DE1565077A1

DE1565077A1 - Anordnung zur Herstellung von Ausnehmungen oder Vorspruengen in Werkstuecken durch elektrochemisches Senken

Info

Publication number: DE1565077A1
Application number: DE19651565077
Authority: DE
Inventors: Stark Dipl-Chem Gustav; Otto Dipl-Chem Klaus; Adolf Mueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-07-07
Filing date: 1965-07-07
Publication date: 1970-02-26
Also published as: CH483904A; DE1565077C3; DE1565077B2; US3489671A; GB1204153A

Description

Anordnung zur Herstellung von Ausnehmungen oder Vorsprängen in V/erkstücken durch elektrochemisches ■■'■·■ Jenken.

PUr das elektrocheinische Senken sind Werkzeugelektroden mit vielfältigen Querschnittsformen, z.B. einem treieetc-, einem Rechteck- oder einem Rundquersehnitt verwendbar, wobei im allgemeinen eine wässrige Elektrolytlösung durch das hohle Werkzeug, in den Bearbeitungsspalt eingeführt wird und die Stromdichten um 2 bis 3 Größenordnungen höher^ liegen als in der Galvanotechnik üblich. Aufgrund von Ladungsaustauschvorgängen löst sich das Werkstück entsprechend der Vorschubbewegung des

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Werkzeuges auf. Es hat sich nun gezeigt» daß bei iV'erkzeug-Elektroden^ mit eckigem oder kantigem Profil an den zugehörigen Ecken und Kanten des A'erkstückes eine verstärkte Materialabtragung stattfindet, die durch die Erhöhung der f'troradichte an Spitzen verursacht wird. Hierdurch erfolgt eine vielfach unerwünschte Aufweitung der Ecken und eine Abrundung der Kanten.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum elektrochemischen Senken anzugeben, durch weiche die geschilderten Schwierigkeiten überwunden sina. Gegenstand der Erfindung ist demgemäß eine Anordnung zur Hersteilung von Ausnehmungen oüer Vorsprüngen in metallischen Werkstücken durch elektrochemisches üenken als anodisches Abbila einer als positive Form (Vollquerschnitt) oder negative Form (Hohlquerschnitt) benutzten kathodischen w'erkzeug-Elektrode, mit welcher die Lösung der gestellten Aufgabe erfindungegemäß dadurch gelingt, daß an spitzen, hervorspringenden oder spitzwinKlig ausgesparten stellen der ".Verkzeugelektrode unter Beibehaltung der profilbestimmenden Grundfläche die wirksame ^tromaustrittsflache und damit die dem Dtrom proportionale werkstückseitige Materialabtragung unter scharfer Abbildung der üpitzenbereiche vermindert ist. Geht man hierbei von einem senkrecht zur V.'erk stück ob er fläche stempel artig eintauchenden Elektrodenfuß aus, so ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dicke des '.'/erkzeug-Elektrodenfußes im Bereich der Spitzen gegenüber -den l^?eitenkanten verjüngt ic,t.

V/eitere vorteilhafte Kö_£'iiehkeiten zur Beseitigung der unerwünscL-

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ten Mat.er.ia.Iabtragung in den Spitzenbereichen des Werkzeuges bestehen darin, daß die wirksame Fläche des Elektrodenfußes durch Auftragen je^nes Isolationslackes, z.B. Epikote-Harz, herabgesetzt ist ,oder aber darin, da3 die wirksame Fläche durch Auftragen einer kathodisch starker als das Kathodenmaterial polarisierbaren Schicht, z.B. galvanisch abgeschiedenes Blei, herabgesetzt ist.

Anhand der Zeichnung"werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Erläuterung ihrer Wirkungsweise sowie weiterer Kinzelheiten beschrieben.

Fig. 1a zeigt in perspektivischer Darstellung eine Elektrode mit gleichmäßig dickern Elektrodenfuß, ,

Fig. 1b einen Vertikalschnitt und -^;

Fig. Ic einen Horizontal-Schnitt djss Werkstückes und der eingesenkten'ilektro de .in Hohe der Bearbeitungszone, wobei die . Schnittlinien mit A-B bzw. C-D bezeichnet sind.

Die Figuren 2a Ms 2c zeigen in einer den Figuren Ta "bis Tc entsprechenden Darstellungsweise ebenfalls einen Elektrodenfuß mit dreieckiger Grundfläche, dessen Scken jedoch verjüngt sind. Die Schnittlinien in Fig. 2b sind mit E-F und 'diejenigen in Fig. :2e.mit G-H bezeichnet. .. .

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Während in den Figuren 1 und 2 eine Elektrode verwendet ist, die als positive Form eine entsprechende Ausnehmung im werkstück erzeugt, ist in den n-usführungsbeispielen nach Figur 3 und 4 eine Elektrode dargestellt, die mit einer im querschnitt dreieckigen Ausnehmung einen entsprechenden Vorsprung im werkstück stehen läßt und mit ihrem als Vollquerschnitt ausgebildeten äußeren Bereich entsprechende Ausnehmungen im Werkstück erzeugt. Die Figuren 3a bis 3c und 4a bis 4c zeigen wiederum eine perspektivische Darstellung/ einen Vertikal-üchnitt■und einen Horizon-' tal-Schnitt (Schnittlinien A-B, C-D, E-F sowie G-K), wobei in •Fig. 3 eine übliche Elektrodenform mit unscharfer Abbildung und in Fig. 4 eine erfindungegemäß ausgestaltete Elektrodenform zur scharfen Abbilcung des Profils dargestellt ist und Schnittflächen der besseren Übersicht wegen auch in den Fig. 3a und 4a eingezeichnet sind.

