DE19804371A1 - Funkenerosionsmaschine für kleine Löcher und Funkenerosionsverfahren unter Verwendung einer derartigen Maschine - Google Patents
Funkenerosionsmaschine für kleine Löcher und Funkenerosionsverfahren unter Verwendung einer derartigen MaschineInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Funkenerosionsmaschine zur Herstellung feiner Löcher sowie
ein Funkenerosionsverfahren, um feine Löcher herzustellen,
unter Verwendung einer derartigen Maschine, zur Bearbeitung
eines Werkstücks durch eine Bearbeitungselektrode für kleine
Löcher.
Bei konventionellen Funkenerosionsmaschinen zur Herstellung
kleiner Löcher, die eine kleine massive Elektrode oder
rohrförmige Elektrode verwenden, wurden Versuche unternommen,
die Auslenkung des Vorderendes der Elektrode zu verringern,
um hierdurch eine exakte Herstellung kleiner Löcher zu
erzielen.
Eine Führung zur Durchführung einer exakten Herstellung
kleiner Löcher wird beispielsweise durch eine
Mittelelektrodenführung gebildet, die in der japanischen
Veröffentlichung eines offengelegten Patents Nr. 60-108234
beschrieben wird, eine geschmierte Führung, die in der
japanischen Veröffentlichung eines offengelegten Patents Nr.
1-164526 beschrieben wird, oder durch eine Lagerführung, wie
sie in der japanischen Veröffentlichung eines offengelegten
Patents Nr. 07-285030 beschrieben ist.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Verringerung von Störungen
einer Bearbeitungselektrode durch ein Arbeitsfluid in der
japanischen Veröffentlichung eines offengelegten Patents Nr.
61-76219 beschrieben, wobei ein Verdickungsmittel zugefügt
wird.
Bei derartigen Funkenerosionsmaschinen zur Herstellung
kleiner Löcher sind jedoch die Bearbeitungselektroden nicht
sehr steif, da ihr Durchmesser ϕ nicht mehr als 0,3 mm,
häufig sogar nicht mehr als 0,1 mm beträgt. Daher treten
einige Schwierigkeiten auf, wie sie nachstehend noch genauer
erläutert werden, wenn eine derartige massive oder hohle
Elektrode verwendet wird. Selbst wenn die Mittel- oder
Zwischenführung verwendet wird, wie sie in der voranstehend
angegebenen Veröffentlichung Nr. 60-108234 beschrieben ist,
oder eine ähnliche Führung, kann es schwierig sein, die
Elektrode in die Elektrodenführung zur Herstellung feiner
Löcher einzuführen. Darüber hinaus kann es schwierig sein,
die Elektrode in die Mittelelektrodenführung oder dergleichen
einzuführen, um die Auslenkung des Vorderendes der Elektrode
zu verringern.
Wenn die Elektrode bei der Bearbeitung nicht ausreichend
steif ist, wird die Elektrode zwischen einer
Elektrodenhalterung und der Zwischenführung oder zwischen der
Zwischenführung und der Elektrodenführung beim Vorschub der
Elektrode gestört, selbst wenn die Zwischenführung vorgesehen
ist. In diesem Fall ist es schwierig, einen ordnungsgemäßen
Vorschub der Elektrode durchzuführen, wie er für die
Bearbeitung erforderlich ist. Daher treten in der Hinsicht
Schwierigkeiten auf, daß die Bearbeitungsgeschwindigkeit
niedrig wird, daß keine große Bearbeitungstiefe erzielt
werden kann, und daß die Bearbeitungszeit zunimmt, wodurch
die Exaktheit der Herstellung eines Loches absinkt.
Bei dem Verfahren, welches in der voranstehend genannten
Veröffentlichung Nr. 61-76219 beschrieben ist, und bei
welchem ein Verdickungsmittel hinzugefügt wird, wird ein
hergestelltes Loch als Führung verwendet. Hierdurch können
die voranstehend geschilderten Probleme nicht gelöst werden,
wie etwa die Schwierigkeit des Einführens der Elektrode in
die Elektrodenführung oder die Zwischen- oder Mittelführung.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung einer Funkenerosionsmaschine zur Herstellung
kleiner Löcher und eines Funkenerosionsverfahrens, welches
eine derartige Maschine einsetzt, bei welchen einfach eine
Bearbeitungselektrode zur Herstellung kleiner Löcher, die
wenig steif ist, in eine Elektrodenführung und eine Mittel-
oder Zwischenelektrodenführung eingeführt werden kann, und
bei welchen die Bearbeitungsgenauigkeit dadurch verbessert
werden kann, daß ein Vorschub der Elektrode erfolgt, wie er
erforderlich ist, während eine Störung der Elektrode
verhindert wird, wodurch die Tiefengrenze bei der Herstellung
von Löchern vergrößert wird, so daß die
Bearbeitungsgenauigkeit bei der Herstellung von Löchern
verbessert wird.
Gemäß einer Zielrichtung der vorliegenden Erfindung weist
eine Funkenerosionsmaschine zur Herstellung feiner Löcher
eine Bearbeitungselektrode zur Herstellung kleiner Löcher in
einem Werkstück mittels elektrischer Entladung auf. Ein
Elektrodenhalter dient zum Haltern der Bearbeitungselektrode.
Eine Elektrodenführung führt die Bearbeitungselektrode bei
der Annäherung an ein Werkstück. Eine Mittel- oder
Zwischenelektrodenführung ist zwischen dem Elektrodenhalter
und der Elektrodenführung vorgesehen. Die Mittel- oder
Zwischenelektrodenhalterung haltert die Bearbeitungselektrode
zwischen dem Elektrodenhalter und der Elektrodenführung, wenn
die Bearbeitungselektrode das Werkstück mittels elektrischer
Entladung bearbeitet.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der Erfindung weist eine
Funkenerosionsmaschine zur Herstellung kleiner Löcher eine
Bearbeitungselektrode zur Herstellung eines kleinen Lochs in
einem Werkstück mittels elektrischer Entladung auf. Ein
Elektrodenhalter haltert die Bearbeitungselektrode. Eine
Elektrodenführung führt die Bearbeitungselektrode bei der
Annäherung an das Werkstück. Eine
Arbeitsfluidzufuhrvorrichtung liefert ein Arbeitsfluid über
eine Rohrleitung. Eine Axialflußdüse wird mit dem
Arbeitsfluid von der Arbeitsfluidzufuhrvorrichtung über die
Rohrleitung versorgt, so daß ein axialer Fluß entlang der
Achse der Bearbeitungselektrode zur Elektrodenführung hin
ausgebildet wird.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung
weist eine Funkenerosionsmaschine zur Herstellung kleiner
Löcher eine Bearbeitungselektrode zur Herstellung kleiner
Löcher in einem Werkstück mittels elektrischer Entladung auf.
Eine Elektrodenhalterung haltert die Bearbeitungselektrode.
Eine Elektrodenführung führt die Bearbeitungselektrode bei
der Annäherung an das Werkstück. Die Bearbeitungselektrode
ist mit Ausnahme ihres Abschnitts, mit welchem sie an dem
Elektrodenhalter gehaltert ist, mit einem
Beschichtungsmaterial beschichtet. Das Beschichtungsmaterial
ist bei üblichen Temperaturen fest. Eine beschichtete
Elektrodenführung ist auf der Oberseite der Elektrodenführung
so vorgesehen, daß sie das Ende der Bearbeitungselektrode
führt, welches mit dem Beschichtungsmaterial beschichtet ist.
Auf der Oberseite der Elektrodenführung ist eine
Heizvorrichtung vorgesehen. Die Heizvorrichtung legt Wärme,
die dazu ausreicht, den Schmelzpunkt des
Beschichtungsmaterials zu überschreiten, an das
Beschichtungsmaterial an, welches die Bearbeitungselektrode
bedeckt, um so das Beschichtungsmaterial in der beschichteten
Elektrodenführung zu schmelzen.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung der vorliegenden Erfindung
wird bei einem Funkenerosionsverfahren zur Herstellung
kleiner Löcher eine Bearbeitungselektrode zur Herstellung
kleiner Löcher durch eine Mittel- oder
Zwischenelektrodenführung gehaltert, die zwischen einer
Elektrodenhalterung und einer Elektrodenführung vorgesehen
ist. Das Ende der Bearbeitungselektrode für kleine Löcher,
die an dem Elektrodenhalter angebracht ist, nähert sich an
ein Werkstück über die Elektrodenführung an, wodurch eine
Funkenerosionsbearbeitung (Bearbeitung mit elektrischer
Entladung) durchgeführt wird. Bei der Durchführung der
Funkenerosionsbearbeitung wird die Bearbeitungselektrode zur
Herstellung kleiner Löcher durch die Zwischen- oder
Mittelelektrodenführung gehaltert, so daß der
Elektrodenhalter, die Bearbeitungselektrode zur Herstellung
kleiner Löcher sowie die Mittel- oder
Zwischenelektrodenführung als vereinigtes Teil bewegt werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer
Funkenerosionsmaschine zur Herstellung kleiner
Löcher gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Mechanismus um eine
Spannzange herum bei der ersten Ausführungsform
der Funkenerosionsmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer
Mittel- oder Zwischenführung bei der ersten
Ausführungsform der Funkenerosionsmaschine gemäß
der vorliegenden Erfindung, wobei die Mittel- oder
Zwischenelektrodenführung die
Bearbeitungselektrode freigibt;
Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils der
Mittel- oder Zwischenführung bei der ersten
Ausführungsform der Funkenerosionsmaschine gemäß
der vorliegenden Erfindung, wobei die Mittel- oder
Zwischenelektrodenführung die
Bearbeitungselektrode festhält;
Fig. 5A bis 5D schematisch einen Betriebsablaut bei der
ersten Ausführungsform der Funkenerosionsmaschine
gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein Flußdiagramm eines gesamten
Bearbeitungsverfahrens, welches von der ersten
Ausführungsform der Funkenerosionsmaschine gemäß
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
Fig. 7 ein Flußdiagramm, welches Einzelheiten eines
Vorgangs 130 in Fig. 6 zeigt;
Fig. 8 ein Flußdiagramm von Einzelheiten eines
Kopfhebevorgangs eines Vorgangs 180 in Fig. 6;
Fig. 9 ein Flußdiagramm von Einzelheiten eines Mittel-
oder Zwischenelektrodenführungshebevorgangs eines
Vorgangs 220 in Fig. 6;
Fig. 10 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer
Funkenerosionsmaschine zur Herstellung kleiner
Löcher gemäß einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 11 eine vergrößerte Ansicht eines Zustands, in
welchem eine Mittel- oder
Zwischenelektrodenspannzange die
Bearbeitungselektrode freigibt;
Fig. 12 eine vergrößerte Ansicht eines Zustands, in
welchem die Mittel- oder
Zwischenelektrodenspannzange die
Bearbeitungselektrode festhält;
Fig. 13 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer
Funkenerosionsmaschine zur Herstellung kleiner
Löcher gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 eine vergrößerte Schnittansicht eines
Elektrodenhalters bei der dritten Ausführungsform
der Funkenerosionsmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
Fig. 15 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer
Funkenerosionsmaschine zur Herstellung kleiner
Löcher gemäß einer vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Funkenerosionsmaschine gemäß
der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist eine Bearbeitungselektrode 1
zur Herstellung kleinen Löcher hohl oder rohrförmig
ausgebildet. Ihr Außendurchmesser ϕ beträgt nicht mehr als
0,3 mm, vorzugsweise nicht mehr als 0,1 mm. Ein Werkstück 2
wird an einem Ort gegenüberliegend der Bearbeitungselektrode
1 angeordnet. Ein Elektrodenhalter 3 ist dazu ausgebildet,
die Bearbeitungselektrode 1 zu haltern. Eine Spannzange 4 ist
auf dem Elektrodenhalter 3 dazu vorgesehen, die
Bearbeitungselektrode 1 zu ergreifen und an dem
Elektrodenhalter 3 zu befestigen. Eine Spindel 5 haltert und
dreht die Elektrode 1 und den Elektrodenhalter 3. Ein
Spindelmotor 6 treibt die Spindel 5 an, um hierdurch die
Elektrode 1 und den Elektrodenhalter 3 zu drehen. Ein
Klemmechanismus 4 dient dazu, die Bearbeitungselektrode 1 und
den Elektrodenhalter 3 an der Spindel 5 testzuklemmen. Eine
Elektrodenführung 8 ist auf einem Führungshalter 9 gehaltert.
