DE1565331B2

DE1565331B2 - Verfahren zum elektrolytischen Bohren

Info

Publication number: DE1565331B2
Application number: DE1565331A
Authority: DE
Inventors: Derek Aubrey Glew; John Goddard; John Francis Wilson
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1964-09-04
Filing date: 1965-09-03
Publication date: 1974-09-12
Also published as: DE1565331A1; GB1130561A; DE1565331C3

Description

bohrenden Loch angeordneten Werkzeuges,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,

40 F i g. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht der Gesamtlänge eines Werkzeuges gemäß einem zweiten . ■·■■■.. · Beispiel, ....·■.-.

Die Erfindung "betrefft ein, Verfahren zum.elektro- , Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein weiteres Bei-Iytischen Bohren, bei dem ein röhrförmiges Werk- spiel.

zeug aus elektrisch leitendem Material, das bis auf..45 i_m Beispiel gemäß Fig. 1 und 2 ist ein Teil des das Beärbeitungsende;^: mit einem äußeren Überzug Werkstückes 10 an der Spitze iri der Arbeitsstellung aus Isolierstoff versehen ist, in ein Werkstück vor- J_n einem Loch 11 in einem Werkstück 12 gezeigt, geschoben wird, während ein Elektrolyt durch das Während des Bohrens wird das Werkzeug hinsicht-Werkzeugund durch das zu bohrende Loch gedrückt tfch des Werkstücks ständig gedreht. Das Werkzeug wird. . . - 50 umfaßt ein langes, schlankes Metallrohr 13j an dem

Ein solches Verfahren ist bekannt (FR-PS 1273 632).,.'in der Nähe seines Bearbeitungsendes eine Buchse Für größere Bohrgeschwindigkeiten muß der Fluß 14 aus Plastik, wie Nylon, PVC oder Polytetrafluordes Elektrolyts am Bearbeitungsende des Werkzeugs äthylen, das verhältnismäßig hart ist und bei der vergrößert werden, wobei jedoch die Schwierigkeit Arbeitstemperatur (etwa 40° C) eine gute Gleitoberauftritt, daß ein turbulenter Fluß des Elektrolyts am 55 fläche bietet, befestigt ist. Die Buchse 14 kann mittels Bearbeitungsende Schwingungen des Werkzeugs ver- Epoxy-Harz oder anderer Klebstoffe am Rohr beursacht. Bis zu einer bestimmten Bohrgeschwindigkeit festigt sein und ist von der Rohrspitze etwas zurückwird durch einen guten Isolierstoffüberzug mit einer gesetzt, wobei der hervorstehende Teil 15 des Rohrs Wandstärke von wenigstens 0,1 mm ein Kurzschluß glockenförmig ausgebildet ist, um die Turbulenz im zwischen der schwingenden Werkzeugspitze und der 60 Fluß des Elektrolyts zu verringern, und als Kathode Lochwand verhindert. Man stellt jedoch fest, daß der arbeitet. Durch das Zurücksetzen der Buchse 14 wird Durchmesser des Loches ungleich ist und die Loch- ein seitlicher Bearbeitungseffekt verursacht, der den wand eine ausgeprägte Welligkeit hat. Dabei dürfte Lochdurchmesser erhöht, so daß die Werkzeugspitze es sich um eine Folge von Änderungen der Schwin- mehr Arbeitsspielraum hat.

gungsamplitude handeln. Bei höherer Bohrgeschwin- 65 Der Elektrolyt wird durch das Rohr 13 bei einem digkeit verringert sich der Lochdurchmesser, so daß Druck von über 3,5 kg/cm² eingespeist und kommt es höherer Einlaufdrücke des Elektrolyts bedarf, um durch das gebohrte Loch 11 wieder heraus. Die einen ausreichenden Fluß durch das kleinere Loch Flußrichtung kann ebensogut umgekehrt sein. Ein

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geeigneter Elektrolyt besteht aus einer wäßrigen Seite, während im umgekehrten Fall der kleinste

Lösung von 2 Gewichtsprozent Natriumchlorid und seitliche Abstand zwischen Elektrode und Bohrloch-

18 Gewichtsprozent Natriumnitrat. wand allein durch die seitliche Abtragung dieser

Die Außenoberfläche des Rohres 13 oberhalb der Elektrodenseite und somit durch die Bearbeitungs-Buchse 14 ist mit einem Überzug 16 aus Isolierstoff 5 parameter bestimmt ist. Der gleichmäßige Durchversehen. Dieser kann z. B. ein PVC-Lack oder eine messer der Bohrung ist wesentlich von der Dreh-Lage klebendes Plastikband sein, vorzugsweise aber geschwindigkeit des Werkzeuges abhängig,
eine Lage Keramik, die durch Flammensprühen oder In dem in F i g. 3 gezeigten Beispiel ist das Werk-Plasmabogen-Sprühen aufgetragen und daraufhin zeug 10 im ganzen ähnlich dem des ersten Beispiels, mit einem Mantel aus Epoxy- oder einem anderen io Die Feder 17 ist aber weggelassen; statt dessen weist Lack abgedichtet wird. das Werkzeug eine bei 10 a mit strichpunktierten

Eine Seite der Buchse 14 an der Spitze des Werk- Linien angedeutete Krümmung auf, so daß das zeuges wird mittels einer Feder 17, die zwei in der Werkzeug geradegestreckt und elastisch vorgespannt Buchse 14 in einer Umfangsnut 19 sitzende Arme wird, wenn es in das Loch eingebracht wird. So wird 18 und zwei federnde Vorsprünge 20 in Form von 15 eine seitliche Kraft zwischen der Buchse 14 an der Armen, die die gegenüberliegende Seite des Loches Werkzeugspitze und der Seitenwand des Loches erberühren, aufweist, einseitig gegen die Seitenwand zeugt. Die Krümmung geht zu der Seite der Buchse des Loches gedrückt. Die Feder kann aus einem 14 hin, die als Berührungsstirn dient.
Metall mit passiver Oberfläche bestehen, das von Das Rohr 13 ist vorzugsweise ein gezogenes Rohr elektrolytischen Vorgängen nicht angegriffen wird. 20 aus rostfreiem Stahl, das von Hand in die gewünschte Die Buchse wird vorteilhaft auch mit mehreren Form gebogen werden kann. Das Ausmaß der Längsnuten ausgestattet, die beim Entfernen des Krümmung ist so, daß das Rohr mit den oben an-Elektrolyts behilflich sind. gegebenen Abmessungen eine seitliche Kraft von 80

Die Maße sind beispielsweise: ^{bis 120}§ ^erzeu^ ^{wenn das Rohr} geradegesteckt

25 wird.

Stärke der Rohrwand 13 0,254 mm Die Buchse 14 kann mit einer oberen, am Umfang

Stärke der Buchsenwand 14 0,381 mm verlaufenden Nut versehen sein, die einen Ring aus

Stärke des Isolierstoffüberzuges .... 0,127mm Metall oder einem Karbid enthält, z.B. Wolfram-Äußerer Rohrwanddurchmesser 2,0 mm karbid, und mit einer unteren Umfangsnut, die mit

Äußerer Buchsenwanddurchmesser.. 2,82 mm 30 Längsnuten Verbindung hat, um Elektrolyt von der

Durchmesser des Loches 11 3,05 mm Berührungsstirn der Buchse wegzutransportieren.

F i g. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführung, in

Das Bohren beginnt durch Einführen der Werk- der die Abnutzung durch die relative Drehung zwi-

zeugspitze in ein Loch in einem Führungsblock 22 sehen Werkzeug und Werkstück vermindert ist. In

aus Isolierstoff, der an der Oberseite des Werkstücks 35 diesem Beispiel ist eine innere Buchse 14 a an dem

festgemacht ist. Das Werkzeug wird durch eine be- Rohr 13 befestigt, und eine äußere Buchse 14 b kann

kannte Ausrüstung relativ zum Werkstück vorge- sich relativ zur inneren Buchse drehen, wobei sie

schoben, wobei die Einspeisung von Elektrolyt und axial durch Flansche od. dgl. (nicht gezeigt) festge-

elektrischem Strom gleichzeitig aufrechterhalten halten ist. Dadurch kann die äußere Buchse um die

wird. Die Materialabtragung ist durch geeignete 40 Lochwand rollen.

Wahl der Vorschubgeschwindigkeit und der Strom- Beide Buchsen können aus Material mit guten

stärke beeinflußbar. Wird das Werkzeug beim Bohren Gleiteigenschaften bestehen, z. B. Polytetrafluor-

nicht gedreht, so werden diese Größen so gewählt, äthylen. Die innere Buchse kann aber auch aus

daß die seitliche Abtragung des Bearbeitungsendes Polytetrafluoräthylen und die äußere aus gesintertem

seinem durch die Berührungsstirn festgelegten Ab- 45 Wolframkarbid bestehen.

stand von der Bohrlochwand gleichgehalten wird, Zum Bohren runder Löcher wird es vorgezogen,

um gerade verlaufende Bohrungen zu erhalten. Wird das Werkzeug relativ zum Werkstück zu drehen,

jedoch gleichzeitig mit dem Vorschub das Werkzeug Alternativ kann aber auch ohne Drehung gearbeitet

gedreht, so gilt diese Bedingung ebenfalls für den werden, und es ist daher möglich, Werkzeuge mit

Fall, daß gemäß Fig. 1 das Bearbeitungsende auf 50 einem Bearbeitungsende von nicht kreisförmigem

der Seite der Berührungsstirn näher an der Bohr- Querschnitt zum Bohren nicht kreisförmiger Löcher

lochwandung liegt als auf der gegenüberliegenden zu verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

I' ■ ■■ ■■■ ■ ■ - ■■■2·· ■■-^■^-.■. aufrechtzuerhalten. Dies hat aber eine verstärkte Patentansprüche: Schwingung des Werkzeuges zur Folge, Schließlich kann das Bearbeitungsende des schwingenden Werk-

1. Verfahren zum elektrolytischen Bohren, bei zeuges einen Kurzschluß verursachen, der infolge der dem ein rohrförmiges Werkzeug aus elektrisch 5 hohen Elektrolytgeschwindigkeit und der Wirkung leitendem Material, das bis auf das Bearbeitungs- des elektrischen Stroms der Isolierstoffüberzug zerende mit einem äußeren Überzug aus Isolierstoff splittert oder abblättert.

versehen ist, in ein Werkstück vorgeschoben wird, Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,

während ein Elektrolyt durch das Werkzeug und das Werkzeug und seine Handhabung so auszubilden,

durch das zu bohrende Loch gedrückt wird, d a - io daß Schwingungen des Bearbeitungsendes, die zu

durch gekennzeichnet, daß die Spitze Kurzschlüssen führen, vermieden sind. Dies ist ins-

des Werkzeuges (10) gegen die Seitenwand des besondere beim Bohren von längeren Löchern und

Loches (11) gedrückt wird und mit einer nahe verhältnismäßig geringen Durchmessern wesentlich,

dem.Bearbeitungsende angeordneten, gegen das Die Aufgabe ist bei dem Verfahren der eingangs

Werkzeug isolierten abnutzungsfesten Berührungs- 15 geschilderten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,

stirn an der Bohrlochwand anliegt. daß die Spitze des Werkzeuges gegen die Seitenwand

2. Werkzeug zum. Durchführen des Verfahrens des Loches gedrückt wird und mit einer nahe dem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bearbeitungsende angeordneten, gegen das Werkzeug das Werkzeug (10) nahe seinem Bearbeitungsende isolierten abnutzungsfesten Berührungsstirn an der auf der der Berührungsstirn gegenüberliegenden 20 Bohrlochwand anliegt.

Seite einen gegen das Werkzeug isolierten federn- Die seitliche Kraft, mit der die Spitze des Werk-

den Vorsprung (20) besitzt. zeuges gegen die Bohrlochwand gedrückt wird, ver-

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch ge- hindert das Schwingen des Werkzeuges. Je größer kennzeichnet, daß die Berührungsstirn und der die seitliche Kraft ist, desto größer kann der Elekfedernde Vorsprung (20) an einer Buchse (14) 25 trolytfluß und folglich die Bohrgeschwindigkeit des aus einem Plastikmaterial, das gute Gleiteigen- Werkzeuges sein. Die seitliche Kraft ist aber in der schäften hat, angeordnet sind. Praxis von der Abnutzung der Berührungsstirn ab-

4. Werkzeug zum Durchführen des Verfahrens hängig, mit der das Werkzeug an der Bohrlochwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anliegt. Der Lochdurchmesser sowie die Oberdas Werkzeug (10) eine Vorspannung aufweist, 30 fiächenbeschaffenheit der Lochwände ist bei dem erdie die Spitze des Werkzeuges gegen die Bohr- findungsgemäßen Verfahren besonders gleichmäßig, lochwand, drückt. Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin-

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch ge- dung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet, kennzeichnet, daß nahe: dem Bearbeitungsende. Nachstehend ist an Hand der Zeichnung die Ereine Buchse (14 a) aus Plastikmaterial angeordnet 35 findung näher erläutert. Es zeigt

ist und eine weitere Buchse (14 b) diese drehbar F i g. 1 einen Längsschnitt in vergrößertem Maßumgibt, stab durch das Bearbeitungsende eines in einem zu