DE2038052C3 - Werkzeuganordnung zum elektrochemischen Senken von Raumformen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeuganordnung zum elektrochemischen Senken von Raumformen, die jeweils eine im wesentlichen zylindrische Mantelfläche aufweisen, mit einer Elektrode, deren elektrochemisch aktive Oberfläche mindestens eine öffnung zum Durchfluß des strömenden Elektrolyten aufweist und mit einer an die Werkstückoberfläche über ein elektrisch leitendes Material dicht anschließenden Elektrolytmaske mit einer zum Durchtritt der Elektrode dienenden öffnung, deren Rand eine Kontur gleich der Querschnittskontur der zylindrischen Mantelfläche der zu senkenden Raumform aufweist und mit der Elektrode bei deren Durchtritt durch diese öffnung einen Spalt zum Durchfluß des Elektrolytstromes einschließt.

Eine solche Werkzeuganordnung ist allgemein üblich und z. B. aus dem Artikel von H e i t m a π η , Η. und PahI₁D. erschienen in »Industrie-Anzeiger, Essen«, 88. Jahrgang, Nr. 68 vom 26. August 1966, S. 1514, Bild 18, bekannt. Eine bekannte Werkzeuganordnung dieser Art ist auch in F i g. 1 schematisch im Schnitt dargestellt.

In die Oberfläche 1 des Werkstücks2 (Fig. 1) soll eine Bohrung eingesenkt werden, deren Konturen durch die Linien 3 angedeutet sind. Die rohrförmige Elektrode 4, die, wie durch 5 angedeutet, an dem negativen Pol einer geeigneten Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist, weist an ihrem freien Ende eine Verdickung 6 auf; ihre übrige äußere Oberfläche ist von einer elektrisch isolierenden Schicht 7 bedeckt.

An die Werkstückoberfläche t dicht anschließend ist eine elektrisch nicht leitende Elektrolytmaske 8 angeordnet, die eine öffnung 9 aufweist, deren Querschnitt in etwa gleich dem der abzusenkenden Bohrung ist und durch welche die Elektrode 4 bei ihrem Vorschub gegen das Werkstück 2 hindurchtritt. Der Elektrolyt wird über die Elektrolytmaske 8 in Rich-

tung der Pfeile 10 zugeführt, fließt durch den zwischen Elektrodenstirnfläche und Werkstückoberfläche 1 gebildeten Spalt und wird schließlich durch die rohrförmige Elektrode 4 in Richtung des Pfeiles 11 abgeführt.

In F i g. 1 sind die Stellung der Elektrode 4 sowie die Kontur 13 der Senkung kurz nach Be ginn des elektrochemischen Werkstoffabtrages wie dergegeben. Die an der Werkstückoberfläche 1 anliegende Kante 14 der Öffnung 9 der nichtleitenden Elektrolytmaske bildet in dem aus Werkstück, Elektrolyt und Elektrode bestehenden, elektrisch leitenden System eine einspringende Kante, an der elektrolytseitig eine Konzentration des elektrischen Feldes eintritt. Durch diese Feldkonzentration wird im

«5 Elektrolyt eine entsprechende Konzentration der Stromdichte erzeugt, die an der Stelle IS am Werkstück einen verstärkten elektrochemischen Materialabtrag hervorruft, der zwischen der unbearbeiteten Werkstückoberfläche 1 und der Oberfläche der zu senkenden Bohrung eine abgerundete Kante entstehen läßt.

Wenn diese Kantenabrtindungcn nicht erwünscht sind (z. B. bei Schnittplatten), besteht — wie auf S. 1515, linke Spalte Absatz3 des obengenannten

Artikels erläutert wird — die Möglichkeit, die dafür verantwortliche Feld- und Stromdichtekonzentration an der Bohrungsoberkante dadurch zu vermeiden, daß man zwischen Elektrolytmaskc und Werkstückoberfläche ein beiderseits geschliffenes Hilfsblcch angeordnet, welches — mittels der Elektrolytmaske gegen die Werkstückoberfläche gedruckt und dadurch Werkstückpotential annehmend — eine Ergänzung des Werkstückes darstellt, die zunächst durchsenkt werden muß, bevor die Elektrode beim Senkvorgang

4S in das eigentliche Werkstück eindringt. Um zu vermeiden, daß beim Durchsenken des Hilfsbleches sich ein loses Zapfenstück bildet, das Ku^rzschlüssc hervorrufen könnte, muß das Hilfsblcch an der Stelle, an der sich ein solches loses Zapfenstück bilden könnte, einen entsprechenden Durchbruch aufweisen, der in bezug auf die Elektrode in geeigneter Weise justiert zu werden hat.