Ein Führungsarm 10 haltert den Führungshalter 9. Der
Führungshalter 10 ist einstellbar, so daß seine Position in
Axialrichtung der Spindel 5 geändert werden kann.
Eine Mittel- oder Zwischenelektrodenspannvorrichtung 11 ist
hohlzylindrisch ausgebildet. Die Spannvorrichtung 11 besteht
aus einem elastischen Körper, der beispielsweise aus einem
Nitrilkautschuk, einem Fluorkautschuk oder dergleichen
besteht. Der Innendurchmesser der Spannvorrichtung 11 ist
größer als der Außendurchmesser der Bearbeitungselektrode 1.
Die Zwischen- oder Mittelspannvorrichtung 11 bildet die
Elektrodenhalterungsvorrichtung. Eine Mittel- oder
Zwischenelektrodenspannvorrichtungshalterung 12 trägt die
Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11. Ein Lager 13
haltert die Zwischenspannvorrichtung 11 und den
Spannvorrichtungshalter 12 so, daß sie sich frei um die Achse
einer Zentrumsbohrung des Lagers 13 drehen können. Ein
Mittel- oder Zwischenelektrodenführungsarm 14 haltert die
Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11 usw. Ein Kopf 15
trägt die Spindel 5 und bewegt sich entlang der Achse der
Spindel 5. Eine Kugellagerbuchse 16 ist am Kopf 15
angebracht. Die Kugellagerbuchse 16 haltert den Zwischen-
oder Mittelelektrodenführungsarm 14 so, daß er sich parallel
zur Achse der Spindel 5 bewegen kann. Eine Bremse 17 wird
durch den Kopf 15 gehaltert. Die Bremse 17 ist dazu
ausgebildet, die Bewegung des Mittel- oder
Zwischenelektrodenführungsarms 14 anzuhalten. Eine Buchse 18
ist gleitbeweglich in eine Innenwandoberfläche der
Spannvorrichtungshalterung 12 eingepaßt. Der Innendurchmesser
der Buchse 18 ist größer als der Außendurchmesser der
Bearbeitungselektrode 1. Die Buchse 18 ist an der Oberseite
der Zwischen- oder Mittelelektrodenspannvorrichtung 11
angebracht. Ein Lager 19 haltert die Buchse 18 so, daß sich
die Buchse 18 frei um ihre Achse drehen kann. Eine
Buchsenmontagenplatte 20 haltert das Lager 19.
Ein Führungsstift 21 führt die Buchsenmontagenplatte 20 so,
daß sie sich parallel zum Mittel- oder Zwischenführungsarm 14
und der Achse der Mittel- oder
Zwischenelektrodenspannvorrichtung 11 bewegen kann. Ein
Zylinder 22 ist mit einer oberen Kammer 22a und einer unteren
Kammer 22b versehen. Der Zylinder 22 bewegt die
Buchsenmontageplatte 20 parallel zum Zwischen- oder
Mittelführungsarm 14 und zur Achse der Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11. Ein Magnetventil 28 ist über
Rohrleitungen an den Zylinder 22 angeschlossen. Das
Magnetventil 23 schaltet die Luftzufuhr und den Luftausstoß
für die obere Kammer 22a und die untere Kammer 22b, für den
Betrieb des Zylinders 22. Eine konische Elektrodenführung 24
ist auf der Buchse 18 befestigt. Ein Drehgelenk 25 ist an der
Achse der Spindel 5 angebracht. Eine
Arbeitsfluidversorgungsquelle 26 als
Arbeitsfluidliefervorrichtung liefert das Arbeitsfluid an das
Vorderende der Bearbeitungselektrode 1 über das Drehgelenk 25,
eine Rohrleitung 26a und ein Zentrumsloch der hohlen
Bearbeitungselektrode 1.
Eine Zwischen- oder Mittelelektrodenführung 27 besteht aus
der Zwischen- oder Mittelspannvorrichtung 11, der Zwischen-
oder Mittelhalterung 12, dem Lager 13, dem Mittel- oder
Zwischenarm 14 usw.
Der Kopf 15 und der Mittel- oder Zwischenarm 14 sind jeweils
mit einem an sich bekannten Antriebsmechanismus versehen, der
nicht dargestellt ist. Daher können sich der Kopf 15 und der
Mittel- oder Zwischenarm 14 jeweils parallel zur Achse der
Spindel 5 bewegen.
Fig. 2 zeigt vergrößert einen Mechanismus der Spannzange 4
usw., die in Fig. 1 dargestellt ist. In Fig. 2 sind die
gleichen oder entsprechenden Bauteile mit gleichen oder
entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.
Ein Spannzangenhalter 45 weist einen konischen Abschnitt auf,
der innen am unteren Ende vorgesehen ist, um die Spannzange 4
zu verengen. Eine Dichtung 46 ist oberhalb des konischen
Abschnitts innerhalb des Spannzangenhalters 45 angeordnet.
Das obere Ende der Elektrode 1 geht durch die Dichtung 46
hindurch. Eine Mutter 47 ist auf den Außenumtang des unteren
Endes des Spannzangenhalters 45 aufgeschraubt. Die Mutter 47
zwingt die Spannzange 4 in Fig. 2 nach oben, so daß diese
durch den konischen Abschnitt des Spannzangenhalters 45
befestigt wird. Eine Zugstange 48 ist auf dem Halter 3 oder
über dem Spannzangenhalter 45 angeordnet.
Fig. 3 zeigt vergrößert ein Hauptteil, nämlich die Mittel-
oder Zwischenführung 27 usw., wobei die Bearbeitungselektrode
1 von der Mittel- oder Zwischenführung 27 freigegeben wird.
In Fig. 3 werden dieselben oder entsprechende Bauteile mit
denselben oder entsprechenden Bezugs zittern wie in Fig. 1
bezeichnet.
Im einzelnen ist in Fig. 3 ein Zustand dargestellt, in
welchem über das Magnetventil 28 Luft der oberen Kammer 22b
des Zylinders 22 zugeführt wird, wogegen Luft von der oberen
Kammer 22a abgezogen wird. Dann wird die Buchsenmontageplatte
20 nach oben bewegt, so daß die Buchse 18 von der Mittel-
oder Zwischenspannvorrichtung 11 getrennt ist, und nicht auf
diese drückt.
In diesem Zustand wirken auf die Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 daher keine externen Kräfte oder
Drucke ein. Dar Innendurchmesser der Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 wird daher größer als der
Außendurchmesser oder die Außenkontur der
Bearbeitungselektrode 1. Zu diesem Zeitpunkt wird der
Durchmesser der Innenoberfläche der Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 größer als der Innendurchmesser
im Arbeitszustand. Daher wird ein Spalt zwischen der Mittel-
oder Zwischenspannvorrichtung 11 und der Elektrode 1
ausgebildet, so daß die Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung
11 die Elektrode 1 freigibt. Eine Entfernung 81 wird in
diesem Zustand zwischen einer unteren Oberfläche der
Buchsenmontageplatte 20 und einer oberen Oberfläche eines
horizontal verlaufenden unteren Abschnitts des Zwischen- oder
Mittelführungsarms 14 ausgebildet.
In Fig. 4 ist vergrößert ein Hauptteil dargestellt, nämlich
die Mittel- oder Zwischenführung 27 usw., und zwar in einem
Zustand, in welchem diese Führung 27 die
Bearbeitungselektrode 1 festhält.
Genauer gesagt ist in Fig. 4 ein Zustand dargestellt, in
welchem Luft der oberen Kammer 22a des Zylinders 22 über das
Magnetventil 23 zugeführt wird, wogegen die Luft aus der
oberen Kammer 22b abgezogen wird. Dann wird die
Buchsenmontageplatte 20 von der in Fig. 3 dargestellten
Position aus nach unten bewegt, so daß die Buchse 18 die
Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11 berührt und nach
unten drückt.
Daher wird die Zwischen- oder Mittelspannvorrichtung 11
elastisch verformt, so daß ihr Innendurchmesser kleiner wird
als die Außenkontur der Bearbeitungselektrode 1. Daher wird,
wie in Fig. 4 gezeigt, die Elektrode durch die Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 festgehalten, zur Bearbeitung des
Werkstücks 2 und dergleichen. Hierbei wird, wenn sich die
Bearbeitungselektrode 1 dreht, die Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11, welche die Bearbeitungselektrode
1 festhält, über die Lager 18 und 19 gedreht.
Wenn die Entfernung zwischen der unteren Oberfläche der
Buchsenmontageplatte 20 und der oberen Oberfläche des unteren
Abschnitts des Zwischen- oder Mittelarms 14 in diesem Zustand
mit δ2 bezeichnet wird, ist die Beziehung zwischen den
Entfernungen δ1 und δ2 folgendermaßen: δ1 < δ2.
Die Fig. 5a bis 5d zeigen schematisch die
Bewegungszustände der wie voranstehend geschilderten
aufgebauten Funkenerosionsmaschine.
Fig. 5a zeigt einen Zustand, in welchem die Elektrode
montiert ist. Figur Sb zeigt einen Zustand, in welchem die
Elektrode 1 in die Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11
eingeführt ist. Fig. 5c
zeigt einen Zustand, in welchem die
Elektrode 1 in die Elektrodenführung 8 eingeführt ist,
während der Bearbeitung des Werkstücks 2. Fig. 5d zeigt
einen Zustand, in welchem die Bearbeitung beendet ist, oder
die Elektrode 1 ausgetauscht wird usw. Einzelheiten sind bei
jedem der nachstehend geschilderten Vorgänge angegeben.
Der Betrieb der Funkenerosionsmaschine gemäß der ersten
Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein
Flußdiagramm geschildert, welches die einzelnen
Betriebsvorgänge darstellt.
Fig. 6 zeit den Gesamtvorgang der Bearbeitungsoperationen
der Funkenerosionsmaschine als Flußdiagramm.
