DE1615328B2

DE1615328B2 - METHOD AND DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL MILLING A WORKPIECE WITH A ROTATING TOOL ELECTRODE

Info

Publication number: DE1615328B2
Application number: DE1967J0033405
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-04-12
Filing date: 1967-04-10
Publication date: 1976-12-09
Also published as: SE334278B; CH478625A; BE696870A; GB1176839A; DE1615328A1; ES339161A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrochemischen Fräsen eines Werkstückes mit einer rotierenden Werkzeugelektrode, wobei auf die Arbeitsfläche der Werkzeugelektrode ein Elektrolytfilm aufgebracht und dessen Schichtdicke an einem zwischen der Aufbringstelle und dem Arbeitsspalt gelegenen Punkt begrenzt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for electrochemical milling of a workpiece with a rotating one Tool electrode, an electrolyte film being applied to the working surface of the tool electrode and its layer thickness at a point located between the application site and the working gap is limited, as well as a device for performing this method.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der US-PS 29 39 825 bekannt. Bei diesem Verfahren erfolgt das Begrenzen der Elektrolytschichtdicke zwischen der Aufbringstelle und dem Arbeitsspalt durch ein Wehr in der Weise, daß die Elektrolytschichtdicke hinter dem Wehr 2,5 μπι bis 0,51 mm, vorzugsweise 25 μπι bis 0,2 mm, beträgt.A method of this type is known from US Pat. No. 2,939,825. This is the method of limiting the thickness of the electrolyte layer between the application point and the working gap through a weir in such a way that the electrolyte layer thickness behind the weir 2.5 μm to 0.51 mm, preferably 25 μm to 0.2 mm.

Ein ähnliches Verfahren ist aus der CH-PS 3 42 304 bekannt. Der Elektrolyt wird über einen Pinsel oder eine elastische Laufrolle auf die Oberfläche der Werkzeugelektrode aufgetragen. Durch diese Art des Auftrags wird gleichzeitig die Schichtdicke des Elektrolytfilms begrenzt. Das Auftragen des Elektrolyts und seine Schichtdickenbegrenzung erfolgen also an einem Punkt mit ein und demselben Gerät.A similar process is known from CH-PS 3 42 304. The electrolyte is drawn using a brush or a elastic roller applied to the surface of the tool electrode. By this type of job the thickness of the electrolyte film is limited at the same time. Applying the electrolyte and its Layer thickness limits are therefore carried out at one point with one and the same device.

Beide bekannten Verfahren gehen dabei von der Vorstellung aus, daß zur Erzielung der angestrebten elektrochemischen Wirkung der Elektrolytfilm in hinreichender Dicke herzustellen sei. Als »hinreichend dick« wird dabei eine Schichtdicke im Bereich von einigen Mikrometern angesehen. Eine solche Elektrolytschichtdicke wird durch reichlichen Elektrolytauftrag vor dem Arbeitspunkt eingestellt, sei es durch die Begrenzung an der Unterkante eines Wehrs, sei es durch Pinselauftrag. Diese Verfahren führen jedoch zu Profilhinterschneidungen an den Eck-, Winkel- oder Kantenteilen des zu fräsenden Profils. Solche Hinterschneidungen liegen häufig nicht mehr im Rahmen der vorgegebenen Bearbeitungstoleranzen, so daß das prinzipiell durchaus vorteilhafte elektrochemische Schleifverfahren für eine Reihe von Einsatzzwecken ungeeignet ist.Both known methods are based on the idea that to achieve the desired electrochemical effect of the electrolyte film was to produce in sufficient thickness. As »sufficient thick «is considered to be a layer thickness in the range of a few micrometers. Such an electrolyte layer thickness is set by copious electrolyte application before the operating point, be it by the Boundaries at the lower edge of a weir, be it by applying a brush. However, these procedures lead to Profile undercuts on the corner, angle or edge parts of the profile to be milled. Such undercuts are often no longer within the specified machining tolerances, so that the Electrochemical grinding processes that are in principle quite advantageous for a number of purposes is unsuitable.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrochemischen Fräsen zu schaffen, die die Übertragung auch komplizierter Werkzeugprofile mit höchster Maßgenauigkeit auf ein Werkstück gewährleisten, wobei das Werkstück insbe-In view of this prior art, the invention is based on the object of a method and to provide an apparatus for electrochemical milling, which also complicates the transmission Ensure tool profiles with the highest dimensional accuracy on a workpiece, whereby the workpiece in particular

sondere keine Hinterschneidungen in den Profilkanten aufweist.special has no undercuts in the profile edges.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß der überschüssige Elektrolyt von der Arbeitsfläche durch federndes Andrücken eines Abstreifers an die Arbeitsfläche mit dazu komplementärer Profilausbildung und/oder durch Absaugen und/oder durch Abblasen mit einem gegen die Arbeitsfläche gerichteten Gasstrahl hoher Strömungsgeschwindigkeit wieder entfernt wird.To solve this problem, a method of the type mentioned at the outset is proposed, which is carried out according to the invention is characterized in that the excess electrolyte from the work surface by resilient Pressing a scraper onto the work surface with a profile design complementary to it and / or through Suction and / or blow off with a high flow velocity gas jet directed towards the work surface is removed again.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zum elektrochemischen Fräsen eines Werkstückes mit einer rotierenden Werkzeugelektrode, einer Einrichtung zum Aufbringen eines Elektrolyten auf die Arbeitsfläche der Werkzeugelektrode und einer zwischen dieser Einrichtung und dem Arbeitsspalt angeordneten Einrichtung zum Begrenzen der Schichtdicke des Elektrolyten ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen federnd auf die Arbeitsfläche gedrückten Abstreifer mit zur Arbeitsfläche komplementärer Profilausbildung, einen dicht über der Arbeitsfläche angeordneten Absaugstutzen oder einen auf die Arbeitsfläche gerichteten Gasstrahl hoher Geschwindigkeit oder eine Kombination dieser Einrichtungen zum Begrenzen der Elektrolytschichtdicke.The device for performing this method for electrochemical milling of a workpiece with a rotating tool electrode, a device for applying an electrolyte to the Working surface of the tool electrode and one arranged between this device and the working gap Device for limiting the layer thickness of the electrolyte is characterized according to the invention by a wiper that is resiliently pressed onto the work surface and has a profile design that is complementary to the work surface, a suction nozzle arranged close to the work surface or one on the work surface Directed high speed gas jet or a combination of these devices to limit the Electrolyte layer thickness.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung gekennzeichnet durch eine der Arbeitsfläche der Werkzeugelektrode in der Nähe des Arbeitspunktes benachbarte und dieser gegenüber auf ein abweichendes Potential bringbare Hilfselektrode, die vorzugsweise gleichzeitig als Elektrolytzuführungsdüse ausgebildet ist. Dabei läßt man die Arbeitsfläche vorzugsweise so schnell rotieren, daß der über die Hilfselektrode elektrochemisch umgewandelte Elektrolyt vor Beginn der chemischen Rekombinationsprozesse in den Arbeitsspalt gelangt.According to a further development of the invention, the device is characterized by one of the work surfaces the tool electrode in the vicinity of the working point and opposite it an auxiliary electrode that can be brought to a different potential, preferably at the same time as an electrolyte feed nozzle is trained. The work surface is preferably rotated so fast that the over the Auxiliary electrode electrochemically converted electrolyte before the start of the chemical recombination processes gets into the working gap.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann auch der Abstreifer als Hilfselektrode ausgebildet sein.According to a further embodiment of the invention, the scraper can also be designed as an auxiliary electrode.

Gegenüber den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum elektrochemischen Fräsen unterscheiden sich also das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung primär darin, daß positive, vom Aufbringverfahren des Elektrolyten getrennte Maßnahmen zum Abtragen des Elektrolyten von der" Oberfläche der Werkzeugelektrode vorgesehen sind, durch die der Elektrolyt bis auf eine außerordentlich dünne restliche Haftschicht von der Oberfläche der Werkzeugelektrode wieder abgetragen wird. Überraschenderweise reicht diese restliche dünne Haftschicht nicht nur vollkommen zur Erzielung der elektrochemischen Fräswirkung aus, sondern ermöglicht außerdem die Herstellung außerordentlich präziser und hinterschneidungsfreier Profile, insbesondere auch in den Kantenbereichen.Differentiate from the known methods and devices for electrochemical milling So the method and apparatus of the invention is primarily that positive, from the application process of the electrolyte separate measures to remove the electrolyte from the "surface of the Tool electrode are provided through which the electrolyte is exceptionally thin remaining Adhesive layer is removed from the surface of the tool electrode again. Surprisingly enough this remaining thin adhesive layer not only completely to achieve the electrochemical milling effect, but also enables the production of extremely precise and undercut-free profiles, especially in the edge areas.

