DE1615240A1

DE1615240A1 - Verfahren zur elektroerosiven Metallbearbeitung und Einrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1615240A1
Application number: DE19671615240
Authority: DE
Inventors: Rasnizyn Michail Alexejewitsch
Original assignee: EXNII METALLOREZH STANKOV
Current assignee: EXNII METALLOREZH STANKOV
Priority date: 1967-07-06
Filing date: 1967-07-21
Publication date: 1971-12-23
Also published as: US3671705A; CH469532A; GB1193835A

Description

an 22

;} 20ο Juli

Moskau / UäSSl

3? 15 625

aur @l9ktro©ro@i¥®a Metallbearbeitun ■und Hinrichtung sur Surohfünriaig dieiss

Bis Brfinämig besieht sich auf Verfahr©a zur ven Mefcallbearb-eitung. mit elelttrisciisn sowie auf Einrichtungen zur Dilclifahruag dieses

Bie "Erfindung kann im Werkzeugbau verschieäenar aweig© angewendet; werden_a

Metallbearbeitungsverfahren_s bei deiiaa fnfcla«- von Stromimpulssn über eine Werkzeug« υηά eia© Iferk« Stückelektrode zum Zwecke dar Metallabtragung- arfolgoa und elektroden relativ zueinander entlang einer vorg®sGhi?i©bea.en Bahn duroh eine Vorschubsteuerung bewegt werden₉ sind feekanat (aieke beispielsweise L»J. Popilow, "Handbuoii föjp Werk stoff bearbeitung ait elektrischem Strom und Ultraschall¹¹, Wasch sis, Moskau-Leningrad, S. 250)·

Ebenso sind Einrichtungen aur Durchführung der erwähnten Verfahren der elektroero3ivan Metallbearbeitung bekannt. Sie enthalten üblicherweise eine Werkzeug- und eine Werkstück-

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©inen Arbeitsstromiiapulsgenerator und einen Meßwandler₈ die sämtlich^ parallel zueinander geschaltet aindjj sqwLq ©in® Torschubsteuerung zur Bewegung der Blek» trod©s. ©nfclang einer vorgeschriebenen Bahn (siehe beispielsweiae BoH₀ Hufekin₈ "Automatisierung von Elektrofunken - und aanoden^fflüeiianiseher '»ferkzeugmaschinen", Maschgis, Moskau-Leningrad 1952 3 S» -)3)·

Bis erwähnten Verfahren der elektroerosiven Metallbearbeitung weisen aber den Nachteil auf, daß Jeder zufällige Kontakt zwischen dan Elektroden die Metallabtragung unterbricht_s da d©r durch die Kontaktflächen fließende Impulsstrom nicht mehr ausreicht₈ um das Mefeall des 7/erkstücks zu zerstören»

Aus diesem Grunde baut man die heutigen Srodiermaschinen in der Weise, daß der infolge einer zufälligen Berührung der Elektroden unterbrochene AbtragungsVorgang durch Umkehr der Vorschubbewegung der Elektroden entlang der vorher beschrie-

Bahn
benen/wieder aufgenommen wird· Dieses Merkmal der bekannten Erodiermaschinen macht einen Zwischenspeicher zur Durohfohrung der nichtprogranmierbaren Umsteuiiileruog des tlektroden-Vorschubs zur Rückkehr der "Elektroden in eine vorherige Stellung notwendig und ist einer der Gründe für die Kompliziertheit der automatischen Steuerung des Slektrodenvorschube bei "Zwei-Koordinaten-Maschinen·

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Ziel der Erfindung ist.die Beseitigung dieses Nachteils..