Wenn der Bearbeitungsvorgang begonnen wird, beispielsweise
nach Einschalten der Stromversorgung, wird zunächst in die
Funkenerosionsmaschine Bearbeitungsinformation eingegeben,
beispielsweise ein zu bearbeitendes Teil, das Ausmaß des
Vorschubes für die Herstellung eines Lochs, das maximale
Ausmaß des Vorschubs, und dergleichen, von einer Floppy Disk
(FD) oder einer anderen Speichervorrichtung, beispielsweise
einem (nicht gezeigten) internen Speicher, kund zwar im
Schritt 100. Daraufhin ordnet im Schritt 110 die
Funkenerosionsmaschine Parameter zu, beispielsweise das
Ausmaß des Vorschubes für die Lochbearbeitung, das maximale
Ausmaß des Vorschubes der Elektrode 1, usw. Die voranstehend
geschilderten Vorgänge sind bekannt und werden auf
herkömmliche Art und Weise durchgeführt. Ein Benutzer führt
diese Operationen durch, während Daten auf eine
Anzeigevorrichtung wie beispielsweise den Bildschirm einer
Kathodenstrahlröhre (CRD) (nicht gezeigt) angezeigt werden,
diese Daten bestätigt werden, usw.
Daraufhin wird in einem Elektrodenmontageschritt, also im
Schritt 120, die Elektrode 1 an der Spindel 5 montiert.
Dieser Schritt wird dadurch durchgeführt, daß der
Elektrodenhalter 3 mit der Bearbeitungselektrode 1 angebracht
wird, die an der Spindel 5 angebracht ist. Zu diesem
Zeitpunkt befindet sich die Mittel- oder Zwischenführung 27
in einer unteren Position, nämlich in einer Position in der
Nähe der Elektrodenführung 8, um die Montage der Elektrode 1
zu vereinfachen. Dieser Zustand ist der Zustand mit
angebrachter Elektrode, der in Fig. 5a gezeigt ist. Nach
Anbringung auf der Spindel 5 im Schritt 120 wird im Schritt
130 die Bearbeitungselektrode 1 zu einer
Bearbeitungsstartposition bewegt, und zwar durch einen
Vorgang, der im einzelnen in Fig. 7 dargestellt ist.
Fig. 7 zeigt Einzelheiten des Betriebs bei dem Schritt 130
von Fig. 6.
Bei diesem Vorgang ist zunächst die Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 vollständig lose eingestellt, im
Schritt 131, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Wie
voranstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 geschildert, wird
Luft der unteren Kammer 22b des Zylinders 22 über das
Magnetventil 23 zugeführt, wogegen aus der oberen Kammer 22a
die Luft abgezogen wird. Daher wird die Buchsenmontageplatte
20 nach oben bewegt, so daß sich die Buchse 18 von der
Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11 entfernt, und nicht
auf diese drückt. Da die Buchse keinen Druck auf die Mittel-
oder Zwischenspannvorrichtung 11 ausübt, wird der
Innendurchmesser der Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11
im Normalzustand größer als der Außendurchmesser der
Bearbeitungselektrode 1. Auf diese Art und Weise wird ein
Spalt zwischen der Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11
und der Elektrode 1 ausgebildet, so daß die Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 die Elektrode 1 freigibt.
Daraufhin löst die Bremse 17 den Mittel- oder Zwischenarm 14
im Schritt 132. Dann wird im Schritt 133 die Spindel 5
gedreht. Daraufhin wird im Schritt 134 der Mittel- oder
Zwischenarm 14 in Fig. 1 durch einen nicht dargestellten
Antriebsmechanismus nach oben bewegt. Dies führt dazu, daß
die Mittel- oder Zwischenführung 27 nach oben zum Kopf 15 hin
bewegt wird. Auf diese Weise wird die Bearbeitungselektrode 1
in die Buchse 18 geführt, durch die konische Führung 2, und
gelangt so durch die Zentrumseinführungslöcher der Buchse und
der Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11.
Zu diesem Zeitpunkt ist, wie in Fig. 3 gezeigt, der Zylinder
22 so eingestellt, daß er die Buchsenmontageplatte 20 nach
oben zieht und befestigt. Dann wird von der Buchse 18 keine
externe Kraft auf die Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung
11 ausgeübt. Gleichzeitig werden konzentrische
Elektrodeneinführungslöcher durch die Buchse 18 und die
Elektrodenführung 8 ausgebildet, wodurch ein Spalt gegenüber
der Bearbeitungselektrode 1 ausgebildet wird. Daher kann die
Bearbeitungselektrode 1 einfach durch die
Elektrodeneinführungslöcher der Buchse 18 und der
Elektrodenführung 8 hindurchgehen. Figur Sb zeigt einen
Zustand, in welchem die Mittel- oder Zwischenführung 27 nach
oben bewegt ist, und die Bearbeitungselektrode 1 durch die
Buchse und die Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11
hindurchgeht.
Die Anhebeentfernung L1 der Mittel- oder Zwischenführung 27
zu diesem Zeitpunkt ist nahezu gleich der Anhebeentfernung
der Mittel- oder Zwischenführung 27 beim Austausch der
Elektrode 1. Die Entfernung L1 ist gleich der Summe der
Entfernung L2 und einer Bewegungsentfernung L3. Die
Entfernung L2 ist zum Zeitpunkt des Austausches der Elektrode
zwischen dem Ende der Bearbeitungselektrode 1 und der unteren
Endoberfläche der Mittel- oder Zwischenführung 27 vorhanden.
Die Bewegungsentfernung L3 ist die Entfernung bei einer
Bewegung der Mittel- oder Zwischenführung 27 zu dem
Zeitpunkt, in welchem die Bearbeitungselektrode erneut
festgehalten wird.
Nachdem die Bearbeitungselektrode 1 durch die Mittel- oder
Zwischenführung 27 hindurchgelangt ist, wie in Fig. 5b
gezeigt, wird der Mittel- oder Zwischenarm 14 durch
Ingangsetzen der Bremse 17 im Schritt 135 an dem Kopf 15
befestigt. Daraufhin wird die Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 so betätigt, daß sie im Schritt
136 die Bearbeitungselektrode 1 ergreift und befestigt. Im
einzelnen wird, wie in Fig. 4 gezeigt, das Magnetventil 23
so geschaltet, daß Luft der oberen Kammer 22a des Zylinders
22 zugeführt wird, wogegen die Luft aus der unteren Kammer
22b entfernt wird. Daher wird die Buchsenmontageplatte 20
nach unten bewegt, so daß die Buchse 18 auf die Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 drückt.
Wenn die Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11 durch die
Buchse 18 druckbeaufschlagt wird, wird der Innendurchmesser
der Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11 kleiner als in
Fig. 4 gezeigt, wodurch die Bearbeitungselektrode 1
eingespannt wird. Die Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung
11 sollte die Bearbeitungselektrode 1 in einer derartigen
Position festhalten, daß der Bearbeitungsvorgang des
Werkstücks 3 durch die Bearbeitungselektrode 1 oder die
Bearbeitungsgenauigkeit infolge der Auslenkung der
Bearbeitungselektrode 1 nicht beeinträchtigt wird, da die
Elektrode 1 gegenüber dem unteren Ende der Zwischen- oder
Mittelhalterung 12 vorspringt.
Zunächst ist das Ausmaß des Verschleißes der Elektrode 1
gering. Die Länge der Bearbeitungselektrode 1 zwischen der
Mittel- oder Zwischenführung 27 und dem Kopf 15 ist daher
größer als die Vorsprungslänge der Elektrode 1 gegenüber dem
unteren Ende des Mittel- oder Zwischenhalters 12.
Obwohl die Bearbeitungselektrode 1 durch den Mittel- oder
Zwischenhalter 12 festgehalten wird, können sich die Mittel-
oder Zwischenspannvorrichtung 11 und die Buchse 18 um ihre
jeweilige Achse drehen, nämlich infolge der Lager 13 und 19.
Daher kann sich auch die Bearbeitungselektrode 1 entsprechend
der Drehung der Spindel 5 drehen.
Die Vorgänge in den Schritten 135 und 136 können auch in
umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Darüber hinaus
kann, obwohl dies nicht dargestellt ist, die erste
Ausführungsform der Funkenerosionsmaschine zusätzlich einen
Drehmechanismus für die Mittel- oder
Zwischenelektrodenspannvorrichtung 11 aufweisen, damit die
Drehung der Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11 und der
Spindel 5 miteinander synchronisiert werden.
Wenn der Arm 14 durch die Bremse 17 im Schritt 135
festgehalten wird, und die Elektrode 1 durch die
Spannvorrichtung 11 so festgehalten wird, daß sie sich im
Schritt 136 um die Achse dreht, können sich die Elektrode 1,
der Kopf 15, der Arm 14 und die Führung 27 zusammen bewegen.
In diesem Zustand werden die Elektrode 1, der Kopf 15, der
Arm 14 und die Führung 27 als gemeinsames Teil nach unten
bewegt, während die Elektrode 1 durch die Spindel 5 gedreht
wird. Dann nähert sich das Ende der Bearbeitungselektrode 1
dem Werkstück 2 über die Elektrodenführung 8 im Schritt 137.
Schließlich berührt das Ende der Bearbeitungselektrode 1 das
Werkstück 2 über die Elektrodenführung 8 im Schritt 138.
Dieser Zustand ist in
Fig.5 gezeigt.
In den Schritten 137 und 138 bewegen sich die Elektrode 1,
der Kopf 15 und die Führung 27 als ein Teil nach unten über
den Arm 14, während der Kopf den oberen Abschnitt der
Elektrode 1 festhält, und die Mittel- oder Zwischenführung 27
deren mittleren Abschnitt haltert. Daher wirkt kaum eine
mechanische Spannung oder eine Kraft auf den Teil der
Elektrode 1 zwischen der Spindel 5 und der Mittel- oder
Zwischenführung 27 in Axialrichtung ein. Daher gibt es keine
Verschiebung oder Auslenkung der Bearbeitungselektrode 1.
Weiterhin ist zu Beginn das Ausmaß des Verschleißes der
Elektrode 1 gering, und ist deren Länge zwischen der Führung
27 und dem Kopf 15 größer als ihre Vorsprungslänge gegenüber
dem unteren Ende der Zwischen- oder Mittelhalterung 12.
Obwohl eine mechanische Spannung oder eine Kraft auf die
Elektrode 1 in Axialrichtung einwirkt, wenn die Elektrode 1
in die Elektrodenführung 8 eingeführt wird, können daher
Auslenkungen der Elektrode 1 verringert werden.
Daher wird ein stabiler Vorschub der Bearbeitungselektrode 1
erreicht, so daß das Werkstück 2 auf sichere Weise und mit
hoher Geschwindigkeit bearbeitet werden kann. Da die
Auslenkung der Bearbeitungselektrode 1 gering ist, wird
darüber hinaus die Genauigkeit der Bearbeitung verbessert.
Nach Beendigung des Vorgangs im Schritt 130 von Fig. 7 geht
der Betriebsablauf zum Schritt 140 in Fig. 6 über. Im
Schritt 140 wird eine Spannung an die Bearbeitungselektrode 1
angelegt, durch eine nicht dargestellte
Spannungsanlegungsvorrichtung oder dergleichen, wodurch das
Werkstück 2 durch normale Funkenerosionsbearbeitung
bearbeitet wird.
