts The jointly operated switches 232, which or the remaining part of the half-wave T are opened a reversal when the switch 231 closes, and the polarity results in which the opposite, supply the primary windings of the 60 tungsten carbide bodies exposed carbon material transformer 234 with three-phase alternating current. Will get removed. The secondary windings of the transformer 234 are high-frequency alternating current, connected in series with the windings of a saturable one or more of the switches 205 to energizing core choke 235 ', whose control 205 C close. This gives a waveform, winding 236 'to a T-shaped control circuit 65 as shown in Fig. 5 with the modification that consisting of a variable resistor 237', the negative current impulse is not shown in this drawing on a transverse capacitor 238 " and one was taken. Rectifier 238 'is connected. The three outputs Subsequent to the electrochemical processing

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des Werkstücks 211 kann man dieses der Feinbear- In F i g. 8 wird ein anderes System der elektrobeitung durch Funkenentladungen unterwerfen. In chemischen Bearbeitung eines Werkstücks 811 gediesem Fall öffnet man die Schalter 231 und 244, wo- zeigt. In diesem System versorgt eine Dreiphasenbei sich die Schalter 232 und 243 schließen. Dabei Wechselstromquelle 830 den Transformator 833 wird der Gleichstrom aus den Gleichrichterbrücken 5 über die Schalter 831. Die jeweiligen Ausgänge des 200A' bis 200C als eine aperiodische Entladung den Transformators 833 sind in Serie mit den Wicklun-Elektroden über eine Impedanz 200D' zugeleitet. gen einer sättigungsfähigen Kerndrossel 836 verbun-Während das Schließen des Schalters 244 für die elek- den, deren Steuerwicklung 836/1 in Serie mit einem trochemische Bearbeitung die Kreislaufführung der der Vorspannungseinstellung dienenden veränder-Elektrolytflüssigkeit durch den Arbeitsspalt 222 be- ₁₀ baren Widerstand 837 und einer Batterie 838 verwirkt, hat das Schließen des Schalters 243 die Kreis- bunden ist. Eine Steuerwicklung 836 B dieser Drossellaufführung einer dielektrischen Flüssigkeit durch den spule ist mit einem Basis-Emitter-Kreis des Transi-Spalt zur Folge. Die Steuerkreise 237, 238 sowie stors 854 verbunden, wobei eine Batterie 853 für 237', 238', 238" sprechen auf die am Spalt herr- dieses Schaltelement vorgesehen ist. Eine T-förmige sehende Potentialdifferenz an und halten die züge- i₅ Zeitverzögerungsschaltung, bestehend aus einem führte Energie während der Bearbeitung praktisch querliegenden Kondensator 850 und einem Paar verkonstant. Die dielektrische und die elektrolytische änderbarer Widerstände 851, 852, ist mit Hilfe des Flüssigkeit werden innerhalb des Behälters 220 in- zweipoligen Umschalters 855 wahlweise an den folge ihres unterschiedlichen spezifischen Gewichts Emitter-Kollektor-Kreis des Transistors 854 oder an voneinander getrennt. ao die Elektrode 810 und das Werkstück 811 anschalt-of the workpiece 211 can this the Feinbear- In F i g. 8 will subject another system of electrical machining by spark discharges. In this case, when a workpiece 811 is chemically processed, switches 231 and 244 are opened, which shows. In this system, a three phase supply is provided when switches 232 and 243 close. The alternating current source 830 the transformer 833 is the direct current from the rectifier bridges 5 via the switch 831. The respective outputs of the 200A ' to 200C as an aperiodic discharge to the transformer 833 are fed in series with the winding electrodes via an impedance 200D'. gene of a saturable core inductor 836 verbun During the closing of switch 244 for the elec- to whose control winding 836/1 in series with a trochemical processing, the recycling of the preload serving Variegated electrolyte fluid through the work gap 222 loading ₁₀ cash resistor 837 and a battery 838 forfeited, the closing of the switch 243 has been circular. A control winding 836 B of this choke run of a dielectric fluid through the coil results in a base-emitter circuit of the transi gap. The control circuits 237, 238 and connected stors 854, a battery 853 ', 238' speak for 237, 238 'is provided on the gap Messrs this switching element. A T-shaped sighted potential difference and keep the i züge- ₅ time-delay circuit consisting of an input power during the machining substantially transverse capacitor 850 and a pair verkonstant. the dielectric and the electrolytic modifiable resistors 851, 852 is by means of the liquid are different within the container 220 in-two-pole changeover switch 855 selectively to the sequence of their specific gravity emitter-collector circuit of the transistor 854 or separated from each other.ao the electrode 810 and the workpiece 811 switch on

