DE1615102B2 - Elektroerosionsmaschine und elektroden hierfuer - Google Patents

Description

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stück 6 oder von diesem weg vorgesehen. Die Vor- Wiederholungsfrequenzen kann eine höhere Energie schubeinrichtung gleitet an der Schiene 8 in die eine pro Bearbeitungsimpuls gewählt werden. Somit wird oder andere Richtung. Ferner sind die Verbindungs- die Abtragsleistung des elektroerosiven Bearbeikäbel 120, 121 vorgesehen für die elektrische Ver- tungsprozesses sehr erhöht, da dieselbe proportional bindung jedes einzelnen Elementes 100 bis 117 der 5 der Wiederholungsfrequenz und der Energie der BeElektrode 5 mit dem einen Pol des in der Bearbei- arbeitungsimpulse ist.

tungsmaschine angeordneten Impulsgenerator. Die Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Elek-Kabel können entweder an dem negativen Ausgang trode aus mehreren Elementen nach dem Baukasteneines elektroerosiven Impulsgenerators oder an die prinzip zusammengesetzt werden kann. Auf diese negativen Ausgänge mehrerer Impulsgeneratoren an- io Weise können Elemente von einfachem, rechteckförgeschlossen sein. Dieses richtet sich danach, ob die migem oder kreisförmigem oder ellipsenförmigem für den verlangten Bearbeitungsprozeß notwendige Querschnitt zu einer Elektrode beliebiger Form zu-Stromstärke von einem Impulsgenerator oder von sammengesetzt werden. Dies ist besonders bei der mehreren Impulsgeneratoren, geliefert werden kann. Herstellung von komplizierten Ausnehmungen in Das Werkstück 6 ist am positiven Ausgang des oder 15 einem Werkstück sehr vorteilhaft. F i g. 6 zeigt dieder Impulsgeneratoren angeschlossen. Selbstver- ses. Die F i g. 2 zeigt lediglich, wie die Elemente 100 ständlich kann das Werkstück auch am negativen bis 117 mit praktisch rechteckförmigem Querschnitt und die Elektrode am positiven Ausgang des oder zu einer zylinderförmigen Elektrode 5 zusammengeder Impulsgeneratoren angeschlossen sein. setzt sind. Die Oberfläche der Elektrode 5 kann spä-

Die Elektrode 5 bildet mit dem Werkstück 6 einen 20 ter noch irgendwie bearbeitet werden, so daß sie die

Erosionsspalt 9. Dieser übertrieben breit gezeichnete verlangte Form aufweist. Die Isolierschicht zwischen

Erosionsspalt ist während der Bearbeitung 10^-1 bis den einzelnen Elementen ist entweder ein Kunststoff

ΙΟ"³ mm breit. Der Impulsgenerator liefert Bearbei- oder ein Oxyd. Die Elemente können untereinander

tungsimpulse mit einer Wiederholungsfrequenz von verklebt werden oder auch nicht. Bei nicht verkleb-

100 kHz bis 2MHz. Um nun eine sehr große Ge- 25 ten Elementen besteht keine Gefahr des Verrut-

schwindigkeit des Materialabtrages an dem Werk- schens der einzelnen Elemente 100 bis 117, da die

stück 6 zu bekommen, müssen die Wiederholungsfre- gesamte Elektrode 5 mechanisch nicht beansprucht

quenzen sehr hoch sein und gleichzeitig muß jeder wird, während des elektroerosiven Bearbeitungsvor-

Bearbeitungsimpuls eine hohe Energie besitzen. Bei ganges. Eine Isolierschicht kann auch auf der Ober-

diesen hohen Wiederholungsfrequenzen liegt zwi- 30 fläche 10 der gesamten Elektrode 5 aufgetragen wer-

schen der Elektrode 5 und dem Werkstück 6 eine den. Dies ist besonders dann nützlich, wenn tiefe Lö-

Spannung von etwa 40 bis 60 Volt an. Es wird mit eher im Werkstück 6 hergestellt werden sollen. In

