DE1293534B - Elektrode fuer die Elektroerosion - Google Patents

Description

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Die elektroerosive Bearbeitung stromleitender haft mehrere Ausführungsformen der Elektrode nach

Werkstoffe geht im allgemeinen so vor sich, daß man der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung ist

zwischen einer als Werkzeug dienenden Elektrode F i g. 1 bzw. 2 eine Seitenansicht bzw. eine Vorder-

und einem zu bearbeitenden Werkstück einen elek- ansieht einer ersten Ausführungsform der Elektrode

irischen Strom fließen läßt und daß diese beiden 5 nach der Erfindung,

Teile dabei für gewöhnlich durch eine Flüssigkeit F i g. 3 die Seitenansicht einer zweiten Ausf üh-

voneinander getrennt sind. Es sind zahlreiche Ver- rungsform der Elektrode,

fahren der vorstehend angedeuteten Art bekannt, die F i g. 4 die Ansicht eines Schnitts nach Linie IV-IV

sich im wesentlichen durch die Art des benutzten der F i g. 3,

elektrischen Stroms und der verwendeten Flüssigkeit io F i g. 5 die Wiedergabe einer anderen Ausführungs-

voneinander unterscheiden. form des Erfindungsgegenstandes,

Je nach Art des benutzten Verfahrens stellt man F i g. 6 die Ansicht eines Schnitts nach Linie VI-VI

entweder eine Abnutzung oder eine mehr oder minder der F i g. 5,

stark ausgeprägte Veränderung der Elektrode fest, F i g. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Elek-

so daß diese häufig ersetzt werden muß. Die Stand- 15 trode nach der Erfindung,

zeit der Elektrode ist besonders klein, wenn sie als F i g. 8 die Ansicht eines Schnitts in vergrößertem

maßgebundenes Werkzeug zur Herstellung von Maßstab durch einen Teil der Elektrode nach

Präzisionsteilen verwendet wird. In derartigen Fällen F i g. 7,

muß die Elektrode nämlich eine ganz genau be- F i g. 9 eine weitere Ausführungsform der Elek-

grenzte Form beibehalten bzw. nach geringem Ver- 20 trode im Schnitt nach LinieIX-IX der Fig. 10, und

schleiß wieder ausgewechselt werden. Die Her- Fig. 10 die Ansicht eines Schnitts, der recht-

stellung der Elektroden schlägt bei den Fertigungs- winklig zu der Linie X-X der F i g. 9 verläuft,

kosten durchaus ins Gewicht, obwohl die Elektrode Die in den F i g. 1 und 2 wiedergegebene Elektrode

im allgemeinen aus einem weichen Stoff, beispiels- besteht aus einem Kern 1, dessen mittlerer Teil qua-

weise aus Kupfer oder Messing, besteht. Sollen große 25 dratischen Querschnitt hat und dessen eines Ende in

Serien gleicher Werkstücke bearbeitet werden, dann ein Haltestück 2 aus Stahl gepreßt ist, welches dazu

stellt der Herstellungspreis der Elektroden einen er- dient, die Befestigung der Elektrode an einer Ma-

heblichen Anteil der Bearbeitungskosten der Werk- schine durch magnetische Kräfte zu erzielen, wie dies

stücke dar, und es wäre von großem Vorteil, wenn beispielsweise in der schweizerischen Patentschrift

man auf die Präzisionsbearbeitung der außerordent- 30 333 269 beschrieben ist.

lieh großen Zahl von Elektroden verzichten könnte, Der Kern 1, der aus einem stromleitenden Werkdie für die Bearbeitung der großen Werkstückserien stoff, beispielsweise aus Kupfer oder Messing, beerforderlich sind. steht, ist an einem innenliegenden Stück mit größter

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Präzision bearbeitet, das kleiner ist als das quadra-

Elektrode zu entwickeln, die es ermöglicht, eine er- 35 tische Loch, welches man herstellen möchte. Auf

hebliche Werkzeugkostensenkung der angestrebten diesen Kern 1 ist ein elektrisch leitender Draht 3 in

Art zu verwirklichen. Um diese Aufgabe zu lösen, Form einer Wendel aufgewickelt, dessen eines Ende

geht die Erfindung von einer bekannten Elektrode durch eine Bohrung 4 in der Längsausdehnung des

für die Elektroerosion mit einem Kern und einer den Kerns hindurchgeht und dessen anderes Ende in

Kern mindestens teilweise abdeckenden, die aktive 40 einem V-förmigen Schlitz 5 in der Nähe des freien