Während die F i g. 3 und 5 die Wellenformen für bar. Die Ausgänge der sättigungsfähigen Kerndrossel elektrochemische Bearbeitung zeigen, wie sie mit der 836 führen zu den Gleichrichterbrücken 800/1 bis Vorrichtung von F i g. 2 erzielt werden können, zeigt 800C, deren positive Pole über eine glättende Dros-Fig. 4 eine Wellenform, die den Elektroden durch sei 856 mit dem Werkstücken und deren negative die Apparatur gemäß Fig. 1 zugeführt wird. Aus 35 Pole über die Steuerwicklung 836 B mit der Elektrode Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Amplitude des dem 810 verbunden ist. Die Steuerwicklung 836 B der aus der Batterie 100 stammenden Gleichstrom über- sättigungsfähigen Kerndrossel 836 wird auf diese lagerten, aus dem Generator 109 stammenden Weise in Serie mit dem Arbeitsspalt geschaltet und Wechselstroms, gemessen von Scheitel bis Scheitel, so gerichtet, daß sie gegen den Vorspannungseffekt den gleichen Wert annehmen kann, wie die Ampli- ₃₀ der Wicklung 836 Λ anläuft, deren Steuerungsstrom tude des Gleichstromes (gestrichelte Linie), ohne durch die Zeitverzögerungsschaltung 850 bis 852 gezwangläufig dazu zu führen, daß die zwischen den liefert wird. Ein Kondensator 840 kann mit dem Elektroden herrschende Polarität umgekehrt wird. Schalter 839 zur Überbrückung der Gleichrichter ge-Es ist jedoch zu beachten, daß die Wellenform, wie schaltet werden, um einen periodischen negativen sie in Fig. 4 erläutert ist, sich bei Bearbeitung von ₃₅ Stromstoß hervorzubringen, wie er in Fig. 3 gezeigt Körpern ohne elektronegative Bestandteile ebenfalls ist, während ein weiterer Schalter 805 die Resonanzais brauchbar erwiesen hat, die Ionenansammlung schaltung 803 mit ihrem Kondensator 804 über die an der Elektrodenoberfläche abzubauen und die Aus- Elektroden zur Überlagerung eines hochfrequenten trittsarbeit an der Werkstückoberfläche zu verringern. Wechselstroms aus der Wechselstromquelle 809 aufWhile the F i g. 3 and 5 the waveforms for bar. The outputs of the saturable electrochemical machining core choke show how they lead with the 836 to the rectifier bridges 800/1 to the device of FIG. 2, shows 800C, the positive poles of which can be achieved via a smoothing Dros-Fig. 4 shows a waveform which is supplied to the electrodes by being 856 with the workpieces and the negative of which the apparatus according to FIG. From 35 poles across the control winding 836 B to the electrode Fig. 4 it can be seen that the amplitude of the 810 is connected. The control winding 836 B of the direct current supersaturable core choke 836 coming from the battery 100 is connected in series with the working gap in this superimposed manner, coming from the generator 109 , and alternating current, measured from peak to peak, is directed in such a way that it counteracts the bias effect can assume the same value as the ampli _{30 of} the winding 836 Λ starts, the control current tude of the direct current (dashed line), without inevitably leading through the time delay circuit 850 to 852 that the is supplied between the. A capacitor 840 can be reversed with the electrodes' polarity. Switch 839 to bridge rectifier ge It is however to note that the waveform, such as on to a periodic they negative in Fig. Explained 4, produce when processing ₃₅ rush current as shown in Fig. 3 bodies without electronegative components is also, while another switch 805 has proven the resonance relay useful to break down the ion accumulation circuit 803 with its capacitor 804 on the electrode surface and to reduce the output electrodes to superimpose a high-frequency step work on the workpiece surface. AC power from the AC power source 809

In Fig. 6 ist eine graphische Darstellung des Ver- ₄₀ die Gleichstromstöße (gezeigt in Fig. 5) einzuschal-In Fig. 6 is a graphic representation of the ₄₀ the DC surges (shown in Fig. 5) to be included.

hältnisses zwischen Werkstückabtragung und Elek- ten vermag.relationship between workpiece removal and elements.

