DE1690763C2 - Verfahren zur elektroeroslven Bearbeitung von metaNischen Werkstücken mittels einer Elektrode - Google Patents
Verfahren zur elektroeroslven Bearbeitung von metaNischen Werkstücken mittels einer ElektrodeInfo
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Description
wenigstens einem sämtliche Teile der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstückes erfassenden
Bearbeitungsvorgang der Abstand der Mittelstellung der Elektrode von den durch sie nacheinander
1. Verfahren zur elektroerosiven Bearbeitung von metallischen Werkstücken, bei dem eine in der Form
der endgültigen Werkstücksform entsprechende Elektrode in Richtung auf das Werkstück vorgeschoben
und ohne jede Drehung senkrecht zur Vorschubrichtung translatorisch bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für den gesam-
ten Bearbeitungsprozeß (Grob- bis Feinstbearbeitung) nur eine einzige Elektrode mit einer dem fertig
bearbeiteten Werkstück geometrisch ähnlichen Form, jedoch für die Herstellung von Innenkonturen
mit kleineren bzw. für Außenkonturen mit größeren Abmessungen als die endgültige Werkstücksform,
verwendet wird, daß die Elektrode eine derartige translatorische und von ihrer Form unabhängige
Bewegung erfährt, daß sie nacheinander eine Reihe
von gleichmäßig um die Mittelstellung der Elektrode 20 das Werkstück eine beträchtliche Materialabtragung
verteilten und von dieser Mittelstellung gleich vom Werkstück in Form dieser Elektrode erzielen kann,
entfernten Lagen einnimmt, so daß sich jeder Teil Es ist bereits durch die US-PS 29 02 584 bekannt, die
der Elektrodenseitenflächen nacheinander der zu elektrcerosive Bearbeitung metallischer Werkstücke
bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks nähert derart durchzuführen, daß eine Elektrode in Richtung
und sich dann wieder von ihr entfernt, daß nach 25 auf das Werkstück vorgeschoben und ohne jede
Drehung senkrecht zur Vorschubrichtung translatorisch
bewegt wir-J.
Bei der elektroerosiven Bearbeitungsweise kann
Bei der elektroerosiven Bearbeitungsweise kann
zwar die bearbeitete Stelle des Werkstücks exakt die
eingenommenen Lagen während der Bearbeitung 30 Form der Elektrode aufweisen, aber die bearbeitete
derart stufenweise geändert wird, daß der minimale Stelle hat dann nicht genau die gleichen Abmessungen
Abstand zwischen der zu bearbeitenden Werkstück- wie die Elektrode. Die Abmessungen des bearbeiteten
oberfläche und der Elektrodenseitenfläche kleiner Teiles des Werkstückes sind bei einer Hohlkontur
wird, und daß entsprechend der stufenweisen größer und bei einer Außenkontur kleiner als die
Verkleinerung des längs der Werkstückoberfläche 35 Abmessungen der Elektrode, und zwar um den Betrag
wandernden Minimalabstandes zwischen Werkstück der Funkenüberschlagsstrecke, deren Länge wiederum
und Elektrode auch die Bearbeitungsenergie stufenweise vermindert wird, so dab der Zustand der
Werkstückoberfläche nach und nach verbessert
wird.
Werkstückoberfläche nach und nach verbessert
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode jedesmal geradlinig
translatorisch von der Mittelstellung aus in acht gleichmäßig entfernte Lagen (Di bis Dg) bewegt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elektrode zunächst in einer bestimmten Richtung ^V,) geradlinig und translatorisch
bis in eine Ausgangslage verschoben wird und
dann von dieser Ausgangslage aus eine translator!- 50 dadurch eine hohe Materialablragungsgeschwindigkeit
sehe Kreisbewegung ausführt, deren Radius dem erzielen kann. Die Forderung nach großen Funkenüber-Abstand
der Ausgangslage von der Mittelstellung Schlagsstrecken harmoniert im übrigen mit der Notwenentspricht.
digkeit, große Materialmengen über das flüssige
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch geKenn- Dielektrikum abzuführen; dafür ist aber die bearbeitete
zeichnet, daß während der Bearbeitung der Radius 55 Oberfläche von großer Rauhigkeit, weil jeder der
der translatorischen Kreisbewegung der Elektrode starken Funkenüberschläge auf der Oberfläche des
Werkstückes einen erheblichen Krater erzeugt.