Oberfläche der Elektrode bildenden Ummantelung Endes des Kerns festgehalten ist.

konstanter Materialstärke aus (USA.-Patentschrift Der stromleitende Draht 3 ist blank und hat einen

2 920 180). Bei der bekannten Elektrode wird die Durchmesser konstanter und genau eingehaltener

Ummantelung von Streifen oder Bändern gebildet, Größe, wie dies im allgemeinen bei elektrischen

die den Kern ring- oder wendelförmig umschließen 45 Leitungsdrähten der Fall ist, die im Handel zu haben

und fest mit ihm verbunden sind. Die Festigkeit der sind.

Verbindung des Kerns mit der Ummantelung ist da- Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Elektrode

bei so groß, daß die Möglichkeit besteht, die Elek- dient der Durchführung der endgültigen Bearbeitung

trode in ihrer Gesamtheit auf einer Drehbank zu be- eines Lochs mit praktisch quadratischem Querschnitt,

arbeiten und ihr eine jeweils erwünschte Kontur zu 50 und die Arbeitsflächen dieser Elektrode bestehen aus

geben. den vier Oberflächen des quadratischen Teils, wobei

Im Gegensatz zu der bekannten Elektrodenaus- die aktive Oberfläche in Fig. 1 mit A bezeich-

führung mit einer fest mit dem Kern verbundenen net ist.

Ummantelung sieht die Erfindung vor, bei einer Elek- Der Kern 1 ist so dimensioniert, daß jede seiner trode der weiter oben beschriebenen Art die Um- 55 aktiven Flächen von der entsprechenden Oberfläche mantelung auswechselbar am Elektrodenkern anzu- des zu bearbeitenden Lochs um ein Stück entfernt ist, ordnen. Hierdurch wird ein erheblicher technischer das gleich der Summe der Dicke des Drahtes 3 und Fortschritt erzielt, da bei einem Verschleiß der akti- des Abstandes ist, der während der Bearbeitung zwiven Oberfläche der Elektrode nicht mehr die ganze sehen der Elektrode und dem Werkstück vorhanden Elektrode unbrauchbar wird, sondern der Kern ledig- 60 ist, wobei diese Entfernung durch die gewählten Belich mit einer neuen Ummantelung versehen werden triebsbedingungen für die betreffende Bearbeitungsmuß, methode festgelegt ist.

Zur Herstellung der Ummantelung lassen sich Bei dieser Elektrode hat man zwei verschiedene

neben den bereits genannten Bändern und Streifen Befestigungsarten für die beiden Enden des

auch Drähte verwenden, wie dies von nicht maß- 65 Drahtes 3 gewählt, aber es versteht sich von selbst,

gebundenen bandförmigen Elektroden her bereits be- daß der Kern entweder zwei Bohrungen aufweisen

kannt ist. kann oder zwei Schlitze, um die beiden Enden des

In der Zeichnung sind schematisch und beispiel- Drahtes festzulegen. Man könnte den Draht auch

noch auf andere Weise an dem Kern 1 befestigen, beispielsweise durch Andrücken mit Hilfe einer Schraube oder durch Anlöten mit gewöhnlichem Lötzinn bzw. durch elektrische Punktschweißung. Selbstverständlich muß das Ende des Drahtes jeweils an dem Kern 1 an einer für die Bearbeitung nicht aktiven Stelle befestigt werden.

Die F i g. 3 und 4 beziehen sich auf eine Elektrode ähnlicher Art wie die Elektrode nach Fig. 1, nur ist hier der Bauteil mit konstanter Dicke, der bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel der stromleitende Draht war, durch ein Band 6 aus Metall, beispielsweise aus gezogenem oder gewalztem Kupfer ersetzt. Diese Elektrode dient zur Finishbearbeitung einer Ausnehmung in Form eines Schwalbenschwanzes. Die Elektrode weist daher einen Teil 7 auf, der im Querschnitt der Form eines zu bearbeitenden Schwalbenschwanzes entspricht, der natürlich kleinere Dimensionen aufweist. Die beiden einander gegenüberliegenden Enden des Bandes 6 aus Metall sind in einen Schlitz 8 eingeführt, den diese Elektrode aufweist, und werden in diesem Schlitz von einem keilförmigen Stück 9 gehalten. Wie man aus F i g. 4 ersieht, in welcher mit der Bezugsziffer 10 ein Teil des zu bearbeitenden Werkstückes bezeichnet ist, spielen die Form und die Abmessungen des Schlitzes und des Teils 9, der die Form eines Keils hat, keine wesentliche Rolle, weil diese Teile von der eigentlichen Arbeitsfläche relativ weit entfernt liegen.