trodenabtragung gegen das Verhältnis der Wechsel- Der Arbeitsstrom wird festgelegt durch den Sättistromleistung zur Gleichstromleistung, aufgetragen gungsgrad der Drossel 836, und der Sättigungsgrad jeweils in Prozent gezeigt. Die angegebene Wechsel- selbst wiederum ist eine Funktion der Wechselstromleistung stellt den Durchschnittswert der Leistung 45 wirkung zwischen der positiv erregenden Wicklung über den gesamten Wellenzyklus dar. Die Kurve zeigt 836^4 und der negativ erregenden Wicklung 836 B, die mit einer Kupferelektrode bei der Bearbeitung wobei die letztere eine Reaktanz von einem Zehntel eines Wolfram-Stahl-Werkstücks gefundenen Werte. oder weniger derjenigen der positiven Wicklung 836 A Aus der Darstellung ist ersichtlich, daß man ein besitzt. Wenn der Strom im Arbeitsspalt übermäßig Maximum der Elektrodenleistungsfähigkeit erhält, 50 groß wird, wächst der Strom in der Wicklung 836 B, wenn man das Verhältnis zwischen der Wechsel- und der Transistor 854 wird leitfähig, wenn der Stromleistung und der Gleichstromleistung bei etwa Schalter 855 diesen Transistor mit der Zeitverzöge-100% hält, d.h., wenn der überlagerte Wechselstrom rungsschaltung verbindet. Infolgedessen fließt nun gerade ausreicht, um den Elektrodenstrom auf Null ein Strom durch die Wicklung 836 C und vermindert abzusenken oder sogar eine teilweise Stromumkehr 55 den Sättigungsgrad und auf diese Weise auch die hervorzurufen. Energiezufuhr zu den Elektroden. Gleichzeitig wirdelectrode removal against the ratio of the alternating The working current is determined by the saturation current output to the direct current output, plotted the degree of the choke 836, and the degree of saturation is shown in percent. The specified alternating itself is in turn a function of the alternating current power and represents the average value of the power 45 effect between the positive exciting winding over the entire wave cycle. The curve shows 836 ^ 4 and the negative exciting winding 836 B with a copper electrode during machining the latter having a reactance of one tenth of a tungsten steel workpiece found. or less that of the positive winding 836 A From the illustration it can be seen that one has one. If the current in the working gap receives excessively maximum electrode capacity, 50 becomes large, the current in the winding 836 B increases when the ratio between the alternating and the transistor 854 becomes conductive when the current output and the direct current output at about switch 855 this Transistor with the time delay-100% holds, ie when the superimposed alternating current connects approximate circuit. As a result, a current flows through the winding 836 C and a current that is just sufficient to reduce the electrode current to zero, or even to bring about a partial current reversal 55, the degree of saturation and in this way also the. Energy supply to the electrodes. At the same time will

Die F i g. 7 zeigt die Abhängigkeit des Verhältnis- jedoch auch der in die Wicklung 836 B fließende ses der Werkstückabtragung zur Elektrodenabtra- Strom vermindert und der Transistorschalter 854 gung von der Frequenz des überlagerten Wechsel- wird wieder nichtleitend. Als Ergebnis erhält man stromes. Die drei Kurven sind eingetragen für ein 60 eine Begrenzung des Stromflusses im Arbeitsspalt. 10%iges (ausgezogene Linie), ein 5O°/oiges (lang- Wenn der Schalter 855 betätigt wird, um den Transigestrichelte Linie) und ein 100 °/oiges (enggestrichelte stör 854 auszuschalten, bewirkt die Verzögerungs-Linie) Verhältnis der Wechselstromleistung zur schaltung 851, 852 periodisch die Steuerung des Gleichstromleistung. Es ist ersichtlich, daß jede die- Stroms durch die Wicklung 836 C, und die bereits ser drei Kurven ein Maximum der Elektroden- 65 beschriebene Folgewirkung wiederholt sich,
leistungsfähigkeit zwischen 1 und 10 Kilohertz besitzt, F i g. 9 zeigt ein anderes System zur Umkehrung und zwar bei einer Kupferelektrode und einem der Polarität oder zur Herabsetzung der Amplitude Wolfram-Stahl-Werkstück. des einseitig gerichteten Stromes, der an das elektro-The F i g. 7 shows the relationship between the workpiece removal and the electrode removal current flowing into the winding 836 B , and the transistor switch 854 supplying the frequency of the superimposed alternation becomes non-conductive again. The result is stromes. The three curves are entered for a limitation of the current flow in the working gap. 10% (solid line), a 50% (long- When switch 855 is operated to switch the transi dashed line off) and 100% (close-dashed disturbing 854 , the delay line causes the ratio of the AC power to the circuit 851, 852 periodically control the DC power. It can be seen that every die current through the winding 836 C, and the subsequent effect already described in these three curves, a maximum of the electrodes 65, repeats itself,
has an efficiency between 1 and 10 kilohertz, F i g. Figure 9 shows another system for reversing with a copper electrode and one of the polarity or amplitude reduction of tungsten-steel workpiece. of the unidirectional current that is sent to the electrical