'.Vie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Elektrode" 10 mit einem prismatischen Fuß 11 von dreieckiger Grundfläche versehen. Die dem Werkstück 12 abgelegenen Flächenteile der Elektrode 10 sind mit einer Isolierstoffverkieidung 13 beschichtet, so daß der Strom von der als Kathode wirkenden Elektrode 10 von den Stromaustritt sf lachen 14 seinen Weg zum V/erkstück 12 nimmt, wie es durch die Stromlinien 15 angedeutet ist, und hierbei durch Ivlate rialab tragung eine Ausnehmung 121 im Werkstück 12 entstehen läßt. Durch die Ausnehmungen 17 in der Elektrode 10 wird der ' Elektrolyt dem Bearbeitungsspalt 16 zwischen Elektrode 10 und Werkstück 12 mit großer Geschwindigkeit zugeleitet, wodurch

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für eine Kühlung und eine Nachlieferung von Ladungsträgern gesorgt ist. In den. Spitzenbereichen 18 der Stromaustrittsflachen 1.4 kommt es, wie insbesondere aus Fig. 1c ersichtlich, zu einer · • lokal begrenzten Erhöhung der Stromdichte, welche zu einer■ ver-. stärkten Materialabtragung und damit zu einer unscharfen Abbildung 19 infolge Aufwertung von Ecken und Abrundung von Kanten führt.

Diese'unscharfe Abbildung ist mit einer Elektrodenfora nach Pig. 2 erfindungsgemäß vermieden, wobei funktionsmäßig gleiche Teile zu Pig. 1 mit der gleichen Endziffer bezeichnet sind. l)er Spitzenbereich: 28 des Elektrodenfußes 21 und damit die ütromaustrlttsflächen 24 sind in der insbesondere aus der Fig. 2a ersichtlichen Weise zu den Spitzen hin verjüngt, 'wodurch sich eine gleichmäßige Verteilung der Stromlinien im "Bearbeitungsspalt zwischen dem Werkstück 22 und dem Elektrodenfuß 24 erzielen läßt. Somit wird auch der Ecken- und Kantenbereich 29, wie aus Bild 2c ersichtlich, in gewünschter ','leise scharf abgebildet. ..

Der Elektrodenfuß 31 der Elektrode 50 aus Fig. 3weist äußere, kreisförmige Ptromaustrittsflächen 341, sowie innere, ein Dreieck bildende Stromaustrittsflächen 342 auf, so daß beim Einsenken der Elektrode 30 in das Werkstück 32 die Ausnehmungen 321 und" die dreieckförmige Säule 322 erzeugt werden. Die Isolierstoffbeschichtung ist mit 33, crer Kanal zur Zuleitung des Elektrolyten mit 37 bezeichnet, »vie es der im Bearbeitungsspalt 36 zwischen Elektrode 30 und Werkstück "32" eingezeichnete Verlauf der Stromlinien: 35 erkennen läßt, tritt" im Spitzenbereich 38 ·

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innerhalb des inneren Bearbeitungsspaltes 36 eine Häufung der Stromlinien auf, so daß an den Kanten 39 der Dreiecksäule 322* eine verstärkte Materialabtragung und damit eine Abrunaung der Kanten zu verzeichnen ist.

Diese unscharfe Abbildung ist wiederum durch eine Elektrodenform nach den Figuren 4a bis 4c vermieden. Die otromaustrittsflachen 442 des Elektrodenfußes 41 sind hierbei so geformt, daß die obere Ebene 443 des Kiektrodenfußes 4 1 im Spitzenbereich 48, wie insbesondere aus Pig. 4c ersichtlich, erweitert ist, während in der unteren Ebene 444 des Eiektrodenfuöes 41 die ursprüngliche Dreiecksform erhalten geblieben ist. Das erweiterte Profil der Ebene 4 34 ist mit dem unverändert gebliebenen Dreiecksprofil der Ebene 444 durch schräge Übergangs flächen 44 5> vercunden. Durch die beschriebene Fora aer inneren ,Jtroinaustrittsflächen 442 v.ira eine gleichmäßig-e Gtromdichte gemäß uen ."tromlinien 45 im inneren Bearteitungsspalt 46 und damit eine scharfe Abbildung der Dreiecksäule &,2d. erzielt.

4 Patentansprüche
4 Figuren

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Claims

Patentansprüche

1. Anordnung zur Herstellung von Ausnehmungen oder Vor sprung en.-in metallischen '.Verkstücken durch elektrochemisches Senken als anodisches Abbild einer als positive Form (Vollquerschnitt) oder negative Form (Kohlquerschnitt) benutzen, kathodischen '.Ve rk zeug -Elektrode» ,dadurch gekennzeichnet, daß an spitzen, hervorspringenden oder spitzwinklig ausgesparten Stellen der WerkzeUg-Elektrode unter Beibehaltung der profilbestimmenden Grundfläche die wirksame Stromaüstrittsflache und-damit die . dem Strom proportionale werkstückseit ige Materialabt ragung unter scharfer Abbildung der Spitz en"bereiche vermindert ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., α aß qie Dicke des "ierkzeug-Elektrodepfußes im Bereich der spitzen gegenüber den üeitenkantea verjüngt ist.

2. Anordnung\ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame ütroiKaustrittsfläciie des Elektrodenfußes durch Auftragen eines Isolationslackes, z.B. Epikote-Harz, herabgesetzt ist.

4. AnOrdnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Stromauiitrlttsflache durch Auftragen einer kathodisch stärker als das Kathodenmaterial polarisierbaren Schicht, z.B. galvanisch abgeschiedenes Blei * herabgesetzt ist.

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31

Fig.3a

322

Rg. 3b

Fig. 3e

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