Die F i g. 5 und 6 beziehen sich auf eine Ausführungsform, die gegenüber derjenigen nach den F i g. 3 und 4 ein wenig abgeändert ist. Bei dieser Ausführungsform hat der Kern 1 der Elektrode quadratischen Querschnitt und weist eine Ausnehmung 11 und außerdem einen Schlitz 12 auf, der von dieser Ausnehmung bis zu der äußeren Oberfläche des Kerns reicht. Dieser Schlitz verläuft nicht parallel zur Längsachse der Elektrode, sondern geht in schräger Richtung durch eine Fläche des Prismas, welches von dem Teil mit quadratischem Querschnitt gebildet wird. Das Element bzw. der Bauteil mit konstanter Dicke besteht aus einem Band 6 aus Metall, dessen einander gegenüberliegende Ränder in den Schlitz 12 hineingreifen und von einer Befestigungsvorrichtung im Innern der Ausnehmung festgehalten werden. Diese Befestigungsvorrichtung besteht aus einem zylindrischen Stück 13 mit einem Schlitz 14, in den die einander gegenüberliegenden Enden des Bandes 60 eingeführt sind. Ein Ende dieses Stückes 13 mit sechseckiger Form ragt von dem Kern 1 nach außen, um das Stück 13 mit Hilfe eines Schraubenschlüssels drehen zu können und auf diese Weise das Metallband 6 zu spannen und das Festhalten in seiner Lage mit Sicherheit herbeizuführen.

Die F i g. 7 und 8 betreffen eine andere Ausführungsform der Elektrode nach der Erfindung, die dazu dient, die Innenwand eines Zieheisens zu bearbeiten. Wie bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 besteht das Element konstanter Dicke aus einem blanken elektrischen Draht, aber bei dieser Ausführungsform sind drei stromleitende Drähte 15, 16 und 17 gleichzeitig auf den Kern 1 aufgewickelt, der in diesem Falle aus Isolierstoff besteht. Gleichzeitig mit den stromleitenden Drähten 15 bis 17 sind drei isolierende Fäden 18,19 und 20 aufgewickelt worden, um je zwei benachbarte stromleitende Drähte voneinander zu trennen, wie dies im einzelnen die F i g. 8 zeigt. Der Kern 1 kann aus keramischen Material bestehen oder auch aus einem polymerisierbaren Kunstharz. Er kann aber auch aus einem metallischen Stück bestehen, welches mit einer Isolierschicht, vorzugsweise aus Epoxylinharz, bedeckt ist. Diese Elektrode ist dazu bestimmt, so in Umdrehung gehalten zu werden, daß in jedem Falle vermieden wird, daß eine Wendel in das zu bearbeitende Stück hineingedrückt wird.
Die drei voneinander isolierten stromleitenden

ίο Drähte 15,16 und 17 sind unter Zwischenschaltung von drei Schleifkontakten 24, 25, 26 an drei Generatoren 21,22,23 angeschlossen, wodurch man bekanntlich eine Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit gegenüber der Verwendung einer Elektrode mit ähnlichen Abmessungen erhält, deren aktive Bearbeitungsfläche gleich groß ist, die aber nur an einen einzigen Generator angeschlossen ist.

Eine weitere abgeänderte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeigen die F i g. 9 und 10; bei dieser Ausführungsform weist die aktive Oberfläche der Elektrode konkave Teile27 (Fig. 10) auf. Es versteht sich von selbst, daß es in einem solchen Falle nicht leicht möglich ist, ein Element konstanter Dicke auf der Oberfläche der Elektrode zu verwenden, denn würde das Element beispielsweise aus einem Band oder einem stromleitenden Draht bestehen wie bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen, dann würde dieses Element oberhalb der konkaven Stellen gespannt werden und die aktive Bearbeitungsfläche könnte gar nicht die gewünschte Form aufweisen. Zur Beseitigung dieses Nachteils weist der Kern 1 der Elektrode nach der F i g. 9 und 10 mindestens eine Rille 28, beispielsweise eine wendeiförmige Rille auf, in die ein Stromleiter 29 konstanter Dicke und mit abgeplattetem Querschnitt, beispielsweise rechteckigem Querschnitt, eingelegt ist. Die Dicke dieses Leiters ist offensichtlich größer als die Tiefe der Hohlkehle, so daß der Leiter aus der Oberfläche des Kerns 1 herausragt. Im Prinzip entspricht die Breite der Rille 28 derjenigen des Stromleiters 29, derart, daß letzterer mit seinen beiden gegenüberliegenden Flächen an den Rändern dieser Rille durch mechanische Reibung gehalten wird.