chemische Bearbeitungssystem geliefert wird. In dieser Vorrichtung versorgt eine Wechselstromquelle 930 einen Transformator 933 mit Strom, dessen Sekundärwicklung eine Mittenanzapfung enthält. Diese Anzapfung ist mit dem Werkstück 911 verbunden. Jedes Ende der Sekundärwicklung ist in Serie mit einer sättigungsfähigen Kerndrossel 936 A, 9365 und einem Paar Gleichrichter 900^4, 9005 verbunden. Ein zweipoliger Umschalter 960 verbindet gekoppelt den Ausgang der Gleichrichter direkt oder über die Wicklungen des Transformators 961, mit der Elektrode 910. Der Effekt des Gleichrichters 900^4 bzw. 900S kann verstärkt werden, wenn der Transformator 961 eingeschaltet wird. Die sättigungsfähigen Kerndrosseln können mehr oder weniger leitfähig gemacht werden durch deren Vorspannungswicklungen, die in Serie mit den veränderbaren Widerständen 937^4, 9375 und den Gleichrichtern 938 A und 9385 verbunden sind. Eine Brückenschaltung 962 bis 968, die durch die Gleichrichterbrücke 967 und die Sekundärwicklung 966 des Transformators 964 aus der Wechselstromquelle 963 gespeist wird, dient zur Versorgung der Vorspannungswicklungen. Eine andere Sekundärwicklung 965 dient zur Rückkopplung.chemical processing system is supplied. In this device, an alternating current source 930 supplies a transformer 933 with current, the secondary winding of which contains a center tap. This tap is connected to the workpiece 911 . Each end of the secondary winding is connected in series with a saturable core choke 936 A, 9365 and a pair of rectifiers 900 ^ 4, 9005 . A two-pole changeover switch 960 , coupled, connects the output of the rectifiers directly or via the windings of the transformer 961 to the electrode 910. The effect of the rectifier 900 ^ 4 or 900S can be increased if the transformer 961 is switched on. The saturable core chokes can be made more or less conductive by their bias windings connected in series with the variable resistors 937 ^ 4, 9375 and the rectifiers 938 A and 9385 . A bridge circuit 962 to 968, which is fed by the rectifier bridge 967 and the secondary winding 966 of the transformer 964 from the alternating current source 963 , is used to supply the bias windings. Another secondary winding 965 is used for feedback.

example 1

Ein Werkstück aus einer Wolfram-Stahl-Legierung wurde in einer Apparatur des Typs bearbeitet, wie sie in F i g. 1 gezeigt ist. Die Vorrichtung besitzt eine Kupferelektrode. Die Arbeitsspaltbreite wird bei 0,05 bis 0,1 mm gehalten. Die Elektrolytflüssigkeit ist eine wäßrige Lösung von Natriumchlorid (5 %ig), und es wird eine Stromdichte von 40 Amp./cm² benutzt. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit beträgt etwa 0,02 g/m, wenn eine Gleichspannung von 7 Volt benutzt und die Elektrolytflüssigkeit durch die Elektrode mit einem Druck von 2,5 kg/cm² eingeführt wird. Wenn ein hochfrequenter Wechselstrom (5-Volt-Spannung zwischen den Scheitelpunkten) dem Gleichstrom überlagert wird (unter Bildung einer Wellenform, wie sie im wesentlichen in F i g. 4 gezeigt ist), läßt sich die Bearbeitungsgeschwindigkeit unter den gleichen Bedingungen auf das Zweieinhalbfache steigern. Darüber hinaus konnte festgestellt werden, daß Arbeitsgänge, die ohne Wechselstromüberlagerung nur Arbeitsspaltbreiten von 0,05, 0,1 und 0,3 mm zulassen, dann mit Spaltbreiten von 0,18, 0,2 und 0,5 mm durchgeführt werden können, wenn ein hochfrequenter Wechselstrom dem Gleichstrom in einem Leistungsverhältnis von 50% überlagert wird. Die besten Resultate erhielt man, wenn eine Frequenz zwischen 4 und 150 Kilohertz verwendet wurde.A workpiece made of a tungsten-steel alloy was machined in an apparatus of the type shown in FIG. 1 is shown. The device has a copper electrode. The working gap width is kept at 0.05 to 0.1 mm. The electrolyte liquid is an aqueous solution of sodium chloride (5%) and a current density of 40 amps / cm ^{2 is} used. The processing speed is about 0.02 g / m when a DC voltage of 7 volts is used and the electrolyte liquid is introduced through the electrode at a pressure of 2.5 kg / cm ² . If a high frequency alternating current (5 volt voltage between the vertices) is superimposed on the direct current (to form a waveform substantially as shown in Fig. 4), the machining speed can be increased two and a half times under the same conditions . In addition, it was found that operations which only allow working gap widths of 0.05, 0.1 and 0.3 mm without alternating current superimposition can then be carried out with gap widths of 0.18, 0.2 and 0.5 mm if a high-frequency alternating current is superimposed on the direct current with a power ratio of 50%. The best results were obtained when a frequency between 4 and 150 kilohertz was used.