Bei der Funkenerosionsbearbeitung im Schritt 140 sind der
Kopf 15, der Arm 14 und die Führung 27 miteinander
verriegelt, und werden als gemeinsames Teil nach unten
bewegt, so daß die Elektrode 1 nach unten vorgeschoben wird,
entsprechend der fortschreitenden Bearbeitung.
Weiterhin werden bei der Funkenerosionsbearbeitung im Schritt
140 verschiedene Entscheidungen durchgeführt, um mehrere
Operationen durchzuführen, damit die Bearbeitung exakt
erfolgt. Beispielsweise wird im Schritt 150 festgestellt, ob
der Vorschubbetrag der Elektrode 1 in Axialrichtung oder in
Richtung der Z-Achse das maximale Ausmaß des Vorschubs
erreicht oder nicht. Im Schritt 160 wird festgestellt, ob das
Ausmaß des Vorschubes in Richtung der Z-Achse seit Beginn der
Bearbeitung den Lochbearbeitungsvorschubbetrag erreicht oder
nicht. Im Schritt 170 wird festgestellt, ob die Entfernung
zwischen der Mittel- oder Zwischenführung 27 und der
Elektrodenführung 8 kürzer als ein vorbestimmter Wert ist
oder nicht.
Im einzelnen bedeutet, wenn im Schritt 150 die Antwort "JA"
ist, daß zwar die Bearbeitung des Werkstücks 2 nicht beendet
ist, jedoch der Vorschubbetrag für die Elektrode 1 in
Richtung der Z-Achse den maximalen Vorschubbetrag erreicht
hat. Die Bearbeitungselektrode 1 ist daher infolge ihres
Verschleißes zu kurz geworden, und es ist unmöglich, durch
weiteren Vorschub der Elektrode 1 eine Bearbeitung
durchzuführen. Daher wird zum Austausch der
Bearbeitungselektrode 1 der Kopf 15 in Bezug auf den Mittel-
oder Zwischenarm 14 und die Mittel- oder Zwischenführung 27
angehoben, durch den Betriebsablaut gemäß Schritt 180, der in
Fig. 8 gezeigt ist.
Fig. 8 zeigt im einzelnen die Vorgänge bei einem derartigen
Anheben des Kopfes im Schritt 180 von Fig. 6.
Für den Vorgang des Anhebens des Kopfes ist es erforderlich,
daß nur der Kopf 15 angehoben wird, während der Mittel- oder
Zwischenarm 14 und die Mittel- oder Zwischenführung 27 an
ihrem jeweiligen Ort bleiben. Daher wird zunächst die Luft
aus der oberen Kammer 22a des in Fig. 3 gezeigten Zylinders 22
dadurch abgezogen, daß das Magnetventil 23 geschaltet
wird, wogegen der unteren Kammer 22b Luft zugeführt wird.
Dann wird der Zylinder 22 so betätigt, daß die
Buchsenmontageplatte 20 und die Buchse 18 nach oben bewegt
werden, so daß die Buchse 18 von der Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 getrennt gehalten wird, und die
Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11 im Schritt 181
gelockert wird. Daraufhin wird im Schritt 182 die Bremse 17
gelöst, welche den Mittel- oder Zwischenarm 14 an dem Kopf 15
befestigt. Daraufhin wird nur der Kopf 15 um eine festgelegte
Entfernung angehoben, so daß schließlich die Elektrode 1
gelöst wird, und von der Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 getrennt ist, im Schritt 183.
Dieser Zustand ist in Fig. 5d gezeigt.
Nach Beendigung des Kopfanhebevorgangs im Schritt 180 wird
die verbrauchte und verschlissene Elektrode 1 im Schritt 190
in Fig. 6 abgenommen. Dann kehrt der Betriebsablaut zum
Elektrodenmontagevorgang des Schritts 120 zurück, und wird
die Bearbeitungselektrode 1 ersetzt. Daraufhin werden die
Operationen gemäß Schritt 120 und den folgenden Schritten
erneut von dem in Fig. 5a gezeigten Zustand aus
durchgeführt.
Wenn andererseits festgelegt wird, daß das Ausmaß des
Vorschubes in Richtung der Z-Achse nicht den maximalen
Vorschubbetrag erreicht ("NEIN" im Schritt 150), daß jedoch
das Ausmaß des Vorschubs seit Beginn der Bearbeitung den
Lochbearbeitungsvorschubbetrag erreicht hat ("JA" im Schritt
160), so bedeutet dies das Ende der Bearbeitung beim momentan
bearbeiteten Teil des Werkstücks 2. Dann werden im Schritt
200 der Kopf 15, der an dem Mittel- oder Zwischenarm 14 durch
die Bremse 17 festgehalten wird, und die Mittel- oder
Zwischenführung 27 am unteren Ende des Mittel- oder
Zwischenarms 14 als vereinigter Körper angehoben. Daher wird
auch die Elektrode 1, die zwischen dem Kopf 15 und der
Führung 27 festgehalten ist, zusammen mit dem Kopf 15 und der
Führung 17 angehoben.
Als nächstes wird im Schritt 210 festgestellt, ob ein
weiteres Bearbeitungsteil zugeordnet ist oder nicht. Ist ein
weiteres Bearbeitungsteil zugeordnet ("JA" im Schritt 210),
dann wird die Elektrode 1 im Schritt 215 zum nächstes Teil
bewegt, welches bearbeitet werden soll. Daraufhin kehrt der
Betriebsablaut erneut zur Operation gemäß Schritt 130 zurück.
Daher wird die Bearbeitungselektrode 1 zu einer anderen
Bearbeitungsstartposition bewegt. Daraufhin werden die
Operationen gemäß Schritt 130 und den folgenden Schritten
durchgeführt. Wenn andererseits keine weiteren zu
bearbeitenden Teile zugeordnet sind ("NEIN" im Schritt 210),
so bedeutet dies, daß die Bearbeitung sämtlicher zu
bearbeitender Teile fertig ist. Dann ist der in Fig. 6
gezeigte Bearbeitungsvorgang beendet.
Wenn festgestellt wird, daß das Ausmaß des Vorschubs in
Richtung der Z-Achse nicht den maximalen Vorschubbetrag
erreicht ("NEIN" im Schritt 150), und daß das Ausmaß des
Vorschubes seit Beginn der Bearbeitung nicht den
Lochbearbeitungsvorschubbetrag erreicht ("NEIN" im Schritt
160), so bedeutet dies, daß die Bearbeitung bei dem momentan
bearbeiteten Teil nicht fertig ist. Dann wird darüber hinaus
festgestellt, ob die Entfernung zwischen der Mittel- oder
Zwischenführung 27 und der Elektrodenführung 8 kürzer als der
vorbestimmte Wert wird, im Schritt 170.
Wenn festgestellt wird, daß die Entfernung zwischen der
Führung 27 und der Führung 8 nicht kürzer als der
vorbestimmte Wert ist ("NEIN" im Schritt 170), so bedeutet
dies, daß es möglich ist, die Bearbeitung in diesem Zustand
fortzusetzen. Dann kehrt der Betriebsablauf zur
Funkenerosionsbearbeitung gemäß Schritt 140 zurück. Wird
andererseits festgestellt, daß die Entfernung kürzer als der
vorbestimmte Wert ist ("JA" im Schritt 170), so bedeutet
dies, daß es bereits unmöglich ist, die Bearbeitung in diesem
Zustand fortzusetzen. Dann wird im Schritt 220 nur die
Mittel- oder Zwischenführung 27 durch die in Fig. 9
dargestellte Operation angehoben.
Fig. 9 zeigt im einzelnen den Hebevorgang für die Mittel-
oder Zwischenführung im Schritt 220 von Fig. 6.
Ein derartiger Hebevorgang wird durchgeführt, wenn die
Bearbeitungselektrode 1 infolge langer Bearbeitung
verschlissen ist. Bei diesem Hebevorgang wird die Mittel-
oder Zwischenführung 27 in Bezug auf den Kopf 15 und die
Bearbeitungselektrode 1 angehoben, welche von der Spannzange
4 und dergleichen am unteren Ende des Kopfes 15 gehalten
wird. Es nimmt das Ausmaß des Vorstehens der Elektrode 1
gegenüber der unteren Oberfläche der Mittel- oder
Zwischenführung 27 zu. Zuerst wird die Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 gelockert, wie in Fig. 3
gezeigt, durch Schalten des Magnetventils 23 im Schritt 221.
Dann wird die Bremse 17, die den Mittel- oder Zwischenarm 14
an dem Kopf 15 festhält, im Schritt 222 gelöst. Dann wird der
Kopf 15 um die feste Entfernung L3 im Schritt 223 angehoben.
Daraufhin wird im Schritt 224 die Bremse 17 betätigt, um den
Kopf 15 und den Mittel- oder Zwischenarm 14 zu befestigen.
Daraufhin wird das Magnetventil 23 geschaltet, um den
Zylinder 22 so zu betätigen, daß die Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 angezogen wird, wie in Fig. 4
gezeigt ist, um die Bearbeitungselektrode 1 festzuhalten, im
Schritt 225. Damit ist der Hebevorgang für die Mittel- oder
Zwischenführung 27 beendet.
Selbst nachdem der voranstehend geschilderte Hebevorgang im
Schritt 220 beendet ist, befindet sich die vom Start der
Bearbeitung aus vorgeschobene Elektrode immer noch unterhalb
des Lochbearbeitungsvorschubbetrages, wie in Fig. 160
gezeigt ("NEIN" im Schritt 160). Dann kehrt der
Betriebsablauf erneut zur Operation im Schritt 140 zurück,
wodurch die Funkenerosionsbearbeitung am momentan
bearbeiteten Teil fortgesetzt wird, während die Operationen
des Schrittes 140 und der folgenden Schritte durchgeführt
werden.
Bei der ersten Ausführungsform ist die Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 auf der Mittel- oder
Zwischenführung 27 so vorgesehen, daß sie sich frei um die
Achse der Elektrode 1 drehen kann, während die Mittel- oder
Zwischenführung 27 zwischen der Elektrodenführung 8 und dem
Elektrodenhalter 3 angeordnet ist. Selbst im Falle einer
Bearbeitungselektrode 1 mit geringer Steifigkeit, die einen
Außendurchmesser ϕ von nicht mehr als 0,3 mm aufweist,.
insbesondere nicht mehr als 0,1 mm, läßt sich eine derartige
Elektrode 1 einfach in die Elektrodenführung 8 und die
Mittel- oder Zwischenführung 27 einführen. Darüber hinaus ist
es möglich, die Verschiebung und Auslenkung der
Bearbeitungselektrode 1 zwischen dem Elektrodenhalter 3 und
der Mittel- oder Zwischenführung 27 sowie zwischen der
Mittel- oder Zwischenführung 27 und der Elektrodenführung 8
zum Zeitpunkt der Bearbeitung zu verringern. Daher kann die
Elektrode stabil und verläßlich vorgeschoben werden, wie dies
für die Bearbeitung erforderlich ist. Daher wird es möglich,
die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen, und die Grenze
für die Bearbeitungstiefe zu erweitern, unter Verbesserung
der Lochbearbeitungsgenauigkeit.