Um die Oberflächengüte zu verbessern, verwendet man daher anschließend Funkenüberschläge mit mehr
und mehr verkleinerter Energie und muß deshalb auch die Funkenüberschlagsstrecke mehr und mehr verklei-
nern. Mit geringer werdender Funkenenergie und
kleinerem Abstand zwischen Elektrode und Werkstück werden die durch den Funkenüberschlag erzeugten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur 65 Krater immer kleiner, so daß sich schließlich eine
:ktroerosiven Bearbeitung von metallischen Werk- Oberfläche von sehr geringer Rauhigkeit erzielen läßt,
icken, bei dem eine in der Form der endgültigen Um der Veränderung der Länge der Funkenüber-
icken, bei dem eine in der Form der endgültigen Um der Veränderung der Länge der Funkenüber-
erkstückform entsprechende Elektrode in Richtung schlagsstrecke entsprechend der aufgewendeten Fun
40
45
abhängig ist von der jeweiligen Arbeitsweise, d. h. im wesentlichen von der je Funkenüberschlag aufgewendeten
elektrischen Energie.
Will man bei einem solchen funkenerosiven Verfahren optimale Ergebnisse erzielen, dann muß man
während der Bearbeitung des Werkstückes die Funkenüberschlagsstrecken und dementsprechend die aufgewendeten
Energien je Funkenüberschlag ändern.
Zu Beginn der Bearbeitung, wenn es runächst einmal
darum geht, in groben Umrissen die Kontur der zu bearbeitenden Fläche herauszubearbeiten, verwendet
man im Prinzip die größtmögliche Funkenüberschlagsstrecke und die größte Funkenintensität, weil man
nach und nach so geändert wird, daß sich der längs des Werkstücks wandernde Mänirnalab-iand zwischen
Werkstück und Elektrode immer mehr verkleinert.
kenenergie Rechnung zu tragen, ist man bisher so vorgegangen, daß man für die Bearbeitung von
Werkstücken mit wohldefinierten Oberflächenformen eine ganze Reihe von untereinander ähnlichen Elektroden
nacheinander benutzte, deren Abmessungen der jeweils verwendeten Funkenübertchlagsstrecke angepaßt
waren (siehe Zeitschrift »Feingerätetechnik« 1957, Seite 405 bis 409).
Solange die Form der Elektroden einfach ist u;id man
sie auf den üblichen Werkzeugmaschinen leicht herstelle, kann, z. B. durch Drehen und Fräsen, ist es
verhältnismäßig einfach, wenn auch umständlich, eine solche Reihe von Elektroden gleicher Form, aber
unterschiedlicher Abmessungen herzustellen.
Wenn aber die Form der Elektroden sehr kompliziert ist dann wird es sehr schwierig, sehr langwierig und
umständlich, eine Serie von in ihrer Form einander gleichen, in ihren Abmessungen aber nach einer
gewünschten Gesetzmäßigkeit größer bzw. kleiner werdenden Elektroden herzustellen, sei es nun, daß man
bei kleinen Elektroden, ausgehend von einer Grundform, immer größer werdende Elektroden herstellt, sei
es, daß man bei großen Elektroden, ausgehend von einer Grundform, immer kleiner werdende Elektroden
herstellt, wobei in beiden Fällen eine dieser Elektroden unverändert bleibt und entweder die erste oder die
letzte einer solchen Elektrodenserie ist.
Durch die vorliegende Erfindung sollen diese schwerwiegenden Nachteile, insbesondere bei komplizierten
Elektrodenformen, vermieden werden. Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, ein
Verfahren zur elektroerosiven Bearbeitung aufzuzeigen, durch das es möglich ist, mit einer einzigen
Elektrode während des gesamten Bearbeitungsvorganges auszukommen.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß für den gesamten Bearbeitungsprozeß
(Grob- bis Feinstbearbeitiing) nur eine einzige Elektrode mit einer dem fertig bearbeiteten
Werkstück geometrisch ähnlichen Form, jedoch für die Herstellung von Innenkonturen mit kleineren bzw. für
Außenkonturen mit größeren Abmessungen als die endgültige Werkstücksform, verwendet wird, daß die
Elektrode eine derartige translatorische und von ihrer Form unabhängige Bewegung erfährt, daß sie nacheinander
eine Reihe von gleichmäßig um die Mittelstellung der Elektrode verteilten und von dieser Mittelstellung
gleich entfernten Lagen einnimmt, so daß sich jeder Teil der Elektrodenseitenflächen nacheinander der zu
bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks nähert und sich dann wieder von ihr entfernt, daß nach wenigstens
einem sämtliche Teile der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks erfassenden Bearbeitungsvorgang der
Abstand der Mittelstellung der Elektrode von den durch sie nacheinander eingenommenen Lagen während der
Bearbeitung derart stufenweise geändert wird, daß der minimale Abstand zwischen der zu bearbeitenden
Werkstückoberfläche und der Elektrodenseitenfläche kleiner wird, und daß entsprechend der stufenweisen
Verkleinerung des längs der Werkstückoberfläche wandernden Minimalabstandes zwischen Werkstück
und Elektrode auch die Bearbeitungsenergie stufenweise vermindert wird, so daß der Zustand der Werkstückoberfläche
nach und nach verbessert wird.