Stromdichten von 1 bis 150 Ampere/cm² gearbeitet. diesem Falle ist nur die untere Querschnittsfläche der

Wenn nun die Elektroden sehr große räumliche Ab- Elektrode 5 an dem elektroerosiven Prozess beteiligt,

messungen haben, z.B. beim Herstellen von Schmie- 35 Die Fig. 3 zeigt eine zylinderförmige Elektrode5

degesenken, fließen große Ströme durch den Arbeits- von oben. Die Verbindungskabel zwischen den EIe-

spalt9. menten und dem Impulsgenerator sind nicht gezeich-

Die F i g. 2 zeigt eine zylinderförmige Elektrode 5, net. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind nur welche aus einer Vielzahl von Elementen 100 bis 117 einige Elemente mit Bezugszeichen 100 bis 117 bezusammengesetzt ist. Eine Isolierschicht trennt diese 4° zeichnet. Die quadratischen Elemente haben an ihren Elemente voneinander. Der besseren Übersichtlich- Begrenzungsflächen eine gestrichelt gezeichnete Isokeit wegen ist diese Isolierschicht nicht extra einge- lierschicht 11 und sind zu einer kreisförmigen Elekzeichnet worden. Die Stärke der Isolierschicht ist un- trode zusammengefügt. Diese Schicht kann ein KIegefähr gleich der Breite des Erosionsspaltes 9. Das bemittel aus der Gruppe der Kunstharze oder ein untere Ende der Elektrode steht dem Werkstück 6 45 Klebband sein. Das Band wird auf die Begrenzungs-(F i g. 1) gegenüber. An dem oberen Ende der Elek- flächen der Elemente geklebt. Die Schicht 11 kann trode 5 sind die Zuleitungskabel von jedem Element auch eine Oxydschicht sein, die z. B. bei Kupferele- 100 bis 117 zu dem elektroerosiven Impulsgenerator menten aus Kupferoxydul besteht. Die Schicht 11 hat angeschlossen. Es sind nur zwei Zuleitungskabel 120, eine Dicke in der Größenordnung der Breite des 121 gezeichnet, die an den Elementen 105,115 ange- 50 Erosionsspaltes 9. Bei größerer Schichtdicke würde lötet oder angeschweißt sind. Die Elemente haben das schachbrettartige Muster der Schicht 11 in dem alle die gleiche Polarität untereinander, da alle Ka- Werkstücke abgebildet werden, da bekanntlich die bei, wie bereits gesagt, an einem Ausgang eines oder elektrisch nicht leitenden Schichten 11 »totes Matemehrerer Impulsgeneratoren parallel angeschlossen rial« für die Bearbeitungsimpulse darstellen. Eine sind. Die Oberfläche 10 des Umfanges der zylinder- 55 größere Schichtdicke ist auch nicht erforderlich, da förmigen Elektrode 5 ist also in eine Vielzahl vom die Elemente 100 bis 117 die gleiche Polarität haben, kleineren Flächen aufgeteilt, die durch die Elemente Während des elektroerosiven Prozesses wird am gebildet werden. Der besseren Illustrierung wegen Werkstücke das Material abgetragen, so daß die sind nur die Begrenzungsflächen 110 a, 110 b, 110 c, Elektrode 5 sich im Werkstück abbilden kann. Die 110 d des Elementes 110 gezeigt. Jedes Element hat 60 Teile der Elektrode 5, an denen die Bearbeitungsimentweder drei oder vier solcher Begrenzungsflächen, pulse über den Erosionsspalt 9 auf das Werkstück 6 die alle parallel zur Achse der Elektrode 5 liegen. gelangen, sind im Verlaufe des elektroerosiven Pro-Durch die Aufteilung der gesamten Umfangsfläche zesses einem geringen Verschleiß unterworfen. Die der Elektrode 5 wird der elektrische Widerstand der Isolierschicht 11 ist keinem Verschleiß unterzogen. Elektrode besonders bei den sehr hohen Wiederho- 65 Im Laufe des elektroerosiven Prozesses ragen die lungsfrequenzen der z.B. rechteckförmigen Bearbei- Isolierschichten 11 über die dem Verschleiß unterzotungsimpulse sehr stark verringert. Infolge dieser be- genen Flächen der Elemente und stoßen an das trächtlichen Widerstandsverringerung bei hohen Werkstück 6. Hierdurch kann der elektroerosive Pro-

zeß unterbrochen werden. Dieses wird nun dadurch vermieden, daß die hervorspringenden Schichten 11 im Erosionsspalt 9 von der dielektrischen Flüssigkeit 4 fortgespült werden.

