DE1958702B2 - Verfahren und vorrichtung zum elektrochemischen senken von ausnehmungen mit in senkrichtung zunehmender querschnittsabmessung - Google Patents

Description

ugt wird, deren Achse zum Werkstück fest, oberi der Werkstückoberfläche und quer zu xisa: Richr der Senktiefe, längs der die Querschmttsabmes-ϊ zunehmen soll, verläuft
jr Durchführung dieses Verfahrens dient in wei- ;r Ausgestaltimg der Erfindung eine Vorrichtung einem Werkzeugkopf, in dem die WerkzöLgjrtrode zweda Ausführung einer Vorschubbeweng relativ zam Werkzeugkopf gegen das Werkstück •führt ist, sowie mit einer Werkstückhalterung, obei diese Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch rdcennzeichnet ist, daß der Werkzeugkopf und die Verkstückhalterung zur Ausführung emer zueinander "elnden Bewegung aneinander um eine Achse _lwb£J gelagert sind.

,_ Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen, die vorteilhafte Ausführungsbeispiele darstellen, eingehend erläutert. Die

A b b. 1 und 2 zeigen in zwei Schnitten eine erste Ausführungsvariante mit gciddlinigem Elektroden vorschub.

An einer Elysiermaschine üblicher Bauart ist eine rohrförmige Werkzeugelektrode 1 in der schematisch angedeuteten Werkzeughalterung 2 eingespannt, welche einen geradlinigen Vorschub der Werkzeugelektrode 1 in axialer Richtung besorgt. Die rohrförmige Werkzeugelektrode 1 ist an ihrem Ende durch eine Lochscheibe 3 abgeschlossen und an ihrer Außenwand mit einer elektrisch isolierenden Schicht 4 bedeckt. Eine in der Arbeitswanne der Elysiermaschine angebrachte Werkstückhalterung weist eine Werkstückaufnahme 5 für das Werkstück 6 auf, die mit Zapfen 7,7' im Gestell 8 der Werkstückhalterung drehbar gelagert ist, wobei die Drehachse im geringen Abstand oberhalb der Werkstückoberfläche 9 verläuft, in welche die Senkung eingebracht werden soll. Zur Erzeugung einer Pendelbewegung um diese Drehachse dient ein mit den Zapfen T gekoppeltes Pendelgetriebe 10, das durch einen in den Abbildungen nicht dargestellten Motor angetrieben wird.

Auf der Werkstückoberfläche 9 liegt eine Elektrolytmaske 11 auf, die gleichzeitig mit Hilfe der Bolren zur Befestigung des Werkstückes 6 in der Werkstückaufnahme 5 dient. Diese Elektrolytmaskc 11 ist mit einer öffnung 13 mit doppelkonischer Innenwand versehen, in welcher in Höhe der Pendelachse ein elastischer Dichtungsring 14 eingelassen ist, der zur Abdichtung des Elektrolytkreislaufes gegen die rohrförmige Werkzeugelektrode 5 dient. Die Elektrolytmaske 11 weist ferner einen ringförmigen Zuflußkanal 15 auf, über den der Elektrolyt von einer Leitung 16 auf mehrere in der unteren konischen Innenwand der Maskenöffhung 13 vorgesehene Austrittsöffnungen verteilt wird. Der Abfluß des Elektrolyten erfolgt durch die hohle Werkzeugelektrode 1.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist nun folgende: Das unbearbeitete Werkstücke wird mittels der Elektrolytmaskeil und der Bolzen 12 in der Werkstückaufnahme 5 befestigt und das untere Ende der Werkzeugelektrode 1 in den Dichtungsring 14 eingeführt. Nach Einschalten der Elysierspannung und der Elektrolytzirkulation wird die Werkzeugelektrode 1 mit vorgegebener Geschwindigkeit gegen das Werkstücke abgesenkt und gleichzeitig mittels der Pendelvorrichtung 10 eine Pendelbewegung des Werkstückes 6 relativ zur Werkzeugelektrode 1 erzeugt.
Mit fortschreitender Absenkung wird im Werk-