Die Elektrode wird also nacheinander in eine Reihe von gleichmäßig um eine Mittelstellung verteilten und
vor dieser gleich entfernten Lagen gebracht. In jeder der so definierten Lagen der Elektrode gibt es ein
punkt- oder linienförmiges Flächenelement auf der Elektrode, dessen Abstand von der zu bearbeitenden
Werkstückoberfläche ein Minimum ist. Dort findet die elektroerosive Bearbeitung des Werkstückes statt. Das
gleiche gilt für die sich beiderseits dieses Flächenelementes anschließenden Flächenteile der Bearbeitungselektrode, weil sich die Elektrode wegen ihrer
geometrischen Ähnlichkeit mit der endgültigen Form des Werkstückes unter Berücksichtigung ihres Minimalabstandes
vom Werkstück dessen endgültiger Form anschmiegt Deshalb findet auch in den Nachbarbereichen
des betrachteten Flächenelementes der Elektrode eine Bearbeitung des Werkstückes im Sinne einer
Annäherung an die gewünschte endgültige Form statt.
Der nächste Bearbeitungsschritt entspricht dem soeben beschriebenen, betrifft aber ein benachbartes
Flächenelement der Elektrode und des Werkstückes. Ist auf die beschriebene Weise durch eine Folge von
Bearbeitungsschritten der gesamte Umfang des zu bearbeiten Werkstückes wenigstens einmal bei gleichbleibender
Minimalentfernung zwischen Werkstück und Elektrode bearbeitet worden, dann wird der Bearbeitungsvorgang
wiederholt, jedoch mit der Maßgabe, daß nunmehr die bei den nächstfolgenden Bearbeitungsschritten gleichbleibende Minimalentfernung zwischen
Werkstück und Elektrode verringert und in durch die Zeitschrift »Feingerätetechnik« 1957, Seite 405 bis 409,
bekannter Weise die Bearbeitungsenergie herabgesetzt wird; d. h., daß sich die Elektrode örtlich so verhält wie
eine Elektrode mit größeren Abmessungen. Jeder folgende, mit kleinerem Minimalabstand zwischen
Elektrode und Werkstück und mit verminderter Bearbeitungsenergie durchgeführte Bearbeitungszyklus
ersetzt also die Verwendung einer neuen Elektrode, die zwar auch der endgültigen Form des Werkstückes
geometrisch ähnlich ist, deren zum fertigen Werkstück äquidistante Kontur aber einen geringeren Abstand von
der Kontur des fertigen Werkstückes haben muß als. die vorhergehende Elektrode. Das gleiche gilt auch für die
folgenden Bearbeitungszyklen, bei denen nach dem durch die Zeitschrift »Feingerätetechnik» 1957, Seite
405 bis 409, bekannten Verfahren weitere Bearbeitungselektroden eingesetzt werden müssen, deren Konturen
einen zunehmend kleiner werdenden Abstand von der Kontur des fertigen Werkstückes aufweisen.
Damit die einzige Elektrode gemäß der Erfindung die Aufgabe mehrerer abgestufter Elektroden zu übernehmen
vermag, müssen bezüglich der Lagezuordnung von Elektrode und Werkstück bestimmte, von der Form der
Elektrode und des Werkstücks unabhängige Bedingungen erfüllt sein. Die vorliegende Erfindung offenbart
zwei mögliche Lösungen:
Beim ersten Vorschlag wird die Elektrode von einer Mittelstellung aus der Reihe nach längs einer Reihe von
gleichmäßig um den Mittelpunkt verteilten Radialstrahlen um jeweils gleichbleibende Beträge verschoben, se
daß nach und nach einander überlappende Teilstücke der Elektrodenfläche bis auf Bearbeitungsabstand ar
das zu bearbeitende Werkstück herangeführt werden Dabei kann man, ausgehend von einer zentralen Lage
der Elektrode, mit einer beschränkten Anzahl vor sternförmigen, translatorischen Verschiebungen in dei
Praxis mit acht im Winkelabstand gleichen, sternförmi gen Verschiebungen auskommen, weil man dabei ein«
Hüllfläche erzeugt, die fast exakt der äquidistanter Zwischenfläche zwischen Elektrodenoberfläche und zi
bearbeitender Werkstückoberfläche entspricht.