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur elektroerosiven Metallbearbeitung anzugeben, bei denen der Mehrkoordinaten-Elektrodenvisrschub durch die Verwendung standartisierter Vorschubsteuerungen, wie sie bei automatischen spanabhebenden Vverkzetigmaschinen üblich sind, automatisiert werden kann«

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren'zur elektroerosiven Metallbearbeitung, bei den die Ll^tallabtragung durch eine Entladung von Stromimpulsen über Elektroden erfolgt, die durch eine Vorschubsteuerung relativ zueinander auf einer vorgegebenen Bahn bewegt werden, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Auftreten eines zufälligen Kontaktes zwischen. Werkstück- und tferkzeugelektrode diese nicht'auseinanderbewegt, sondern mit Hilf sstroniimpulsen, deren Amplitude größer als die Kurzschlußstromamplitude ist, solange beaufschlagt werden, bis der Elektrodenkurzschluß durch Kon- takteroslön beseitigt ist·

Vorzugsweise wird während der Zeit, in der die kurzgeschlossenen Elektroden durch die Hilfsstromimpulse beauf-

im schlagt werden, der Fluß der Arbeitsstroigpulse zu den

Elektroden unterbrochen.

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BAD

Bine erfindungsgemäße Einrichtung zur elektroerosiven Metallbearbeitung besitzt außer den Elektroden, einem Gene»·

rator zur Erzeugung von Arbeitastromimpulsen, einemlfeß·- wandler sowie einer Vorschubsteuerung zur relativen Blek·- trodenbewegung, «inen an die Elektroden angeschlossenen Hilfsgenerator sowie ein Steuergerät. Letzteres ist mit einem Meßwandler und einem Hilfsgeneratgr verbunden und dient zum Einschalten des Hilfsgenerators in dem Augenblick, in dem der Meflwandler einen zufälligen Kontakt zwischen den elektroden meldet.

Vorteilhaft sind in den. Stromkreisen des Meßwandlers und des Arbeitsstromimpulsgenerators durch das Steuergerät gesteuerte Ventile vorgesehen.

Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand einiger Ausfdlirungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Wirkungsweise einer erfindurigs^emäßen Einrichtung;

Fig. 2 eine andere Ausfuhrungsform einer erfindungsgeiaäßen, Einrichtung;

Fig-· 5 eine weitere Ausf uhr ungsform einer erfindungsgemä·" ßen Einrichtung.

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BAD OKIQiNAL

Wie aus Fig. Λ ersichtlich ist, enthält die erfindmigegemäße Einrichtung sur elektroerosiven Metallbearbeitung'·" einen Zweikoordinaten~W©rkstüGktisch 1 mit 2w®I Yorgohufe·» motoren 2» 5« Bas Werkstück'bildet di@ Gegea©l©ktrod@ 4 «ur Werkaeug^lektrods 5* Pi® beiden Elektroden 4·, 5 eiaä übe? ein steuerbares Ventil 7 JQit dam Ausgang das Generators 6, der die Arbeitsstroiaimpuls© erzeugt, verbunden©

Sin Ventil 8 und ein MeßwandlQr 9 liegen in. Hintereinander« schaltung parallel zu den Elektroden 4^5An den Meßwaadlerβ ist die Blektrödenvorschubsteuerung IO angeschlossen_s welche die Vorschubmotoren 2, 5 betätigt und ü®n Abrnfesnä awl*· sehen den Elektroden 4, 5 mit Hilfe des Hachlan^riagipa konstant hält·

Parallel zum Generator 6 liegt ein Hilfsgenerator 11* Der Meßwandler 9 ist mit einem Steuergerät 12, das den Hilfegenerator 11 und die Ventile 7» 8 betätigt, verbunden·

?ig· Z zeigt eine andere Ausführungsform einer »rfindungs·· gwttäßen Binrichtung. 31« unterscheidet β iah von der Biariohfcung nach ?ig· 1 leGTiglich durch die Abschirmung des Generators 6 gegen Hilfsimpulse· Hierau ist im Stromkreis des Generators 6 ein nicht steuerbares Ventil IJ vorgesehen, dft· den vom Eilfsgen,erator 11 ankommenden Impulsen den Weg Generator 6 und Meßelement 9 sperrt·