stück eine Raumform 6' erzeugt, wobei — wie aus Abb. 1 ersichtlich — eine Abmessung der Querschniäfläche mit zunehmender Einsenktiefe zunimmt Die Isolisrschidtt 4 auf der Werkzeugelek-5 trode 1 bewirkt, daß zwischen ihrer äußeren Mantelfläche und der seitlichen Kontur der abgesenkten Raumform 6' kein Elysiejstrom fließt und daher an diesen Stellen kein zusätzlicher Materialabtrag stattfindet, so daß eine konische Aufweitung der Raumio form 6' vermieden wird.

Eine andere vorteilhafte Variante einer Einrichtung gemäß der Erfindung, die vorzugsweise zur Erzeuguag von Läufern für Radialverdichter dient, ist in A b b. 3 dargestellt

In einem Maschinengestell 17 ist ein Werkzeugkopf 18 mit Hilfe seiner Zapfen 19,19' drehbar gelagert, der — ähnlich wie bei der Variante gemäß den Abb. 1 und 2 — mit HiUe eines Getriebes zur Ausführung einer Pendelbewegung angetrieben v.erden kann. In dem Werkzeugkopf 18 ist seinerseits eine Werkzeughalterung 20 drehbar gelagert, die über eine in etwa kreisförmig gebogene hohle Werkzeugaufnahme 21 mit einer ebenfalls kreisförmig gebogenen, sich gegen ihre Spitze leicht verjüngenden, hohlen W₁. ι kzeugelektrode 22 mit etwa rechteckigem Querschnitt verbunden ist. Die leicht konkave innere Außenfläche der Werkzeugelektrode 22 sowie ihre beiden Seitenflächen sind mit einer elektrisch isolierenden Schicht 23 bedeckt. Zum Elektrodenvorschub dient eine ebenfalls im Werkzeugk^pf 18 drehbar gelagerte Kurvenscheibe 24. die von einem nicht dargestellten Elektromotor über ein Untersetzungsgetriebe angetrieben wird. Ein an einem Ende im Werkzeugkopf 18 gelagerter hydraulischer Verstellzylinder 25 greift mit seinem anderen Ende an der Achse einer in der Werkzeughalterung 21 drehbar gelagerten Rolle 26 an und drückt diese gegen die Kontur der Kurvenscheibe 24.

Das zu bearbeitende zylindrische Werkstück 27, 4" aus dem ?ur Erzeugung des Läufers eines Radialverdichters die Läuferschaufeln aus dem Vollen herausgearbeitet werden sollen, wird über eine in der AbHildung nicht dargestellte Werkstückhalterung im Maschinengestell 17 derart gelagert, daß nach Beendigung eines Flysiervorganges und einer darauf folgenden Teildrehung der Werkstückhalterung das Werkstück jeweils in die zur Ausführung des folgenden Elysiervorganges nötige Position gebracht werden kann. Die Lagerung des Werkstückes 27 erfolgt so, daß die Pendelachse des Werkzeugkopfes im geringen Abstand von dem Flächenteil 28 des Werkstückes 27 verläuft, in den die Senkung eingebracht werden soll. Eine kammerförmige Elektrolytmaske 29 bewirkt eine Abdichtung des Elektrolyt-55 kreislaufes; und zwar einerseits an der Stelle gegenüber dem Werkstück 27 und andererseits, mittels der Dichtungsmanschette 31 gegenüber der Werkzeugaufnahme 21. Die Zufuhr des Elektrolyten erfolgt über die in der Elektrolytmaske 29 ange-6o schlossene Leitung 32, während er über die hohle Werkzeugaufnahme 21 und die Leitung 33 abgeführt

wird.