Da die Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11 der Mittel-
oder Zwischenführung 27 genug Abstand zur Elektrode 1 beim
Elektrodenmontagevorgang aufweist, kann die Elektrode 1
einfach durch die Spannvorrichtung 11 der Führung 27
hindurchgeführt werden. Andererseits haltert die Mittel- oder
Zwischenführung 27 die Elektrode 1 zum Zeitpunkt der
Bearbeitung, um hierdurch die Verschiebung und Auslenkungen
der Elektrode 1 zu verringern. Da die Elektrode 1 durch die.
Führung 27 so gehaltert wird, daß sie sich einstückig mit dem
Kopf 15 und der Führung 27 zum Zeitpunkt des Vorschubs und
der Bearbeitung bewegt, kann die Elektrode 1 stabil
vorgeschoben werden, wie dies für die Bearbeitung
erforderlich ist.
Da die Elektrode 1 durch die Spannvorrichtung 11 der Mittel-
oder Zwischenführung 27 so gehaltert wird, daß sie sich zum
Zeitpunkt der Bearbeitung zusammen mit der Halterung 3 und
der Führung 27 bewegt, wird verhindert, daß eine Verschiebung
oder Auslenkung der Elektrode 1 zwischen dem Halter 3 und der
Führung 27 auftritt. Weiterhin wird bei der Bewegung des
Vorderendes der Elektrode 1 in die Bearbeitungsstartposition
die Elektrode 1 durch die Spannvorrichtung 11 der Mittel-
oder Zwischenführung 27 gehaltert, so daß sie sich ebenfalls
zusammen mit dem Halter 3 und der Führung 27 bewegt. Daher
wird eine Verschiebung oder Auslenkung der Elektrode 1
zwischen dem Halter 3 der Führung 27 verhindert. Beim
Austausch der Elektrode 1 wird die Elektrode 1 von der
Spannvorrichtung 11 der Führung 27 freigegeben, und von den
Führungen 27 und 8 zurückgezogen, so daß der Vorgang des
Austausches einfach ist. Darüber hinaus wird die Elektrode 1
von der Spannvorrichtung 11 der Führung 27 freigegeben, und
wird die Mittel- oder Zwischenführung 27 von der Führung 8
zum Halter 3 zurückgezogen, so daß der Vorgang des
Elektrodenvorschubs einfach ist.
Da das Lager 13 die Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11
haltert und es zuläßt, daß sich diese um die Achse der
Elektrode 1 dreht, können die Auslenkungen der Elektrode 1
verringert werden. Da die Spannvorrichtung 11 durch einen
elastischen Körper beispielsweise aus Gummi gebildet wird,
weist sie einen einfachen Aufbau auf. Daher können die
Herstellungskosten verringert werden, und können
Schwierigkeiten wie beispielsweise eine Störung bei der
Spannvorrichtung 11 verringert werden.
Zwar ist die Elektrode 1 hohl oder als Rohr bei der ersten
Ausführungsform ausgebildet, jedoch kann selbstverständlich
gemäß der vorliegenden Erfindung auch eine massive
Bearbeitungselektrode verwendet werden. Da eine derartige
massive Bearbeitungselektrode kein Loch im Zentrum aufweist,
kann das Arbeitsfluid dem bearbeiteten Teil nicht durch das
Loch zugeführt werden. Daher wird das Bearbeitungsfluid nicht
von der Versorgungsquelle 26 der Elektrode über die Spindel 5
und die Rohrleitung 26a im Kopf 15 zugeführt. Statt dessen
wird dem bearbeiteten Teil direkt das Arbeitsfluid zugeführt.
Anderenfalls kann ein Arbeitsfluidbehälter verwendet werden.
Eine derartige Abänderung ist auch bei den anderen
Ausführungsformen möglich, die später noch beschrieben
werden.
Zwar wird die Funkenerosionsbearbeitung durchgeführt, während
die Bearbeitungselektrode 1 durch die Spindel 5 über den
Elektrodenhalter 3 bei der ersten Ausführungsform gedreht
wird, jedoch kann die Drehung der Elektrode auch
unterbleiben, beispielsweise wenn eine Bearbeitungselektrode
mit nicht-kreisförmigem Querschnitt zur Bearbeitung eines
kleinen Loches oder dergleichen verwendet wird. Derartige
Abänderungen lassen sich auch bei den anderen
Ausführungsformen durchführen, die später genauer erläutert
werden.
Fig. 10 zeigt den Aufbau einer Funkenerosionsmaschine zur
Herstellung kleiner Löcher gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 10 sind die gleichen Bauteile wie bei der
Funkenerosionsmaschine gemäß der ersten Ausführungsform mit
gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet, und
werden hier nicht unbedingt erneut besprochen. Eine Zwischen-
oder Mittelelektrodenspannzange 28 ist am unteren Teil des
Mittel- oder Zwischenarms 14 vorgesehen. Die Mittel- oder
Zwischenspannzange 18 bildet eine
Elektrodenhalterungsvorrichtung. Eine Mutter 29 nimmt in sich
die Mittel- oder Zwischenspannzange 28 auf und haltert sie
von unten. Die Spannzange 28 ist konisch ausgebildet, mit
einer sich nach oben verjüngenden Außenumfangsoberfläche 28a.
Ein sich unten verjüngender Abschnitt 30 ist innerhalb der
Spannzange 28 als Elektrodenführung vorgesehen, um das
Vorderende der Bearbeitungselektrode 1 in der Spannzange 28
zu führen. Eine rohrförmige Spannzangen-Druckvorrichtung 31
ist in das Lager 19 so eingeführt, daß ihr unteres Ende der
Spannzange 28 gegenüberliegt. Die Druckvorrichtung 31 ist
zusammen mit der Buchsenmontageplatte 20 in Richtung der Z-
Achse bewegbar. Ein sich nach oben verjüngender Abschnitt 31a
ist am Innenumfang des unteren Endes der Spannzangen-
Druckvorrichtung 28 vorgesehen. Eine Buchse 32 ist in das
Lager 13 eingeführt. Die Mutter 29 steht mit dem unteren Ende
der Buchse 32 im Eingriff. Der untere Abschnitt der
Spannzangen-Druckvorrichtung 31 ist innen in die Buchse 32 so
eingepaßt, daß er in Axialrichtung gleitet. Die sich nach
innen verjüngende Oberfläche 31a der Spannzangen-
Druckvorrichtung 31 ist daher dazu ausgebildet, die äußere
sich verjüngende Oberfläche 28a der Spannzange 28 mit Druck
zu beaufschlagen und dieser gegenüberzuliegen, wodurch die
Spannzange 28 festgezogen wird. Die zweite Ausführungsform
zeichnet daher dadurch aus, daß die Mitte der
Bearbeitungselektrode 1 durch die Mittel- oder
Zwischenspannzange 28 eingespannt wird, statt durch die
Mittel- oder Zwischenspannvorrichtung 11, die aus einem
elastischen Körper besteht.
Der Betriebsablaut bei der zweiten Ausführungsform der
Funkenerosionsmaschine ist nachstehend geschildert.
Insbesondere wird im einzelnen gezeigt, wie die Mittel- oder
Zwischenspannzange 28 die Elektrode 1 festhält bzw. freigibt,
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
Fig. 11 zeigt einen Zustand, in welchem die
Bearbeitungselektrode 1 von der Mittel- oder
Zwischenspannzange 28 freigegeben ist.
Im einzelnen wird, obwohl dies in Fig. 11 nicht gezeigt ist,
die Luft der unteren Kammer 22b des Zylinders 22 über das
Magnetventil 23 zugeführt, während Luft aus der oberen Kammer
22a abgezogen wird, wie dies in Fig. 3 bezüglich der ersten
Ausführungsform gezeigt wurde. Daher bleibt die
Buchsenmontageplatte 20 hochgezogen, so daß der verjüngte
Abschnitte 31a der Spannzangen-Druckvorrichtung 31 getrennt
von der Mittel- oder Zwischenspannzange 28 gehalten wird.
Daher wirkt keine äußere Kraft auf die Mittel- oder
Zwischenspannzange 28, auf solche Weise, daß diese zur
Bearbeitungselektrode 1 hinbewegt würde. Der Innendurchmesser
der Mittel- oder Zwischenspannzange 28 ist daher groß
geblieben. Die Mittel- oder Zwischenspannzange 28 befindet
sich daher im Freigabezustand in Bezug auf die
Bearbeitungselektrode 1. Daher geht die Bearbeitungselektrode
1 durch die Spannzangen-Druckvorrichtung 31 hindurch, und
wird durch die verjüngte Oberfläche 30a des verjüngten
Abschnitts 30 ins Zentrum der Mittel- oder Zwischenspannzange
28 geführt. Es ist möglich, die Bearbeitungselektrode 1 durch
die Mittel- oder Zwischenspannzange 28 ohne irgendeinen
Widerstand hindurchzuführen. Hierbei ist die Entfernung
zwischen der unteren Oberfläche der Buchsenmontageplatte 20
und der oberen Oberfläche des unteren Abschnitts des Mittel-
oder Zwischenarms 14 als δ3 festgelegt.
Fig. 12 zeigt einen Zustand, in welchem die
Bearbeitungselektrode 1 durch die Mittel- oder
Zwischenspannzange 28 eingespannt ist.
In diesem Zustand wird Luft der oberen Kammer 22a des
Zylinders 22 über das Magnetventil 23 zugeführt, wogegen die
Luft von der unteren Kammer 22b abgezogen wird, wie dies in
Fig. 4 bezüglich der ersten Ausführungsform gezeigt wurde.
Daher wird die Buchsenmontageplatte 20 nach unten aus der in
Fig. 11 gezeigten Position wegbewegt. Die Spannzangen-
Druckvorrichtung 31 bewegt sich daher nach unten, während sie
durch die Buchse 32 geführt wird, bis zu der in Fig. 12
dargestellten Position. Daher drückt die Spannzangen-
Druckvorrichtung 31 die Mittel- oder Zwischenspannzange 28
nach unten.
Die Spannzangen-Druckvorrichtung 31, die so nach unten bewegt
wird, drückt auf die Mittel- oder Zwischenspannzange 28 über
die verjüngte Oberfläche 31a, so daß sich die Mittel- oder
Zwischenspannzange 28 bewegt oder sich nach innen zur Achse
hin auslenkt. Daher wird der Innendurchmesser der Spannzange
28 verringert, beispielsweise von ihrem Ende aus, so daß die
Spannzange 28 unbeweglich die Elektrode 1 ergreift.
Bezeichnet man die Entfernung zwischen der unteren Oberfläche
der Platte 20 'und der oberen Oberfläche des unteren
Abschnitts des Arms 14 in diesem Zustand durch δ4, so ist die
Beziehung zwischen den Entfernungen δ3 und δ4 so, daß δ3 < δ4
ist, wie bei der ersten Ausführungsform.