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BAD OfiiölNAL

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• Die Aufgabe des Steuergerätes 12 beschränkt sioh bei dieser Ausfuhrungsform auf die Einschaltung des Hilfagener».-tors 11»

Bei der Ausführungsform nach Fig· 3 besteht der Generator für die Arbeitsimpulse aus einem Ladestromkreis, der von einem Kondensator 14 als Energie speicher, einem Thyratron als steuerbarem Ventil und einem Untersetzungs-ImpulstranS"· formator 16 gebildet wird· Die Sekundärwicklung 17 des Unter· setzun^s-Impulstransforniators 16 ist einerseits föer vom Werkstück^- gebildeten Elektrode und andererseits an der Werkzeugelektrode 5 angeschlossen·

Das steuerbare Ventil 18 und der Meßwanaler 9' liegen in Hintereinanderschaltung parallel zur Sekundärwicklung 17 des Transformators 16. An den Meßwandler 9*sind die Blektrodenvorschubsteuerung 10' und das Steuergerät 12 angeschlossen. Das Steuergerät 12 betätigt Ventile 19» 20, welche normalerweise (bei ausgeschaltetem Steuergerät 12) die Elektroden 4, 5 mit der Sekundärwicklung 17 des Unteraetaungs-Impuletransformatora 16 verbinden,und Ventil· 22, 2J_f di· in diesem Augenblick gesperrt sind· Im übrigen ist da· Steuergerät 12 das gleiche wie wie im Aueführungebeiepiel von Fig· 1 und 2.

Die einrichtung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt: Der Generator 6 ist dauernd in Funktion und versorgt die

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Funkenstrecke zwischen d*en Elektroden 4, 5 üb©r das g®·- öffnete Ventil 7 mit Arbeitsstromimpulsen· Zwischen d«n · Elektroden 4,5, die in einer bestimmten Entfernung sronein·- ander gehalten v/erden, treten periodische Bntlftdtaagen auf, durch die Metall vom zu bearbeitenden Werkstück abgetragen wird· Bei geder Abtragung vergrößert sich der Abstand zwi<öchen den Elektroden 4,5· Mese Abstandsänderung wird voa Meßwandler 9 erfaßt und in ein Signal für die Blektsodenvorschubsteuerung 10 umgewandelt. Die Elektrodenvorschub·» steuerung 10 gibt Steuerimpulse an die Vorschubmotoren 2, 3 ab, die dann für die relativ© Bewegung der Elektroden in der vorgeschriebenen Richtung soi?g©n«

Die Elektroden 4, 5 werden solange versQhoben_s bis sie einen Abstand voneinander haben, bei dem das vom Meßwand<» ler 9 erzeugte Signal für die Elektrodenvorschubsteuerung den vorgegebenen Wert erreicht* In diesem Augenblick wird die Vorschubbewegung eingestellt· Die Elektroden 4,5 stehen solange still, bis ihr Abstand durch Metallabtragung wieder größer wird· Fahrend des normalen Arbeitszyklus sind da* Steuergerät 12 und der Hilfsgenerator 11 nicht in Tätigkeit und die Ventile 7i 8 sind geöffnet,

Pas Steuergerät 12 dient zur Steuerung der Ventile 7» 8 und zum Einschalten des Hilfsgenerators 11. Es ist; ait den anderen Elementen der Schaltung in der Weise verbunden,

v<traq bei seimern Angreifen die Ventile 7» δ sofort gesperrt fund

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Hilfsgenerator 11 ausgeschaltet wird.

Sas Steuergerät 12 greift ein, sobald das Signal des Meßwandlers 9 einen bestimmten Wert überschreitet, und schaltet nach Ablauf «iner bestimmten, an seinem Verzögerungsglied (in der Zeichnung nicht dargestellt) eingestellten Verzögerungsaeit"von selbst wieder aus.

