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Funkenerosions-Werkzeugmaschine Die Erfindung betrifft eine Funlcenerosions-Werkzeugmaschine
zum Betrieb mit einem elektrischen Impulsgenerator und einer drahtförmigen Erodierelektrode,
die zur Erodierarbeit von einem Werkzeugschlitten gegen das Werkstück geführt wird.
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Bei Benutzung von Maschinen dieser Art ist es nachteilig, daß nach
Jedem Bearbeitungsvorgang die Drahtelektrode ausgewechseit oder zumindest neu Justiert
werden muß, was meist von hand geschieht. Diese Arbeiten sind schwierig und zeitraubend,
vor allem , wenn es sich um besonders dünne Drahtelektroden handelt, wie sie bei
der Herstellung von feinen Bohrungen, beispielsweise an Einspritzdüsen für Dieselmotore,
erforderlich sind.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine Funkenerosions-Werkzeugmaschine
anzugeben, die unter Verwendung einer Längeren Drahtelektrode während einer längeren
Betriebszeit selbsttätig arbeitet, wobei lediglich die zu bearbeitenden Werkstücke
ausgewechselt werden müssen.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Werkzeugschiitten
mit Vorschubrollen versehen ist, die vor Durchführung des Erodiervorschubes bei
stillstehender Werksougschlitten die Drahtelektrode in Richtung auf das Werkstück
hin bewegen und daß ein Signalstromkreis vorgesehen ist,
der bei
einer vorgegebenen Annäherung des Endes der Drahtelektrode an die Werkstückoberfläche
durch Funkenüberschlag zwischen Elektrode und Werkstueck geschlossen wird und dabei
das Stopsetzen des Vorschubrollenantriebes bewirkt, derart, daß die Drahtelektrode
in im wesentlichen kraftfreier BerEhrung mit der Werkstückoberfläche zur Ruhe kommt.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zur Fixierung
der Drahtelektrode im Werkzeugschlitten in diesem ein Spannkopf vorgesehen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zur
Steuerung der Bewegung des Werkzeugschlittens vier Endschalter (A, B, C, D), und
zwar für Eilgang, Kriechgang, Arbeitsgang und Eilrückgang vorgesehen. Diese Steuerung
der Bewegung des Werkzeugschlittens wird dabei so durchgeführt, daß nach Einschalten
der Maschine der Werkzeugschlitten zunächst im Eilgang und danach im Kriechgang
vorgeschoben und schließlich angehalten wird, wenn das Elektrodenende einen vorbestimmten
Abstand von der Werkstückoberfläche erreicht hat. Danach wird wie beschrieben die
Drahtelektrode mittels der Vorschubrollen bis zu ihrer BerUhrung mit der Werkstückoberfläche
vorgeschoben. Anschließend wird der Arbeitsgang des Werkzeugschlittens eingeschaltet
und so lange fortgeführt, bis die Erodierarbeit vollendet ist und schließlich der
Schlitten im Eilgang in seine Ausgangsstellung zurückfährt. Der zur Fixierung der
Drahtelektrode im Werkzeugschlitten dienende Spannkopf wird nur während des durch
die Vorschubrollen bewirkten Drahtelektrodenvorschubes gelöst,
Voraussetzung
fjir diese Arbeit;slfeise ist die Verwendung einer zuvor ausreichend gerichteten
Dralltelektrodee Die Länge der Drahtelektrode bestimmt dabei die Dauer der Erodierarbeit,
die ohne Elektrodealerneuerung möglich ist. Um diese Dauer zu verlängern, wird gemäß
einer vorteilhaften Variante der Erfindung auf dem Werkzeugschitten eine Vorrat
sspule vorgesehen, von der dio Drahtelektrode mittels der Vorschubrollen abgehaspelt
und durch den Spannkopf und die Draht führung in Richtung auf das Werkstück hin
vorgeschoben wird. Die Drahtführung bzw. der Spannkopf im Schlitten üben auf die
Drahtelektrode eine Richtwirkung aus. Im Falle diese Richtwirkung für ein eiiiwandfreies
Arbeiten nicht ausreicht, wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Erfindungsvariante
im Werkzeugschlitten vor den Vorschubrollen eine elektrisch angetriebene Richtvorrichtung
vorgesehen.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind in den Zeichnungen bevorzugte
Ausführungsformen von Funkenerosions-Werkzeugmaschinken als Beispiele für die Erfindung
dargestellt, wobei zur besseren Übersicht der elektrische Impulsgenerator, die elektrische
Schaltung, der Vorschubantrieb für den Werkzeugschlitten und die Mittel für den
Ölumlauf fortgelassen wurden, da sie von üblicher Art sind.
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Abb. 1 zeigt in schematischer Ansicht eine Funlcenerosions-Werkzeugmaschine
gemäß der Erfindung. In den Abbildungen 2 und 3 ist der abgeänderte Werkzeugschlitten
sowie die WerkstUckhalterung mit Werkstüclc von weiteren Varianten der Maschine
dargestellt.