Wenn man dem vorstehend beschriebenen Verfahren ein Werkstück aus Wolframkarbid unterwarf, erzielte man keine brauchbare Abtragung. Bei Fortsetzung der Stromzufuhr für längere Zeiten ergaben sich infolge von Kohlenstoffablagerungen Kurzschlüsse. If a workpiece made of tungsten carbide was subjected to the process described above, no useful removal was achieved. When the power supply was continued for longer periods of time short circuits due to carbon deposits.

eine durchschnittliche Stromstärke von 1000 Amp. für 300° jedes Wellenzyklus aufrechterhalten, während der übrigen 60° des Zyklus ein Strom mit umgekehrter Richtung durch Einschaltung einer der Impedanzen 240, 241 oder 242 hervorgerufen, wobei der Umkehrstrom eine Stärke von annähernd 300 Amp. besaß. Die Stromdichte auf der Elektrodenoberfläche betrug etwa 40 Amp./cm³, und der Elektrolyt bestand aus einer 5°/oigen Lösung von Natriumchlorid. Im Verlauf der elektrochemischen Bearbeitung wurde eine Frequenz von etwa 10 Kilohertz durch die Stromquelle 209 geliefert und hierdurch die Bearbeitungsgeschwindigkeit auf das Zweieinhalbfache gesteigert. Der Arbeitsspalt hatte in diesem Fall eine Weite von 0,1 mm, und es zeigte sich, daß Wolframkarbid hervorragend gut bearbeitbar war und eine Oberflächengüte der bearbeiteten Flächen ergab, wie sie durch elektrochemische Bearbeitung mit den früheren Methoden nicht möglich war.Maintaining an average current of 1000 amps for 300 ° of each wave cycle, during the remaining 60 ° of the cycle a current in the opposite direction was produced by switching on one of the impedances 240, 241 or 242 , the reverse current being approximately 300 amps. The current density on the electrode surface was about 40 amps / cm ³ and the electrolyte consisted of a 5% solution of sodium chloride. In the course of the electrochemical machining, a frequency of about 10 kilohertz was supplied by the power source 209 , thereby increasing the machining speed by two and a half times. The working gap in this case had a width of 0.1 mm, and it was found that tungsten carbide was extremely easy to machine and resulted in a surface quality of the machined surfaces that was not possible with the earlier methods by electrochemical machining.

Solange der Prozeß ohne den überlagerten hochfrequenten Strom, der eine Scheitel-zu-Scheitel-Spannung von 8 Volt besaß, ausgeführt wurde, erhielt man nur eine äußerst beschränkte Materialabtragung an der Wolframkarbidoberfläche. Die kombinierte Wirkung der Überlagerung des hochfrequenten Wechstelstromes und der kurzzeitigen periodischen Unterbrechung des Gleichstromes zeigte sich in der Ermöglichung einer wirksamen Bearbeitung des mit den früheren Methoden der elektrochemischen Materialabtragung nicht bzw. nur sehr schwer und ungenau bearbeitbaren Wolframkarbidkörper.As long as the process without the superimposed high-frequency current, which is a peak-to-peak voltage of 8 volts, extremely limited stock removal was obtained on the tungsten carbide surface. The combined effect of the superposition of the high-frequency alternating current and the brief periodic interruption of the direct current showed itself in the possibility Effective machining of the material with the earlier methods of electrochemical material removal not or only very difficult and imprecisely machinable tungsten carbide body.