Die F i g. 3 zeigt weiter Kanäle 12, welche in den gestrichelt gezeichneten Schichten 11 vorgesehen sind. Die Kanäle 12 sind infolge der geringen Dicke der Schichten 11 sogenannte Kapillaren. Auf dem gesamten Querschnitt der Elektrode sind diese Kanäle angeordnet. Sie liegen parallel zur Achse der gesamten Elektrode 5 und sind am oberen Ende (F i g. 3) und am unteren Ende der Elektrode offen. Durch diese Kanäle wird die dielektrische Flüssigkeit 4 aus der Vorschubeinrichtung 7 in den Erosionsspalt 9 geführt. Die dielektrische Flüssigkeit kann auch aus dem Erosionsspalt 9 durch die Kanäle 12 abgesaugt werden. Letzteres ist von Vorteil, da während des elektroerosiven Prozesses geringe Teile der dielektrischen Flüssigkeit verdampfen und diese Dampfblasen sich an der im Erosionsspalt 9 befindlichen unteren Fläche der Elektrode 5 festsetzen und dort ein Hindernis bilden. Durch das Absaugen der dielektrischen Flüssigkeit 4 aus dem Erosionsspalt 9 durch die Kanäle 12 werden diese Dampfblasen entfernt. Die Kanäle sind also sehr vorteilhaft zum Aufrechterhalten der günstigsten Spülverhältnisse im Erosionsspalt.

Die F i g. 4 zeigt eine rechteckige Elektrode 5 aus den rechteckförmigen Elementen 100 bis 114 zusammengesetzt. Die Zuleitungskabel sind in gleicher Weise wie bereits beschrieben an den Elementen befestigt. Sie wurden daher nicht besonders in diese Figur eingezeichnet. In den Schichten 11 sind Kanäle 12, welche parallel zur Längsrichtung der Elektrode 5 verlaufen, und Kanäle 13, welche quer zur Längsrichtung der Elektrode 5 verlaufen, angeordnet. Die Kanäle 12 sind bereits in der F i g. 2 besprochen worden. Die Kanäle 13 dienen dazu, die dielektrische Flüssigkeit 4 in den Erosionsspalt 9 zu bringen, wenn ein tiefes Loch im Werkstück 6 hergestellt werden soll und die Elektrode 5 bereits einige Zentimeter in dem Werkstück eingedrungen ist. Ohne Vorhandensein der Kanäle 13 würden keine ordnungsgemäßen Spülverhältnisse durch die dielektrische Flüssigkeit in dem sehr schmalen Erosionsspalt 9 bei tiefen Löchern vorhanden sein. Die F i g. 4 zeigt weiter, daß die Elemente 100 bis 114 verschiedene Längen aufweisen können. Zum Beispiel ist das Element 107 länger als andere Elemente. Mit diesem Element 107 kann ein kleineres Loch im Werkstück 6 vor dem größeren Loch erodiert werden.

Die Fig. 5 zeigt mehrere Elemente 100 bis 107 mit kreisförmigem Querschnitt. Zwischen diesen ist

ίο die Schicht 11 vorgesehen. Die Kanäle 12 sind bei diesem Beispiel bedeutend größer. Die kreisförmigen Elemente können also zu einer rechteckförmigen Elektrode zusammengesetzt werden. Die Außenflächen der Elektrode können mit einem Material glattgestrichen werden, so daß sich eine in jeder Beziehung glatte rechteckförmige Elektrode ergibt. Die Zuleitungskabel sind ebenfalls mit jedem Element verbunden. Die F i g. 5 zeigt nur einen Teil aus einer gesamten Elektrode.