Bei einem zufälligen Kurzschluß zwischen Werkstück und Werkzeugelektrode 5» der beispielsweise durch Fremdeinschlüsse im bearbeiteten Werkstück hervorgerufen werden kann, hat die Änderung des Signals vom Meßwandler 9, das sowohl zur Elektrodenvorschubsteuerung 10 als auch zum Steuergerät 12 gelangt, zur Folge, daß die Vorschubbewegung unterbrochen und das Steuergerät 12 eingeschaltet wird. Das letztere betätigt die Ventile 7» 8, wodurch die Stromkreise des Generators 6 und des Mefäwandlers 9 unterDrochen und der Hilfsgenerator 11 eingeschaltet wird. Die vom Hilfsgenerator 11 erzeugten Strofflimpulse, die eine erhöhte Amplitude besitaon» durchlaufen_die Kontaktstelle zwischen den Elektroden 4» 5 und zerstören die Kontaktbrücken, wodurch der-erforderlich· llelctrodeziabstand wiederhergestellt wird*

Nach Ablauf der eingestellten Zeit schaltet, sich eau ■-·< .s^f·- gerät 12 wieder aus,, Dadurch werfen ^vi β iv-r^N i.«n Ver^ ;<?;■-■' - ?■ gen zwischen den Elmiienten der ?· i Ό:f.ι ϊ -.- ■-■ -'· ■· --t--<^f- ' ■*■

! Π'"if? S ' 0 BAD OWQINAL

Wenn in diesem Augenblick wieder ein genügender denabstand besteht, dann besitzt da® Signal deslers 9 ein^n. W©rt₉ bei dem kein nochmaliges Einschalte» des Steuergerätes 12 erfolgt» 5er normale dem Generator 6 und Blektrodenvorschubsteuerung 10 beteiligt sind j wird wieder aufgenommen·

Wurde aber während des Eingriffs d©s Eilfsgenerators 11 keine Trennung der llektroden 4, 5 erreicht., dann lief er ii der Meßwanöler 9 nach Wiederherstellung der normalen Yer«· bindungen zwischen den Elementen der Schaltung wieder ein dem liefetrsdenkurζschluß entsprechendes Signalo Badurcli wird das Steuergerät 12 erneut für eine bestimate Zeit ein« geschaltet«

Der Hilfsgenerator 11 greift wieder in den Bearbeitungsvorgang ein. Dieser Vorgariji wird so oft wiederholt, bis der störende Kontakt zwischen den TSlektroaen beseitigt ist·

Die Binrichtung nach Fig. 3 hat 'folgende Wirkungsweise*: Dar Arbeitszyklus beginnt mit der Aufladung des KoadaiL·*- tore 14 unter Hochspannung. In dem Augenblick« in dee dl·

sich

Aufladung beendet ist, öffnet das !Thyratron 15 uftd der Kondensator 14 entlädt sich über die Primärwicklung 21 des Uatereetzungs^Iapulstransformatops 16, in dessen Sekundär- « wicklung 17j*iiabei ein Stromimpuls niedrigerer Spannung ia.-duziert wird. Zwischen Werkstiick-4 und Werkaeug@l@ktx?pde 5

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die im Stromkreis der Sekundärwicklung 17 liegen, tritt eine Entladung auf.

Nach Entladung des Kondensators 14 wird· das Thyratron 15 gesperrt_;und eine neue Aufladung des Kondensators 14 beginnt. Diese Zyklen folgen mit hoher Frequenz aufeinander und führen zu einer Hochfrequenz-Bros ion Z7/ischen den Elektroden 4, 5·