Der Abstreifer, der gegen die Werkzeugelektrodenoberfläche gedrückt wird und ein zu dieser komplementären Profil aufweist, ist aus einer verhältnismäßig steifen, dünnen Folie hergestellt und besteht vorzugsweise aus Celluloid, Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen oder einem anderen Kunststoff mit geringem Reibungskoeffizienten. Der Abstreifer kann vorzugsweise auch aus Graphit hergestellt sein. Er ist in diesem Fall nicht selbst federnd, sondern muß federnd an die Oberfläche der Werkzeugelektrode angedrückt werden. Wichtig ist, daß der Werkstoff, aus dem der Abstreifer hergestellt ist, vom Elektrolyten nicht angegriffen wird.The scraper that is pressed against the tool electrode surface and a complementary one Has profile is made of a relatively stiff, thin film and is preferably made of celluloid, polyethylene, polytetrafluoroethylene or another plastic with a low coefficient of friction. The wiper can preferably also be made of graphite. He is not in this case itself resilient, but must be pressed resiliently against the surface of the tool electrode. Important is, that the material from which the wiper is made is not attacked by the electrolyte.

Die Weiterbildung der Erfindung, nach der eine Hilfselektrode vor dem Arbeitsspalt vorgesehen ist, unterscheidet sich vom Stand der Technik nicht nur in der zuvor beschriebenen Weise durch die außerordentlich dünne Elektrolytschicht, sondern weiterhin dadurch, daß durch einen Stromfluß zwischen der Hilfselektrode und der Werkzeugelektrode auch der elektrochemische Zustand des Elektrolyten selbst modifiziert wird. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, die Zufuhrdüse für den strömenden Elektrolyten als Hilfselektrode auszubilden, um einen möglichst verlustfreien Strompfad zu gewährleisten. The development of the invention, according to which an auxiliary electrode is provided in front of the working gap, differs from the state of the art not only in the manner described above in that it is extraordinarily thin electrolyte layer, but also by the fact that a current flow between the auxiliary electrode and the tool electrode also modifies the electrochemical state of the electrolyte itself. as It has proven advantageous to design the feed nozzle for the flowing electrolyte as an auxiliary electrode, to ensure a current path with as little loss as possible.

Auf welchen Vorgängen die Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit durch die elektrochemische Beeinflussung des Elektrolyten beruht, ist bislang nicht restlos geklärt. Für die Wechselstromeinwirkung und insbesondere die Hochfrequenzaktivierung des Elektrolyten wird jedoch vermutet, daß die Polarisationseffekte durchbrochen und eine Aktivierung der Grenzfläche zwischen dem Elektrolyten und den Elektroden bewirkt wird. Offensichtlich wird dadurch der Arbeitsstromfluß zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück verbessert. Auch ist eine Verbesserung der Haftung des Elektrolyten an der Werkzeugelektrode wahrscheinlich. Jedenfalls ist eine überraschende Erhöhung der Bearbeitungsgenauigkeit zu beobachten, wenn ein Elektrolytfilm unmittelbar auf der rotierenden Arbeitsoberfläche durch Zuführen eines Gleichstroms, eines Wechselstroms, eines Hochfrequenzwechselstroms (beispielsweise im Bereich von 1 kHz bis 3 MHz) oder eines mit niederfrequentem Wechselstrom (beispielsweise 30 bis 500 Hz) oder eines mit hochfrequentem Wechselstrom (beispielsweise im Kilohertz- oder Megahertzbereich) überlagerten Gleichstroms behandelt wird.
Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung einer aus Graphit bestehenden Frässcheibe in Verbindung mit einem Elektrolyten erwiesen, dessen dynamischer spezifischer elektrischer Widerstand annähernd gleich dem der Graphitscheibe ist. Als Arbeitsstrom werden auch bei dieser Weiterbildung Gleichstrom oder Wechselstrom verwendet.The processes on which the improvement in machining accuracy is based on the electrochemical influence of the electrolyte has not yet been fully clarified. For the action of alternating current and in particular the high-frequency activation of the electrolyte, however, it is assumed that the polarization effects are broken and the interface between the electrolyte and the electrodes is activated. Obviously, this improves the flow of working current between the tool electrode and the workpiece. An improvement in the adhesion of the electrolyte to the tool electrode is also likely. In any case, a surprising increase in machining accuracy can be observed when an electrolyte film is placed directly on the rotating work surface by supplying a direct current, an alternating current, a high-frequency alternating current (for example in the range from 1 kHz to 3 MHz) or one with a low-frequency alternating current (for example 30 to 500 Hz ) or a direct current superimposed with high-frequency alternating current (for example in the kilohertz or megahertz range).
The use of a milling disk made of graphite in connection with an electrolyte has proven to be particularly advantageous, the dynamic specific electrical resistance of which is approximately the same as that of the graphite disk. In this development, too, direct current or alternating current are used as the working current.

Schließlich hat sich gezeigt, daß auch eine Einflußnahme auf die mechanische Oberflächenspannung des Elektrolyts das Fräsergebnis positiv beeinflussen kann. Insbesondere ist der Zusatz oberflächenwirksamer organischer Substanzen vorteilhaft, vorzugsweise der Zusatz von Olivenöl, Erdöldestillationsrückständen, Stearinsäure, Capronsäure oder Cetylalkohol. Dabei sind die Fettsäuren unter der Einwirkung eines Hilfsstromes über die Hilfselektrode in der Lage, mit den Ionen des Elektrolyten in situ Metallseifen zu bilden. Die Tenside bewirken offensichtlich über eine Haftverbesserung des Elektrolyten auf der Werkzeugelektrode, die ein Fortwandern des Elektrolyten auf der Elektrodenoberfläche verringert, eine Unterdrückung der Hinterschneidungserscheinungen. Als Tenside bzw. die Tenside in situ bildende Mittel werden vorzugsweise höhere organische Alkohole, organische Säuren, Alkylöle, aromatische öle oder Aralkylöle eingesetzt.Finally, it has been shown that an influence on the mechanical surface tension of the Electrolytes can have a positive influence on the milling result. In particular, the addition is more effective on the surface organic substances advantageous, preferably the addition of olive oil, petroleum distillation residues, Stearic acid, caproic acid or cetyl alcohol. The fatty acids are under the action of a Auxiliary current through the auxiliary electrode is able to form metal soaps in situ with the ions of the electrolyte. The surfactants obviously improve the adhesion of the electrolyte to the tool electrode, which reduces migration of the electrolyte on the electrode surface, a suppression of the Undercuts. Preferred surfactants or agents which form the surfactants in situ are preferred higher organic alcohols, organic acids, alkyl oils, aromatic oils or aralkyl oils are used.

Durch die zuvor beschriebenen Maßnahmen zur Steuerung des Elektrolytzustandes einschließlich der Elektrolytschichtdicke kann die Maßgenauigkeit der Profilherstellung gegenüber den bekannten elektrochemischen Fräsverfahren um den Faktor 3,5 erhöht werden.By the measures described above for controlling the electrolyte condition including the The thickness of the electrolyte layer can reduce the dimensional accuracy of the profile production compared to the known electrochemical Milling process can be increased by a factor of 3.5.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1, 2 und 3 schaubildliche QuerschnittansichtenThe invention is described in more detail below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the drawings. Show it
Figures 1, 2 and 3 are perspective cross-sectional views

zur Darstellung des Fließverhaltens des Elektrolyten am Umfang der rotierenden Scheiben gemäß Stand der Technik und die daraus resultierende Entstehung von Hinterschneidungen,to show the flow behavior of the electrolyte on Scope of the rotating disks according to the state of the art and the resulting emergence of Undercuts,

Fig.4 und 5 schaubildliche Seitenansichten erfindungsgemäßer Anordnungen mit besseren Leistungsresultaten, 4 and 5 diagrammatic side views of the invention Arrangements with better performance results,

F i g. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der Fig. 5,F i g. 6 shows a section along the line VI-VI in FIG. 5,

F i g. 7 und 8 eine schaubildliche perspektivische beziehungsweise Seitenansicht weitere Ausführungsformen der Erfindung,F i g. 7 and 8 a diagrammatic perspective and side view, respectively, of further embodiments the invention,

F i g. 9 eine graphische Darstellung von Bearbeitungsergebnissen mit der Vorrichtung der F i g. 8, F i g. 9 is a graphic representation of machining results with the device of FIG. 8th,

Fig. 10 und 11 schaubildliche Seitenrisse von Stirnschleifanordnungen,FIGS. 10 and 11 are perspective side elevations of FIG Face grinding arrangements,

Fig. 12 eine perspektivische Teilansicht zur Darstellung eines weiteren Merkmals der Erfindung,Fig. 12 is a partial perspective view for illustration another feature of the invention,

Fig. 13 eine schaubildliche und teilgeschnittene Seitenansicht und13 is a diagrammatic and partially sectioned side view, and FIG

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Fräsvorrichtung.14 shows a perspective view of a further milling device.

