DE1944687A1 - Verfahren und Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/26Apparatus for moving or positioning electrode relatively to workpiece; Mounting of electrode

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

  • "Verfahren und Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung, z.B. zur Herstellung von Bohrungen, Planflächen oder beliebigen Konturen, bei dem durch zwischen einer Erosionselektrode und einem zu bearbeitenden Werkstück brennende Funken von dem Werkstück ?t+erial abgetragen, verspant wird, und eine Vorrichtung zur Durch£Whrung dieses Verfahrens.
  • Bei den bekannten Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung werden als Erosionselektroden sogenannte Formelektroden verwendet, das sind Erosionselektrodeng deren Kontur mit der zu erzielenden Kontur der zu bearbeitenden Werkstücke iJbereinstimmt Es wird also eine Vielzahl unterschiedlicher Erosionselektroden, die alle sehr genau bearbeitet sein müssen, benötigt. Das ist aufwendig und folglich nachteilig.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung anzugeben, nach dem funkenerosive Bearbeitungen durchgeführt werden können, ohne daß für die unterschiedlichen Bearbeitungen unterschiedliche Erosionselektroden, sogenannte Formelektroden, benötigt werden.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung, z.B. zur Herstellung von Bohrungen, Planflächen oder beliebigen Konturen, bei dem durch zwischen einer Erosionselektrode und einem zu bearbeitenden Werkstück brennende Funken von dem WerkstückHaterial abgetragen, verspant wird, dadurch, daß für die durchzuführende Bearbeitung eine Schablone angefertigt wird, daß die Schablone durch einen Taster abgefahren wird und daß über einen Pantographen (Storchenschnabel) das zu bearbeitende Werkstück unter der Erosionselektrode entsprechend der Schablone mit Hilfe des Pantographen gerührt wird.
  • Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzubilden. Eine erste Möglichkeit, die Schablone durch einen Taster abzufahren, besteht darin, daß die Schablone fest angeordnet wdrd und der Taster, der am opf des Pantographen angeordnet ist, längs der Kontur der Schablone geführt wird. Im einzelnen kann dabei so vorgegangen werden, daß der Taster magnetisch an die Kontur der Schablone angekoppelt wird und mit einem rotierenden Tastkopf die Kontur der Schablone abfährt. Der Taster kann aber auch, z.B. auf einem Koordinatentisch angeordnet, durch Schrittmotoren undXoder hydraulisch betätigte Zylinder-Kolben-Anordnungen bewegt, die Kontur der Schablone abfahren. Da es, für das Merkmal, daß die Schablone durch einen Taster abgefahren wird, nur auf die Relativbewegung zwischen dem Taster und der Kontur der Schablone ankommt, besteht eine andere Möglichkeit, dieses Merkmal zu verwirklichen, darin, den Taster fest anzuordnen und die Kontur der Schablone, z.B. durch Schrittmotoren und'oder hydraulisch betätigte Zylinder-Kolben-Anordnungen, an dem Taster vorbeizufüliren, wobei die Schablone an den Kopf des Pantographen angeschlossen ist.
  • Die Erosionselektrode kann theoretisch fest angeordnet sein.
  • Nach einer bevorzugten Lehre der Erfindung wird der Erosionselektrode jedoch eine Drehbewegung um eine feste Achse, z.B.
  • um die Achse einer Maschinenspindel, erteilt. Auch besteht die Möglichkeit, der Erosionselektrode eine Drehbewegung um ihre eigene Achse zu erteilen. Nach einer weiteren Lehre der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, wird der Erosionselektrode sowohl eine Drehbewegung um eine feste Achse als auch eine Drehbewegung um ihre eigene Achse erteilt, so daß sie insgesamt eine Planetenbewegung ausführt.
  • Grundsätzlich besteht sowohl die Möglichkeit, das zu bearbeitende Werkstück mehrmals entsprechend der Schablone unter der Erosionselektrode zu führen als auch das zu bearbeitende Werkstück nur einmal, und zwar entsprechend langsam, der Schablone folgend entlang der Erosionselektrode zu führen. Wird das zu bearbeitende Werkstück mehrmals unter der Erosionselektrode geführt, so empfiehlt es sich-nach einer weiteren Lehre der Erfindung, entsprechend dem Abbrand die Erosionselektrode automatisch in der Höhe zu verstellen, die Länge des Brennspaltes also zu regeln. Wird dagegen das zu bearbeitende Werkstück nur einmal der Schablone folgend entlang der Erosionselektrode geführte so wird zweckmäßig zunächst in das zu bearbeitende Werkstück ein Anfangsloch eingebracht, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Erosionselektrode plus der Länge des Brennspaltes entspricht und wird danach die Erosionselektrode intermittierend auf- und abgeführt. Auch hierbei empfiehlt es sich, die Länge des Brennspaltes zu regeln, und zwar in der Weise, daß die Erosionselektrode entsprechend der durch den Abbrand verursachten Verringerung im Durchmesser automatisch radial nach außen verstellt wird.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens zur funkenerosiven Bearbeitung, wobei diese Vorrichtung aus einem Koordinatentisch, einem von einer Maschinenspindel getragenen Funkenerosionskopf, einer Erosionselektrode und einer Steuer- und Versorgungseinrichtung besteht. Erfindungsgemäß ist diese Vorrichtung gekennzeichnet durch eine Schablonenaufnahme, einen Taster zum Abtasten der Kontur der Schablone und einen Pantographen (Storchenschnabel), der in Verbindung mit der Schablonenaufnahme bzw. dem Taster den Koordinatentisch entsprechend der Kontur der in der Schablonenaufnahme angeordneten Schablone steuert.
  • Der durch die Erfindung erreichte Vorteil ist zusammengefaßt darin zu sehen, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ede Art von funkenerosiver Bearbeitung durchgeführt werden kann> z.B. Bohrungen, Planflächen oder beliebige Konturen, also auch Ausschnitte jeder Art, hergestellt werden können ohne daß dazu eine Vielzahl unterschiedlich gestalteter Erosionselektroden, sogenannte Formelektroden, erforderlich ist.
  • Die für alle funkenerosive Bearbeitungen stets gleichen Erosionselektroden stehen als runder Elektrodendraht zur VerfUgung, der sehr billig ist und nahezu endlos dem Abbrand zugeführt werden kann. Ein weiterer beachtlicher Vorteil liegt darin, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit erheblich geringerem Energieaufwand gearbeitet werden kann, da nicht das gesamte zu entfernende Material des Werkstückes wie bei dem bekannten Verfahren verspant werden muß. Insoweit ist das erfindungsgemäße Verfahren einem Sägen vergleichbar, während das bekannte Verfahren mehr dem Fräsen, Hobeln oder Drehen entspricht. Schließlich ist als weiterer Vorteil auch die erreichbare Bearbeitungsgenauigkeit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren größer, da Ungenauigkeiten der Schablone nur mit dem Ubersetzungsverhältnis des Pantographen in die Bearbeitung eingehen, während bei der funkenerosiven Bearbeitung mit sogenannten Formelektroden deren Ungenauigkeiten vollständig zu Ungenauigkeiten der Werkstücke führen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigenden Zeichnung, die weitere erfindungswesentliche Merkmale offenbart, erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine erste Aus führungs form einer Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung> Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung, Fig. 3 den Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Figur 1, und Fig. 4 einen der Figur 3 entsprechenden Ausschnitt aus einer weiteren Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung.
  • Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zur funkenerosiven Bearbeitung, z.B. zur Herstellung von Bohrungen, Planflächen oder beliebigen Konturen, und besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Koordinatentisch 1, einem von einer Maschinenspindel 2 getragenen Funkenerosionskopf 5, einer Erosionselektrode 4 und einer im einzelnen nicht dargestellten Steuer- und Versorgungseinrichtung 5. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Schablonenaufnahme 6, einen Taster 7 zum Abtasten der Kontur 8 einer Schablone 9 und einen Pantographen 10. Der Pantograph 10 steuert in Verbindung mit der Schablonenaufnahme 6 bzw. dem Taster 7 den Koordinatentisch 1 entsprechend der Kontur 8 der in der Schablonenaufnahme 6 angeordneten Schablone 9.
  • Bei den in den Figuren dargestellten Vorrichtungen zur funkenerosiven Bearbeitung wird also die Schablone 9 angefertigt, die Kontur 8 der Schablone 9 durch den Taster 7 angefahren und der Koordinatentisch1, auf dem sich ein zu bearbeitendes Werkstück 11 befindet, mit Hilfe des Pantographen 10 entsprechend der Schablone O unter der Erosionselektrode 4 geführt.
  • Bei der in der Figur 1 dargestellten Vorrichtung ist die Schablone 9 fest angeordnet und wird der Taster 7, der am Kopf 12 des Pantographen 10 angeordnet ist, längs der Kontur 8 der Schablone 9 geführt. Im einzelnen ist der Taster 7 magnetisch an die Kontur 8 der Schablone 9 angekoppelt und fährt mit einem rotierenden Tastkopf 13 die Kontur 8 der SchRione ab. Bei der in der Figur 2 dargesteEten Vorrichtung ist der Taster 7 fest angeordnet und wird die Kontur Q der Schablone 9 durch ndraulisch betätigte Zylinder -Kolben-Anordnungen 14 an dem Taster vorbeigeführt, wobei nunmehr die Schablone 9 inuirekt über einen Kcordinatentisch 15, an den auch die Zylirder-Kolben-Anordnungen 14-unmittelbar angreifen, an den Kopf 12 des Pantographen 10 angeschlossen ist.
  • Der Ercsionselektrode 4 wird, was im einzelnen nicht dargestellt ist, sowohl eine Drehbewegung un; eine feste Achse, nämlich um die Achse der Maschinenspindel 2, als auch eine Drehbewegung um ihre eigene Achse erteilt, so daß sie insgesamt eine Planetenbewegung ausführt.
  • In der Figur 3 ist angedeutet, daß das zu bearbeitende Werkstück 11 mehrmals entsprechend der Schablone ? unter der Erosionselektrode 4 geführt wird, d. h. , daß bei jeder der Kontur 8 der Schablone 9 entsprechenden Führung des Werkstückes 11 etwas von dem von demirkstück 11 abzutragenden Material verspant wird. Das Werkstück 11 wird also so unter der in sich rotierenden Erosionselektrode 4 bewegt, daß die Kontur des zu erodierenden Profils in ständiger Wiederholung abgefahren wird.
  • Dabei wird entsprechend dem Abbrand die Erosionselektrode 4 automatisch in der Höhe verstellt, es wird also die Länge des Brennspaltes 16 geregelt. Die Relativeschwindigkeit zwischen der Erosionselektrode 4 und dem Werkstück 11 muß so groß sein, daß die erosive Abtragung am Werkstück 11 je Umlauf geringer ist als die Länge des Brennspaltes 16. Nur so ist gewährleistet, daß die runde Erosionselektrode 4 ausschließlich an ihrer unteren Stirnfläche abbrennt, so daß ir Durchmesser der Erosionselektrode 4 sich nicht verändert.
  • In der Figur 4 ist angedeutet, daß das zu bearbeitende Werkstück 11 nur einmal, und zwar entsprechend langsam, der Kontur 8 der Schablone 9 folgend entlang der Erosionselektrode 4 geführt wird.
  • Bei dieser Art des erfindungsgemäßen Verfahrens, womit also insbesondere Ausschnitte hergestellt werden können, wird zunächst in das zu bearbeitende Werkstück 11 ein Anfangsloch eingebracht, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Erosionselektrode 4 plus der Länge des Brennspaltes 16 entspricht. Um den nunmehr am Umfang der Erosionselektrode 4 auftretenden Abbrand gering zu halten, wird die Erosionselektrode 4 intermittierend auf- und abgeführt, wozu zwei Endschalter 17 vorgesehen sind; im Ubrigen wird bei dieser Art des Verfahrens die Erosionselektrode 4 entsprechend der durch den Abbrand verursachten Verringerung im Durchmesser automatisch radial nach außen verstellt, so daß also auch hier die Länge des Brennspaltes 16 geregelt wird, der wirksame Umfang der Erosionselektrode 4 stets dem ursprünglich vorhandenen Umfang entspricht.
  • Praktisch wäre dies beispielsweise dadurch möglich, daß, was im einzelnen nicht dargestellt ist, oberhalb des Werkstückes11 ein steuerstromführender Taster fest angebracht wird, der den Umfang der Erosionselektrode 4 über den zuvor eingestellten Brennspalt 16 abtastet. In diesem Fall müßte jeweils, wenn die Erosionselektrode 4 sich im oberen Totpunkt befindet, der eigentliche Arbeitssteuerkreis außer Funktions gesetzt und ein zweiter Steuerkreis zwischen dem beschriebenen Taster und der Erosionselektrode 4 kurzfristig eingeschaltet werden. Mittels des dabei entstehenden Brennspaltes könnte die entstandene maßliche Veränderung im Durchmesser der Erosionselektrode 4 ermittelt und durch Steuerimpulse auf einen, die radiale Verstellung ausführenden Servomotor kompensiert werden.
  • Ansprüche

Claims (14)

  1. Anspriche erfahren zur funkenerosiven Bearbeitungs s3. zur Herstellung von Bohrungen, Planflächen oder beliebigen Konturen, bei dem durch zwischen einer Erosionselektrode und einem zu bearbeitenden Werkstück brennende Funken von dem Werkstück Material abgetragen, verspant wird, dadurch gekennzeichnet, daß für die durchzuführende Bearbeitung eine Schablone angefertigt wird, daß die Schablone durch einen Taster abgefahren wird und daß mit Hilfe eines Pantographen (Storchenschnabel) das zu bearbeitende Werkstück unter der Erosionselektrode entsprechend der Schablone geführt wird.
  2. 2) Verfahren nach Anspruch 1> dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone fest angeordnet wird usid der Taster der am Kopf des Pantographen angeordnet ist, längs der Kontur der Schablone geführt wird.
  3. 3) Verfahen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster magnetisch an die Kontur der Schablone angekoppelt wird und mit einem rotierenden Tastkopf die Kontur der Schablone abfährt.
  4. 4) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet> daß der Taster, z.B. auf einem Koordinatentisch angeordnet, durch Schrittmotoren und/oder hydraulisch betätigte Zylinder-Kolben-Anordnungen bewegt, die Kontur der Schablone abfährt.
  5. 5) VerlDahen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster fest angeordnet wird und die Kontur der Schablone z.B. durch Schrittmotoren und/oder hydraulisch betätigte Zylinder -Kolben-Anordnungen, an dem Taster vorbeigeführt Tl!ird, wobei die Schablone an den Kopf des Pantographen angeschlossen ist.
  6. 6y Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Erosionselektrode eine Drehbewegung um eie feste Achse, z.B. um die Achse der Maschinenspindel, erteilt wird.
  7. 7) Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Erosionselektrode eine Drehbewegung um ihre eigene Achse erteilt wird.
  8. S) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Erosionselektrode sowohl eine Drehbewegung um eine feste Achse als auch eine Drehbewegung um ihre eigene Achse erteilt wird, so daß sie insgesamt eine Planetenbewegung ausführt.
  9. 9) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zu bearbeitende Werkstück mehrmals entsprechend der Schablone unter der Erosionselektrode geführt wird.
  10. 10) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend dem Abbrand die Erosionselektrode automatisch in der Höhe verstellt wird, die Länge des Brennspaltes also geregelt wird.
  11. ll) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet daß das zu bearbeitende Werkstück nur einmal, und zwar entsprechend langsam, derSchablone folgend entlang der Erosionselektrode geführt wird.
  12. 12) Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in das zu bearbeitende Werkstück ein Anfangs loch eingebracht wird, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Erosionselektrode plus der Länge des Brennspaltes entspricht, und daß danach die Erosionselektrode intermittlerend auf- und abgeführt wird.
  13. 13) Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Erosionselektrode entsprechend der durch den Abbrand verursachten Verringerung im Durchmesser automatisch radial nach außen verstellt wird, die Länge des Brennspaltes also geregelt wird.
  14. 14) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bestehend aus einem Koordinatentisch, einem von einer Maschinenspindel getragenen Funkenerosionskopf, einer Erosionselektrode und einer Steuer- und Versorgungseinrichtung, gekennzeichnet,durch eine Schablonenaufnahme (6), einen Taster (7) zum Abtasten der Kontur (8) einer Schablone (9) und einen Pantographen (10) (Storchenschnabel), der in Verbindung mit der Schablonenaufnahme (6) bzw. dem Taster (7) den Koordinatentisch (l) entsprechend der Kontur (8) der in der Schablonenaufnahme (6) angeordneten Schablone (9) steuert.
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Cited By (4)

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