Zu Beginn des Elysiervorganges befindet sich die Werkzeugelektrode etwa in der in Abb. 3 gezeig-65 ten Stellung. Nach Einschaltung der Elysierspannung und der Elektrolytzirkulation wird der Antrieb der Pendelbewegung und der Kurvenscheibe 24 eingeschaltet, wobei sich letztere entgegen dem Uhr*-

zeigersinn zu drehen beginnt und dabei entsprechend der Abnahme des wirksamen Kurvenscheiben-Radius den Vorschub der Werkzeugelektrode 22 längs einer kreisförmigen Bahn bewirkt.

Durch die kreisförmige Elektrpdenvorschubbewegung und die dazu überlagerte Pendelbewegung relativ zürn Werkstück, deren Ebene mit der Vorschubebene einen rechten Winkel einschließt, wird in dem Werkstück eine Raumform mit den Konturen 34, 35 erzeugt, wobei die Querschnktsabmessung

der Raumform in Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene mit zunehmender Abseriktiefe zunimmt. Da die leicht konvexe äußere Seitenfläche der Werkzeugelektrode unisoliert ist, fließt zwischen ihr und der ihr zugewandten Wand der gesenkten Raumfprm ein Elysierstrom, der an dieser Stelle eine Aufweitung der Raumform gemäß der Kontur 34 verursacht und damit die Absenkung der sich an dieser Stelle verjüngenden Werkzeugelektjrode 22 ermöglicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1: P«»«,«»»«™,-^» nehmungen, bei denen mindestens eine Querschnitts, <? PatenteBspruche: ^μ<^5Γ^η™^^™Λ^ Senktiefe zunimmt

1. Verfahren zum elek&ochemischen Senken Beim elektroeiemischeii Senken wird bekanntlich von Ausnehmungen, bei denen mindestens eine eine entsprechendgeformte Werkzeugelektrode, die Quexsc&iittsabmessung mit zunehmender Senk- 5 mit einer in bezog auf das Weikstuckpoteniial negatiefe zunimmt, dadurch gekennzeichnet, fivenSpannung beaufschlagt ist, gegen das Werkstück daß gleichzeitig mit dem Vorschub der Werkzeug- bewegt, wobei zwischen Elektrode und Werkstück elektrode eine pendelnde Relativbewegung zwi- eine Elektrolytströmung aufrecht erhalten wird. Mit sehen Elektrode und Werkstück erzeugt wird, fortschreitender Hektrodenbewegnug tritt eine entderen Achse zum Werkstück fest, oberhalb der » sprechende fortschreitende elektrochemische Abtra-Werkstückoberaäche und quer zu der Richtung gong des Werkstückmaterials ein, bis schließlich die der Senktiefe, längs der die Querschnittsabmessung in dem Werkstück eingesenkte Höhlung angenähert zunehmen soll, verläuft die Form der Werkzeugelektrode angenommen hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ISe Vorschubbewegung der Elektrode gegenüber dem kennzeichnet, daß die Pendelachse der pendelnden i₅ Werkstück ist dabei im allgemeinen geradlinig. Für Relativbewegung im geringen Abstand von der SpezialfäUe sind auch schon elektrochemische Ab-Werkstückoberfiäche, in die die Senkung einge- senkverfahren mit kreisbogenförmiger Elektrodenbracht werden soll, verläuft Vorschubbewegung bekannt geworden und zwar z. B.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch aus der britischen Patentschrift 1024 699, bei der gekennzeichnet, daß die Vorschubbewegung der ao eine sichelförmig gekrümmte Elektrode mit einer Werkzeugelektrode in an sich bekannter Weise drehbar gelagerten Halterung verbunden ist und durch geradlinig ist. Drehung dieser Halterung gegen das Werkstück

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch bewegt wird.

gekennzeichnet, daß die Vorschubbewegung der Bei den meisten bekannten Verfahren zum elektro-

Werkzeugelektrode in an sich bekannter Weise »5 chemischen Senken von Ausnehmungen müssen — kreisbogenförmig ist. so wie z. B. beim Kopierfräsen — die Abmessungen