Die F i g. 6 zeigt eine Elektrode 5, die aus einer Vielzahl von Elementen zusammengesetzt ist. Die Elemente von rechteckigem Querschnitt sind nicht mit Bezugszahlen versehen worden, da diese bereits bei den früheren Ausführungsbeispielen ausreichend beschrieben worden sind. Die am unteren Ende der Elektrode angebrachten Elemente sollen eine Elektrode 5 α bilden zur Herstellung eines bestimmten Loches im Werkstück 6. Der Elektrodenteil 5 b hat kleinere räumliche Abmessungen als Elektrode 5 α.

Die Elektrode 5 c besitzt größere räumliche Abmessungen als 5 α und 5 b. Eine solche Elektrode 5 a, 5b, 5c wird z.B. für die vollautomatische Herstellung von komplizierten Gesenkformen verwendet. Die F i g. 6 soll aber nur zeigen, wie vielseitig das Baukastenprinzip ist, nämlich das Zusammenbauen einer Elektrode aus mehreren Elementen. Die Elemente können untereinander verschiedene Längen haben und sogar verschiedene Querschnitte.

Bei den bisher besprochenen Ausführungsbeispielen wurden nur ganz bestimmte Elektrodenformen beschrieben. Es ist aber selbstverständlich, daß Elektrodenformen beliebigen Querschnittes aus den einzelnen Elementen, welche ebenfalls beliebige Querschnitte haben, zusammengesetzt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 lierter metallischer Elemente bestehende Elektrode Patentansprüche: und mit dem anderen Pol an das zu bearbeitende Werkstück angeschlossen ist und eine dielektrische

1. Elektroerosionsmaschine mit einem speicher- Flüssigkeit sich zwischen dem Werkstück und der • gliedlosen Impulsgenerator sehr hoher Impuls- 5 Elektrode befindet.

folgefrequenz, dadurch gekennzeichnet, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

daß in an sich bekannter Weise die Elektrode Elektroerosionsmaschine mit einem speichergliedlo-

aus mehreren elektrisch leitenden Elementen sen Impulsgenerator so zu verbessern, daß auch bei

besteht und diese Elemente durch eine elek- sehr hohen Impulsfrequenzen der Widerstand der

trisch isolierende Schicht voneinander getrennt io Elektrode bzw. des Arbeitskreises verringert und

sind, deren Stärke in der Größenordnung eine gleichmäßige Stromversorgung der ganzen Elek-

der Arbeitsspaltbreite liegt und die mit fortschrei- trodenarbeitsfläche sichergestellt ist. Dies wird ge-

tendem Abbrand der Elemente schritthaltend ab- maß der Erfindung dadurch erreicht, daß in an sich

getragen wird, und daß die Elemente parallel an bekannter Weise die Elektrode aus mehreren elek-

den Ausgang des Impulsgenerators angeschossen 15 trisch leitenden Elementen besteht und diese EIe-

sind. mente durch eine elektrisch isolierende Schicht von-

2. Elektroerosionsmaschine nach Anspruch 1 einander getrennt sind, deren Stärke in der Größendadurch gekennzeichnet, daß an jedes Element Ordnung der Arbeitsspaltbreite liegt und die mit fortder Elektrode je ein Stromzuleitungskabel ange- schreitendem Abbrand der Elemente schritthaltend schlossen ist und die Eingänge der Kabel parallel 20 abgetragen wird, und daß die Elemente parallel an an den Ausgang des Impulsgenerators ange- den Ausgang des Impulsgenerators angeschlossen schlossen sind. sind. Dabei ist zweckmäßig an jedes Element der