Example 3

Die in den F i g. 6 und 7 dargestellten Versuchsergebnisse wurden erzielt mit Hilfe einer Kupferelektrode an einem Wolfram-Stahl-Werkstück unter Einhaltung einer Arbeitsspaltbreite von 0,05 mm. Bei den Untersuchungen wurde das Leistungsverhältnis des überlagerten Wechselstromes zu dem Gleichstrom abgewandelt, und das Ergebnis zeigte ein Maximum der Elektrodenleistungsfähigkeit gerade etwas unterhalb des Verhältnisses von 100 %. Ferner wurde die Abhängigkeit der Elektrodenleistungsfähigkeit von der angewendeten Frequenz untersucht. Die Versuche (F i g. 7) zeigten, daß bei überlagerten Frequenzen zwischen 1 und 200 Kilohertz gute Ergebnisse erzielt werden konnten und daß zwischen 4 und 150 Kilohertz die besten Ergebnisse, jeweils abhängig von dem Leistungsverhältnis des Wechselstromes zum Gleichstrom, erhältlich sind.The in the F i g. Experimental results shown in FIGS. 6 and 7 were obtained with the aid of a copper electrode on a tungsten steel workpiece while maintaining a working gap width of 0.05 mm. at the investigations became the power ratio of the superimposed alternating current to the direct current modified, and the result just showed a maximum of the electrode performance slightly below the ratio of 100%. Furthermore, the dependency of the electrode performance has been determined examined by the applied frequency. The experiments (F i g. 7) showed that with superimposed Frequencies between 1 and 200 kilohertz could be achieved and that between 4 and 150 kilohertz produce the best results, depending on the performance ratio of the Alternating current to direct current.

Example 2

6060

Ein Wolframcarbidkörper, bestehend aus 60 Gewichtsprozent Wolframkarbid und 40 Gewichtsprozent Kobalt, wurde mit der in F i g. 2 gezeigten Apparatur bearbeitet. Im Verlauf der elektrochemisehen Bearbeitung wurde während des positiven Zweiges der Stromstoßkurve (F i g. 3) eine Spannung von 5 bis 10 Volt zwischen den Elektroden angelegt,A tungsten carbide body consisting of 60 percent by weight tungsten carbide and 40 percent by weight Cobalt, was made with the method shown in FIG. 2 processed apparatus shown. In the course of electrochemistry Machining was a voltage during the positive branch of the surge waveform (Fig. 3) from 5 to 10 volts applied between the electrodes,

Example 4

Ein aus 60 Gewichtsprozent Wolframkarbid und 40 Gewichtsprozent Kobalt bestehendes Wolframkarbidwerkstück wurde unter Benutzung von verschiedenen Wellenformen des elektrochemischen Bearbeitungsstromes mit einer Kupferelektrode bearbeitet, die eine Bearbeitungsoberfläche von 1 cm² besaß; der Arbeitsspalt wurde auf einer Größe von 0,05 bis 0,1 mm gehalten. Als Elektrolyt wurde eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von 5 Gewichtsprozent Kaliumnitrat verwendet, die durch die Elektrode hindurch mit einem Druck von 2,5 kg/cm² in den Arbeitsspalt eingeführt wurde.A tungsten carbide workpiece consisting of 60 percent by weight tungsten carbide and 40 percent by weight cobalt was machined using various waveforms of the electrochemical machining current with a copper electrode having a machining surface of 1 cm ² ; the working gap was kept at a size of 0.05 to 0.1 mm. An aqueous solution containing 5 percent by weight of potassium nitrate was used as the electrolyte and was introduced into the working ^{gap through the electrode at a pressure of 2.5 kg / cm 2.}

Nachfolgend sind die Ergebnisse mit den verschiedenartig modifizierten Arbeitsströmen angegeben. The results with the variously modified working streams are given below.

(a) Es wurde ein Strom mit einer Kurvenform gemäß F i g. 4 angelegt, dessen Wechselstrombestandteil eine Frequenz von 10 Kilohertz und eine wirksame Spannung von 8 Volt besaß und einem Gleichstrom mit einer Spannung von 7 Volt überlagert war. Es konnte beobachtet werden, daß der dabei entstehende Strom während einer kurzen Zeitperiode nach der Einschaltung des elektrochemischen Bearbeitungsprozesses verhältnismäßig gleichförmig durch den Arbeitsspalt zwischen Elektrode und Werkstück floß und sich darauf veränderte, derart, daß ein ungleichförmiger Stromfluß mit einer verhältnismäßig niedrigen Amplitude herrschte, der, wenn man die Stromzufuhr weiter fortsetzte, zu einem Kurzschluß im Arbeitsspalt führte. Es konnte dabei keine bemerkbare elektrochemische Erosion festgestellt werden.(a) A current with a waveform as shown in FIG. 4 applied, its alternating current component had a frequency of 10 kilohertz and an effective voltage of 8 volts and a direct current with a voltage of 7 volts was superimposed. It could be observed that the resulting current during a short period of time after starting the electrochemical machining process relatively uniform through the working gap between electrode and workpiece flowed and then changed, so that a non-uniform current flow with a relatively low amplitude prevailed, which, if the current supply was continued, led to a short circuit in the working gap. There could be no noticeable electrochemical Erosion can be detected.