• In den F i g. 1 und 2 ist schaubildlich das Fließverhalten eines Elektrolytfilms F entlang der Arbeitsoberfläche M' einer zum elektrochemischen Fräsen benutzten Graphitscheibe W wiedergegeben. Die profilierte Wandung der Scheibe W ist entlang der Arbeitsfläche mit einer Anzahl von Rippen R', R" und R'" mit dazwischenliegenden Mulden T' und T" ausgebildet. Je nach Querschnittsform der Rippen (R' keilförmig, R" abgeflacht, R'" abgerundet) bilden sich längere oder kürzere Strömungsfahnen F" und F'" des Elektrolyten. Arbeitet sich die Arbeitsfläche M' in ein Werkstück w ein (F i g. 3), so verursachen offenbar diese Strömungsfahnen F' bis F'" des Elektrolyten Hinterschneidungen U', U" und V" in den in das Werkstück w eingearbeiteten Kanälen. Das Profil der bearbeiteten Fläche zeigt mithin erhebliche Abweichungen vom Umrißprofil der Elektrode.• In the F i g. 1 and 2 graphically show the flow behavior of an electrolyte film F along the working surface M 'of a graphite disc W used for electrochemical milling. The profiled wall of the disc W is formed along the working surface with a number of ribs R ', R " and R'" with troughs T ' and T " in between. Depending on the cross-sectional shape of the ribs (R' wedge-shaped, R" flattened, R '" rounded off) longer or shorter flow vanes F" and F '"of the electrolyte are formed. If the working surface M' works itself into a workpiece w (FIG. 3), these flow vanes F ' to F'" obviously cause the electrolyte Undercuts U ', U " and V" in the channels machined into the workpiece w. The profile of the machined surface therefore shows considerable deviations from the contour profile of the electrode.

Auch an Scheiben mit zylindrischer Arbeitsoberfläche ohne Vertiefungen bilden sich radiale Strömungsfahnen F' (F i g. 2), die am Werkstück trotz der verhältnismäßig glatten Oberfläche der Werkzeugelektrode Ungleichmäßigkeiten in der Ausbildung der Oberfläche ergeben. Tatsächlich konnte festgestellt werden, daß Unebenheiten und Maßungenauigkeiten in der Oberfläche des Werkstücks weitgehend auf die Beschaffenheit und die besonderen Eigenarten des Elektrolytfilms zurückzuführen sind. Radial flow vanes F ' (FIG. 2) are also formed on disks with a cylindrical working surface without depressions, which result in irregularities in the design of the surface on the workpiece despite the relatively smooth surface of the tool electrode. In fact, it was found that unevenness and dimensional inaccuracies in the surface of the workpiece are largely due to the nature and special characteristics of the electrolyte film.

Die im Zusammenhang mit den F i g. 1 bis 3 erörterten Mangel können gemäß der Erfindung beseitigt werden, indem man den überschüssigen Elektrolyten von der Arbeitsoberfläche der Werkzeugelektrode entfernt.The in connection with the F i g. 1 to 3 discussed deficiencies can according to the invention can be eliminated by removing the excess electrolyte from the working surface of the tool electrode removed.

F i g. 4 zeigt eine Anordnung zum elektrochemischen Fräsen, wobei in bekannter Art ein Werkstück 10 auf einem Vorschubschlitten 11 und eine rotierende, beispielsweise aus Graphit bestehende Scheibe 12 an die beiden Pole einer Gleich- oder Wechselspannungsquelle 14 angeschlossen sind.F i g. 4 shows an arrangement for electrochemical milling, with a workpiece 10 in a known manner a feed slide 11 and a rotating, for example made of graphite disc 12 to the both poles of a DC or AC voltage source 14 are connected.

Auf die zylindrische Arbeitsoberfläche 15 der Scheibe 12 wird Elektrolyt mittels einer Düse 16 nahe der Bearbeitungsstelle aufgebracht. Die elektrolytbeschichtete Arbeitsoberfläche wird in der durch den Pfeil 17 angedeuteten Richtung fortbewegt und gleitet dabei unter einem aus einem porösen Material bestehenden Wischbausch 18 hindurch, in den ein Saugrohr 19 eingeführt ist. Dieses führt zu einer Saugpumpe 20, so daß der Wischerkopf 18 gleichzeitig ein Abwischen der Elektrodenoberfläche 15 und ein Absaugen des Elektrolytüberschusses bewirkt. Eine unterhalb des Wischbausches 18 angeordnete Leitplatte 21 leitet die abgestreifte Flüssigkeit von der Arbeitsoberfläche fort. Hinter dem schwammartigen Saugwischer 18 verbleibt auf dieser Oberfläche ein verhältnismäßig dünner Elektrolytfilm. Dieser dünne Film kann in seiner Stärke noch weiter reduziert werden durch einen Druckluftstrahl 22, der aus einer Düse 23 tangential entgegen dem Drehsinn der Arbeitsoberfläche 15 gegen diese gerichtet wird. Es wurde festgestellt, daß ein solcher Druckluftstrahl keineswegs, wie man vielleicht erwarten könnte, die Gleichmäßigkeit des Films beeinträchtigt, daß aber die Bearbeitungsgenauigkeit hierdurch recht erheblich verbessert werden kann. Falls kein Wischerkopf 18 vorgesehen ist, genügt sogar auch die alleinige Anwendung eines Luftstrahls 22. Eine weitere Saugdüse 25 ist mit ihrer öffnung auf die Bearbeitungszone gerichtet, um diejenigen Elektrolytanteile abzusaugen, die sich möglicherweise dort ansammeln könnten, womit gewährleistet ist, daß lediglich der dünne Film von der Werkzeugelektrodenoberfläche 15 durch die Bearbeitungszone hindurch mitgeführt wird. Das | Werkstück 10 wird mit dem Vorschubschlitten in Richtung des Pfeils 26 zugeführt, wobei der Kanal 13 ausgeformt wird. In den Leitungskanal 19 kann ein Dreiwegehahn 27 eingeschaltet sein, der eine Verbindung mit einer Elektrolytumlaufpumpe 28 und mit einem Vorratsbehälter 29 für den Elektrolyten herstellen kann, falls der Elektrolyt dem System durch den hierbei als Auftragsvorrichtung benutzten porösen Körper 18 hindurch zugeführt werden soll. In diesem Fall dient zur Entfernung des überschüssigen Elektrolyten ausschließlich die Druckluftdüse 23.On the cylindrical working surface 15 of the disc 12 is electrolyte by means of a nozzle 16 near the Processing point applied. The electrolyte-coated working surface is shown in the direction indicated by arrow 17 The indicated direction moves forward and slides under one made of a porous material Wiper pad 18 through which a suction tube 19 is inserted. This leads to a suction pump 20, see above that the wiper head 18 simultaneously wiping the electrode surface 15 and sucking off the Causes excess electrolyte. A guide plate 21 arranged below the wiper construction 18 guides the stripped liquid away from the work surface. Remains behind the sponge-like suction wiper 18 a relatively thin electrolyte film on this surface. This thin film can vary in strength Can be further reduced by a compressed air jet 22, which emerges from a nozzle 23 tangentially against the Direction of rotation of the work surface 15 is directed against this. It was found that such a The compressed air jet in no way affects the evenness of the film, as one might expect, but that the machining accuracy can be improved quite considerably as a result. If no wiper head 18 is provided, even the sole use of an air jet 22 is sufficient. Another suction nozzle 25 is directed with its opening on the processing zone in order to suck off those electrolyte fractions, which could possibly collect there, thus ensuring that only the thin film is carried along by the tool electrode surface 15 through the machining zone. The | Workpiece 10 is fed with the feed slide in the direction of arrow 26, with channel 13 is formed. In the conduit 19, a three-way valve 27 can be switched on, which establishes a connection with an electrolyte circulation pump 28 and with a storage container 29 for the electrolyte can, if the electrolyte to the system through the porous used here as an application device Body 18 is to be fed through. In this case it is used to remove the excess electrolyte only the compressed air nozzle 23.