3. Elektrode für die Elektroerosionsmaschine Elektrode je ein Stromzuleitungskabel angeschlossen, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- und die Eingänge der Kabel sind parallel an den net, daß die Elemente (100 bis 117) eine be- 25 Ausgang des Impulsgenerators angeschlossen,
stimmte und gleiche Querschnittsform aufweisen Die parallel an den Ausgang eines Impulsgenera- und zu einer Elektrode (5) zusammengefügt sind, tors angeschlossenen Elemente der Elektrode bilden deren Querschnittsform von derjenigen der EIe- somit parallele, voneinander isolierte Stromwege, mente abweicht. wodurch der Widerstand gegen hochfrequente

4. Elektrode für die Elektroerosionsmaschine 30 Ströme infolge Stromverdrängung etwa nach dem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- Prinzip der HF-Litze herabgesetzt wird. Darüber net, daß die Elemente (100 bis 117) eine be- hinaus ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, stimmte und gleiche Querschnittsform aufweisen bei welchem jedes Element über ein eigenes Kabel an und zu einer Elektrode (5) der gleichen Quer- den Generatorausgang parallel angeschlossen ist, schnittsform zusammengefügt sind. 35 auch die Zuleitung in eine Vielzahl paralleler, von-

5. Elektrode für die Elektroerosionsmaschine einander isolierter Stromwege aufgeteilt.

nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- Im folgenden wird die Erfindung an Hand der in

net, daß die Elemente (100 bis 117) untereinan- der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele

der verschieden lang sind. näher erläutert. Es zeigt

6. Elektrode für die Elektroerosionsmaschine 40 F i g. 1 eine elektroerosive Bearbeitungsmaschine,
nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- F i g. 2 die perspektivische Ansicht einer aus mehnet, daß die isolierende Schicht (11), welche auf reren Elementen zusammengesetzten zylinderförmiden Flächen jedes Elementes angebracht ist, eine gen Elektrode,

Oxydschicht ist. F i g. 3 die Draufsicht auf eine Elektrode,

7. Elektrode für die Elektroerosionsmaschine 45 F i g. 4 die perspektivische Ansicht einer rechtecknach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- förmigen Elektrode, welche aus vielen Elementen zunet, daß die isolierende Schicht (11), welche auf sammengesetzt ist,

den Flächen jedes einzelnen Elementes ange- F i g. 5 die Draufsicht auf eine Elektrode, die aus

bracht ist, ein Kunststoff ist. Elementen mit kreisförmigem Querschnitt zusam-

8. Elektrode für die Elektroerosionsmaschine 50 mengesetzt ist und

nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- F i g. 6 die perspektivische Ansicht einer Elek-

net, daß in der Isolierschicht zwischen den EIe- trode, deren Elemente verschiedene Langem aufweimenten Kanäle (12, 13) parallel oder quer zur sen.

Längsrichtung der Elemente angeordnet sind. Die elektroerosive Bearbeitungsmaschine der

55 F i g. 1 besteht aus einem Ständer 1, der auf einem Tisch 2 angeordnet ist. Auf dem Tisch steht das Ge-

fäß3 mit der dielektrischen Flüssigkeit 4. Mittels

eines in der Maschine angeordneten Pumpenaggregates wird diese dielektrische Flüssigkeit in dauernde

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektroero- 60 Bewegung gebracht. Die dielektrische Flüssigkeit sionsmaschine mit einem Speichergliedlosen Impuls- wird entweder über Kanäle in der Elektrode 5 auf generator sehr hoher Impulsfolgefrequenz und auf das Werkstücke oder direkt in den Behälter3 gedie Ausbildung der Elektroden für eine solche Ma- pumpt. Aus dem Behälter saugt das Pumpenaggregat schine. die Flüssigkeit über einen nicht gezeichneten Abfluß

Es sind Elektroerosionsmaschinen mit einem Im- 65 ab. Die Elektrode 5 ist über eine Haltevorrichtung 6 pulsgenerator zur Erzeugung von Impulsen hoher mit der Elektrodenvorschubeinrichtung 7 verbunden. Frequenz bekannt, bei denen der Generator mit In der Vorschubeinrichtung 7 sind die Mittel für die einem Pol an die aus einer Vielzahl voneinander iso- Bewegung der Elektrode 5 in Richtung zum Werk-