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Die Funkenerosions-Werkzeugmaschine gemäß Abb. 1 weist einen Maschinenständer
1 auf mit Führungssäulen 2, an denen der Werkzeugschlitten 3 in vertikaler Richtung
bewegbar geführt ist. Der Maschinenstänaer 1 ist mit einer Aufspannvorrichtung 4
für das Werkstück 5 versehen. Das Werkstück 5 ist eine Einspritzdüse für einen Dieselmotor,
an der die erforderlichen Diisenbohrungen angebracht-werden sollen. Im oberen Teil
des Maschinenständers sind vier Endschalter A, B, C, D vorgesehen, die von einem
am Werkzeugschlitten 3 angebrachten Arm 6 betätigt worden. Als Werkzeugelektrode
dient ein in die Elektrodenführung 7 des Werkzeugschlittens 3 eingesetztes gerichtetes
Drahtsück 8, welches mittels der vom Elektromotor 9 angetriebenen Vorschubrollen
lo durch einen elektromagnetisch betätigten Spannkopf 11 und die Elektrodenführung
7 gegen das Werkstück vorgeschoben wird.
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Die Wirkungsweise der Maschine nach Abb. 1 ist folgende: Nachdem der
Werkzeugschlitten 3 - mit Hilfe der Endschalter A und B gesteuert - zunächst im
Schnellgang und dann im Kriechgang das Ende der Drahtelektrode 8 in die Nähe des
Werkstückes 5 gebracht hat, wird der Werkzeugschliffen 3 angehalten. Während dieses
Vorschubes des Werkzeugschlittens 3 ist die Drahtelektrode 8 mittels des elektromagnetischen
Spannkopfes 11 im Werkzeugschlitten 3 fixiert. Nachdem der Werkzeugschlitten 3 das
Ende der Drahtelektrode 8 in die Nähe des Werkstückes 5 gebracht hat, wird der Spannkopf
11 gelöst und es erfolgt die Einschaltung des Motors 9, der die Vorschubrollen lo
antreibt, wodurch die Drahtelektrode 8 in Richtung auf das Werkstück hin so lange
vorgeschoben wird, bis bei einer vorgegebenen Annäherung an die Werkstückoberfläche
durch Funkenüberschlag
zwischen der Drahtelektrode 8 und dem Werkstück
5 ein Signalstromkreis geschlossen und an den Elektromotor 9 ein Stopsignal abgegeben
wird. Diese vorgegebene Annäherung ist so bemessen, daß das Ende der Drahtelektrode
8 in im wesentlichen kraft freier Berührung mit der Werkstückoberfläche zur Ruhe
kommt. Danach wird die Drahtelektrode 8 mittels des Spannkopfes 11 erneut im Werkzeugschlitten
3 fixiert, welcher nun vom Schalter C gesteuert in üblicher Weise den Erodiervorschub
der Drahtelektrode übernimmt. Nach vollendeter Eredierarbeit wird mit Hilfe des
Endschalters D der Eilrückgang des Werkzeugschlittens 3 eingeleitet, der diesen
in seine Anfangsstellung zurückbringt.
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Um eine durch den Verschleiß des vordersten Teiles der Drahtelektrode
8 bedingte Konizität der erzeugten Bohrung zu vermeiden, wird die Länge des Erosionshubes
größer als die Werkstückdicke eingestellt, so daß für die Endabmessung der Ddsenbohrung
jene Teile des Elektrodendrahtes maßgeblich werden, die noch keinem wesentlichen
Verschleiß unterworfen waren.
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Bei der Bedienung der Funkenerosions-Werkzeugmaschine gemäß Abb. 1
muß jeweils nur das Werkstück 5 ausgewechselt werden.
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Die Drahtelektrode 8 wird durch den stetigen Verschleiß aber stetig
kürzer, so daß sie nach einer gewissen Erodierzeit ernauert werden muß. In Abb.
2 ist der abgeänderte Werkzeugschlitten 3 mit zugehörigem Werkstück 5 und Werkstückhalterung
4 einer Variante der erfindungsgemäßen Punkenerosions-Werkzeugmaschine dargestellt,
welche die Erreichung wesentn lich längerer Erodierzeiten gestattet.
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Bei dieser Variante ist an dem Werkzeugschlitten 3 eine Vorratsspule
angebracht, auf der eine längere Drahtelektrode 8 aufgewickelt ist, die mit Hilfe
der Vorschubrollen 10 abgehaspels und bei Stillstand des Werkzeugschlittens 3 durch
den ausgeschalteten Spannkopf 11 und die Elektrodenführung 7 gegen das Werkstück
5 vorgeschoben wird. Die übrigen Phasen des Erodiertaktes,wie Vorschub des Werkzeugschlittens
in die Nähe des Werkstückes, Arbeitsgang und Eilrückgang, erfolgen auf die gleiche
Weise wie bei der Variante gemäß Abb. 1.
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Wenn bei der Variante gemäß Abb. 2 die durch die Elektrodenführung
7 und die Klemmung im Spannkopf 11 bedingte Richtwirkung auf die Drahtelektrode
8 nicht ausreicht, wird gemäß einer weiteren Variante nach Abb. 3 vor den Vorschubrollen
10 im Werkzeugschlitten eine durch einen Elektromotor 13 angetriebene Richtvorrichtung
14 vorgesehen, die Jeweils in Tätigkeit tritt, wenn die Dralitelektrode 8 von den
Vorschubrollen 10 gegen das Werkstück 5 vorgeschoben wird.