In den F i g. 5 und 6 ist eine Anordnung zum Entfernen des Elektrolyten von der Oberfläche 115 einer profilierten Graphitscheibe 112 gezeigt. Hierbei wird der Überschuß mit Hilfe eines aus Kunstharz bestehenden dünnen Plättchens 130, dessen Kante 131 eine komplementäre, der Ausbildung der Rippen 115/·' 115/-"und 115r'"der Scheibe 112 angepaßte Umrißform aufweist, entfernt: Das Plättchen 130 ist so gegen die Scheibe 112 gerichtet, daß es als spatelartige Fläche wirkt. Lediglich ein dünner Film des Elektrolyten bleibt , auf der Oberfläche der Scheibe 112 in dem in der Betrachtungsrichtung der Fig.5 rechten unteren Quadranten zurück, bevor die Arbeitsoberfläche an dem Werkstück angreift. Das Plättchen 130 kann den Elektrolyten einem Vorratsbehälter 129 zuleiten, aus dem über die üblichen Filtervorrichtungen durch eine Pumpe 128 der Düse 116 zugeführt wird.In the F i g. 5 and 6 is an arrangement for removing the electrolyte from surface 115 a profiled graphite disc 112 is shown. Here, the excess is removed with the help of a synthetic resin existing thin plate 130, the edge 131 of which is complementary to the formation of the ribs 115 / · ' 115 / - "and 115r '" of the disk 112 adapted contour shape has, removed: The plate 130 is directed towards the disc 112 that it is a spatula-like surface works. Only a thin film of the electrolyte remains on the surface of the disc 112 in the Viewing direction of Fig.5 right lower quadrant back before the work surface at the Attacks workpiece. The wafer 130 can conduct the electrolyte to a storage container 129 which is fed to the nozzle 116 by a pump 128 via the usual filter devices.

In einer weiteren abgeänderten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung (F i g. 7) wird der Elektrolytüberschuß von der Arbeitsoberfläche 15 der Scheibe dadurch entfernt, daß gegen diese aus einer Düse 23 von gleicher Breite wie die Arbeitsoberfläche 15 entgegen der durch den Pfeil 17 verdeutlichten Drehrichtung der Scheibe ein flacher, breitgezogener Luftstrahl gerichtet wird. Die Düse 23 ist hierbei an dem in der Betrachtungsrichtung der Figur rechten unteren Quadranten der Scheibe 12 angeordnet, also an einer Stelle, deren Winkelabstand gegen die Bearbeitungszone 90° nicht überschreitet. Gleichfalls in diesem Bereich , ist ein Saugstutzen 25 von gleicher Breite wie die Oberfläche 15 in einem geringen Abstand von dieser angeordnet. Für die Zirkulation des durch die Saugdüse 25 von dem Werkstück 10 abgesaugten Elektrolyten undIn a further modified embodiment of an arrangement according to the invention (FIG. 7), the Excess electrolyte removed from the working surface 15 of the disc by that against this from a Nozzle 23 of the same width as the working surface 15 opposite to that indicated by the arrow 17 Direction of rotation of the disc a flat, broad air jet is directed. The nozzle 23 is here on the Arranged in the viewing direction of the figure, right lower quadrant of the disk 12, that is to say on one Place whose angular distance from the machining zone does not exceed 90 °. Also in this area, is a suction port 25 of the same width as the surface 15 at a small distance from this arranged. For the circulation of the electrolyte sucked from the workpiece 10 by the suction nozzle 25 and

für dessen Zuführung in das zum Durchtränken des Wischkörpers 18 mit Elektrolytflüssigkeit dienende Leitungsstück 19 ist eine Pumpe 28 vorgesehen.for its feeding into the one used to soak the wiping body 18 with electrolyte fluid Line section 19, a pump 28 is provided.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfährt der Elektrolyt auf der Werkstückoberfläche' eine elektrolytische Umwandlung durch eine Hilfselektrode, die in einem geringen Abstand von der Bearbeitungsstelle angeordnet ist, so daß die Rekombinationszeit des umgewandelten Elektrolyten wesentlich länger ist als die Zeitspanne, die erforderlich ist, um die umgewandelten Anteile des Elektrolyten in die Bearbeitungszonen zu transportieren. Es zeigt sich dabei, daß mit.Hilfe des in dieser Weise auf elektrischem Weg umgewandelten Elektrolyten Maßungenauigkeiten, wie Hinterschneidungen, vermieden werden können. Die auf elektrischem Wege bewirkten Veränderungen der Elektrolytschicht auf der Werkzeugoberfläche können dabei zumindest teilweise auch durch ohmsche Aufheizung des Elektrolyten und durch Einengung des Flüssigkeitsvolumens unter Erzeugung einer verringerten Filmstärke bewirkt werden.According to an advantageous development of the invention, the electrolyte experiences on the workpiece surface ' an electrolytic conversion by an auxiliary electrode, which is at a small distance from the Processing site is arranged so that the recombination time of the converted electrolyte is essential is longer than the period of time that is required for the converted portions of the electrolyte to enter the processing zones to transport. It turns out that with the help of this in an electrical way converted electrolyte dimensional inaccuracies, such as undercuts, can be avoided. the electrical changes in the electrolyte layer on the tool surface at least partially also by ohmic heating of the electrolyte and by narrowing the Liquid volume can be caused to produce a reduced film thickness.

In der elektrochemischen Fräsvorrichtung nach Fig.8 sind das in einem verschiebbaren Behälter 311 angeordnete Werkstück 10 und die aus Graphit bestehende Frässcheibe 12 mit einer Stromquelle 314 für Gleichstrom, für einen mit einer Gleichspannung überlagerten Wechselstrom oder auch für Wechselstrom verbunden. Die Elektrolytzuführdüse 318 stellt eine Hilfselektrode dar, die in enger Gegenüberstellung zu der Arbeitsoberfläche 15 der Werkzeugelektrode angeordnet ist, so daß der dazwischen befindliche Elektrolytfilm unmittelbar auf der Arbeitsoberfläche umgewandelt wird. Zu diesem Zweck ist zwischen die Scheibe 12 und die Hilfselektrode 318 eine weitere Stromquelle 340 geschaltet, wobei es sich entweder um eine Gleichstromquelle handeln kann, deren positiver oder negativer Pol mit der Hilfselektrode verbunden ist, oder es kann sich auch um eine Wechselstromquelle handeln.In the electrochemical milling device according to FIG. 8, these are in a displaceable container 311 arranged workpiece 10 and the milling disk 12 made of graphite with a power source 314 for direct current, for an alternating current superimposed with a direct voltage or for alternating current tied together. The electrolyte supply nozzle 318 represents an auxiliary electrode, which is in close opposition is arranged to the working surface 15 of the tool electrode, so that the therebetween Electrolyte film is converted directly on the work surface. For this purpose is between the Disk 12 and the auxiliary electrode 318 are connected to a further current source 340, which is either a direct current source can act, the positive or negative pole of which is connected to the auxiliary electrode, or it can be an AC power source.

In F i g. 9 sind in Abhängigkeit von dem zwischen der Werkzeugelektrode 12 und der Hilfselektrode 318 übergehenden Strom (Abszisse) die Bearbeitungsgeschwindigkeit, ausgedrückt in g/min (durchbrochene Linien), sowie der Kantenradius in Millimetern (ausgezogene Linien) auf der Ordinate aufgetragen, und zwar jeweils eine Kurve für negative bzw. positive Gleichspannung bzw. für Wechselspannung an der Hilfselektrode. Sowohl eine Wechselspannung als auch eine Gleichspannung an der Hilfselektrode ergibt eine merkliche Verbesserung gegenüber dem ohne eine solche Modifizierung des Elektrolyten erhaltenen Kantenradius, wobei allerdings bei einer positiven Polung der Hilfselektrode der Käntenradius mit zunehmendem Strom am stärksten herabgesetzt wird. In allen Fällen wird die Maßgenauigkeit mit steigender Stromstärke des Hilfsstroms zunächst stark erhöht, während in den oberen Stromamplitudenbereichen keine wesentliche weitere Verbesserung zu verzeichnen ist. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit zeigt bei positiver Polung der Hilfselektrode sinkende, sonst jedoch ansteigende Werte.In Fig. 9 are dependent on the between the tool electrode 12 and the auxiliary electrode 318 passing current (abscissa) the processing speed, expressed in g / min (broken Lines), as well as the edge radius in millimeters (solid lines) plotted on the ordinate, namely one curve each for negative or positive direct voltage or for alternating voltage on the auxiliary electrode. Both an AC voltage and a DC voltage at the auxiliary electrode result in one marked improvement over that obtained without such modification of the electrolyte Edge radius, although with a positive polarity of the auxiliary electrode, the cant radius also is reduced the most with increasing current. In all cases, the dimensional accuracy increases The current strength of the auxiliary current is initially greatly increased, while in the upper current amplitude ranges no significant further improvement can be recorded. The processing speed shows a positive Polarity of the auxiliary electrode decreasing, but otherwise increasing values.