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- der abzusenkenden Ausnehmungen mit zunehmender rens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit Senktiefe abnehmen. In Fällen, in denen Ausnehmuneinem Werkzeugkopf, in dem die Werkzeug- gen benötigt werden, bei welchen mindestens eine elektrode zwecks Ausführung einer Vorschub- 30 Abmessung mit zunehmender Tiefe zunimmt, hat bewegung relativ zum Werkzeugkopf gegen das man sich bisher im allgemeinen so geholfen, daß man Werkstück geführt ist, sowie mit einer Werkstück- die Werkstücke jeweils aus zwei oder mehreren Teihalterung, dadurch gekennzeichnet, daß der len zusammengesetzt hat, was aber zu erhöhten Her-Werkzeugkopf und die Werks:ückhalterung (5,20) Stellungskosten und meistens zu einer Verringerung zur Ausführung einer zueinander pendelnden 35 der mechanischen Festigkeit führt, wodurch eine Bewegung aneinander um eine Achse drehbar erhöhte Bruchgefahr entsteht.

gelagert sind. In einem Sonderfall ist es hingegen — wie aus der

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- deutschon Auslegeschrift 1237 713 (siehe Fig. 9) kennzeichnet, daß die hohle Werkzeugelektrode bekannt — gelungen, durch elektrochemisches (1, 22) in einer mit einer elastischen Dichtung 40 Senken einen kegelförmigen Hohlraum zu erzeugen, (14,31) versehenen und sich an das Werkstück (6, dessen Querschnitt mit zunehmender Senktiefe zu-27) anschmiegenden Elektrolytmaske (11, 29) nimmt. Dies wird dadurch erreicht, daß mittels einer gleitbar und relativ zu ihr verschwenkbar ist. zylindrischen Elektrode der Senkvorgang mit der

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, höchsten zulässigen Senkgeschwindigkeit begonnen dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstück- 45 und diese mit fortschreitender Bearbeitung allmählich aufnahme (5) in einem Maschinengestell (8) dreh- verringert wird. Dieses bekannte Verfahren hat sich bar gelagert und mit einer Pendelvorrichtung (10) in der Praxis aber nur wenig durchgesetzt, da die verbunden ist. mit dessen Hilfe herzustellenden Ausnehmungen nach

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, Form und Art weitgehend beschränkt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeug- 50 Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, kopf (18) in einem Maschinengestell (17) drehbar für die Herstellung von Ausnehmungen, deren Quergelagert und mit einer Pendelvorrichtung verbun- Schnittsabmessungen von der Werkstückoberfläche den ist. aus mit zunehmender Senktiefe zunehmen, ein Ver-

9. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 5 fahren und eine Vorrichtung zum elektrochemischen bis 8, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte, 55 Senken anzugeben, bei welchen im Gegensatz zu dem in etwa kreisförmig gebogene, hohle Werkzeug- bekannten Verfahren jeweils die Zunahme des Auselektrode (22)j die über eine Werkzeughalterung nehmungsquerschnitts auf eine einzige vorgegebene (20) int Werkzeugkopf (18) drehbar gelagert ist. Querschnittsäbmessung beschränkt werden kann und

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekenn- mit welchen ferner gegenüber dem bekannten Verzeichnet durch ein Vorschubgetriebe für die 60 fahren Ausnehmungen in größerer Mannigfaltigkeit Werkzeugelektrode (22), welches eine im Werk- nach Art und Form sowie mit größerer Genauigkeit zeugköpf (18) drehbar gelagerte Kurvenscheibe hergestellt und dabei die Senkgeschwindigkeiten der (24) aufweist, die sich gegen eine an der Werk- Elektroden mit fortschreitender Bearbeitung konstant zeughalterung (20) gelagerten Rolle (26) abstützt. gehalten werden können.

65 Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß

der Erfindung dadurch gelöst, daß gleichzeitig mit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie Vor- dem Vorschub der Werkzeugelektrode eine pendelnde richtungen zum elektrochemischen Senken von Aus- Relativbewegung zwischen Elektrode und Werkstück