Die zweite Ausführungsform stellt einfach die Mittel- oder
Zwischenspannzange 28 statt der Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 gemäß der ersten Ausführungsform
zur Verfügung. Der Vorgang vom Montieren der Elektrode bis
zur Beendigung der Bearbeitung verläuft entsprechend dem
Vorgang, der in den Fig. 6 bis 9 bezüglich der ersten
Ausführungsform gezeigt wurde, und daher erfolgt hier keine
erneute Beschreibung.
Bei der zweiten Ausführungsform wird die Mittel- oder
Zwischenspannzange 28 statt der Mittel- oder
Zwischenspannvorrichtung 11 verwendet. Daher können die
Verschiebung und die Auslenkung der Bearbeitungselektrode 1
zwischen dem Elektrodenhalter 3 und der Mittel- oder
Zwischenführung 27 sowie zwischen der Mittel- oder
Zwischenführung 27 und der Elektrodenführung 8 zum Zeitpunkt
der Bearbeitung verringert werden. Daher kann die Elektrode
stabil und verläßlich vorgeschoben werden, wie dies für die
Bearbeitung nötig ist. Dies führt dazu, daß die
Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht und die Tiefengrenze für
die Bearbeitung vergrößert werden kann, während die
Genauigkeit der Herstellung von Löchern verbessert wird.
Da die Elektrodenhalterungsvorrichtung durch die Mittel- oder
Zwischenspannzange 28 gebildet wird, ist darüber hinaus deren
Konstruktion oder Mechanismus einfach, was zu einer
Verringerung der Herstellungskosten führt.
Fig. 13 zeigt den Aufbau einer Funkenerosionsmaschine für
feine Löcher gemäß einer dritten Ausführungsform der
Erfindung.
In Fig. 13 sind gleiche oder entsprechende Bauteile wie bei
der Funkenerosionsmaschine gemäß der ersten Ausführungsform
mit gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet,
und werden nachstehend nicht unbedingt erneut beschrieben.
Ein Arbeitsfluidloch 33 ist einstückig auf einem
Elektrodenhalter 53 vorgesehen. Eine Axialflußdüse 34 ist als
Hohlkegel ausgebildet, der sich nach unten verjüngt. Die Düse
34 ist auf ein Gewinde aufgeschraubt, welches am Umfang des
Elektrodenhalters 53 vorgesehen ist. Daher ist die Düse 34 so
am Elektrodenhalter 53 befestigt, daß sie sich mit diesem
zusammen dreht. Weiterhin weist die Düse 34 ein Ausstoßloch
zum Ausstoßen oder Ausstrahlen des Arbeitsfluids nach unten
auf. Die Düse 34 ist daher dazu ausgebildet, das
Arbeitsfluid, welches von dem Arbeitsfluidloch 34 geliefert
wird, zur Elektrodenführung 8 als Strahl auszustoßen. Ein
Arbeitsfluidaxialfluß 35 wird entlang der Elektrode 1 als
Achse ausgebildet, und durch die Düse 34 vergleichmäßigt oder
eingeebnet. Eine Arbeitsfluidsammeldüse 36 ist an der
Oberseite der Elektrodenführung 8 vorgesehen. Eine
Andruckvorrichtung 37 ist über ein Rohr an die Sammeldüse 36
angeschlossen. Die Ansaugvorrichtung 37 ist ebenfalls mit
einer Arbeitsfluidversorgungsquelle 56 als
Arbeitsfluidversorgungsvorrichtung über ein Rohr verbunden.
Die Ansaugvorrichtung 37 bildet eine
Arbeitsfluidsammelvorrichtung. Die Versorgungsquelle 56
liefert Arbeitsfluid unter hohem Druck vom Innenraum der
rohrförmigen Elektrode 1 und vom Arbeitsfluidloch 33 über das
Drehgelenk 25 und die Rohrleitung 56a. Der Arbeitsfluiddruck
beträgt etwa 1,8 MPa.
Fig. 14 zeigt vergrößert einen Schnitt durch die
Elektrodenhalterung 53.
Wie deutlich aus Fig. 14 hervorgeht, wird ein Arbeitsfluid
W, welches in dem Rohr 56a fließt, dem in Axialrichtung
verlaufenden Raum im Zentrum der hohlen Elektrode 1
zugeführt. Gleichzeitig wird das Fluid zur Düse 34 von dem
Arbeitsfluidloch 33 des Elektrodenhalters 53 geliefert. Dann
wird das Fluid vergleichmäßigt und in der Düse 34
komprimiert. Daher sendet die Düse 34 den Axialfluß 35 aus,
der entlang der Elektrode 1 als Achse ausgebildet wird. Wenn
hierbei eine massive Bearbeitungselektrode verwendet wird,
kann das Arbeitsfluid nicht dem Inneren der Elektrode
zugeführt werden. Es reicht jedoch für den Betrieb aus, den
Axialfluß nur um die Außenseite der Bearbeitungselektrode
herum auszubilden.
Der Betrieb der Funkenerosionsmaschine gemäß der dritten
Ausführungsform wird nachstehend geschildert.
Zuerst werden die Bearbeitungselektrode 1 und die Düse 34 an
dem Elektrodenhalter 53 angebracht, bevor der
Bearbeitungsvorgang durchgeführt wird. Dieser
Elektrodenhalter 53 wird auf der Spindel 5 montiert. Dann
wird die Spindel 5 gedreht, so daß die Bearbeitungselektrode
1 durch die Elektrodenführung 8 hindurchgeführt wird.
Gleichzeitig wird der Kopf 15 abgesenkt. Die Spindel 5, die
auf dem Kopf 15 angeordnet ist, wird daher entsprechend
abgesenkt, und die Bearbeitungselektrode 1 nähert sich der
Elektrodenführung 8 an.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Arbeitsfluid zur Spindel 5 von
der Versorgungsquelle 56 über die Rohrleitung 56a geliefert.
Dann wird das Fluid dem Innenraum der Bearbeitungselektrode 1
über den Elektrodenhalter 53 zugeführt. Gleichzeitig wird das
Fluid der Düse 34 über das Loch 33 zugeführt.
Nach Durchgang durch die Elektrode 1 wird das Arbeitsfluid
dem momentan bearbeiteten Teil zugeführt, wie bei der ersten
bis dritten Ausführungsform, und entfernt Abfall und
dergleichen. Andererseits wird, nach Zuführen zur Düse 34,
das Arbeitsfluid vergleichmäßigt und in der Düse 34
komprimiert, da der Druck des Arbeitsfluids etwa 1,8 MPa
beträgt. Da sich die Düse 34 mit dem Elektrodenhalter 53
infolge der Spindel 5 dreht, nimmt das Arbeitsfluid einen
sich drehenden Axialfluß an, wenn es die Düse 34 verläßt. Auf
diese Weise wird das Fluid zur Sammeldüse 36 hin ausgesandt.
Die Bearbeitungselektrode 1 kann daher die Sammeldüse 36
erreichen, während sie durch den Axialfluß 35 geführt wird.
Dann wird die Elektrode 1 durch einen verjüngten Abschnitt
36a geführt, der im Inneren der Sammeldüse 36 vorgesehen ist.
Daher kann die Elektrode 1 das Werkstück 2 durch die
Elektrodenführung 8 erreichen. Das Arbeitsfluid, welches den
axialen Fluß ausbildet, wird von der Sammeldüse 36
eingefangen, und von der Ansaugvorrichtung 37 angesaugt.
Nachdem die Bearbeitungselektrode 1 das Werkstück 2 berührt
hat, werden Entladungsspannungsimpulse zwischen der
Bearbeitungselektrode 1 und dem Werkstück 2 durch eine nicht
dargestellte Stromversorgungsquelle angelegt, wie bei der
ersten bis dritten Ausführungsform, um so die
Funkenerosionsbearbeitung durchzuführen.
Bei der dritten Ausführungsform wird die
Bearbeitungselektrode 1 durch den Axialfluß 35 des
Arbeitsfluids zur Elektrodenführung 8 hin geführt. Selbst
wenn die Steifigkeit der Bearbeitungselektrode 1 gering ist,
weist daher die Elektrode 1 eine ausreichende anscheinende
Steifigkeit zwischen dem Elektrodenhalter 53 und der
Elektrodenführung 8 auf. Darüber hinaus kann die Elektrode 1
einfach in die Elektrodenführung 8 eingeführt werden, während
sie durch den Axialfluß 35 geführt wird.
Daher kann die Bearbeitungselektrode 1 stabil entsprechend
dem Bearbeitungszustand vorgeschoben werden, nicht nur zum
Zeitpunkt des Einführens der Elektrode 1 in die
Elektrodenführung 8,, sondern auch während der Bearbeitung.
Daher kann die Funkenerosionsbearbeitung stabil und mit hoher
Geschwindigkeit durchgeführt werden. Darüber hinaus läßt sich
das Arbeitsfluid von der Düse 36 einfach durch die
Ansaugvorrichtung 37 sammeln, die als
Arbeitsfluidsammelvorrichtung dient. Weiterhin wird der
Axialfluß 35 zusammen mit der sich drehenden Elektrode 1
infolge der Spindel 5 als Drehvorrichtung gedreht, und ein
derartiger, sich drehender Axialfluß 35 kann die Elektrode 1
zur Elektrodenführung 8 noch korrekter und genauer führen. Da
der Arbeitsfluiddruck, der von der Versorgungsquelle 56 aus
angelegt wird, 1,8 MPa oder mehr beträgt, kann der Axialfluß
35 zur Führung 8 hin fehlerlos ausgebildet werden.
Während die Düse 34 auf dem Elektrodenhalter 53 angebracht
ist, der durch die Spindel 5 gedreht wird, so daß sich der
durch die Düse 34 ausgebildete Axialfluß auch dreht, bei der
dritten Ausführungsform, ist die vorliegende Erfindung
hierauf nicht beschränkt. Selbstverständlich kann die Düse 34
so ausgebildet sein, daß sie nicht auf dem sich drehenden
Elektrodenhalter 53 befestigt ist, so daß der durch die Düse
34 erzeugte Axialfluß nicht gedreht wird.
Fig. 15 zeigt den Aufbau einer Funkenerosionsmaschine zur
Herstellung kleiner Löcher gemäß einer fünften
Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 15 werden dieselben Bauteile wie bei der
Funkenerosionsmaschine gemäß der ersten Ausführungsform mit
gleichen oder entsprechenden Bauteilen bezeichnet, und werden
nachstehend nicht notwendigerweise erneut beschrieben. Die
Bearbeitungselektrode 1 ist mit einem Beschichtungsmaterial
40 beschichtet. Die Elektrode 1 mit einer derartigen
Beschichtung 40 wird nachstehend als "beschichtete
(Bearbeitungs-) Elektrode" bezeichnet. Eine beschichtete
Elektrodenführung 38 ist an der Oberseite der
Elektrodenführung 8 angebracht. Die beschichtete
Elektrodenführung 38 führt das Vorderende der Elektrode 1,
welches am unteren Teil der beschichteten
Bearbeitungselektrode freiliegt, zur Elektrodenführung 8. Ein
Beschichtungshalter 39 ist in den Außenumfang der Mutter 29
eingeschraubt, und hält das obere Ende der beschichteten
Bearbeitungselektrode fest. Das Beschichtungsmaterial 40 ist
zylinderförmig ausgebildet, wobei die Bearbeitungselektrode 1
als Achse in den Zylinder eingebettet ist. Das
Beschichtungsmaterial 40 wird durch ein Material ausgeformt,
welches bei Normaltemperatur fest ist, jedoch einen niedrigen
Schmelzpunkt aufweist, beispielsweise Paraffin oder
dergleichen. Eine Heizvorrichtung 41 als Heizeinrichtung
umgibt die beschichtete Elektrodenführung 38. Eine
Heizquellenstromversorgung 42 liefert Energie an die
Heizvorrichtung 41, damit die beschichtete Elektrodenführung
38 erwärmt wird. Eine Vakuumpumpe 43 ist an die beschichtete
Elektrodenführung 38 angeschlossen, um geschmolzenes
Beschichtungsmaterial 40 von innerhalb der beschichteten
Elektrodenführung abzusaugen. Ein Ablaßbehälter 44 ist an die
Vakuumpumpe 43 zu dem Zweck angeschlossen, das abgesaugte
Beschichtungsmaterial 40 aufzunehmen. Die Vakuumpumpe 48
bildet eine Beschichtungsmaterialsammelvorrichtung.
Der Betriebsablauf bei der Funkenerosionsmaschine gemäß der
vierten Ausführungsform wird nachstehend beschrieben.
Die beschichtete Bearbeitungselektrode wird vorher dadurch
hergestellt, daß die Elektrode 1 in das Beschichtungsmaterial
40 mit Zylinderform eingeformt wird, wobei die Elektrode 1
die Achse festlegt. Das Beschichtungsmaterial 40 ist bei
Normaltemperatur fest, schmilzt jedoch bei geringer
Wärmezufuhr als Flüssigkeit, da es einen niedrigen
Schmelzpunkt aufweist.
Die Bearbeitungselektrode 1 ist mit dem Beschichtungsmaterial
40 beschichtet, abgesehen von ihren entgegengesetzten
Endabschnitten in Längsrichtung. Bei der beschichteten
Elektrode liegt die Elektrode 1 daher an ihren beiden
Endabschnitten frei. Der obere freiliegende Abschnitt der
Elektrode 1 wird durch die Spannzange 4 eingespannt, und auf
der Spindel 5 über die Mutter 29 angebracht. Zu diesem
Zeitpunkt wird der Außenumfang des Beschichtungsmaterials 40
durch die Beschichtungshalterung 39 ergriffen, die auf den
Außenumtang der Mutter 29 geschraubt ist.
Die beschichtete Bearbeitungselektrode geht in die Sammeldüse
38 hinein, während sie durch einen oberen verjüngten
Abschnitt 38a der Düse 38 geführt wird. Die Sammeldüse 38
wird durch die Heizvorrichtung 41 erhitzt, so daß das
Beschichtungsmaterial 40 schmilzt und als Flüssigkeit in der
Düse 38 vorhanden ist.
Das geschmolzene Beschichtungsmaterial 40 wird in dem
Ablaßbehälter 44 durch die Sammeldüse 38 infolge der
Vakuumpumpe 43 angesammelt. Die Bearbeitungselektrode 1, bei
welchem das Beschichtungsmaterial 40 in der Sammeldüse 38
entfernt wurde, wird dann durch einen unteren, verjüngten
Abschnitt 38b der Düse 36 zur Elektrodenführung 8 hin
geführt. Auf diese Weise erreicht die Elektrode 1 das
Werkstück 2 über die Elektrodenführung 8.
Dann werden Entladungsspannungsimpulse zwischen der
Bearbeitungselektrode und dem Werkstück 2 angelegt, wodurch
ein kleines Loch mittels Funkenerosion ausgearbeitet wird,
wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform. Wenn die
Bearbeitungselektrode 1 infolge der Bearbeitung verschlissen
ist, wird der Kopf 15 abgesenkt, oder wird der Führungsarm 10
angehoben, wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform.
Gleichzeitig wird gas= Beschichtungsmaterial 40 geschmolzen
und vom Umfang der Bearbeitungselektrode 1 im unteren
Abschnitt entfernt. Dann wird die Elektrode 1 bewegt und so
eingestellt, daß sie gegenüber dem unteren Ende der
Elektrodenführung 8 weiter vorsteht.
Bei der vierten Ausführungsform wird bei der Bearbeitung
eines kleinen Loches die Bearbeitungselektrode 1 vollständig
durch das Beschichtungsmaterial 40 im Abschnitt zwischen der
Spannzange 40, die das obere Ende befestigt, und der
Elektrodenführung 8 beschichtet, die das untere Ende führt.
Daher weist die Elektrode 1 in diesem Abschnitt eine
ausreichende Steifigkeit auf. Daher kann die Elektrode 1
stabil entsprechend der Bearbeitung zugeführt werden. Die
Elektrode 1 kann daher sicher und einfach in die Führung 8
eingeführt werden, da sie infolge des Beschichtungsmaterials
40 eine hohe Steifigkeit aufweist.
Weiterhin verringert das Beschichtungsmaterial 40 die
Verzerrungen der Elektrode 1 zwischen dem Halter 3 und der
Führung 8. Darüber hinaus kann das geschmolzene
Beschichtungsmaterial 40 einfach durch die Saugpumpe 43 als
Beschichtungsmaterialsammelvorrichtung eingesammelt werden.
Zwar wird bei der vierten Ausführungsform als Beispiel für
das Beschichtungsmaterial Parat fin verwendet, jedoch kann
statt des Paraffins auch Paradichlorbenzol verwendet werden.
Paradichlorbenzol wird durch Wärme in der Sammeldüse 38
verdampft. Daher sind die Vakuumpumpe 43 und der
Ablaßbehälter 44 unnötig.
Die hier beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen sollen
daher zur Erläuterung dienen, nicht jedoch einschränkend
verstanden werden. Der Umfang der Erfindung ergibt sich aus
der Gesamtheit der beigefügten Anmeldeunterlagen und umfaßt
auch Abänderungen einschließlich äquivalenter Aufbauten,
Vorrichtungen und Einsatzzwecke, und dieser Umfang der
vorliegenden Erfindung soll von den beigefügten
Patentansprüchen umfaßt sein.
Claims (18)
1. Funkenerosionsmaschine zur Herstellung feiner Löcher,
welche aufweist:
eine Bearbeitungselektrode (1) zur Herstellung eines kleinen Loches in einem Werkstück (2) mittels Funkenerosion;
einen Elektrodenhalter (3), welcher die Bearbeitungselektrode haltert;
eine Elektrodenführung (8), welche die Bearbeitungselektrode bei der Annäherung an ein Werkstück führt; und
eine Mittel- oder Zwischenelektrodenführung (27), die zwischen dem Elektrodenhalter und der Elektrodenführung vorgesehen ist, wobei die Mittel- oder Zwischenelektrodenhalterung die Bearbeitungselektrode zwischen dem Elektrodenhalter und der Elektrodenführung haltert, wenn die Bearbeitungselektrode das Werkstück mittels Funkenerosion bearbeitet.
eine Bearbeitungselektrode (1) zur Herstellung eines kleinen Loches in einem Werkstück (2) mittels Funkenerosion;
einen Elektrodenhalter (3), welcher die Bearbeitungselektrode haltert;
eine Elektrodenführung (8), welche die Bearbeitungselektrode bei der Annäherung an ein Werkstück führt; und
eine Mittel- oder Zwischenelektrodenführung (27), die zwischen dem Elektrodenhalter und der Elektrodenführung vorgesehen ist, wobei die Mittel- oder Zwischenelektrodenhalterung die Bearbeitungselektrode zwischen dem Elektrodenhalter und der Elektrodenführung haltert, wenn die Bearbeitungselektrode das Werkstück mittels Funkenerosion bearbeitet.
2. Funkenerosionsmaschine zur Herstellung feiner Löcher
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Kopf
(15) vorgesehen ist, welcher den Elektrodenhalter
haltert;
wobei die Mittel- oder Zwischenelektrodenführung aufweist:
einen Mittel- oder Zwischenelektrodenführungsarm (14), der zum Werkstück hin beweglich vorgesehen ist;
wobei die Mittel- oder Zwischenelektrodenführung aufweist:
einen Mittel- oder Zwischenelektrodenführungsarm (14), der zum Werkstück hin beweglich vorgesehen ist;
eine Elektrodenhalterungsvorrichtung (11, 28), die
zwischen der Elektrodenhalterung und der
Elektrodenführung vorgesehen ist, und an einem unteren
Ende des Mittel- oder Zwischenführungsarms, wobei die
Elektrodenhalterungsvorrichtung die
Bearbeitungselektrode haltert, wenn die
Bearbeitungselektrode durch die
Elektrodenhalterungsvorrichtung hindurchgeht, um dem
Werkstück zugeführt zu werden, und wenn die
Bearbeitungselektrode das Werkstück durch Funkenerosion
bearbeitet; und
eine Bremse (17), die so auf dem Kopf vorgesehen ist, daß sie den Kopf und den Mittel- oder Zwischenführungsarm befestigt, wenn die Elektrodenhalterungsvorrichtung die Bearbeitungselektrode haltert.
eine Bremse (17), die so auf dem Kopf vorgesehen ist, daß sie den Kopf und den Mittel- oder Zwischenführungsarm befestigt, wenn die Elektrodenhalterungsvorrichtung die Bearbeitungselektrode haltert.
3. Funkenerosionsmaschine zur Herstellung feiner Löcher
nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehvorrichtung (5) zum Drehen der Bearbeitungselektrode durch Drehen der Elektrodenhalterung vorgesehen ist; und
die Mittel- oder Zwischenelektrodenführung weiterhin ein Lager (13) aufweist, welches an der Außenseite der Elektrodenhalterungsvorrichtung vorgesehen ist, so daß sich dieElektrodenhalterungsvorrichtung um die Achse der Bearbeitungselektrode dreht.
dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehvorrichtung (5) zum Drehen der Bearbeitungselektrode durch Drehen der Elektrodenhalterung vorgesehen ist; und
die Mittel- oder Zwischenelektrodenführung weiterhin ein Lager (13) aufweist, welches an der Außenseite der Elektrodenhalterungsvorrichtung vorgesehen ist, so daß sich dieElektrodenhalterungsvorrichtung um die Achse der Bearbeitungselektrode dreht.
4. Funkenerosionsmaschine zur Herstellung feiner Löcher
nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Elektrodenhalterungsvorrichtung einen elastischen
Gummikörper (11)= ufweist, der ein Loch öffnet, das
größer als der Außendurchmesser der
Bearbeitungselektrode, wenn auf den elastischen
Gummikörper keine externen Kräfte einwirken, wodurch die
Bearbeitungselektrode durch das Loch geführt wird, der
elastische Gummikörper elastisch verformt wird, und der
Durchmesser des Loches kleiner ausgebildet wird, wenn
auf den elastischen Körper eine äußere Kraft einwirkt,
wodurch die durch das Loch hindurchgehende
Bearbeitungselektrode gehaltert wird.
5. Funkenerosionsmaschine zur Herstellung feiner Löcher
nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Elektrodenhalterungsvorrichtung eine Mittel- oder
Zwischenelektrodenspannzange (28) aufweist, welche einen
Weg bildet, der größer als der Außendurchmesser der
Bearbeitungselektrode ist, wenn auf die Zwischen- oder
Mittelelektrodenspannzange keine externe Kraft einwirkt,
wodurch die Bearbeitungselektrode durch den Pfad
hindurchgeleitet wird, die Mittel- oder
Zwischenelektrodenspannzange eine Breite des Pfades
ausbildet, die geringer ist, wenn auf die Spannzange
eine externe Kraft einwirkt, wodurch die
Bearbeitungselektrode gehaltert wird, die durch den Pfad
hindurchgeht.
6. Funkenerosionsmaschine zur Herstellung feiner Löcher,
welche aufweist:
eine Bearbeitungselektrode (1) zur Herstellung eines kleinen Lochs in einem Werkstück (2) mittels Funkenerosion;
eine Bearbeitungselektrode (1) zur Herstellung eines kleinen Lochs in einem Werkstück (2) mittels Funkenerosion;
eine Elektrodenhalterung (3) zum Montieren der
Bearbeitungselektrode;
eine Elektrodenführung (8), welche die Bearbeitungselektrode bei der Annäherung an ein Werkstück führt;
eine Arbeitsfluidliefervorrichtung (56), die ein Arbeitsfluid über eine Rohrleitung (56a) liefert; und
eine Axialflußdüse (34), welche mit dem Arbeitsfluid von der Arbeitsfluidzufuhrvorrichtung über die Rohrleitung versorgt wird, um einen Axialfluß (35) um die Achse der Bearbeitungselektrode zur Elektrodenführung hin auszubilden.
eine Elektrodenführung (8), welche die Bearbeitungselektrode bei der Annäherung an ein Werkstück führt;
eine Arbeitsfluidliefervorrichtung (56), die ein Arbeitsfluid über eine Rohrleitung (56a) liefert; und
eine Axialflußdüse (34), welche mit dem Arbeitsfluid von der Arbeitsfluidzufuhrvorrichtung über die Rohrleitung versorgt wird, um einen Axialfluß (35) um die Achse der Bearbeitungselektrode zur Elektrodenführung hin auszubilden.
7. Funkenerosionsmaschine zur Herstellung feiner Löcher
nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch:
eine Arbeitsfluidsammeldüse (36), die auf der Oberseite der Elektrodenführung so vorgesehen ist, daß sie das Arbeitsfluid empfängt, welches den Axialfluß ausbildet; und
eine Arbeitsfluidsammelvorrichtung (37), welche das Arbeitsfluid aufsammelt, das in der Arbeitsfluidsammeldüse empfangen wird.
eine Arbeitsfluidsammeldüse (36), die auf der Oberseite der Elektrodenführung so vorgesehen ist, daß sie das Arbeitsfluid empfängt, welches den Axialfluß ausbildet; und
eine Arbeitsfluidsammelvorrichtung (37), welche das Arbeitsfluid aufsammelt, das in der Arbeitsfluidsammeldüse empfangen wird.
8. Funkenerosionsmaschine zur Herstellung feiner Löcher
nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch eine Drehvorrichtung (5), welche den Elektrodenhalter so dreht, daß zusammen mit diesem die Bearbeitungselektrode gedreht wird;
gekennzeichnet durch eine Drehvorrichtung (5), welche den Elektrodenhalter so dreht, daß zusammen mit diesem die Bearbeitungselektrode gedreht wird;
wobei der Elektrodenhalter ein Arbeitsfluidloch (33)
aufweist, welchem das Arbeitsfluid über die Rohrleitung
(56a) von der Arbeitsfluidversorgungsvorrichtung
zugeführt wird; und
die Axialflußdüse so angebracht ist, daß sie die Außenseite des Elektrodenhalters umgibt, und die Bearbeitungselektrode hindurchgeht, wobei die Axialflußdüse mit einem Ausstoßloch (34a) versehen ist, um das Arbeitsfluid, welches von dem Arbeitsfluidloch geliefert wird, zur Elektrodenführung hin auszustoßen.
die Axialflußdüse so angebracht ist, daß sie die Außenseite des Elektrodenhalters umgibt, und die Bearbeitungselektrode hindurchgeht, wobei die Axialflußdüse mit einem Ausstoßloch (34a) versehen ist, um das Arbeitsfluid, welches von dem Arbeitsfluidloch geliefert wird, zur Elektrodenführung hin auszustoßen.
9. Funkenerosionsmaschine zur Herstellung feiner Löcher
nach einem der Ansprüche 6, 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Druck
des Arbeitsfluids, welches von der
Arbeitsfluidliefervorrichtung geliefert wird, nicht
weniger als etwa 1,8 MPa beträgt.
10. Funkenerosionsmaschine zur Herstellung feiner Löcher,
welche aufweist:
eine Bearbeitungselektrode (1) zur Herstellung kleiner Löcher in einem Werkstück (2) mittels Funkenerosion;
einen Elektrodenhalter (3) zum Montieren der Bearbeitungselektrode;
eine Elektrodenführung (8), welche die Bearbeitungselektrode bei der Annäherung an ein Werkstück führt;
ein Beschichtungsmaterial (40), welches die Bearbeitungselektrode bedeckt, abgesehen von deren Abschnitt, der an dem Elektrodenhalter angebracht ist, wobei das Beschichtungsmaterial bei normalen Temperaturen fest ist;
eine beschichtete Elektrodenführung (38), die auf der Oberseite der Elektrodenführung so angebracht ist, daß sie ein Ende der Bearbeitungselektrode, welches mit dem Beschichtungsmaterial beschichtet ist, zur Elektrodenführung führt; und
eine Heizvorrichtung (41), die auf der Oberseite der Elektrodenführung vorgesehen ist, wobei die Heizvorrichtung Wärme, die zumindest zum Erreichen des Schmelzpunktes des Beschichtungsmaterials ausreicht, an das Beschichtungsmaterial anlegt, mit welchem die Bearbeitungselektrode beschichtet ist, um so das Beschichtungsmaterial in der beschichteten Elektrode zu führen und zu schmelzen.
eine Bearbeitungselektrode (1) zur Herstellung kleiner Löcher in einem Werkstück (2) mittels Funkenerosion;
einen Elektrodenhalter (3) zum Montieren der Bearbeitungselektrode;
eine Elektrodenführung (8), welche die Bearbeitungselektrode bei der Annäherung an ein Werkstück führt;
ein Beschichtungsmaterial (40), welches die Bearbeitungselektrode bedeckt, abgesehen von deren Abschnitt, der an dem Elektrodenhalter angebracht ist, wobei das Beschichtungsmaterial bei normalen Temperaturen fest ist;
eine beschichtete Elektrodenführung (38), die auf der Oberseite der Elektrodenführung so angebracht ist, daß sie ein Ende der Bearbeitungselektrode, welches mit dem Beschichtungsmaterial beschichtet ist, zur Elektrodenführung führt; und
eine Heizvorrichtung (41), die auf der Oberseite der Elektrodenführung vorgesehen ist, wobei die Heizvorrichtung Wärme, die zumindest zum Erreichen des Schmelzpunktes des Beschichtungsmaterials ausreicht, an das Beschichtungsmaterial anlegt, mit welchem die Bearbeitungselektrode beschichtet ist, um so das Beschichtungsmaterial in der beschichteten Elektrode zu führen und zu schmelzen.
11. Funkenerosionsmaschine zur Herstellung feiner Löcher
nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch eine
Beschichtungsmaterialsammelvorrichtung (43) zum Sammeln
des Beschichtungsmaterials, welches durch die
Heizvorrichtung geschmolzen wurde.
12. Funkenerosionsverfahren zur Herstellung feiner Löcher,
mit folgenden Schritten:
Haltern einer Bearbeitungselektrode (1) für feine Löcher durch eine Mittel- oder Zwischenelektrodenführung (27), die zwischen einem Elektrodenhalter (3) und einer Elektrodenführung (8) vorgesehen ist; und
Annähern eines Endes der Bearbeitungselektrode zur Herstellung feiner Löcher, die auf dem Elektrodenhalter angebracht ist, an ein Werkstück (2) über die Elektrodenführung, wodurch eine Funkenerosionsbearbeitung durchgeführt wird;
wobei bei der Durchführung der Funkenerosionsbearbeitung die Bearbeitungselektrode zur Herstellung feiner Löcher durch die, Mittel- oder Zwischenelektrodenführung gehaltert wird, so daß der Elektrodenhalter, die Bearbeitungselektrode zur Herstellung feiner Löcher und die Mittel- oder Zwischenelektrodenführung als vereinigter Körper bewegt werden.
Haltern einer Bearbeitungselektrode (1) für feine Löcher durch eine Mittel- oder Zwischenelektrodenführung (27), die zwischen einem Elektrodenhalter (3) und einer Elektrodenführung (8) vorgesehen ist; und
Annähern eines Endes der Bearbeitungselektrode zur Herstellung feiner Löcher, die auf dem Elektrodenhalter angebracht ist, an ein Werkstück (2) über die Elektrodenführung, wodurch eine Funkenerosionsbearbeitung durchgeführt wird;
wobei bei der Durchführung der Funkenerosionsbearbeitung die Bearbeitungselektrode zur Herstellung feiner Löcher durch die, Mittel- oder Zwischenelektrodenführung gehaltert wird, so daß der Elektrodenhalter, die Bearbeitungselektrode zur Herstellung feiner Löcher und die Mittel- oder Zwischenelektrodenführung als vereinigter Körper bewegt werden.
13. Funkenerosionsverfahren zur Herstellung feiner Löcher
nach Anspruch 12,
bei welchem bei der Bewegung des Endes der
Bearbeitungselektrode für feine Löcher zu einer
Bearbeitungsstartposition die Bearbeitungselektrode für
feine Löcher durch die Mittel- oder
Zwischenelektrodenführung so gehaltert wird, daß der
Elektrodenhalter, die Bearbeitungselektrode zur
Herstellung feiner Löcher und die Mittel- oder
Zwischenelektrodenführung als gemeinsamer Körper bewegt
werden.
14. Funkenerosionsverfahren zur Herstellung feiner Löcher
nach Anspruch 12,
bei welchem beim Austausch der Bearbeitungselektrode zur
Herstellung feiner Löcher bei der
Funkenerosionsbearbeitung die Bearbeitungselektrode für
feine Löcher von der Mittel- oder
Zwischenelektrodenführung freigegeben wird, so daß der
Elektrodenhalter und die Bearbeitungselektrode für feine
Löcher von der Mittel- oder Zwischenelektrodenführung
und der Elektrodenführung aus zurückgezogen werden.
15. Funkenerosionsverfahren zur Herstellung feiner Löcher
nach Anspruch 12,
bei welchem dann, wenn die Entfernung zwischen der
Mittel- oder Zwischenelektrodenführung und der
Elektrodenführung kürzer ist als ein fester Wert bei der
Funkenerosionsbearbeitung, die Bearbeitungselektrode zur
Herstellung feiner Löcher von der Mittel- oder
Zwischenelektrodenführung freigegeben wird, so daß die,
Mittel- oder Zwischenelektrodenführung von der
Elektrodenführung zurückgezogen wird, und zum
Elektrodenhalter hin bewegt wird.
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