In einer abgeänderten Ausführungsform nach F i g. 10 wird ein Werkstück 10, beispielsweise ein Schneidstahl, an der kreisförmigen Stirnfläche 15 eines aus Graphit bestehenden elektrochemischen Schleifwerkzeugs 12 geschliffen. Die Stromquelle 414 für die elektrochemische Bearbeitung ist als ein an eine Wechselspannungsquelle angeschlossener Transformator dargestellt. Der Elektrolyt wird hierbei der Düse 418, die auch als Hilfselektrode für die elektrolytische Umwandlung des Elektrolytfilms dient, aus einem Vorratsbehälter 429 durch eine Pumpe 428 zugeführt. Eine zwischen die Hilfselektrode 418 und die Schleifscheibe 12 geschaltete Hilfsstromquelle besteht aus einer Gleichstromquelle 4406, die mit einer Induktivität 440c zur Begrenzung von Stromstößen und einem Potentiometer 44Oe in Reihe liegt, sowie aus einer Wechselstromquelle 440a, die überIn a modified embodiment according to FIG. 10 is a workpiece 10, for example a cutting steel, on the circular end face 15 of an electrochemical grinding tool 12 made of graphite sanded. The power source 414 for electrochemical machining is available as an AC power source connected transformer shown. The electrolyte is here the nozzle 418, which is also called Auxiliary electrode is used for the electrolytic conversion of the electrolyte film, from a storage container 429 supplied by a pump 428. One connected between the auxiliary electrode 418 and the grinding wheel 12 Auxiliary power source consists of a direct current source 4406, which has an inductance 440c for limiting Current surges and a potentiometer 44Oe is in series, as well as from an alternating current source 440a, which over

ίο einen Kondensator 44Od mit dem Schleifer des Potentiometers 44Oe verbunden ist. Das Potentiometer 44Oe dient somit zur Steuerung der Amplitude des Wechselstroms, der dem zur Elektrolytumwandlung benutzten Gleichstrom überlagert ist.ίο a capacitor 44Od is connected to the wiper of the potentiometer 44Oe. The potentiometer 440e thus serves to control the amplitude of the alternating current which is superimposed on the direct current used for electrolyte conversion.

Bei der abgeänderten Anordnung nach F i g. 11 dient ein Graphitwischer, der sich in Breite des Radius der kreisflächenförmigen seitlichen Arbeitsoberfläche 15 der Graphitscheibe 12 erstreckt, gleichzeitig zum mechanischen Entfernen des Überschusses des Elektrolyten und als Hilfselektrode für dessen elektrolytische Umwandlung. Die an die Hilfselektrode 518a und die ' Werkzeugelektrode 12 geschaltete Hilfsstromquelle 540 besteht aus einem Wechselstromgenerator 540a, der über einen Trenntransformator 5406 und einen Kopp-.In the modified arrangement according to FIG. 11 serves a graphite wiper, which is the width of the radius of the circular surface-shaped side work surface 15 the graphite disc 12 extends, at the same time for mechanical removal of the excess of the electrolyte and as an auxiliary electrode for its electrolytic conversion. The to the auxiliary electrode 518a and the 'Tool electrode 12 switched auxiliary power source 540 consists of an alternator 540a, the via an isolating transformer 5406 and a coupling.

lungskondensator 540c zwischen die Hilfselektrode und die Werkzeugelektrode geschaltet ist. Ein Spannungsmesser 550 liegt parallel zur Wechselstromquelle 540 zwischen der Hilfselektrode 518a und der Werkzeugelektrode 12 und steuert über ein elektromagnetisches Ventil 519 den Elektrolytdurchsatz der Austrittsdüse 5186. Die Umlaufpumpe 528 fördert den Elektrolyten aus einem Vorratsbehälter 529 zu diesem Ventil 519. Hat der Elektrolytfilm auf der Werkzeugoberfläche die geeignete Stärke und Beschaffenheit, so weist er einen vorbestimmten Widerstandswert auf, die Spannung am Spannungsmesser 550 liegt unterhalb einer vorbestimmten Spitzenspannung. Vergrößert sich der Widerstand zwischen der Hilfselektrode 518a und der Werkzeugelektrode 12, so wird durch die Einrichtung 550 das Ventil 519 im Sinne einer verstärkten Zuführung des Elektrolyten zu der Fläche 15 betätigt. Ist ein Elektrolytüberschuß vorhanden, so wird der verminderte Widerstand gleichfalls durch die Einrichtung 550 erfaßt, die daraufhin die Elektrolytzufuhr drosselt, wodurch die optimale Filmstärke und Filmbeschaffenheit wieder hergestellt werden.treatment capacitor 540c is connected between the auxiliary electrode and the tool electrode. A tension meter 550 lies parallel to the alternating current source 540 between the auxiliary electrode 518a and the tool electrode 12 and controls the electrolyte throughput of the outlet nozzle via an electromagnetic valve 519 5186. The circulation pump 528 conveys the electrolyte from a storage container 529 to this valve 519. If the electrolyte film on the tool surface has the appropriate thickness and texture, it has a predetermined resistance value, the voltage at the voltmeter 550 is below a predetermined Peak voltage. When the resistance between the auxiliary electrode 518a and the tool electrode increases 12, the device 550, the valve 519 in the sense of an increased supply of the Electrolyte to the surface 15 is actuated. If there is an excess of electrolyte, the excess is reduced Resistance is also detected by the device 550, which then throttles the electrolyte supply, whereby the optimal film thickness and film quality are restored.

Bei den in den Fig.8 bis 11 dargestellten Anordnungen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dem auf der Arbeitsoberfläche einer elektrolytischen Umwandlung unterworfenen Elektrolyten höhere Alkohole, organische Säuren oder öle zuzusetzen; es hat den Anschein, daß die elektrolytisch erzeugten Stoffe oder Stoffteilchen (so beispielsweise KOH, NaOH und HOCl) sich mit diesen oberflächenwirksamen organischen Verbindüngen chemisch umsetzen können, wodurch die elektrolytische Umwandlung in ihren Ergebnissen stabilisiert wird und die oberflächenaktiven Mittel den Elektrolyten in seinen Eigenschaften modifizieren, und' zwar im Sinne einer gesteigerten Bearbeitungsgenauigkeit. So muß beispielsweise bei der Betriebsanordnung der' F i g. 8 die Hilfselektrode 318 für die meisten Bearbeitungsgeschwindigkeiten um einen Kreiswinkel von etwa 10° gegenüber der Bearbeitungszone nach oben versetzt angeordnet sein, falls kein Stabilisierungsmittel angewendet werden soll. Natürlich kann dieser Winkel annähernd doppelt so groß gewählt werden, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe verdoppelt wird, wobei als* Orientierungskriterium die Rekom-In the arrangements shown in FIGS It has proven advantageous to undergo electrolytic conversion on the work surface to add higher alcohols, organic acids or oils to the electrolytes subjected; it looks like, that the electrolytically generated substances or particles (so for example KOH, NaOH and HOCl) can chemically react with these surface-active organic compounds, whereby the electrolytic conversion is stabilized in its results and the surfactants Modify electrolytes in their properties, in the sense of an increased processing accuracy. For example, in the operational arrangement of 'F i g. 8 the auxiliary electrode 318 for most Machining speeds by a circular angle of about 10 ° compared to the machining zone be offset at the top if no stabilizing agent is to be used. Of course this can Angle can be chosen to be approximately twice as large if the peripheral speed of the disk is doubled where as * orientation criterion the recom-

609 550/10609 550/10

binationsgeschwindigkeit der elektrochemisch erzeugten Stoffarten zu bewerten ist. Die nachstehenden Ausführungsbeispiele zeigen Möglichkeiten für die praktische Anwendung der Erfindung.binational speed of the electrochemically generated Types of material is to be assessed. The following embodiments show possibilities for practical application of the invention.

example 1

Mit dem in Fig.4 dargestellten Gerät wurde ein Werkstück bearbeitet, das aus einem 6% Kobalt enthaltenden Wolframcarbid bestand. Die Elektrode war dabei als einfache zylindrische Scheibe ausgebildet, die ein gezacktes Umfangsprofil aufwies und mit einem Druck von 1 bar gegen das Werkstück gedrückt wurde. Der Bearbeitungsstrom war ein 50-Hz-Wechselstrom mit einer Stromstärke von 80 A und einer Spannungsamplitude von 6 V. Die Bearbeitungstiefe betrug 5 mm, und die Bearbeitungsgeschwindigkeit wurde bei 1,6 bis 1,8 mm/min gehalten. Falls dabei die Vorrichtungen zur Behandlung des Films auf der Elektrodenoberfläche unbetätigt blieben, zeigte sich eine Unebenheit oder Rauhigkeit von etwa 0,5 μπι Hmax und ein Kantenradius von 0,3 mm. Wurde andererseits aber aus der Düse 23 bei einem Abstand zwischen Düse und Elektrode vonWith the device shown in Fig. 4 was a Machined workpiece, which consisted of a 6% cobalt containing tungsten carbide. The electrode was designed as a simple cylindrical disc with a serrated circumferential profile and with a Pressure of 1 bar was pressed against the workpiece. The machining current was 50 Hz alternating current with a current of 80 A and a voltage amplitude of 6 V. The machining depth was 5 mm, and the machining speed was kept at 1.6 to 1.8 mm / min. If the devices for Treatment of the film on the electrode surface remained unactuated, an unevenness or appeared Roughness of about 0.5 μm Hmax and an edge radius of 0.3 mm. On the other hand, however, the nozzle 23 became at a distance between the nozzle and the electrode of

1 mm ein Druckluftstrahl mit einem Druck von 6 bar gegen die Werkzeugelektrode gerichtet, so konnte bei gleicher Bearbeitungsgeschwindigkeit der Kantenradius auf 0,08 mm erniedrigt und eine Maßgenauigkeit von 0,015 mm gegenüber 0,07 mm Abweichung vom Umrißprofil der Werkzeugelektrode erzielt werden.1 mm a compressed air jet with a pressure of 6 bar directed against the tool electrode same processing speed, the edge radius is reduced to 0.08 mm and a dimensional accuracy of 0.015 mm compared to 0.07 mm deviation from the contour profile of the tool electrode can be achieved.