Bei allen hier beschriebenen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ist die Abnutzung der Elektrode im Laufe des Betriebes auf das Bauelement mit konstanter Dicke lokalisiert, während der Kern 1 infolge des elektrischen Bearbeitungsstromes keinerlei Formänderung erfährt. Nach einer bestimmten Betriebsdauer ändert die Wegnahme von Material an dem Bauteil mit konstanter Dicke die äußere Form der Elektrode. In diesem Zeitpunkt genügt es, anstatt — wie bisher bei allen bekannten Elektroden erforderlich — die Elektrode auswechseln zu müssen, den stromleitenden Bauteil mit konstanter Dicke wegzunehmen und ihn durch einen neuen zu ersetzen. So genügt es also beispielsweise bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1,7 und 9, den Stromleiter abzunehmen und einen neuen Stromleiter auf den Kern aufzuwickeln, um eine Elektrode zur Verfügung zu haben, deren aktive Oberfläche die gewünschte Form ganz exakt aufweist. Im Falle der Fig. 3 bis 5 ist es erforderlich, das Metallband 6 auszuwechseln, aber auch diese Arbeit kann dadurch beschleunigt werden, daß der Arbeiter vorgeformte Bänder vorbereitet und zur Verfügung hält, die ohne jede Schwierigkeit auf der Elektrode eingefädelt werden

können und dann auf dieser festgepreßt und festgehalten werden können.

Mit den Elektroden nach der Erfindung erzielt man eine außerordentlich große Materialersparnis, weil einzig und allein ihr Oberflächenteil, der die aktive Bearbeitungsfläche trägt, praktisch ersetzt werden muß, um die Elektrode von neuem einsetzen zu können. Diese Wiedereinsetzung an der alten Stelle kann so oft erfolgen, wie man will, weil der Kern 1 im Laufe des Betriebs keinerlei Abnutzung unterliegt, und so wird es deutlich, daß die Präzisionsarbeit, die für die Formung des Kerns 1 erforderlich ist, keineswegs verloren ist, sobald eine Elektrode benutzt wird, weil dieser Kern stets weiter benutzt werden kann, um eine neue Elektrode zu formen.

Bei den Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes nach den F i g. 1 und 7 ist es von Vorteil, kalibrierte Leitungen mit praktisch rechteckigem Querschnitt oder auch mit abgeplattetem Querschnitt zu verwenden, um die aktive Oberfläche der Elek- ao trode zu vergrößern. Dies hat zur Folge, daß die Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht wird und daß die Deformation der Elektrode im Laufe der Benutzung weniger in Erscheinung tritt.

Claims (5)

35 Patentansprüche:

1. Elektrode für die Elektroerosion mit einem Kern und einer den Kern mindestens teilweise abdeckenden, die aktive Oberfläche der Elektrode bildenden Ummantelung konstanter Materialstärke, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (3, 6,15 oder 29) auswechselbar am Elektrodenkern (1) angeordnet ist.

2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) einen Schlitz (8) aufweist und die Ummantelung (6) von einem Metallband gebildet wird, dessen beide einander gegenüberliegenden Enden in den Schlitz (8) eingeführt und dort von einem Keil (9) festgehalten werden.

3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern eine Ausnehmung (11) aufweist sowie einen Schlitz (12), der von dieser Ausnehmung bis zu der äußeren Oberfläche des Kerns (1) reicht, und die Ummantelung aus einem Band (6) aus Metall besteht, dessen beide einander gegenüberliegenden Enden in den Schlitz (12) hineinragen und in einer Befestigungsvorrichtung (13,14) festgehalten werden, die sich in der Ausnehmung (11) befindet.

4. Elektrode nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung aus einem drehbaren Teil (13) mit einem Schlitz (14) besteht, in welchen die Enden des Bandes (6) eingeführt sind, derart, daß beim Drehen des Stückes (13) das Band (6) gespannt und in seiner Lage gehalten wird.

5. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung aus einem Draht (3) besteht, der in an sich bekannter Weise wendelförmig auf den Elektrodenkern (1) aufgewickelt und mit jedem seiner Enden an diesem befestigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen