DE1565591C3

DE1565591C3 - Method and device for electrical material removal

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Publication number: DE1565591C3
Application number: DE19661565591
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-01-22
Filing date: 1966-01-22
Publication date: 1976-10-21

Description

Heft 2 vom Februar 1953, S. 46 bis 49). Die Arbeitselektrode kann hierbei z. B. aus Grauguß oder Graphit bestehen, wobei sie als profilierte Schleifscheibe dem Werkstück ein komplementäres Profil verleiht.Issue 2 of February 1953, pp. 46 to 49). The working electrode can here, for. B. made of gray cast iron or graphite exist, whereby it gives the workpiece a complementary profile as a profiled grinding wheel.

Bei dem bekannten anoden-mechanischen Verfahren bilden sich jedoch Krater an der Oberfläche der Anode, die eine schlechte Oberflächengüte zur Folge haben, wobei außerdem die Genauigkeit der Materialabtragung beeinträchtigt wird.In the known anode-mechanical method, however, craters form on the surface of the Anode, which result in a poor surface quality, while also reducing the accuracy of the material removal is affected.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrischen Materialabtragung zu schaffen, mit denen die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden und eine verhältnismäßig hohe Abnahmegeschwindigkeit ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit und Oberflächengüte erreicht wird. Das wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein pulsierender elektrischer Strom mit einer Impulsfrequenz von etwa 50 Hz bis 10 kHz angewandt wird, der unter Berücksichtigung des Berührungsdruckes, des Widerstandes des Elektrodenmaterials sowie des Widerstandes und der Art des Elektrolyten so bemessen ist, daß im wesentlichen nur die anodische Schicht durch die Entladung, das Werkstücksmaterial dagegen vorherrschend elektrochemisch abgetragen wird.The object of the invention is to provide a method and a device for electrical material removal to create with which the disadvantages described above are avoided and a proportionate high removal speed achieved without impairing the accuracy and surface quality will. This is achieved according to the invention with a method of the type mentioned at the beginning, that a pulsating electric current with a pulse frequency of about 50 Hz to 10 kHz is applied taking into account the contact pressure, the resistance of the electrode material as well as the resistance and the type of electrolyte is such that essentially only the anodic Layer is removed by the discharge, while the workpiece material is predominantly removed electrochemically will.

Der pulsierende Strom kann von einer pulsierenden Quelle angelegt werden oder an Ort und Stelle (beispielsweise durch eigene Vibration an der Grenzfläche) erzeugt werden, wenn eine Gleichstromquelle verwendet wird. Die Impulse können sinusförmig, spitz oder rechteckförmig sein.The pulsating current can be applied from a pulsating source or in place (for example by its own vibration at the interface) can be generated when a direct current source is used. The pulses can be sinusoidal, pointed or rectangular.

Vorzugsweise wird ein elektrischer Strom mit einer starken Gleichstromkomponente angewandt und die Geschwindigkeit der Oxydbildung an der Oberfläche des Werkstückes während dessen elektrochemischer Auflösung durch wahlweise Regulierung der Größe der Gleichstromkomponente eingestellt.Preferably, an electric current with a strong direct current component is used and the Speed of oxide formation on the surface of the workpiece during its electrochemical Resolution set by optionally regulating the size of the DC component.

Es hat sich gezeigt, daß diese pulsierende Wellenform vorteilhaft ist der Entwicklung von Funkenentladungen, die zur Entfernung und Ablösung des an dem Werkstück gebildeten Oxydfilms dienen. Diese Oxydschicht ist durch das Vorhandensein von zahlreichen Nadellöchern gekennzeichnet, welche im wesentlichen von der Elektrolyt-Oxyd-Grenzfläche zu dem darunterliegenden Bereich des Metalls reichen. Die Stromdichte ist in den Bereichen dieser Nadellöcher wesentlich höher als in den Bereichen zwischen den Nadellöchern. Infolgedessen fließt ein impulsartiger Strom über diese Nadellöcher und führt zu einem Durchschlag, der infolge der großen Funkenenergie schnell die Oxydschicht von dem Untergrund abstreift, ohne daß irgendeine besondere mechanische oder abschleifende Abnahme des Oxyds notwendig ist.It has been shown that this pulsating waveform is advantageous for the development of spark discharges, which serve to remove and detach the oxide film formed on the workpiece. This oxide layer is characterized by the presence of numerous pinholes, which in the extend substantially from the electrolyte-oxide interface to the underlying area of the metal. The current density is significantly higher in the areas of these pinholes than in the areas between the pinholes. As a result, a pulsed current flows through these pinholes and leads to a breakdown that quickly removes the oxide layer from the substrate due to the large spark energy strips off without any particular mechanical or abrasive degradation of the oxide necessary is.

Der Elektrolyt ist eine wäßrige Lösung einer anorganischen Verbindung (vorzugsweise mit einem spezifischen Widerstand von 2 bis 10 Ohm-cm). Geeignete wasserlösliche Verbindungen enthalten Kaliumnitrat (KNO₃), Kaliumnitrit (KNO₂), Natriumnitrat (NaNO₃), Natriumnitrit (NaNO₂), Kaliumkarbonat (K₂CO₃), Natriumcarbonat (Na₂CO₃), Kaliumsilikat (K₂SiO₃), Kieselfluorkalium (K₂SiF₆), Kieselfluornatrium (Na₂SiF₆), Natriumphosphat (Na₂PO₄), Chlorkalium (KCL), Chlornatrium (NaCL), Natriumhydroxyd (NaOH) und die üblichen oxydierenden anorganischen Säuren. Beste Ergebnisse sind mit Kaliumnitrat oder Kaliumacetat-Lösuneen allein oder vermischt mit Rostschutzmitteln od. dgl. erzielt worden, die so ausgewählt werden, daß in keinem Falle der spezifische Widerstand des Elektrolyten 10 Ohm-cm übersteigt. Geeignete Temperaturen zur Ausführung der Erfindung liegen im Bereich zwischen dem Erstarrungspunkt und dem Siedepunkt des Elektrolyten, vorzugsweise zwischen 2 und 80° C, wobei Raumtemperatur am zweckmäßigsten ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einem kontinuierlichenThe electrolyte is an aqueous solution of an inorganic compound (preferably having a resistivity of 2 to 10 ohm-cm). Suitable water-soluble compounds include potassium nitrate (KNO ₃ ), potassium nitrite (KNO ₂ ), sodium nitrate (NaNO ₃ ), sodium nitrite (NaNO ₂ ), potassium carbonate (K ₂ CO ₃ ), sodium carbonate (Na ₂ CO ₃ ), potassium silicate (K ₂ SiO ₃ ), Potassium Silica (K ₂ SiF ₆ ), Sodium Silica (Na ₂ SiF ₆ ), Sodium Phosphate (Na ₂ PO ₄ ), Potassium Chloride (KCL), Sodium Chloride (NaCL), Sodium Hydroxide (NaOH) and the usual oxidizing inorganic acids. Best results have been achieved with potassium nitrate or potassium acetate solutions alone or mixed with rust inhibitors or the like, which are selected so that in no case does the specific resistance of the electrolyte exceed 10 ohm-cm. Suitable temperatures for carrying out the invention are in the range between the solidification point and the boiling point of the electrolyte, preferably between 2 and 80 ° C., room temperature being the most expedient. The inventive method can with a continuous

ίο oder intermittierenden Elektrolyt-Strom, der vorzugsweise zirkuliert, oder auch in einem stehenden Elektrolyt-Bad durchgeführt werden. In letzterem Fall kann die Elektrode mit Einrichtungen versehen sein, die zum Zirkulieren des Elektrolytes in dem Bad dienen. Die periodische Relativbewegung kann insbesondere eine Rotation der Elektrode und/oder des Werkstückes mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 50 m/sec im Bereich der Berührung zwischen Elektrode und Werkstück sein, wobei eine Relativgeschwindigkeit von 20 bis 30 m/sec bevorzugt wird. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Elektrode aus Graphit oder amorphem Kohlenstoff besteht und so angeordnet ist, daß sich eine direkte Berührung mit dem Werkstück unter einem einstellbaren Andruck ergibt.ίο or intermittent electrolyte flow, which is preferable circulated, or in a standing electrolyte bath. In the latter case the electrode can be provided with means for circulating the electrolyte in the bath serve. The periodic relative movement can, in particular, be a rotation of the electrode and / or the Workpiece at a speed of 5 to 50 m / sec in the area of contact between the electrode and be a workpiece, a relative speed of 20 to 30 m / sec is preferred. A device for carrying out the method according to the invention is characterized in that that the electrode is made of graphite or amorphous carbon and is arranged so that a results in direct contact with the workpiece under an adjustable pressure.

Die Elektrode kann insgesamt oder teilweise aus üblichem Graphit, pyrolytischem Graphit, glasigem Kohlenstoff, amorphem Kohlenstoff, Kohlen-Carbon (beispielsweise Steinkohle) und Mischungen daraus bestehen. Dabei ist die Elektrode frei von nichtleitenden Partikeln sowie von metallischen Partikeln, während kohlenstoffhaltige Materialien, die einen spezifischen Widerstand in der Größenordnung von 10~³ bis 10 Ohm-cm (beispielsweise Borkarbid und Siliciumcarbid, Carborundum) haben, in den Elektrodenkörper einverleibt werden können, um eine heterogene Elektrode für die Vorrichtung gemäß der Erfindung zu bilden.The electrode can consist entirely or partially of conventional graphite, pyrolytic graphite, vitreous carbon, amorphous carbon, carbon-carbon (for example bituminous coal) and mixtures thereof. The electrode is free of non-conductive particles and metallic particles, while carbonaceous materials that have a specific resistance of the order of 10 ~ ³ to 10 ohm-cm (e.g. boron carbide and silicon carbide, carborundum) can be incorporated into the electrode body, to form a heterogeneous electrode for the device according to the invention.

Der spezifische Widerstand der Elektrode liegt im Bereich zwischen im wesentlichen 0,001 bis 10 Ohm-cm. In der Praxis ist gefunden worden, daß der spezifische Widerstand des Elektrolytes im gleichen Bereich liegen kann, obgleich beste Ergebnisse erzielt worden sind, wenn der spezifische Widerstand des Elektrolytes zwischen 0,1 und 10 Ohm-cm und noch besser zwischen 2 und 10 Ohm-cm liegt.The specific resistance of the electrode is in the range between substantially 0.001 to 10 ohm-cm. In practice it has been found that the specific Electrolyte resistance may be in the same range, although best results have been obtained are when the resistivity of the electrolyte is between 0.1 and 10 ohm-cm and even better is between 2 and 10 ohm-cm.

Insbesondere kann die Elektrode in an sich bekannter Weise eine profilierte Scheibe sein, die dem Werkstück ein komplementäres Profil gibt.In particular, the electrode can be a profiled disk in a manner known per se, which the Workpiece gives a complementary profile.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Rauhtiefe auf die Größenordnung von 0,5 μ H_max herabzusetzen. Darüber hinaus ist die Bearbeitungsgenauigkeit und die Genauigkeit der Wiedergabe der Kontur der Elektrode bei' der Erfindung groß, und ein Hinterschneiden und Abrunden der Werkstückkanten wird vollständig vermieden.The method according to the invention makes it possible to reduce the surface roughness to the order of magnitude of 0.5 μH _max . In addition, the machining accuracy and the accuracy of the reproduction of the contour of the electrode in the invention are high, and undercutting and rounding of the workpiece edges are completely avoided.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained below on the basis of exemplary embodiments with reference to FIG Figures explained in more detail. It shows

Fig. IA einen Querschnitt durch die Grenzfläche einer Graphitelektrode und eines Werkstückes,
Fig. IB einen vergrößerten Ausschnitt,
F i g. 1C eine graphische Darstellung des Potentialgefälles über der Breite der Tasche,1A shows a cross section through the interface of a graphite electrode and a workpiece,
IB an enlarged section,
F i g. 1C is a graphic representation of the potential gradient across the width of the pocket,

F i g. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung zum elektrochemischen »Schleifen« eines Werkstückes,F i g. 2 a side view, partly in section, of a device for electrochemical "grinding" of a workpiece,

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F i g. 3 Kennlinien des Zusammenhanges zwischen Die in F i g. 2 gezeigte Vorrichtung zum »Schleifen« Werkstückgeschwindigkeit, Kontaktdruck und Rauh- eines Werkstückes unter Anwendung des erfindungstiefe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, gemäßen Verfahrens besitzt einen ElektrodenhalterF i g. 3 characteristics of the relationship between the in F i g. 2 device shown for »grinding« Workpiece speed, contact pressure and roughness of a workpiece using the depth of the invention according to one embodiment of the invention, according to the method has an electrode holder

Fig. 4 eine Schaltung einer Energiequelle für das 30, der durch eine Welle 31 eines Antriebsmittels wie4 shows a circuit of an energy source for the 30, which is driven by a shaft 31 of a drive means such as

erfindungsgemäße Verfahren, S eines Elektromotors 32 angetrieben ist. Dieser HalterMethod according to the invention, S of an electric motor 32 is driven. This holder

F i g. 5 eine Ansicht ähnlich der F i g. 2 einer er- ist an seiner Vorderseite 33 ausgenommen, um dieF i g. 5 is a view similar to FIG. 2 one he is cut out on its front side 33 to the

findungsgemäßen »Schleifmaschine«, Elektrode 34 aufzunehmen, die im wesentlichen ho-"grinding machine" according to the invention to receive electrode 34, which is essentially

F i g. 6 Kennlinien des Zusammenhanges zwischen mögen aus Graphit oder amorphem Kohlenstoff zu-F i g. 6 Characteristic curves showing the relationship between graphite and amorphous carbon

der Bearbeitungsgeschwindigkeit und dem Bearbei- sammengesetzt ist. Die Bearbeitungsfläche 35 dieserthe processing speed and the processing. The processing surface 35 of this

tungsstrom bei verschiedenen Bearbeitungs-Strom- io Elektrode ist zu der Seite 36 eines Werkstückes 37Processing current at different machining current io electrode is to the side 36 of a workpiece 37

formen, angeordnet, das in einer Führung 38 einer Werk-form, arranged, which is in a guide 38 of a work

F i g. 7 eine Kennlinie des Zusammenhanges zwi- stückabstützungseinrichtung 39 befestigt ist. LetztereF i g. 7, a characteristic curve of the relationship between the between-piece support device 39 is attached. Latter

sehen der Rauhtiefe und der Bearbeitungsgeschwin- ist mit einem hydraulischen oder pneumatischen Zy-see the surface roughness and the machining speed with a hydraulic or pneumatic cylinder

digkeit sowie der Frequenz der angelegten Impulse, linder 40 versehen, dessen Kolben 41 das Werkstückspeed as well as the frequency of the applied pulses, linder 40, the piston 41 of which the workpiece

Fig. 8 und 9 verschiedene erfindungsgemäß be- 15 37 mit einem Berührungsdruck von etwa 0,1 bis8 and 9 different embodiments according to the invention with a contact pressure of about 0.1 to

nutzte Elektrodenscheiben, 5 kg/cm² an die Fläche 35 der Elektrodenscheibeused electrode disks, 5 kg / cm ² on surface 35 of the electrode disk

Fig. 10 einen vertikalen Schnitt durch eine fräser- drückt. Der durch Strömungsmittel betätigbare Zy-10 shows a vertical section through a milling cutter. The fluid-actuated cylinder

artige Vorrichtung, die das erfindungsgemäße Ver- linder kann natürlich durch einen federbelastetenlike device that the connector according to the invention can of course by a spring-loaded

fahren anwendet, Stoßkolben ersetzt werden, der den notwendigendriving applies, butt pistons are replaced with the necessary

Fig. 11 einen anderen Vertikalschnitt zur Darstel- 20 Druck aufbringen kann. Eine Düse 42 lenkt einen11 shows another vertical section to show 20 pressure can be applied. A nozzle 42 directs one

lung einer elektrochemischen Kopier-Fräseinrichtung, Strom eines Elektrolyten mit im wesentlichen demdevelopment of an electrochemical copy-milling device, current of an electrolyte with essentially the

Fig. 12 bis 14 schaubildliche Axialschnitte dreh- gleichen spezifischen Widerstand wie die Elektrode12 to 14 diagrammatic axial sections with the same specific resistance as the electrode

bankartiger Anordnungen zur Erzeugung profilierter von der Speiseleitung 43 an die Grenzfläche, währendbank-like arrangements for generating profiled from the feed line 43 to the interface, while

rotationssymmetrischer Körper, eine Sammeleinrichtung den verbrauchten Elektrolytrotationally symmetrical body, a collecting device for the used electrolyte

Fig. 15 eine Kennlinie einer erfindungsgemäß be- 25 wieder aufnimmt. Die Sammeleinrichtung wird hier15 shows a characteristic curve of a device according to the invention. The collection facility is here

vorzugten Elektrodentype und von einem Sammelrohr 44 gebildet, das in einen Be-preferred type of electrode and formed by a collecting tube 44, which is in a loading

F i g. 16 Kennlinien des Zusammenhanges zwischen hälter 45 mündet, in welchem der Elektrolyt durchF i g. 16 characteristics of the relationship between container 45 opens, in which the electrolyte flows through

der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Stromdichte ein Filter 46 in einen Vorratsbehälter 47 fließt, vonthe processing speed and the current density a filter 46 flows into a reservoir 47, from

für verschiedene Berührungsdrücke. wo er durch eine Pumpe 48 in die Leitung 43 geför-for different touch pressures. where it is conveyed by a pump 48 into the line 43

F i g. IA zeigt ein Werkstück 10 und eine Elek- 30 dert wird. Ein Nebenschlußventil 49 ist vorgesehen, trode 11 in Grenzschichtberührung 14, 18 unter um die Durchfluß-Menge und den Druck zu steuern, einem Berührungsdruck, der durch die Pfeile 12 und Um den Elektrolyten zu ergänzen und den spezifi-13 dargestellt ist. Die nebeneinanderliegenden Ober- sehen Widerstand in dem angegebenen Bereich von flächen 15 und 16 des Werkstücks bzw. der Elektrode 0,001 bis 10 Ohm-cm aufrechtzuerhalten, können zusind nicht völlig eben, sondern bilden Taschen 17, die 35 sätzliche Mengen einer salzigen Lösung oder deioniden Elektrolyt aufnehmen. Da der Elektrolyt an der sierten Wassers bei 50 nach Wunsch zugeführt wer-Grenzfläche im wesentlichen den gleichen spezifi- den. Eine Quelle für pulsierenden elektrischen Strom sehen Widerstand wie die Elektrode 11 wenigstens an (Fig. 4) ist an die Anschlußklemmen 51 anschließihrer leitenden Oberfläche 16 hat, wird der Strom- bar und wird später beschrieben. Wenn die Quelle fluß zwischen dem Werkstück und der Elektrode 40 einen elektrischen Strom mit einer starken Gleichnicht in den Zonen 16 der unmittelbaren Berührung Stromkomponente liefert, wird das Werkstück als konzentriert. Infolgedessen fließt nur ein Bruchteil Anode eingesetzt, während die Elektrodenscheibe 34 des Gesamtstromes durch die Zonen der unmittel- als Kathode wirkt.
baren festen Berührung, während der größere Anteil τ> _e · _n · _e 1 τ
des Stromflusses durch den Elektrolyt in den Taschen 45F i g. 1A shows a workpiece 10 and an electrode 30 being changed. A bypass valve 49 is provided, trode 11 in boundary layer contact 14, 18 under in order to control the flow rate and the pressure, a contact pressure which is represented by the arrows 12 and in order to supplement the electrolyte and the specifi-13. The adjacent surfaces to maintain resistance in the specified area of surfaces 15 and 16 of the workpiece or of the electrode 0.001 to 10 ohm-cm, cannot be completely flat, but form pockets 17, the 35 additional amounts of a salty solution or deionide electrolyte take up. Since the electrolyte is supplied to the acidified water at 50 as desired, the interface has essentially the same specificity. A source of pulsating electrical current can be seen as resistance as the electrode 11 at least (FIG. 4) is connected to the connecting terminals 51 of its conductive surface 16, the current bar and will be described later. When the source of flow between the workpiece and the electrode 40 provides an electric current with a strong equilibrium current component not in the zones 16 of immediate contact, the workpiece is considered to be concentrated. As a result, only a fraction of the anode flows when the anode is inserted, while the electrode disk 34 of the total current through the zones of the immediate acts as a cathode.
permanent contact, while the greater part τ> _e · _n · _e 1 τ
the flow of current through the electrolyte in the pockets 45

an der Grenzfläche wirksam ist, um das metallische Ein Wolframkarbidwerkstück in Form eines Blok-is effective at the interface to the metallic A tungsten carbide workpiece in the form of a block

Werkstück abzutragen. kes wird mit einer 152-mm-Graphitscheibe, dieTo remove workpiece. kes comes with a 152mm graphite disc that

Fig. IB zeigt eine Tasche in der Grenzfläche in einen spezifischen Widerstand von 1,2· 10~³ Ohm-cmFigure IB shows a pocket in the interface in a resistivity of 1.2 x 10 ^-3 ohm-cm

vergrößertem Maßstab. Die Strecke D stellt den Ab- aufweist, bei einer Umfangsgeschwindigkeit vonenlarged scale. The distance D represents the Ab- has, at a peripheral speed of

stand zwischen zwei Zonen fester Berührung der Elek- 50 25 m/sec an der Berührungsstelle mit dem Werkstückstood between two zones of firm contact between the 50 25 m / sec. at the point of contact with the workpiece

trode mit dem Werkstück dar. Da der spezifische Wi- bearbeitet, wobei ein Elektrolyt (15 0/0 wäßrigestrode with the workpiece. Since the specific wi- worked, whereby an electrolyte (15 0/0 aqueous

derstand der Elektrode 11 im wesentlichen gleich dem Kaliumnitrat) mit einem spezifischen Widerstand vonthe resistance of the electrode 11 is essentially the same as that of potassium nitrate) with a specific resistance of

des Elektrolyten 19 in der Tasche 18 ist, ist der 2 bis 3 Ohm-cm verwendet wird.of electrolyte 19 is in pocket 18, the 2 to 3 ohm-cm is used.

Spannungsabfall zwischen einer Grundlinie (Äqui- Der Elektrolyt wurde, wie in F i g. 2 dargestellt, inVoltage drop between a baseline (equi- The electrolyte was, as shown in Fig. 2, in

potentiallinie) 20 und der Oberfläche 15 in der An- 55 Umlauf versetzt und der Grenzfläche mit einempotential line) 20 and the surface 15 in the approach 55 offset and the interface with a

nähme, daß keine Oxydschicht vorhanden ist, im Durchsatz von etwa 0,5 l/min bei einer Temperaturassume that there is no oxide layer, at a flow rate of about 0.5 l / min at one temperature

wesentlichen konstant, wie durch die strichpunktierte von 25 bis 35° C zugeführt. Das Werkstück vonessentially constant, as fed by the dash-dotted line from 25 to 35 ° C. The workpiece from

Linie 21 der Fig. 1C dargestellt. unten mit einer Zustellung von etwa 1,5 mm an denLine 21 of Figure 1C. at the bottom with an infeed of about 1.5 mm to the

Wenn die Leitfähigkeit des Elektrolyten etwas ge- Umfang der Elektrodenscheibe gebracht und (F i g. 5)If the conductivity of the electrolyte has been reduced somewhat, the circumference of the electrode disk and (Fig. 5)

ringer, als die der Elektrode (beispielsweise größerer 60 auf einem Tisch mit einer Geschwindigkeit vonringer than that of the electrode (e.g. larger 60 on a table at a speed of

spezifischer Widerstand) ist, wird der tatsächliche 5 mm/min an die Elektrodenscheibe vorgeschoben.specific resistance), the actual 5 mm / min is advanced to the electrode disk.

Potentialabfall durch die durchgezogene Linie 22 in Eine Abtragungsmenge von etwa 0,9 g/min wurdeThe potential drop through the solid line 22 in an amount of removal of about 0.9 g / min

Fig. IC dargestellt. Die gebrochene Linie 23 des mit einem Strom von 120 A über einer Bearbeitungs-Fig. IC shown. The broken line 23 of the with a current of 120 A over a machining

Schaubildes in Fig. IC ergäbe sich, wenn die Elek- fläche von 1,2cm² erhalten, wobei die StromquelleThe diagram in FIG. IC would result if the elec- tric area were to be 1.2 cm ² , with the current source

trode vollständig aus Metall bestünde. In diesem 65 50 Hz Wechselstrom bei etwa 10 V liefert. Der Be-trode would consist entirely of metal. In this 65 50 Hz alternating current at about 10 V supplies. The loading

Falle würde der Potentialabfall an den Berührungs- rührungsdruck zwischen der Elektrode und demFall would be the drop in potential at the contact pressure between the electrode and the

stellen auf Null zurückgehen, so daß praktisch kein Werkstück betrug etwa 2 kg/cm². Eine Funkenentla-set go back to zero, so that practically no workpiece was about 2 kg / cm ² . A spark discharge

Strom durch den Elektrolyt fließen würde. dung mit einer Wiederholungsfrequenz von etwaCurrent would flow through the electrolyte. training with a repetition frequency of approx

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50/sec wurde erhalten, obwohl das Werkstück und Wellenform (64 a) zuzuführen. Wenn die Wechseldie Elektrode in direkter Berührung standen. Die stromquelle 60 ein üblicher Rechteckwellen-Genera-Elektrodenscheibe wurde mit solcher Drehzahl ge- tor ist, hat die Impulsform an den Klemmen 63 die dreht, daß die Umfangsgeschwindigkeit etwa 25 m/sec bei 64 b gezeigte Gestalt. Überraschend zeigt sich,50 / sec was obtained despite feeding the workpiece and waveform (64 a). When the exchanges were in direct contact with the electrode. The power source 60, a conventional square wave generator electrode disk, was driven at such a speed that the pulse shape at the terminals 63 rotates so that the circumferential speed is about 25 m / sec at 64 b . Surprisingly it turns out

betrug. 5 daß die erfindungsgemäße Vorrichtung keine Gleich-Mit unveränderten Bearbeitungsbedingungen und strom-Komponente benötigt, obgleich eine Elektro-fraud. 5 that the device according to the invention does not require any direct-with unchanged machining conditions and current components, although an electrical

gleichem Erfolg wurde auch ein Werkstück aus lyse einbezogen ist. Offensichtlich ist dieses eineA workpiece from lyse was also included with the same success. Obviously this is one

Schnelldrehstahl bearbeitet. Folge der Tatsache, daß die anodisierend wirkendenMachined high-speed steel. Consequence of the fact that the anodizing

Abschnitte der Wellenform zu einer Oxydation desSections of the waveform cause an oxidation of the

Beispiel II ¹⁰ metallischen Werkstückes (beispielsweise einer Umwandlung von Eisen in Eisenoxyd, Titan in Titan-Unter Verwendung einer Vorrichtung der in Fig. 2 oxyd und Wolfram in Wolframoxyd) in einer im wedargestellten Art wird ein Titancarbid-Werkstück 37, sentlichen nicht umkehrbaren Weise führen, so daß dessen Stirnseite 36 rechteckig ist und eine Breite von die kathodisierend wirkenden Anteile der Wellenform 30 mm und eine Höhe von 10 mm hat, mit einer 15 eine geringe Wirkung in der Wiederausfällung des Graphitscheibe 34 bearbeitet, deren spezifischer Wi- Metalls haben.Example II ¹⁰ metallic workpiece (e.g. converting iron to iron oxide, titanium to titanium-using apparatus of the oxide and tungsten to tungsten oxide shown in Fig. 2) in a manner illustrated, a titanium carbide workpiece 37, essentially irreversible so that its end face 36 is rectangular and has a width of the cathodizing parts of the waveform 30 mm and a height of 10 mm, with a 15 processed a little effect in the reprecipitation of the graphite disc 34, the specific Wi metal have.

derstand 1,2 · 10~³ Ohm-cm beträgt. An der Beruh- Ein alkalischer pH-Wert an der Grenzfläche zwirungsstelle mit dem Werkstück hat die Scheibe einen sehen dem Werkstück und dem Elektrolyten vorzugs-Durchmesser von 150 cm. Ein 50-Hz-Wechselstrom weise über pH 10 unterstützt die Bildung und Abwird zwischen Werkstück und Elektrode mit einer 20 nähme von Wolfram-Metall in Form der Wolfram-Spannung im Bereich zwischen 3 und 4 V angelegt oxyde, wenn Wolframkarbid bearbeitet wird. So ent- und während des Bearbeitungsvorganges verändert. hält die Stromquelle ein Schaltelement 65, um die Ein Strom von 110 bis 120A wird zugeführt. Der Quelle von einem reinen Wechselstrom zu einem Elektrolyt war der des Beispiels I. pulsierenden Strom mit einer starken Gleichstromin Fig. 3 ist für Beispiel II die Abhängigkeit der 25 komponente umzuschalten. Eine solche Schaltein-Erosionsgeschwindigkeit (Werkstückvorschub mm/ richtung 65 kann die Sekundärwicklung des Transmin) und der Rauhtiefe vom Berührungsdruck für formators 61 wahlweise in Reihe an einen Gleichverschiedene Winkelgeschwindigkeiten der Scheibe Stromsperrkondensator 66, welcher die Wellenforaufgetragen. Die strichpunktierten Kurven zeigen die men 64 α und 64 ft zu der Vorrichtung liefert, oder Rauhtiefe, die durchgezogenen Kurven den Verlauf 30 an eine Gleichrichteranordnung 67 anschließen, der Werkstückvorschubgeschwindigkeit. Es zeigte welche nur die positiven oder anodisierenden Imsich, daß hinsichtlich tolerierbarer Rauhtiefe und pulse durchläßt und die Wellenformen 64 c und 64 d hoher Bearbeitungsgeschwindigkeit optimale Ergeb- liefert. Hierbei hat der Bearbeitungsstrom eine mittnisse erreicht werden, wenn der Kontaktdruck im lere Gleichstromkomponente, welche durch die strich-Bereich von 0,1 und 5 kg/cm² liegt, obgleich höhere 35 punktierten Linien dieser Kurven dargestellt ist. Drücke bei Herabsetzung der Bearbeitungsgeschwin- Es ist wünschenswert, die relativen Gleichstromdigkeit möglich sind. und Wechselstromanteile in Abhängigkeit vom je-In F i g. 4 ist eine Stromquelle gezeigt, die an der weiligen Werkstück einzustellen, beispielsweise für Vorrichtung nach F i g. 2 verwendet werden kann Wolframkarbid eine größere Gleichstromkomponente und an die Anschlußklemmen 51 dieser Vorrichtung 40 _zu verwenden als für Schnelldrehstahl. Daher ist ein anschließbar ist, wobei die eingezeichnete Polarität Schalter 69 vorgesehen, der verschiedene Widereinzuhalten ist, da die Stromquelle eine starke Gleich- stände in Reihe mit einer zusätzlichen Gleichstromstrom-Komponente hat. Die Stromquelle kann je- quelle 68 einschalten kann, um die Größe der effekdoch irgendein üblicher Impulsgenerator sein, vor- tiven Gleichstromkomponente zu verändern. Bei zugsweise mit einer einstellbaren Impulsfrequenz. So 45 überlagerung des Gleichstroms auf einen sinusförmi- ' kann ein astabiler Multivibrator benutzt werden, um gen oder rechteckwellenförmigen Wechselstrom wermehrere parallelgeschaltete Transistorschalter in den die bei 64 e und 64/ gezeigten Wellenformen einem Stromkreis mit einer Gleichstromquelle, der erhalten. Wird die Gleichstromkomponente einem Elektrodenscheibe Und dem Werkstück auszulösen. pulsierenden Strom überlagert, sind Wellenformen Wahlweise kann die Gleichstromquelle von einer 50 64 g und 64 h erreichbar.the distance is 1.2 x 10 ^-3 ohm-cm. An alkaline pH value at the interface with the workpiece, the disc has a preferred diameter of 150 cm for the workpiece and the electrolyte. A 50 Hz alternating current over pH 10 supports the formation and is applied between the workpiece and the electrode with a tungsten metal in the form of the tungsten voltage in the range between 3 and 4 V oxyde when tungsten carbide is machined. So developed and changed during the machining process. the power source holds a switching element 65 to which a current of 110 to 120A is supplied. The source of a pure alternating current to an electrolyte was that of Example I. A pulsating current with a strong direct current in Fig. 3 is to switch the dependency of the component for Example II. Such a switching in erosion speed (workpiece feed mm / direction 65 can be the secondary winding of the Transmin) and the surface roughness from the contact pressure for formators 61 optionally in series with an equal different angular speeds of the disc current blocking capacitor 66, which the waveform applied. The dash-dotted curves show the men 64 α and 64 ft to the device, or surface roughness, the solid curves connect the course 30 to a rectifier arrangement 67, the workpiece feed rate. It showed which only the positive or anodizing Imsich, that with regard to tolerable surface roughness and pulse permeates and the waveforms 64 c and 64 d high processing speed delivers optimal results. In this case, the machining current has a mean value when the contact pressure is in the lere direct current component, which ^{lies through the dashed range of 0.1 and 5 kg / cm 2} , although the higher dotted lines of these curves are shown. It is desirable that the relative direct currents are possible. and AC components as a function of the per-In F i g. 4 shows a power source to be set on the respective workpiece, for example for the device according to FIG. 2 tungsten carbide can be used a larger DC component and 40 _to use to the terminals 51 of this device than for high speed steel. A switch 69 can therefore be connected, the polarity shown being provided, which must be observed in various ways, since the current source has strong equations in series with an additional direct current component. The current source can switch on any source 68 in order to vary the size of the effective but any conventional pulse generator, preventive DC component. With preferably with an adjustable pulse frequency. Thus, 45 superposition of the DC current to a sinusoidal 'may be an astable multivibrator be used to gen or square wave AC wermehrere parallel-connected transistor switches in the at 64 e and 64 / waveforms shown a circuit with a DC power source, the obtained. The DC component will trigger an electrode disk and the workpiece. superimposed on pulsating current, waveforms are optionally available, the direct current source of a 50 64 g and 64 h can be achieved.

Gleichrichteranordnung gebildet werden, die von · I_n der Vorrichtung nach Fig. 5 ist das Werkeiner Wechselstromquelle gespeist wird und eine stück 70 auf einem Tisch 71 abgestützt, der in üb-Steuerschaltung mit sättigbaren Drosseln zur Regu- licher Weise magnetisch sein kann, um das Werklierung der Energiezuführung für die Bearbeitungs- stück zu halten. Der Tisch ist durch eine Kurbel einstellung haben. Die Stromquelle kann auch ein 55 oder einen Motormechanismus, der bei 72 darge-Wechselstromleitungsanschluß sein, wie im folgenden stellt ist, vertikal einstellbar. Ferner ist der Tisch 71 ersichtlich wird. unter einer Graphit-»Schleif «-Scheibe 74 horizontal Die Leistungszuführung nach Fig. 4 besitzt einen hin- und herbeweglich, wie durch Pfeile 73 angegeeinstellbaren Frequenzoszillator, einen Leitungssteck- ben ist. Die Scheibe 74 ist auf einer Welle 75 in ■kontakt oder eine andere Wechselstromquelle 60, die 60 einem senkrecht bewegÜQhen Support 76 gelagert, an die Primärwicklung eines Transformators 61 in Die Antriebsscheibe 77 dieser Welle ist mittels eines Reihe mit einem einstellbaren Impedanzelement, bei- Riemens 79 mit einem Antriebsmotor 78 verbunden, spielsweise einem Potentiometer 62 zur Einstellung Der Riemen kann elastisch sein, um eine vertikale der Amplitude des zugeführten Wechselstroms ange- Bewegung der Scheibe 74 zuzulassen. Der Support schaltet ist. 65 76 ist in einer Hülse 80 aufgenommen, die eine Die Sekundärwicklung des Transformators kann Druckfeder 81 enthält und auf einem Motorgehäuse an die Elektrode und das Werkstück über die Klem- 82 abgestützt ist, das in einem Kopf 83 durch Lager men 63 angeschlossen werden, um eine sinusförmige 84 geführt ist. Ein hydraulischer Zylinder oder an-Rectifier arrangement are formed of · I of the device _n in FIG. 5 is the work of an AC power source is supplied and a piece 70 supported on a table 71, which in üb control circuit Licher with saturable reactors for regulatory, it can be magnetic to the Keeping the energy supply for the work piece. The table can be adjusted by means of a crank. The power source may also be a 55 or a motor mechanism which is vertically adjustable at 72 AC line connector, as shown below. The table 71 can also be seen. under a graphite "grinding" disk 74 horizontally. The power supply according to FIG. The pulley 74 is on a shaft 75 in ■ contact or another alternating current source 60, the 60 mounted on a vertically movable support 76, to the primary winding of a transformer 61 in the drive pulley 77 of this shaft is by means of a series with an adjustable impedance element, at- belt 79 is connected to a drive motor 78, for example a potentiometer 62 for setting. The belt can be elastic in order to allow the pulley 74 to move vertically to the amplitude of the alternating current supplied. The support is switched on. 65 76 is received in a sleeve 80 which contains a compression spring 81 and is supported on a motor housing on the electrode and the workpiece via the clamp 82, which is connected in a head 83 through bearings 63 to a sinusoidal 84 is guided. A hydraulic cylinder or other

dere Einrichtungen 85 sind zur Verlagerung des Gehäuses 82 gegen die Kraft von Druckfedern 86 in vertikaler Richtung vorgesehen, um die Feder 81 zu spannen und dadurch den Druck zu erzeugen, mit dem die Scheibe 74 an dem Werkstück 70 angreift. Der Elektrolyt wird an die Grenzfläche zwischen Werkstück und Elektrode durch mehrere Düsen 87 gelenkt, und kann, wie in F i g. 2 gezeigt, wieder gesammelt und in Umlauf gesetzt werden. Die Anschlußklemmen 88 der Vorrichtung können an die Ausgangsklemmen 63 der Stromquelle gemäß Fig. 4 unter Einhaltung der eingezeichneten Polarität angeschlossen werden.their devices 85 are for displacing the housing 82 against the force of compression springs 86 in provided in the vertical direction in order to tension the spring 81 and thereby generate the pressure, with which the disk 74 engages the workpiece 70. The electrolyte is at the interface between Workpiece and electrode are guided through a plurality of nozzles 87 and, as in FIG. 2 shown collected again and put into circulation. The terminals 88 of the device can to the output terminals 63 of the power source according to FIG. 4 while observing the polarity shown be connected.

Die Bedeutung der Anwendung eines pulsierenden Stromes ergibt sich aus der graphischen Darstellung in Fig. 6, in welcher die Abnahmemenge in g/min längs der Ordinate über dem Bearbeitungsstrom längs der Abszisse für einen Gleichstrom, einen Bearbeitungsstrom mit 50 bzw. 80% Wechselstromanteil und für reinen Wechselstrom aufgetragen ist.The significance of the application of a pulsating current results from the graphic representation in Fig. 6, in which the decrease amount in g / min along the ordinate versus the machining current along the abscissa for a direct current, a machining current with 50 or 80% alternating current and is plotted for pure alternating current.

In F i g. 7 ist die Abhängigkeit der Abnahmegeschwindigkeit, von der Frequenz der pulsierenden Stromquelle dargestellt durch die ausgezogene Kennlinie. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß die optimale Abnahmemenge mit einer Pulsation erreicht wird, deren Impulswiederholungsfrequenz von 50 Hz bis 1OkHz beträgt. Die Rauhtiefe in \iH_max ist als Funktion der Frequenz durch die gestrichelte Kennlinie dargestellt.In Fig. 7 is the dependence of the rate of decrease, on the frequency of the pulsating current source, represented by the solid characteristic. In practice, it has been shown that the optimum amount to be removed is achieved with a pulsation, the pulse repetition frequency of which is from 50 Hz to 10 kHz. The peak-to-valley height _{in \ iH max} is shown as a function of the frequency by the dashed characteristic.

Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die hierbei benutzten aus Graphit oder amorphem Kohlenstoff bestehenden Scheiben gegenüber den Diamant-Scheiben verhältnismäßig billig und leicht zu formen sind.An important advantage of the method according to the invention is that the used here from Graphite or amorphous carbon disks compared to diamond disks in proportion are cheap and easy to shape.

In Fig. 8 ist eine profilierte Graphitscheibe 90 gezeigt, die auf einem Achskern 91 durch Muttern 92, 93 festgelegt ist, welche die Graphitscheibe 90 an einer Abstützungsplatte 94 halten. Eine genaue Wiedergabe des Umrisses in komplementärer Gestalt wird in dem Werkstück 95 während eines Bearbeitungsvorganges mit einer Vorrichtung der in F i g. 5 gezeigten Ausführung erhalten.In Fig. 8 is a profiled graphite disc 90 shown, which is fixed on an axle core 91 by nuts 92, 93, which the graphite disc 90 hold on a support plate 94. An exact reproduction of the outline in a complementary shape is in the workpiece 95 during a machining process with a device of the type shown in FIG. 5 received execution shown.

Die Kohlenstoffelektrode kann auch eine massive Scheibe 96 sein (F i g. 9), die an der Abstützungsplatte 97 durch Bolzen 98 befestigt ist. Diese Platte ist wiederum auf einer Welle 99 angeordnet. Das Werkstück kann entweder gegen die Umfangsfläche 100 oder die Stirnfläche 101 der Scheibe angestellt werden.The carbon electrode can also be a solid disk 96 (FIG. 9) that is attached to the support plate 97 by bolts 98. This plate is in turn arranged on a shaft 99 . The workpiece can be placed against either the circumferential surface 100 or the end surface 101 of the disk.

In der Vorrichtung nach Fig. 10 ist das Werkstück 110 auf einem Tisch 111 angeordnet, der wiederum auf einem Kreuzschlitten 112 auf dem Maschinensupport 113 angeordnet ist. Übliche Handoder automatische Antriebe 114 oder 115 sind für die Längsverschiebung des Tisches 111 und die Querverschiebung des Schlittens 112 vorgesehen. In dieser Anordnung ist die Elektrode ein rohrförmiger Körper 116 aus amorphem Kohlenstoff, welcher in einem Stempel 117 befestigt und um eine Vertikale Achse verdrehbar ist. Der Stempel 117 ist mit einer axialen Bohrung 118 versehen, die in das Innere 119 der rohrförmigen Elektrode 116 zwecks Zuführung des Elektrolyts zu der Grenzfläche mündet. Der Elektrolyt wird von einer Sammeleinrichtung 120 wieder aufgenommen und durch eine Umlaufpumpe 121 einem Rohr 122 zugeführt, welches einen nicht drehbaren Kopf 123 am oberen Ende der Welle 117 speist. Dieser Kopf 123 ist durch eine Drehdichtung oder eine Stopfbuchse 124 mit der drehbaren Welle 117 verbunden. Die Welle 117 trägt die Ankerwicklungen 125 eines Elektromotors, dessen Feldwicklungen 126 innerhalb eines Gehäuses 127 angeordnet sind. Dieses Gehäuse umgibt die Welle 117 und ist innerhalb der vertikal verlagerbaren Abstützung 128 durch Federn 129 abgestützt und drehfest gehalten. Die vertikale Anstellung des »Fräsers« wird durch einen Motor 130 bewirkt mittels eines Ritzels 31 und einerIn the device according to FIG. 10, the workpiece 110 is arranged on a table 111 , which in turn is arranged on a compound slide 112 on the machine support 113 . Usual manual or automatic drives 114 or 115 are provided for the longitudinal displacement of the table 111 and the transverse displacement of the carriage 112 . In this arrangement, the electrode is a tubular body 116 made of amorphous carbon, which is fastened in a punch 117 and can be rotated about a vertical axis. The punch 117 is provided with an axial bore 118 which opens into the interior 119 of the tubular electrode 116 for the purpose of supplying the electrolyte to the interface. The electrolyte is picked up again by a collecting device 120 and fed by a circulation pump 121 to a pipe 122 which feeds a non-rotatable head 123 at the upper end of the shaft 117. This head 123 is connected to the rotatable shaft 117 by a rotary seal or a stuffing box 124 . The shaft 117 carries the armature windings 125 of an electric motor, the field windings 126 of which are arranged within a housing 127. This housing surrounds the shaft 117 and is supported within the vertically displaceable support 128 by springs 129 and held in a rotationally fixed manner. The vertical adjustment of the "milling cutter" is effected by a motor 130 by means of a pinion 31 and one

ίο an der Abstützung 128 vorhandenen Zahnstange 132. Ein durch Strömungsmittel oder Federkaft betätigter Mechanismus 133 liefert den notwendigen Berührungsdruck auf dem »Fräser«. ίο the rack 132 present on the support 128. A mechanism 133 actuated by fluid or spring force supplies the necessary contact pressure on the "milling cutter".

In der Ausführungsform nach F i g. 11 ist die stangenförmige Elektrode 140 um eine vertikale Achse der Welle 141 mittels eines Motors 142 verdrehbar. Die Welle 141 ist mit ihrer Abstützung 143 entsprechend der Gestalt einer Schablone 144 verlagerbar, so daß die Vorrichtung als Kopierwerk-In the embodiment according to FIG. 11, the rod-shaped electrode 140 can be rotated about a vertical axis of the shaft 141 by means of a motor 142 . The shaft 141 can be displaced with its support 143 according to the shape of a template 144 , so that the device can be used as a copier

ao zeug arbeitet. Ein veränderbares Gegengewicht 145 steuert die nach unten gerichtete Kraft (Berührungsdruck), die von der Elektrode 140 auf das Werkstück ausgeübt wird. Die Abstützung 143 ist durch eine Stange 146 in einem Lagerarm 147 vertikal ge-ao stuff works. A variable counterweight 145 controls the downward force (contact pressure) applied by the electrode 140 to the workpiece. The support 143 is vertically supported by a rod 146 in a bearing arm 147

führt und hat einen Abtastfühler 148 von im wesentlichen gleicher Gestalt wie die Elektrode. Der Abtastfühler steht mit der Schablone 144 in Berührung. Diese und das Werkstück 149 sind auf einem Tisch 150 angeordnet, der in senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen durch Motore 151, 154 verstellbar ist, die durch Anschlagschalter 152, 153 gesteuert werden. Elektrolyt wird bei 155 zugeführt.leads and has a sensing probe 148 of substantially the same shape as the electrode. The scanning probe is in contact with the template 144. These and the workpiece 149 are arranged on a table 150 which can be adjusted in directions perpendicular to one another by motors 151, 154 which are controlled by stop switches 152, 153. Electrolyte is added at 155.

Die Fig. 12 bis 14 zeigen drehbankartige Ausführungsformen, deren Spindelkasten einen Motor 160 (176, 184) enthält, welcher ein Klemmfutter 161 (177, 185) antreibt. Dieses nimmt das metallische Werkstück 162 (173, 183) auf. Das andere Ende des Werkstückes 162 (173, 183) ist durch einen Reitstock 163 (178, 186) abgestützt. In der Ausführung12 to 14 show lathe-like embodiments, the headstock of which contains a motor 160 (176, 184) which drives a clamping chuck 161 (177, 185). This takes up the metallic workpiece 162 (173, 183) . The other end of the workpiece 162 (173, 183) is supported by a tailstock 163 (178, 186) . In execution

nach Fig. 12 ist die Graphitelektrode in dem Längsschlitten 165 der Vorrichtung zusammen mit einer Elektrolyt-Düse 166 gelagert. Die Elektrode steht in einer nicht dargestellten Weise unter Federspannung zum Andruck an das Werkstück. Der Schlitten 165 wird durch eine Spindel 167 von einem Motor 168 angetrieben. Der Bearbeitungsstrom wird der Vorrichtung von der Anschlußklemme 169 durch eine Bürste 170 und einen fest angeordneten Kontakt 171 zugeführt. In der Abwandlung nach Fig. 13 ist die Graphitelektrode 172 profiliert und durch einen Quervorschub 174 gegen das Werkstück 173 vorschiebbar, während die Düsen 175 stationär angeordnet sind.According to FIG. 12, the graphite electrode is mounted in the longitudinal slide 165 of the device together with an electrolyte nozzle 166. In a manner not shown, the electrode is under spring tension for pressing against the workpiece. The carriage 165 is driven by a motor 168 through a spindle 167. The machining current is supplied to the device from the terminal 169 through a brush 170 and a fixed contact 171 . In the modification according to FIG. 13, the graphite electrode 172 is profiled and can be advanced against the workpiece 173 by a transverse feed 174 , while the nozzles 175 are arranged in a stationary manner.

In der Vorrichtung nach Fi g. 14 wird die Graphitscheibe 180 durch den Motor 181 gedreht, der auf dem Längsschlitten 182 gelagert ist. Die Drehung der Scheibe 180 erfolgt in entgegengesetztem Sinne bezüglich der Drehung des Werkstückes 183, um die Relativgeschwindigkeit zu steigern. Hierbei ist die Elektrolyt-Düse 187 zusätzlich auf dem Schlitten 182 angeordnet, dessen Spindel 188 durch einen Motor 189 angetrieben wird.In the device according to Fi g. 14, the graphite disc 180 is rotated by the motor 181 , which is mounted on the longitudinal slide 182 . The rotation of the disk 180 takes place in the opposite sense with respect to the rotation of the workpiece 183 in order to increase the relative speed. Here, the electrolyte nozzle 187 is also arranged on the slide 182 , the spindle 188 of which is driven by a motor 189.

Es hat sich gezeigt, daß beste Ergebnisse erhalten werden, wenn die Elektrode aus Graphit, dessen Kristallebenen quer zu der Werkstück-Oberfläche liegen, durch Zusammenpressung des pulverisierten Graphits senkrecht zu diesen Ebenen geformt wird. So liegt die.Richtung des Werkstückvorschubes par-It has been found that the best results are obtained when the electrode is made of graphite, its Crystal planes lie transversely to the workpiece surface by compressing the pulverized Graphite is formed perpendicular to these planes. So the direction of the workpiece feed is par-

allel zu diesen Ebenen. Es ist auch beobachtet worden, daß ein Zusammenhang zwischen der Elektrodenabnutzung (in Prozent der Werkstückabtragung) und der Sintertemperatur der Graphitelektrode nach ihrer Zusammenpressung besteht. Beste Ergebnisse werden, wie in Fig. 15 angegeben ist, erzielt, wenn die Elektrode bei einer Temperatur zwischen etwa 1000 und 1700° C gesintert wird. Vorteilhaft erwies sich ein Preßdruck von 5000 kg/cm² und eine Sintertemperatur von etwa 1200° C.
In Fig. 16 ist die Abtragungsgeschwindigkeit überallele to these levels. It has also been observed that there is a relationship between electrode wear (as a percentage of workpiece removal) and the sintering temperature of the graphite electrode after it has been pressed together. As indicated in FIG. 15, best results are obtained when the electrode is sintered at a temperature between approximately 1000 and 1700 ° C. A pressing pressure of 5000 kg / cm ² and a sintering temperature of about 1200 ° C. proved to be advantageous.
In Fig. 16, the removal rate is over

der Stromdichte für verschiedene Berührungsdrücke aufgetragen. Das Werkstück war aus Titankarbid und der Elektrolyt eine wäßrige Lösung, die 10 Gewichtsprozent Kaliumnitrat und 5 Gewichtsprozent Natriumcarbonat enthält. Die Elektrode hatte einen Durchmesser von 150 mm, war mit 3000 bis 4000 Umdrehungen je Minute angetrieben und aus glasigem gesintertem Kohlenstoff zusammengesetzt. Die Kurven 190, 191, 192 und 193 zeigen die Ergebnisse bei ίο Berührungsdrücken von 0,8; 1,3; 1,6 bzw. 1,9 kg/cm² bei einer Spannung von etwa 12 V.the current density plotted for different contact pressures. The workpiece was made of titanium carbide and the electrolyte was an aqueous solution containing 10 percent by weight potassium nitrate and 5 percent by weight sodium carbonate. The electrode had a diameter of 150 mm, was driven at 3000 to 4000 revolutions per minute and was composed of vitreous sintered carbon. Curves 190, 191, 192 and 193 show the results at ίο contact pressures of 0.8; 1.3; 1.6 or 1.9 kg / cm ² at a voltage of about 12 V.

Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

Claims

1 2 Layer continuously destroyed by electrical discharge Patent claims: is, while the surfaces of the workpiece and electrode under a pressure of 0.1 to 5 kg / cm2 in

1. Process for electrical material removal - direct mutual contact held and relagung, in which between a workpiece 5 tiv are moved periodically to each other. Besides that and a non-metallic electrode with homo-, the invention relates to a device for generating Surface an electrolyte is introduced and the process is carried out.

A whole series of processes for the anodic layer of irish material removal are known, which are continuously destroyed by electrical discharges electrical discharge and electrode under a pressure of 0.1 to charge, the electrochemical material ^{removal-5 kg / cm 2 moved} in direct mutual contact and the anode-mechanical material holding and relative to each other periodically moved removal.

are, characterized in that 15 is during the electrochemical removal of material

a pulsating electric current with an Im- an electric current connected to the electrode gap

pulse frequency of around 50 Hz to 10 kHz, into which an electrolyte is introduced, and that

is applied, which takes into account the loading workpiece material is at least partially through

contact pressure, the resistance of the electro-electrochemical conversion at its interface

denmaterials as well as the resistance and type 20 dissolved with the electrolyte. The electric current

of the electrolyte is so dimensioned that essentially this can be a direct current (US-PS 28 27 427),

borrowed only the anodic layer through the ent- he can also use a frequency of 60 Hz or

Charges, on the other hand, the workpiece material pulsates more (up to the frequency of ultrasound)

is predominantly removed electromechanically. and a DC component of adjustable magnitude

2. The method according to claim 1, characterized in that the current strength and thus the electrical that an electric current with a trolytic erosion speed and -precisely strong DC component applied and speed can be increased without causing discharges the speed of oxide formation on the comes (FR-PS 12 90 734).

Surface of the workpiece during its elec-

Trochemical dissolution by optional regulation processes must be essentially constant

lation of the size of the DC component machining gap can be maintained if a

is set. precise control of the machining process and

3. The method according to claim 1, characterized in a substantially unchangeable processing, that one should be made of graphite or amor- rich. Maintaining this phem carbon composite electrode 35 constant machining gap is difficult and as an electrolyte in a known manner an aqueous rig and expensive, since it has a corresponding control solution an inorganic compound is required if the electrode is servo-bonded will. directions should be tracked. You can

4. The method according to claim 1, 2 or 3, there being the distance between the electrode and the workpiece characterized in that the relative movement 40 while avoiding the aforementioned servo Einricheine Rotation of the electrode and / or the tool even through small, non-conductive spacer pieces sustained at a rate of 5 to none, for example by diamond particles, 50 m / sec in the area of contact between which are embedded in the electrode surface. Da electrode and workpiece is. an alloy component of the special

5. Device for carrying out the laying 45 alloy depending on the flow of current and of driving according to one of claims 1 to 4, since the electrolyte has a surface delimitation resistance characterized in that the electrode (10, 34, stand that forms a spark breakdown or a 74 , 90, 96, 116, 140, 164, 172, 180) made of graphite prevents the arc effect (TZ for practical or amorphous carbon and so on - metalworking, issue 5 of 1965, p. 305).
is arranged so that direct contact with 50 metal-bonded diamond wheels are the workpiece (11, 37, 70, 95, 110, 149, 162, considerably expensive and, as a result of the partial 173, 183) result in an adjustable driving erosion of the metal the electrode also results in a printed. know fluctuation or change in work

6. Apparatus according to claim 5, characterized by gap. Devices which characterize such disks so that the electrode is actually used must therefore also be equipped with a corresponding, known manner, a profiled disk (90, 96) , control devices.

which the workpiece (95) has a complementary pro- In the anode-mechanical material removal

fil there. process it comes to the formation of an anode film on the workpiece using a

60 electrolytes. This anode film is continuously through

Discharges destroyed and mechanically removed, e.g. B. by means of a rotating disk (grinding wheel),

The invention relates to a method for electrical with sufficiently high pressure on the workpiece see material removal, which must be pressed between, but this pressure never one Workpiece and a non-metallic elec- With a homogeneous surface, a liquid film located in the electrolyte is displaced and an electric current is generated and the (Volume 94 of the series of publications by Verlag Technik SVT, anodic Berlin 1953, pp. 22, 23 and 35, »manufacturing technology«, created on the workpiece,