B e i s ρ i e 1 2B e i s ρ i e 1 2

Ein Werkzeugstahl SK-2 wurde unter Verwendung des Geräts der F i g. 8 mit einer Graphitscheibe bearbeitet, die eine Arbeitsfläche von 1 cm² und einen Durchmesser von 150 mm aufwies. Die Scheibengeschwindigkeit an der Arbeitsoberfläche betrug 23,2 m/ see, und der Bearbeitungszone wurden pro Minute 750 cm³ des Elektrolyten zugeführt. Bei dem Elektrolyten handelte es sich um eine wäßrige Lösung, dieAn SK-2 tool steel was produced using the apparatus of FIG. 8 processed with a graphite disc, which had a working area of 1 cm ² and a diameter of 150 mm. The wheel speed at the working surface was 23.2 m / sec, and the processing zone was fed ^{750 cm 3 of the electrolyte per minute.} The electrolyte was an aqueous solution that

2 Gew.-% Natriumnitrid und 5 Gew.-% Kaliumnitrat enthält. Zur Bearbeitung diente ein Gleichstrom mit einer Stromstärke von 70 A. Die ohne Zugabe von oberflächenwirksamen Stoffen mit Hilfsströmen von unterschiedlicher Stromstärke erzielten Resultate sind in die graphische Darstellung der F i g. 9 eingegangen. Falls der (zwischen der gegenüber der Bearbeitungszone um einen Winkel von 10° nach oben versetzt angeordneten Hilfselektrode 318 und der Werkzeugelektrode 12 übergehende) Hilfsstrom eine Stromstärke von 100 A hatte, wobei die Elektrode 318 negativ gepolt war, belief sich die bei der Bearbeitung abgetragene Materialmenge auf 0,7 g/min, wobei ein Kantenradius von etwa 0,006 mm festgestellt wurde. Handelte es sich bei dem Hilfsstrom um einen Wechselstrom, so betrug die in der Zeiteinheit abgetragene Materialmenge 0,5 g/min, und der Kantenradius ergab sich zu 0,01 mm. Bei positiver Polung der Elektrode 318 wurden bei einer Stromstärke des Hilfsstroms von 100 A ein Kantenradius von etwa 0,005 mm und eine Materialabtragung vonContains 2% by weight sodium nitride and 5% by weight potassium nitrate. A direct current with an amperage of 70 A was used for processing. The results obtained without the addition of surface-active substances with auxiliary currents of different amperage are shown in the graph in FIG. 9 received. If the auxiliary current (passing between the auxiliary electrode 318 offset upwards by an angle of 10 ° and the tool electrode 12) had a current of 100 A, with the electrode 318 having a negative polarity, the amount of material removed during the machining was to 0.7 g / min, with an edge radius of about 0.006 mm being found. If the auxiliary current was an alternating current, the amount of material removed in the unit of time was 0.5 g / min, and the edge radius was found to be 0.01 mm. With positive polarity of the electrode 318 at a current intensity of the auxiliary current of 100 A, an edge radius of approximately 0.005 mm and a material removal of

Tabel

etwa 0,38 g/min erhalten. Wird kein Hilfsstrom zugeführt, so ist der Kantenradius stets größer als 0,03 mm. Hieraus ergibt sich, daß die in der Zeiteinheit abgetragene Materialmenge und die Maßgenauigkeit erhöht werden können, wenn die Hilfselektrode den negativen Pol darstellt, daß die Maßgenauigkeit zu Lasten der in der Zeiteinheit abgetragenen Materialmenge erhöht werden kann, wenn diese Elektrode den positiven Pol darstellt, und daß die Maßgenauigkeit ohne wesentliche Veränderung der in der Zeiteinheit abgetragenen Materialmenge erhöht werden kann, falls ein Wechselstrom als Hilfsstrom benutzt wird.obtained about 0.38 g / min. If no auxiliary current is supplied, the edge radius is always greater than 0.03 mm. This means that the amount of material removed in the unit of time and the dimensional accuracy can be increased if the auxiliary electrode represents the negative pole that the dimensional accuracy to Loads of the amount of material removed in the unit of time can be increased if this electrode takes the represents positive pole, and that the dimensional accuracy without significant change in the unit of time The amount of material removed can be increased if an alternating current is used as an auxiliary current.

Bei Zugabe von 0,5 Gew.-% Stearinsäure, Capronsäure, Cetylalkohol, Olivenöl oder Erdöldestillationsrückständen als oberflächenwirksame Stoffe in den vorbeschriebenen salzhaltigen Elektrolytflüssigkeiten wurde ein Kantenradius erhalten, der gegenüber dem bei gleicher Stärke des Hilfsstroms, jedoch ohne Zugabe eines oberflächenwirksamen Mittels, erhaltenen annähernd auf die Hälfte verringert war.When adding 0.5% by weight of stearic acid, caproic acid, cetyl alcohol, olive oil or petroleum distillation residues as surface-active substances in the salt-containing electrolyte liquids described above obtained an edge radius that is opposite to that with the same strength of the auxiliary flow, but without addition of a surfactant obtained was reduced by approximately half.

In der Vorrichtung nach Fig. 12 wird an eine aus Graphit bestehende profilierte Frässcheibe 12 ein gleichfalls aus Graphit bestehendes Abstreifplättchen 630 angedrückt, dessen vorderes Ende 630a mit einer sich in Richtung der Elektrode 12 nach vorn verjüngenden Stärke ausgebildet ist.In the device according to FIG. 12, a profiled milling disk 12 made of graphite is pressed against a likewise made of graphite wiper plate 630 , the front end 630a of which is designed with a thickness tapering forwards in the direction of the electrode 12.

In der Praxis kann man so vorgehen, daß man zunächst der Scheibe 12 mittels einer bekannten Zurichtvorrichtung oder durch Formabguß ein Umrißprofil gibt und danach die Scheibe dazu benutzt, an dem Abstreifplättchen 630 ein Umrißprofil auszuformen, wobei zur Unterstützung dieses letzgenannten Bearbeitungsganges zwischen Abstreifplättchen 630 und Scheibe 12 eine Stromquelle 614 angelegt werden kann.In practice, one can proceed in such a way that the disk 12 is first given an outline profile by means of a known trimming device or by molding and then the disk is used to form an outline profile on the stripping plate 630, with the aid of this last-mentioned processing step between stripping plate 630 and disk 12 a current source 614 can be applied.

Alternativ kann das Abstreifplättchen 630 auch durch eine Gußverformung von Graphitmaterial an der Scheibe hergestellt werden, wobei ebenfalls ein dem Scheibenprofil komplementäres Umrißprofil des Plättchens erhalten wird. Beim elektrochemischen Einfräsen des Profils in der zuvor beschriebenen Weise wird jedoch ein exakteres Profil erhalten.Alternatively, the wiping plate 630 can also be produced by casting deformation of graphite material on the disk, whereby an outline profile of the plate that is complementary to the disk profile is also obtained. When electrochemically milling the profile in the manner described above, however, a more exact profile is obtained.

Das so hergestellte Abstreifplättchen aus Graphit kann dann zur Bearbeitung anderer Werkstücke als einfacher Abstreifer nach F i g. 5 und 6 oder zusätzlich als Hilfselektrode zur elektrolytischen Umwandlung des Elektrolyten eingesetzt werden, wobei ähnlich wie in F i g. 8 eine Hilfsstromquelle 340 zwischen die Scheibe 12 und das Abstreifplättchen geschaltet wird.The graphite wiper plate produced in this way can then be used as a simple wiper as shown in FIG. 5 and 6 or additionally as an auxiliary electrode for the electrolytic conversion of the electrolyte, whereby similar to FIG. 8 an auxiliary power source 340 is connected between the disc 12 and the stripping plate.

In der nachfolgenden Tabelle sind die Ergebnisse von fünf Versuchen wiedergegeben, wobei die maximalen Abweichungen einander gegenübergestellt wurden, die jeweils ohne Abstreifplättchen, mit dem verbesserten Graphitabstreifplättchen bei einem Anlagedruck des Plättchens gegen die Scheibe von 400, 800 bzw. 2200 mbar sowie mit einem aus Kunstharz bestehenden Abstreifplättchen der in F i g. 6 dargestellten Art bei einem Anlagedruck von 800 mbar für Bearbeitungszeitspannen von 22 bis 26 min und bei einer Schneidtiefe von 5,5 mm erhalten wurden.The table below shows the results of five tests, with the maximum Deviations were compared with each other, each without a stripping plate, with the improved Graphite wiper plate with a contact pressure of the plate against the disc of 400, 800 or 2200 mbar as well as with a wiper plate made of synthetic resin of the type shown in FIG. 6 shown at a system pressure of 800 mbar for machining times of 22 to 26 minutes and with a cutting depth of 5.5 mm were obtained.

Versuchattempt Ohne AbstreifWithout scraper GraphitabstreifplättchenGraphite wiper plate 22002200 Kunstharzab-Synthetic resin Nummernumber plättchenTile streifplättchenstreak plate Anlagedruck (mbar)System pressure (mbar) 400 800400 800 800800

0,062
0,0740.062
0.074

0,031
0,0420.031
0.042

0,012 0,011 0,013
0,0110.012 0.011 0.013
0.011

0,041
0,0440.041
0.044

Fortsetzungcontinuation 16 15 32816 15 328 Anlagedruck (mbar)System pressure (mbar) 22002200 1212th Versuchattempt 400 800400 800 0,0120.012 Nummernumber 0,028 0,0120.028 0.012 0,0120.012 Kunstharzab-Synthetic resin 1111th Ohne Abstreif- GraphitabstreifplättchenWithout wiper graphite wiper plate 0,033 0,0110.033 0.011 0,0110.011 streifplättchenstreak plate plättchenTile 0,03 0,0120.03 0.012 33 800800 44th 0,0510.051 55 0,0580.058 0,0380.038 0,060.06 0,0450.045 0,0720.072

Aus den obigen Resultaten geht hervor, daß die erzielbare Maßgenauigkeit bei einem Graphitabstreifplättchen mit einem von der Scheibe übertragenen Umrißprofil bei ähnlichem Anlagedruck etwa 2- bis 4mal so groß ist wie bei einem Kunstharzplättchen, und daß sie mehr als 6mal so groß sein kann wie die ohne Abstreifplättchen oder Wischer erzielbare Maßgenauigkeit. The above results show that the dimensional accuracy that can be achieved with a graphite wiper plate with a contour profile transferred from the disc with a similar contact pressure about 2- to 4 times the size of a synthetic resin plate, and that it can be more than 6 times the size of the one without Wiper plate or wiper achievable dimensional accuracy.

In der Vorrichtung nach F i g. 13 ist für die Scheibe 12 eine Abdeckung oder Haube vorgesehen, die dem gleichen Zweck dient wie die Saugdüse 25 in F i g. 4. Mit Hilfe der Abdeckung 725 wird der Elektrolythebel abgesaugt und zu der Elektrolytquelle zurückgeführt. Der Elektrolyt tritt durch die Düse 716 aus, während für ein rasches Entfernen der Hauptmenge des Elektrolytüberschusses eine auf Saugwirkung beruhende Abnehmervorrichtung 725a in Gegenüberstellung zur Elektrodenoberfläche vorgesehen ist. Das Abstreifplättchen 730, das in^ seiner Ausbildung dem in Fig. 12 dargestellten entsprechen kann, ist in einem Gehäuse 760 angeordnet, in dem eine Feder 761, deren Druckkraft mittels einer Schraube 762 einstellbar ist, gegen eine Anlagefläche 763 des Abstreifplättchens 730 drückt. Das Abstreifplättchen ist in dem Gehäuse zwischen Lagern 764 geführt, so daß im wesentlichen der Gesamtbetrag der Federkraft zum Andrücken des Abstreifplättchens 730 an die Scheibe 12 genutzt wird. Durch ein Zuleitungsrohr 730' wird ein Druckggas, beispielsweise Druckluft, mit hoher Strömungsgeschwindigkeit dem Grenzflächenbereich zwischen dem Abstreifplättchen 730 und der Scheibe 12 zugeführt. Gleicherweise kann auch bei der in Fig. 12 gezeigten und im Zusammenhang mit dieser beschriebenen Anordnung das Abstreifplättchen 630 über ein Zuleitungsrohr 630' mit Druckgas beaufschlagt und einer Andruckkraft F ausgesetzt werden. Wie aus der F i g. 12 hervorgeht, ist das Abstreifplättchen 630 mit einem inneren Hohlraum 665 ausgebildet, der mit dem Luftzuleitungsrohr 630' kommuniziert und sich im wesentlichen bis zum vorderen Ende des Plättchens 630 erstreckt. Beim Ausformen des Umrißprofils 6306 des Abstreifplättchens 630 wird daher diese Kammer 665 an der Berührungskante aufgebrochen, so daß hernach der Luftstrahl an diesen Stellen einen Elektrolytüberschuß fortblasen kann. Die Kammer 665 wird vorzugsweise durch zwei Graphittäfelchen 666 und 667 gebildet, in denen sich deckende, einander zugekehrte Aussparungen vorgesehen sind. Die beiden Graphittäfelchen werden durch Schrauben 668 aneinander befestigt. Das in der F i g. 13 gezeigte und als Hilfselektrode und bzw. oder Abstreifer geschaltete Abstreiferplättchen 730 kann in der gleichen Weise wie das Plättchen 630 ausgebildet sein.In the device according to FIG. 13, a cover or hood is provided for the disc 12, which serves the same purpose as the suction nozzle 25 in FIG. 4. With the aid of the cover 725, the electrolyte lever is sucked off and returned to the electrolyte source. The electrolyte exits through the nozzle 716, while a suction-based removal device 725a is provided in opposition to the electrode surface for rapid removal of the majority of the excess electrolyte. The stripping plate 730, which can correspond in its design to that shown in FIG. 12, is arranged in a housing 760 in which a spring 761, the compressive force of which can be adjusted by means of a screw 762, presses against a contact surface 763 of the stripping plate 730. The scraper plate is guided in the housing between bearings 764 so that essentially the entire amount of the spring force is used to press the scraper plate 730 against the disc 12. A pressurized gas, for example compressed air, is fed through a feed pipe 730 ′ at a high flow rate to the interface area between the scraper plate 730 and the disk 12. In the same way, in the arrangement shown in FIG. 12 and described in connection with this, the wiping plate 630 can be acted upon by compressed gas via a feed pipe 630 'and subjected to a pressure force F. As shown in FIG. 12, the wiping plate 630 is formed with an inner cavity 665 which communicates with the air supply pipe 630 'and extends substantially to the front end of the plate 630. When the contour profile 6306 of the stripping plate 630 is formed, this chamber 665 is therefore broken open at the contact edge, so that afterwards the air jet can blow away an excess of electrolyte at these points. The chamber 665 is preferably formed by two graphite tablets 666 and 667 in which congruent, facing recesses are provided. The two graphite tablets are attached to one another by screws 668. The in the F i g. Stripper plate 730 shown in FIG. 13 and connected as an auxiliary electrode and / or scraper can be designed in the same way as the plate 630.

Beispiel 3 ^6s Example 3 ^6s

Es wird das beschriebene Verfahren verfolgt, wobei aber anstelle eines massiven Abstreifplättchens ein hohles Abstreifplättchen 630 Verwendung findet, das durch Aneinanderschrauben zweier Täfelchen hergestellt wurde (Fig. 12 und 13). Die Endfläche des Abstreifplättchens ist rechteckig ausgebildet und weist eine Höhe von 15 mm und eine Breite von 35 mm auf, während die geöffnete Kammer bei rechteckiger Querschnittsausbildung die AbmessungenThe method described is followed, but instead of a massive scraper plate Hollow wiping plate 630 is used, which is made by screwing two tablets together (Figures 12 and 13). The end face of the stripping plate is rectangular and has a height of 15 mm and a width of 35 mm, while the opened chamber at rectangular Cross-sectional training the dimensions

10 mm χ 25 mm aufweist. Das Profil dieses Abstreifplättchens wurde im Verlauf von 45 min in der zuvor beschriebenen Weise elektrochemisch ausgefräst. Das so hergestellte Abstreifplättchen wird dann mit einem gleichbleibendem Druck von 3 bar gegen die zu bearbeitende Scheibe gedrückt, während ein Luftstrom unter hinreichender Druckbeaufschlagung durch das Abstreifplättchen hindurchgeleitet wird, so daß die Luft an der Grenzfläche zwischen Plättchen und Werkzeug austreten kann.10 mm 25 mm. The profile of this wiper blade was updated over 45 minutes in the previous described way electrochemically milled. The wiper plate produced in this way is then with a A constant pressure of 3 bar is pressed against the disc to be machined, while an air flow is passed under sufficient pressure through the wiper plate so that the air can emerge at the interface between the die and the tool.

Bei einer Steigerung des Gasdrucks von 0 bis 1 bar Überdruck erhöht sich die Maßgenauigkeit von einer Toleranz von 50 μιη auf eine solche von 10 bis 20 μπι. Toleranzen von weniger als 10 μίτι bei der Übertragung des Profils werden bei Drücken zwischen 2 und 6 bar erhalten, wobei der durch die Stauwirkung des ausströmenden Gases bedingte Abstand zwischen Plättchen und Elektrode sich bei diesen Drücken auf weniger als 0,1 mm beläuft. Es wurde gefunden, daß bei einer geringen Materialabtragungsgeschwindigkeit eine wesentlich höhere Maßgenauigkeit erzielt werden kann, oder daß andererseits erheblich höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten (beispielsweise eine solche von 0,8 mm/ see) bei gleicher Maßgenauigkeit erzielt werden kann, wenn das Plättchen in der in den Fig. 12 und 13 gezeigten Weise mit einem Kanal zum Einblasen von Druckfluid versehen ist, im Vergleich zu sonst gleichen Abstreifplättchen aus Graphit, die einen solchen Kanal nicht aufweisen.If the gas pressure is increased from 0 to 1 bar overpressure, the dimensional accuracy increases by one Tolerance of 50 μm to that of 10 to 20 μm. Tolerances of less than 10 μίτι in the transmission of the profile are obtained at pressures between 2 and 6 bar, the damming effect of the escaping gas caused the distance between the platelet and the electrode at these pressures is less than 0.1 mm. It has been found that at a low rate of material removal significantly higher dimensional accuracy can be achieved, or that on the other hand, significantly higher processing speeds (for example, 0.8 mm / see) can be achieved with the same dimensional accuracy, if the platelet in the manner shown in FIGS. 12 and 13 with a channel for blowing in Pressure fluid is provided, in comparison to otherwise identical wiper plates made of graphite, which have such a channel do not exhibit.

In Fig. 14 ist eine abgeänderte Betriebsanordnung dargestellt, bei der zwei Abstreifplättchen 830a und 8306 vorgesehen sind, deren jedes als Hohlkörper in der in den F i g. 12 und 13 dargestellten Doppeltafelbauweise ausgebildet ist und für die jeweils entsprechende Gaszuleitungsrohre 830a'bzw. 8306'vorgesehen sind. Über diese Zuleitungen wird die Druckluft der Berührungsfläche zugeführt. Beide Abstreifplättchen sind durch Federn in der in Fig. 13 gezeigten Art in Richtung der Pfeile F' bzw. F" gegen die Elektrode 12 gedrückt. Die Doppelplättchenanordnung der Fig. 14 soll gewährleisten, daß an den Flanken 812/ des Umrißprofils nur ein relativ dünner Film haften bleibt und alle überschüssigen Elektrolytanteile davon entfernt werden. Die Plättchen 830a und 8306 sind auf Drehzapfen 880a bzw. 8806 schwenkbar gelagert, und an den beiden Plättchen sind durch Federn 882a bzw. 8826 gegensinnig beaufschlagte Hebelarme 881a bzw. 8816 vorgesehen, so daß das Plättchen 830a in der Betrachtungsrichtung der F i g. 14 in die dem Uhrzeigersinn entgegengesetzte Richtung belastet ist. DabeiA modified operating arrangement is shown in FIG. 14, in which two stripping plates 830a and 8306 are provided, each of which is a hollow body in the form shown in FIG. 12 and 13 is designed double panel construction and for the respective corresponding gas supply pipes 830a'bzw. 8306 'are provided. The compressed air is fed to the contact surface via these feed lines. Both stripping plates are pressed by springs in the manner shown in FIG. 13 in the direction of arrows F ' and F " against the electrode 12. The double-plate arrangement of FIG The plates 830a and 8306 are pivotably mounted on pivot pins 880a and 8806, respectively, and lever arms 881a and 8816 acted in opposite directions by springs 882a and 8826 are provided on the two plates, so that the Plate 830a is loaded in the direction opposite to the clockwise direction in the viewing direction in FIG

werden die Kanten 83Oe des Plättchens den Flanken 812/ der Scheibenrille angedrückt. In entsprechender Weise ist das Plättchen 8306 im Uhrzeigersinn vorgespannt. Trotz möglicherweise auftretender Ungenauigkeiten beider Übertragung des Umrißprofils der Scheibe auf die Abstreifplättchen werden somit deren einander diagonal entgegengesetzte Umrißkanten bei der Schrägstellung der verhältnismäßig starken Abstreifplättchen den jeweils gegenüberliegenden Flanken der Scheibenrillen angenähert, wodurch an allen Stellen der Arbeitsoberfläche eine minimale Stärke desthe edges 83Oe of the plate are pressed against the flanks 812 / of the disc groove. In corresponding Way, the plate 8306 is biased clockwise. Despite possible inaccuracies during the transfer of the contour profile of the disc to the wiper plates are thus their diagonally opposite outline edges when the relatively strong stripping plates are inclined approximated to the respective opposite flanks of the disc grooves, whereby at all points the work surface a minimum thickness of the

Elektrolytfilms zwischen Abstreifplättchen und Arbeitsoberfläche der Scheibe sichergestellt wird. Electrolyte film is ensured between the wiper plate and the working surface of the disc.

Ein Abstreifplättchen, wie es in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet wird, wird durch Mischen von Graphit und Schwefel im Gewichtsverhältnis von 1 :2 bis 1 :4, Aufschmelzen der Mischung bei einer Temperatur zwischen 180 und 160°C und anschließendes Vergießen der Schmelze in einer in die Profilfläche der zum elektrochemischen Fräsen dienenden Frässcheibe eingreifenden Gußform hergestellt.A stripping plate, as it is used in the embodiments described above, is through Mixing graphite and sulfur in a weight ratio of 1: 2 to 1: 4, melting the mixture at a temperature between 180 and 160 ° C and subsequent pouring of the melt in a Profile surface of the milling disk used for electrochemical milling is produced.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for electrochemical milling of a workpiece with a rotating tool electrode, wherein an electrolyte film is applied to the working surface of the tool electrode and its Layer thickness limited at a point located between the application site and the working gap is characterized in that the excess electrolyte from the work surface by resiliently pressing a scraper against the work surface with a complementary profile design and / or by suction and / or by blowing off with one against the work surface directed gas jet of high flow velocity is removed again.

2. The method according to claim 1, characterized in that the gas jet through a through the narrow cavity in the scraper towards the work surface.

3. The method according to claim 2, characterized in that the electrolyte is at one point extra suction between the electrolyte feed and the scraper.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the electrolyte layer before entering the working gap electrochemically converts with an auxiliary electrode and that the work surface is allowed to rotate so fast that the converted electrolyte layer before the start chemical recombination processes get into the working gap.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the electrolyte a surface tension-increasing agent is added.

6. Device for electrochemical milling of a workpiece with a rotating tool electrode, a device for applying an electrolyte to the working surface of the tool electrode and a device arranged between this device and the working gap for Limiting the layer thickness of the electrolyte, characterized by a resilient on the Work surface pressed scraper with profile formation complementary to the work surface, one tight A suction nozzle arranged above the work surface or one directed towards the work surface High velocity gas jet or a combination of these devices to limit the Electrolyte layer thickness.

7. Apparatus according to claim 6, characterized by one of the working surface of the tool electrode in the vicinity of the working point and at a different potential across from it lying auxiliary electrode.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the electrolyte feed nozzle as Auxiliary electrode is formed.

9. Apparatus according to claim 7, characterized in that the scraper is used as an auxiliary electrode is trained.

10. Apparatus according to claim 6 or 9, characterized in that the wiper is made of graphite consists.

11. The device according to claim 10, characterized characterized in that the scraper doubles as a nozzle for the blasted onto the work surface Gas flow is formed.

12. The device according to claim 11, characterized characterized in that an additional one between the scraper and the electrolyte feed nozzle The suction nozzle is arranged just above the work surface.

13. Device according to one of claims 7 to 12, characterized by an electrical one Parameter-responsive device controlling the electrolyte supply to the work surface, which is connected to the auxiliary electrode and is connected in parallel to the tool electrode.

14. Device according to one of claims 6 to 8 or 13, characterized in that the scraper is designed as a rigid film.