Bei dem zweiten Lösungsvorschlag gemäß dei
Erfindung wird die Relativverschiebung zwischen der Elektrode und dem Werkstück durch eine translatorische
Kreisbewegung erzeugt. Die Elektrode wird dazu zunächst durch Radialverschiebung aus ihrer Mittelsteilung
in Arbeitsstellung gebracht und vollführt ausgehend von dieser Arbeitsstellung die translatorische
Kreisbewegung, ohne zwischendurch in die Mittelstellung zurückzukehren.
Da die an der Bearbeitung des Werkstückes teilnehmenden Bereiche der Elektrode längs des
Elektrodenumfanges wandern, verteilt sich der bei der Bearbeitung unvermeidbare Verschleiß der Elektrode
gleichmäßig auf die gesamte Umfangsfläche. Die Form der Elektrode bleibt daher auch bei zahlreichen
aufeinanderfolgenden Bearbeitungsgängen stets zu der gewünschten endgültigen Form des Werkstückes
geometisch ähnlich. Das bei dem durch die Zeitschrift »Feingerätetechnik« 1957, Seite 405 bis 409, bekannten
Verfahren notwendige Auswechseln der erodierten Elektroden oder das zusätzliche Auftragen von Material
auf ihre Oberfläche, um ihnen die ursprüngliche Abmessung wiederzugeben, kann damit unterbleiben.
Die gleichmäßig erfolgende Querschniüsabnahme der Elektrode, insbesondere während der Grobbearbeitung,
kann leicht dadurch kompensiert werden, daß der Minimalabstand zwischen Werkstück und Elektrode
entsprechend verringert wird.
Es ist zweckmäßig, eine Elektrode zu benutzen, für die der mittlere Abstand zwischen der zu bearbeitenden
Werkstückoberfläche und der Elektrode größer ist als der Bearbeitungsabstand, so daß man jeweils dem
Werkstück bzw. der Elektrode eine Relativverschiebung geben muß. damit das Werkstück überhaupt
bearbeitet werden kann. Auf diese Weise kann man sehr genau den Ort festlegen, wo in jedem Augenblick das
elektrische Feld am stärksten ist, so daß die bei der Bearbeitung auftretenden Unregelmäßigkeiten, die eine
Folge der Dispersion der elektrischen Feldlinien im elektrolytischen Bad sind, auf ein Minimum reduziert
werden. Dagegen erfolgt bei den bisher bekannten Bearbeitungsmethoden die elektrische Bearbeitung in
jedem Augenblick an irgendeinem Punkt und die Wirkung ist daher nur statistisch, so daß zahlreiche
Unregelmäßigkeiten in der Verteilung und im Verbrauch des elektrischen Stromes entstehen.
Bei der erfindungsgemäßen Bearbeitung hat man es außerdem in der Hand, die Bearbeitungsdauer in jedem
der aufeinderfolgenden Arbeitspunkte gleich groß zu machen.
Nachstehend wird die erfindungsgemäße Bearbeitung an Hand vor, Beispielen in Verbindung mit der
Zeichnung beschrieben, und zwar zeigt
F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Werkstückes und einer Arbeitselektrode, mit der das Werkstück
ausgehöhlt wird, zur Erläuterung des Grundprinzips der
erfindungsgemäßen Bearbeitung,
F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung für ein Werkstück und eine Elektrode, die das Werkstück
von außen her bearbeitet,
Fig.3 und 3a in schematischer Darstellung die
möglichen Formen der Relatiwerschiebungen der
Elektrode,
Fig.4 in schematischer Darstellung den Zusammenbau
einer Vorrichtung zur Durchführung der Elektroerosion und
Fig. 5 eine Variante, bei der die Elektrode feststeht
während der Träger for das Werkstück eine translatorische Kreisbewegung aasfähren kann.
An Hand von F i g. 1 soll das erfindungsgemäße Verfahren im Prinzip erläutert werden. Mit 1 ist die
Draufsicht auf ein Werkstück bezeichnet, das entsprechend der Kontur 2 mit Hilfe einer Elektrode 3 auf
funkenerosivem Weg durchbrochen werden soll. Dies geschieht prinzipiell durch Annäherung der Elektrode 3
an das Werkstück in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene. Die Kontur 2 kann die Schnittlinie eines
unrunden Zylinders mit der Zeichenebene sein, dessen Mantellinien senkrecht auf der Zeichenebene stehen
und der das Werkstück 1 vollständig durchdringt, so daß in das Werkstück 1 eine öffnung entsprechend dieser
Zylinderform geschnitten wird. Selbstverständlich braucht es sich hierbei nicht um eine vollständige
Durchbrechung des Werkstücks 1 zu handeln, es kann auch eine mehr oder minder große Vertiefung sein.
Ebensogut kann die Kontur 2 die Schnittlinie eines unrunden Kegels oder eines Kegelstumpfes mit der
Zeichenebene sein. Dementsprechend entsteht im Werkstück 1 eine kegelige oder kegelstumpfförmige
Durchbrechung oder Vertiefung.
Um die der Kontur 2 entsprechende Oberfläche zu bearbeiten, wird eine Elektrode 3 mit einer Kontur 4
verwendet, die äquidistant zu der zu bearbeitenden Kontur 2 ist. Um die Kontur 2 durch Funkenerosion
zunächst grob herauszuarbeiten, verwendet man Funkenüberschläge hoher Energie, die im dielektrischen
Bad den Abstand E zwischen der Kontur 4 der Elektrode 3 und der Kontur 2 des Werkstücks zu
überbrücken vermögen und dabei Material vom Werkstück 1 längs der Kontur 2 abtragen.
Für das Grobherausarbeiten einer Werkstücksoberfläche entsprechend der Kontur 2 ist es zweckmäßig,
daß die Abmessungen der Elektrode 3 auf ihrem Gesamtumfang überall um die Größe der Funkenüberschlagsstrecke
E bei der Grobbearbeitung kleiner sind als die Abmessungen der Kontur 2. Anders ausgedrückt
heißt dies, daß die Kontur 4 der Elektrode 3 äquidistant zu der zu erzeugenden Kontur 2 ist und daß der Abstand
überall E = Länge der Funkenüberschlagsstrecke bei der Grobbearbeitung ist.
Wenn man auf diese Weise grob die gewünschte Oberfläche entlang der Kontur 2 im Werkstück 1
erzeugt hat, ist es notwendig, die noch vorhandene große Oberflächenrauhigkeit zu beseitigen. Zu diesem
Zweck wird die Oberfläche 2 in einem oder mehreren weiteren Arbeitsgängen durch Funkenerosion weiterbearbeitet,
wobei nun aber die Funkenenergie wesentlich geringer sein muß und dementsprechend auch die
Funkenüberschlagstrecke kleiner werden muß.
Es sei der Einfachheit halber angeommen, daß ein einziger weiterer Arbeitsgang genüge, um die Endbearbeitung
der erzeugten Oberfläche 2 durchzuführen. Die dabei verwendete kleinere Funkenüberschlagsenergie
bedingt nunmehr einen Elektrodenabstand e, der als
halb so groß angenommen werden soll wie der ursprüngliche Elektrodenabstand £ Man müßte daher
— und dies hat man bisher auch getan — erae neue Elektrode ähnlicher Form, aber mit der Konöff 7
verwenden. Gemäß der Erfindung wird aber ein anderer
Weg beschriften, der nachstehend erläutert werdea söD.
Be· der funkenerosiven Bearbeitung eines WeA-stücks
wie im vorliegenden Beispiel sind die Ftanfcenuberschlagstrecken
£ und e in Wirklichkeit sehr Idein (um einen Anhalt zu geben: In der GrößenordaWg *öfl
Bruchteilen eines Millimeters). Wenn man be» die Elektrode 3 mit ihrer Kontor 4 parallel za sich se&sl ffl
einer beliebigen Richtung verschiebt, and zwar so weit.
daß ein Teilstück der Kontur 4 die Kontur 7 berührt, so daß die Kontur 4 mit ihrem betrachteten Teilstück
tangential zur benötigten Kontur 7 ist, dann kann man das Werkstück 1 in diesem Bereich, in dem die Kontur 4
mit der Kontur 7 zusammenfällt, mit der kleineren Funkenüberschlagsenergie feinbearbeiten. Wird beispielsweise
die Elektrode 3 parallel zu sich selbst verschoben, so daß sie die Lage Aa einnimmt, dann fällt
ein ziemlich großes Bogenstück der Kontur 4, nämlich das Bogenstück A ß, mit der Kontur 7 praktisch
vollständig zusammen. Man kann nun die Oberfläche 2 im Bereich des Bogenstückes Au B\ feinbearbeiten.
Anschließend kann die Elektrode 3 so verschoDen werden, daß nunmehr ein anderes Bogenstück der
Kontur 4 mit der für die Feinbearbeitung benötigten Kontur 7 zusammenfällt, wobei vorzugsweise uie
Elektrode 3 nach der Bearbeitung des Bogenstückes A\B\ in die Lage Ab gebracht wird, in der das
anschließende Bogenstück BC mit der Kontur 7 zusammenfällt, so daß eine Feinbearbeitung des
Bogenstückes B]Q ermöglicht wird. In dieser Weise
kann man nacheinander den gesamten Umfang der Oberfläche 2 des Werkstückes feinbearbeiten. Es bedarf
dazu nur einer Folge von Relativverschiebungen der Elektrode zum Werkstück, wobei die Elektrode
wenigstens in der Endphase parallel zu ihrer Ausgangslage liegt.
Im Fall der F i g. 1 wird mit der Elektrode 3 eiue
Innenkontur des Werkstücks 1 bearbeitet. In ähnlicher Weise läßt sich auch eine Außenkontur eines Werkstücks
bearbeiten, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist. Dort wird mit Hilfe der Elektrode 8 mit einer Hohlkontur 9
die Außenkontur 10 eines Werkstücks 11 bearbeitet.
Für die Grobbearbeitung diene wieder die Funkenüberschlagsstrecke E und für die Feinbearbeitung
die Funkenüberschlagsstrecke e, wobei wieder angenommen ist, daß eine einzige Feinbearbeitung
ausreichend sei. Man brauchte also für die Feinbearbeitung eine Elektrode mit einer Kontur 12.
Es sei wieder angenommen, daß in der in Fig.2
dargestellten Lage von Werkstück und Elektrode die Grobbearbeitung durchgeführt sei. Betrachtet man nun
zwei beliebige Punkte F und G der Elektrodenkontur, dann wandern diese beiden Punkte bei einer translatorischen
Verschiebung der Elektrode 8 entsprechend dem Vektor Vt nach Fi und Gy Die Kontur 9 der Elektrode 8
kommt damit in die Position 9i, in der die Elektrodenkontur im Punkt Fi sich tangential an die Kontur 12
anschmiegt. Man kann nun ein erstes Teilstück der Kontur 10 des Werkstücks feinbearbeiten. Danach wird
die Elektrode in ihre Ausgangsposition zurückgeführt und dann entsprechend dem Vektor V2 verschoben, so
daß sich ihre Kontur 9 im Punkt G1 tangential an die
Kontur 12 anschmiegt, so daß eine Feinbearbeitung eines weiteren Teilstückes der Kontur 10 des Werkstücks
11 möglich ist Die Elektrodenkontur 9 hat hierbei die Lage 92. Die Punkte G und F sind nach Gi
und F2 gewandert Verwendet man nur die beiden eben
erwähnten Elektrodenverschiebungen nach den Vektoren Vl und V2, dann ergibt sich eine Abweichung von der
gewünschten Werkstückskontur 10, die durch das schraffierte Bogendreieck zwischen den Konturen 9 und
10 dargestellt ist Es ist aber leicht einzusehen, daß die Fläche diese Bogendreiecks und damit die Abweichung
von der Sollkontur des Werkstücks um so kleiner ist, je kleiner die Größen E und e sind, d. k, je kleiner ihre
Differenz ist, und daß diese Fläche außerdem um so kleiner wird, je kleiner der Winkel « zwischen den
Verschiebungsvektoren V] und V2 gemacht wird.
Verkleinert man den Winkel « auf 60° verwendet man also insgesamt sechs sternförmige Verschiebungsmöglichkeiten,
oder verkleinert man ihn sogar auf 45°, was acht Verschiebungsrichtungen entspricht, dann wird die
Bodendreiecksfläche vernachlässigbar klein. Außerdem kann man nach der Verschiebung Elektrode 9
entsprechend dem Vektor Vi, die Elektrode anschließend entlang dem Vektor V3 kurvenförmig verschieben,
so daß sie nach dieser Verschiebung die gleiche Verschiebung erfahren hat wie nach Rückkehr in ihre
Ausgangslage und anschließender Verschiebung entsprechend dem Vektor V2. In diesem Fall hüllt die
Kontur 9 der Elektrode 8 die Idealkontur 12 ein. Das Fehlerdreieck kann in diesem Fall überhaupt nicht
entstehen.
Unter allen Möglichkeiten der Verschiebung einer Kontur parallel zu sich selbst in der Weise, daß diese
Kontur eingehüllt wird durch eine äquidistante Kontur
ϊο in geringem Abstand, verdienen zwei Möglichkeiten
den Vorzug. Diese beiden Möglichkeiten sind in den F i g. 3 und 3a schematisch dargestellt. Nach F i g. 3 wird
die Kontur aus einer mittleren Position der Reihe nach entlang den Radialstrahlen D\ bis D8 verschoben.
In der Mehrzahl aller Fälle, d. h., wenn die Kontur der
Elektrode konvex ist, können die Vektoren Dj bis D8
untereinander gleich groß sein. Bei der Änderung der
Arbeitsbedingungen, d. h. bei Änderung der Größe der Funkenüberschlagsstrecke, ist jeder der Vektoren Di bis
De gleich der Differenz der beiden Funkenüberschlagsstrecken,
vermehrt einerseits um die Abnutzung der Elektrode und andererseits um die Dicke des während
des folgenden Vearbeitungsvorganges abzutragenden Materials. Auch wenn man diese Vergrößerung der
Verschiebungsamplitude in Betracht zieht, bleibt die Größe der Verschiebung immer kleiner als einige
Millimeter.
In Fig. 3a soll die Elektrodenkontur 4 so bewegt
werden, daß die Kontur 7 die Einhüllende sämtlicher Lagen der Kontur 4 bildet. Zu diesem Zweck wird die
Kontur 4 zunächst translatorisch entsprechend dem Vektor Vj nach einer beliebigen Richtung verschoben,
so daß sie die Lage 4a annimmt in der die Kontur 4 sich an die Kontur 7 anschmiegt. Bei dieser translatorischen
Verschiebung gelangen zwei beliebige Punkte Mund N
nach Mi und /VV Es genügt nun, die Punkte Mi und M auf
kreisförmigen Bahnen gleichzeitig um jeweils gleich große Winkelbeträge um ihre Ursprungslagen Mund N
herumzuführen, wobei der Radius dieser Kreisbahn der
jo Länge des Vektors Vi entspricht Bei dieser Bewegung
werden sämtliche von der Kontur 4 der Elektrode eingenommenen Lagen durch die einhüllende Kontur 7
umfaßt Jeder einzelne Punkt der Kontur 7 wird nach und nach Schmiegungspunkt für die Kontur 4. Bei dieser
translatorischen Kreisbewegung bleibt die Kontur 4 bzw. 4a parallel zu sich selbst und jeder beliebige Punta
der Kontur, z. B. der Punkt K, beschreibt einen Kreis 14,
der mit den von den Punkten M, und N, beschriebenen Kreisen übereinstimmt und der außerdem die Kontur 7
berührt
Wird außerdem die Rotationsgeschwindigkeit konstant gehalten, dann ist die Zeit, in der ein Bogenstück
konstanter Länge der Kontur 4 mit der Kontur 7 zusammenfällt, praktisch für den ganzen Umfang dei
6S Kontur 4a gleich groß, so daß auch die Bearbeitung de;
Werkstücks längs seiner gesamten Bearbeitungsfläch« gleichmäßig ist, und dadurch auch die Abnutzung dei
Elektrode und die Menge des abgetragenen Material!
609 653/411
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gleichmäßig ist
In F i g. 4 ist eine die Elektrodenverschiebungen, wie sie schematisch in Fig.3 oder 3a gezeigt sind,
gestattende Vorrichtung K an einem Vorschubträger Γ befestigt, der der Vorrichtung K und der Elektrode V
eine Vorschubbewegung auf das Werkstück W zu erteilt. Dann wird jeder Punkt Zder Elektrodenoberfläche
wegen der translatorischen Bewegung, welche die Vorrichtung K der Elektrode erteilt, in Richtung des
Vektors ZZi und wegen der Vorschubbewegung durch den Träger 7Ίη Richtung des senkrecht dazu stehenden
Vektors ZZ2 verschoben. Die resultierende Verschiebung ist somit durch den Vektor ZZ3 darstellbar. Die
schräg zur Vorschubrichtung der Elektrode verlaufenden Teile der Elektrodenkontur werden durch diese
resultierende Verschiebung in Richtung ZZ3 etwa senkrecht auf die zu bearbeitende Oberfläche des
Werkstücks herangeführt, wodurch sich eine größere Güte der bearbeiteten Oberflächen des Werkstücks
erzielen läßt.
In verschiedenen Fällen, vorzugsweise im Fall der Funkenerosion, kann es vorteilhaft sein, der Elektrode
nur die Vorschubbewegung, die translatorische Bewegung aber dem Werkstück zu erteilen, und zwar
deswegen, weil es möglich ist, daß der Antriebsmotor für die translatorische Bewegung der Elektrode
beispielsweise durch Erschütterungen eine ungünstige Wirkung auf die Vorschubbewegung dieser Elektrode
ausüben kann. In diesem Fall geht man, wie in Fig.5 schematisch dargestellt, vor. Die Bearbeitungsmaschine
ist auf einem sehr starren Gestell 175 aufgebaut, das den Kopf Tträgt, durch den die Elektrode '/eine senkrecht
nach unten gerichtete Vorschubbewegung erhält. Die dargestellte Elektrode ist dazu bestimmt, im Werkstück
Weine Aushöhlung bestimmter Form zu erzeugen. Das Werkstück ruht mit seiner planen Unterfläche auf einer
Lage von Kugeln 176, die sich gegen eine plane Auflagefläche abstützen, so daß das Werkstück nach
allen Seiten hin leicht verschiebbar ist. Es ist mit Hilfe einer Befestigungseinrichtung 177 an einer die translatorische
Bewegung erzeugenden Vorrichtung K befestigt. Der obere Teil dieser Vorrichtung ist mit dem
Gestell 175 fest verbunden, und zwar durch einen Tragarm 178. Das Werkstück ist innerhalb eines
Behälters 179 angeordnet, der im Fall der funkenerosiven Bearbeitung oder der Bearbeitung mit unterbrochenen
Lichtbogen ein Dielektrikum enthält bzw. einen Elektrolyten im Fall einer elektrolytischen Bearbeitung
des Werkstücks.
Wenn das Werkstück W große Abmessungen hat, dann kann man seine translatorische Bewegung durch
mehrere Vorrichtungen K gemeinsam erzeugen. In Fig.5 ist dieser Fall gezeigt. Die beiden einander
gleichen Vorrichtungen K und Ki bewegen das
Werkstück gemeinsam, und zu diesem Zweck werden beide Vorrichtungen synchron angetrieben.
Wenn die Verbindung zwischen der die Transiationsbewegung erzeugenden Vorrichtung K und dem
Werkstück W bei der Ausführung nach Fig.5
vollständig starr ist, dann ergibt sich eine ebenso gute Bearbeitungsgenauigkeiten wie für den Fall, daß man
nicht dem Werkstück, sondern der Elektrode die translatorische Bewegung erteilt.
Das Schutzbegehren ist ausgerichtet auf die Merkmale des Anspruches 1 in ihrer Gesamtheit und auf die
Merkmale der Unteransprüche in Verbindung mit Anspruch 1.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
16
763
Patentansprüche:
auf das Werkstück vorgeschoben und ohne jede Drehung senkrecht zur Vorschubrichtung translatorisch
bewegt wird Ein solches Verfahren ist durch die US-PS 29 02 584 bekannt
Die elektroerosive Bearbeitung von Werkstücken kann durch eine Folge von Funkenüberschlägen oder
durch periodisch unterbrochene Lichtbögen erfolgen und wird im allgemeinen zur Materialabtragung
benutzt
Man kann allgemein sagen, daß sich die elektroerosive Bearbeitung des Werkstückes stets dort vollzieht, wo
der Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück am kleinsten ist, d. h_ wo das elektrische Feld
am stärksten ist
Eine der am meisten interessierenden Möglichkeiten der Bearbeitung von Werkstücken durch Elektroerosion
und hier vorzugsweise bei der Bearbeitung durch Funkenerosion besteht darin, daß man durch Annäherung
einer beliebig geformten Elektrode in Richtung auf
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR836908 | 1960-08-26 | ||
FR857687 | 1961-04-04 | ||
FR865223 | 1961-06-16 | ||
FR868124 | 1961-07-17 | ||
DES0075458 | 1961-08-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1690763C2 true DE1690763C2 (de) | 1976-12-30 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3618435A1 (de) * | 1985-08-02 | 1987-03-05 | Interspark S A | Verfahren zur herstellung von an zwei koerpern vorgesehenen verzahnungen sowie nach dem verfahren hergestellte getriebe |
DE3911986A1 (de) * | 1989-04-12 | 1990-10-18 | Benzinger Carl Gmbh & Co | Verfahren und vorrichtung zur formgebenden bearbeitung von werkstuecken |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3618435A1 (de) * | 1985-08-02 | 1987-03-05 | Interspark S A | Verfahren zur herstellung von an zwei koerpern vorgesehenen verzahnungen sowie nach dem verfahren hergestellte getriebe |
DE3911986A1 (de) * | 1989-04-12 | 1990-10-18 | Benzinger Carl Gmbh & Co | Verfahren und vorrichtung zur formgebenden bearbeitung von werkstuecken |
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