(b) Es wurde ein Strom mit einer Kurvenform verwendet, der in seinem Grundzug demjenigen gemäß F i g. 5 entsprach, jedoch keinen überlagerten hochfrequenten Wechselstrom aufwies. Der Arbeitsstrom bestand also aus einem pulsierenden, in einer Richtung fließenden Gleichstrom mit einer Pulsierungsfrequenz von 60 Hz, einem Bearbeitungsfaktor von fünf Sechstel und einer wirksamen Spannung von 7 Volt über den Bearbeitungsspalt hinweg. Die hierbei beobachteten Ergebnisse entsprachen im wesentlichen vollständig denjenigen im Fall (a).(b) A current was used with a waveform similar to that of according to FIG. 5, but had no superimposed high-frequency alternating current. The working current thus consisted of a pulsating direct current flowing in one direction with a pulsing frequency of 60 Hz, a processing factor of five sixths and an effective voltage of 7 volts across the machining gap. The observed here Results were essentially completely the same as in case (a).

(c) Es wurde ein Strom mit einer Kurvenform gemäß F i g. 3 verwendet, der einen unsymmetrischen Wechselstrom mit einem verhältnismäßig großen positiven und einem verhältnismäßig kleinen negativen Anteil in jedem einzelnen Zyklus darstellte. Die wirksame Spannung und die Stromstärke lagen bei 7 Volt und 40 Ampere. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß das Wolframkarbidwerkstück nur mit einer sehr geringen Abtragungsgeschwindigkeit bearbeitet wurde, die bei 0,017 g/m bei einer schlechten Genauigkeit von + 0,196 lag; es zeigte sich bei Fortsetzung der Bearbeitung infolge der Stromumkehr eine verhältnismäßig starke Abnutzung des Elektrodenwerkzeugs.(c) A current with a waveform as shown in FIG. 3 used the one unbalanced AC with one relatively large positive and one relatively small negative proportion in each individual cycle. The effective tension and the amperage was 7 volts and 40 amperes. As a result, it was found that the tungsten carbide workpiece was only machined with a very low removal rate, that of 0.017 g / m with poor accuracy of + 0.196; it showed up when machining was continued as a result of the current reversal relatively heavy wear on the electrode tool.

(d) Es wurde ein Strom benutzt, bei dem die hochfrequente Komponente derjenigen entsprach, wie sie in Fall (a) beschrieben ist; diese Komponente war einem pulsierenden Gleichstrom gemäß Fall (b) überlagert, und man erhielt dabei einen Strom mit einer Kurvenform gemäß F i g. 5. Der wirksame Stromstärkewert der Hochfrequenzkomponente betrug 20 Ampere, und derjenige der Gleichstromkomponente betrug 60 Ampere. Als Ergebnis konnte festgestellt werden, daß das Wolframkarbidwerkstück mit einer Abtragungsgeschwindigkeit von 0,031 g/min bei einer Genauigkeit von + 0,07 mm ohne irgendeine Abnutzung des Elektrodenwerkzeugs bearbeitet werden konnte. Dies zeigt den erheblich verbesserten Wirkungsgrad, den man durch die Kombination dieser beiden Stromkomponenten bei der Bearbeitung von Wolframkarbidwerkstücken erreichen kann.(d) A current was used in which the high-frequency component corresponded to that as described in case (a); this component was in accordance with a pulsating direct current Case (b) is superposed, and a current with a waveform according to FIG F i g. 5. The effective current value of the high frequency component was 20 amperes, and that of the direct current component was 60 amperes. As a result it could be established be that the tungsten carbide workpiece with a removal rate of 0.031 g / min with an accuracy of + 0.07 mm without any wear on the electrode tool could be edited. This shows the vastly improved efficiency that one has by combining these two current components when machining tungsten carbide workpieces can reach.