Die Elektrodenvorschubsteuerung 10' sorgt für die Verschiebung der Elektroden 4, 5 entsprechend dem Signal des Meßwandlers 9'.· Durch diese Verschiebung wird der Elektrodenabstand konstant gehalten. Das Steuergerät 12 bleibt außer Tätigkeit, da das Signal des Meßwandlers 9' kein Eingreifen des Steuergeräts 12 verursacht. Entsteht aber zufälligerweise ein Kurzschluß zwischen den ELektroäen 4, 5» wird durch das Signal des Meßwandlers 9* sofort die Verbindung zwischen der Elektrodenvorschubsteuerung 10· und den Vorschubmotoren 2, 3 unterbrochen und das Steuergerät 12 eingeschaltet· Dieses sperrt die Ventile IP 19, 20 und öffnet die V»ntil· 22, 23ι wodurch die Stromkreise des Meßwandlere 9', der Primärwicklung 21 und der Sekundärwicklung 1? des Untersetzungs-Impulstransformators 16 unterbrochen werden· Gleichzeitig werden die Elektroden 4, 5 direkt mit dem Aus-

gang des Generators 6* verbunden. Die Arbeitsfrequenz des Generators 6* wird eo geändert, daß der mittlere Strom, der durOh das Thyratron 15 fließt, konstant bleibt.

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Durch die Umschaltung wird der HochspannungB-kreis über die sich berührenden. Elektroden kurageschlössen·

Der Strom wird jetzt nur durch den Innenwiderstanö des Thy ratrons 15 begrenzt, sodaß die die Elektroden 4-, 5 äurohlaufenden Impulse eine höhere Amplitude haben und den Kontakt zwischen den Elektroden 4-, 5 zerstören. Dadurch wird wieder ein Abstand zwischen den Elektroden hergestellt· Bine Überlastung des !Thyratrons I5 wird hierbei durch Herabsetzung der Impulsfrequenz vermieuen·

Claims

Potentanwdl»· ~

ZELLENTIN u. LUYKEN . ²⁰' ^{Juli 1967}

München 22 " U/Ii/Öu

ZweibrOcfceniir. t

Ul 224585 P 15 625

!!Patentansprüche

1t Verfahren zur'elektroerosiven Metallbearbeitung, "bei dem Entladungen von Stromimpulsen über Werkstück·- und Werkzeugelektroden erfolgen und die Elektroden durch, eine Vorschubsteuerung relativ zueinander auf einer vorgegebenen Bahn bewegt werden, dadurch gekennzeichnet , daß bei Auftreten eines Φ zufälligen Kontaktee zwischen den Elektroden (^,5) diese nicht auseinanderbewegt, sondern mit Hilfsstroainpulsen, deren Amplitude größer als die Kurzschlußstromamplitude ist, solange beaufschlagt werden, bis der Elektroden» kurzschluß durch Kontakterosion beseitigt ist·

2· Verfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß während der Zeit, in der die kurzgeschlossenen "elektroden (4,5) durch die Hilfsstromimpulse beaufschlagt werden, der Fluß der Arbeitsstromimpulse zu äen Elektroden unterbrochen wird.

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3· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach, den Ansprüchen 1 und 2 mit einer Werkzeug- und einer Werkst iickelek tr ode, einem Arbeitsstrom-Impulsgenerator und einem Meßwandler, die sämtlich parallel zueinander geschalte t sind, und mit einer Vorschubsteuerung aur relativen Bewegung der Elektroden entlang einer vorgeschriebenen Bahn, gekennzeichnet durch einen an die Elektroden (4,5) angeschlossenen Hilfsstrom-Impulsgenerator (11) und ein Steuergerät (12), das mit dem Meßwandler (9) und dem Hilfsstrom-Impulagenerator (11) verbunden ist und den Hilfsstrom-Impulsgenerator (11) einschaltet, sobald der Meßwandler (9) einen zufälligen Kontakt zwischen den Elektroden (4,5) meldet·

4· Einrichtung nach. Anspruch 3% gekennzeichnet durch steuerbare Ventile (7,8), die im Stromkreis des MeBwandlers (9) des Arbeitsstrom-Impulsgenerators (6) eingebaut sind und durch das Steuergerät (12) betätigt werden.

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