(e) Es wurde ein Strom verwendet, bei dem eine Hochfrequenzkomponente wie sie in den Fällen (a) und (d) verwendet worden war, einem unsymmetrischen Wechselstrom überlagert wurde, wie er in Fall (c) Verwendung fand. Als Ergebnis stellte man auch in diesem Fall wie bei Fall (d) eine erheblich verbesserte Bearbeitbarkeit des Wolframkarbids fest. Die gefundene Bearbeitungsgeschwindigkeit betrug(e) A current was used in which a high frequency component as in the cases (a) and (d) had been used, was superimposed on an unbalanced alternating current as it was used in case (c). as In this case, too, as in case (d), the result was a considerably improved machinability of tungsten carbide. The processing speed found was

ίο 0,038 g/min bei einer Genauigkeit von + 0,07 mm. Die wirksamen Werte des Gesamtstromes und des Hochfrequenzanteils wurden mit 95 bzw. 30 Ampere festgestellt. Dabei konnte keine Abnutzung des Elektrodenwerkzeugs festgestellt werden.ίο 0.038 g / min with an accuracy of + 0.07 mm. The effective values of the total current and the high frequency component were 95 and 30 amps noted. No wear and tear on the electrode tool was found will.

Dieser Versuch zeigt für die Bearbeitung von Wolframkarbidwerkstücken die folgenden Ergebnisse: This experiment shows the following results for machining tungsten carbide workpieces:

1. Völlig unzureichend sind:1. Completely inadequate are:

(a) die Überlagerung eines hochfrequenten Wechselstromes über einen stetigen Gleichstrom, der eine Vorspannung ergibt, bei der die Wellentäler des Wechselstromes keine Stromumkehr(a) the superposition of a high-frequency alternating current on a steady direct current, the a bias results in which the wave troughs of the alternating current do not reverse the current

₂g bewirken; _{Effect 2} g;

(b) ein periodisch mit etwa Netzfrequenz für Zeitabschnitte, die im Vergleich zur Dauer des stetigen Stromflusses klein sind, herabgesetzter (unterbrochener) pulsierender Gleichstrom.(b) a periodic with approximately network frequency for periods of time compared to the duration of the steady Current flow are small, reduced (interrupted) pulsating direct current.

2. Verhältnismäßig wenig wirksam und ungenau:2. Relatively ineffective and imprecise:

(c) ein periodisch mit etwa Netzfrequenz für Zeitabschnitte, die im Vergleich zur Dauer des stetigen Stromes klein sind, so weit herabgesetzter Gleichstrom, daß ein unsymmetrischer(c) a periodic with approximately mains frequency for periods of time which are compared to the duration of the steady current are small, so much reduced direct current that an asymmetrical

Wechselstrom mit verschobener Null-Linie entsteht. Alternating current with a shifted zero line arises.

3. Sehr hoher Wirkungsgrad und hohe Arbeitsgenauigkeit: 3. Very high efficiency and high work accuracy:

(d) die Überlagerung eines hochfrequenten Wechselstromes über einen Strom gemäß (b);
(e) die Überlagerung eines hochfrequenten Wechselstromes über einen unsymmetrischen Wechselstrom gemäß (c).(d) the superposition of a high-frequency alternating current on a current according to (b);
(e) the superposition of a high-frequency alternating current over an asymmetrical alternating current according to (c).

Claims

Patent claims:

1. Process for the electrolytic machining of electrically conductive workpieces, in which a Electrode opposite the workpiece while maintaining a filled with electrolyte liquid Working gap is kept and in which between the electrode and workpiece a steady or unsteady direct current flows on which an alternating current is superimposed, characterized in that that the direct current is periodic and for periods of time compared to the duration of the steady current flow are small, its amplitude is reduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that the polarity of the direct current is changed while decreasing its amplitude.

3. The method according to claim 1, characterized in that the frequency of the periodic Change in direct current is small compared to the frequency of the superimposed alternating current.

4. Apparatus for performing the method according to claim 1 with one of the electrical

conductive workpiece while maintaining a working gap filled with electrolyte fluid Electrode, with a source for direct current flowing over the electrode, gap and workpiece and with a source for this Direct current superimposed alternating current, characterized in that it is a device for periodic reduction of the direct current amplitude.

5. Device according to claim 4, characterized overall to indicates that the direct current source the following specific elements: an AC power source, and fed from the AC power source to the electrode on the one hand and the workpiece on the other hand connected rectifying organ and the rectifying organ bridging, for periodic polarity change of the intermediate Electrode and workpiece

Impedance established by the current produced,

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the organ for periodic: The amplitude reduction of the direct current contains the following individual elements: a on the durc the current flowing through the gap address the, time-constant power line network, a vo: the time-constant power line network controlled saturable choke, one in the circuit mi the saturable choke connected rectifier and one via the electrode AC power source connected to the power line network.

7. Apparatus according to claim 4, characterized in that it has a device, di reverses the polarity of the direct current during the periodic reduction of its amplitude.

For this purpose 2 sheets of drawings