Dieses bekannte Verfahren mit Verwendung eines Hilfsbleches ist an sich nur auf Werkstücke anwendbar, bei denen die ursprüngliche Werkstückoberfläche, in der die Senkung eingebracht werden soll, eben ist und eine hohe Oberflächengüte aufweist. Wegen des Aufwandes, der die Verwendung von solchen als Verbrauchsmaterial dienenden Hilfsblechen darstellt, ist dieses Verfahren überdies praktisch nur für Einzelfertigung oder geringe Stückzahlen brauchbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeuganordnung mit Elektrolytmaske zum elektrochemischen Senken von Raumformen der eingangs genannten Art anzugeben, die es ohne Verwendung von Wegwerfteilen, wie z. B. Hilfsblechen erlaubt auch in nicht ebene Werkstückoberflächen

Senkungen einzubringen, deren zylindrische Oberflächenbereiche mit den ursprünglichen Werkstückoberflächen jeweils scharfe Kanten bilden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Elektrolytmaske verwendet wird, die wenigstens im Bereich der Elektrodendurchtrittsöffnung aus einem elektrisch leitenden, elektrochemisch inaktiven und mit dem Werkstück in elektrisch leitender Verbindung stehenden Material besteht. Oieses Material wird vorzugsweise durch Graphit gebildet.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Werkstück über den genannten elektrisch leitenden Teil der Elektrolytmaske mit dem positiven Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in Fig. 2 als Beispiel eine erfindungsgemüße Werkzeuganordnung schematisch im Schnitt dargestellt. Diese Werkzeuganordnung unterscheidet sich von der bekannten Anordnung nach F i g. I im wesentlichen dadurch, daß sie statt der Elektrolytmarke 8 aus Kunststoff (F i g. 1) eine Elektrolytmaske 16 aus Graphit aufweist und daß das Werkstück 2 über diese Graphit-Elektrolytmaske 16, wie durch 17 angedeutet, mit dem positiven Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden ist. Werkstück 2 und Graphit-EIektrolytmaske 16 liegen im wesentlichen auf gleichem elektrischen Potential, so daß an der Stelle 18 im Elektrolyt keine Konzentration des elektrischen Feldes mehr auftritt, und daher bereits kurz nach Beginn der elektrischen Abtragung eine Werkstückkontur 19 entsteht, die mit der Werkstückoberfläche 1 eine scharfe Kante 20 bildet. Diese scharfe Kante 20 bleibt auch während des weiteren Fortschreitens der elektrochemischen Senkung erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Werkzeuganordnung zum elektrochemischen Senken von Raumformen, die jeweils eine im wesentlichen zylindrische Mantelfläche aufweisen, mit einer Elektrode, deren elektrochemisch aktive Oberfläche mindestens eine Öffnung zum Durchfluß des strömenden Elektrolyten aufweist, und mit einer an die Werkstückoberfläche über ein elektrisch leitendes Material dicht anschließenden Elektrolytmaske mit einer zum Durchtritt der Elektrode dienenden Öffnung, deren Rand eine Kontur gleich der Querschnittskontur der zylindrischen Mantelfläche der zu senkenden Raumform aufweist und mit der Elektrode bei deren Durchtritt durch diese öffnung einen Spalt zum Durchfluß des Elektrolytstromes einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Etektrolytmaske (16) verwendet wird, die wenigstens im Bereich der Elektrodendurchtrittsöffnung (9) aus einem elektrisch leitenden, elektrochemisch inaktiven und mit dem Werkstück (2) in elektrisch leitender Verbindung stehenden Material besteht.

2. Werkzeuganordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des elektrochemisch inaktiven, elektrisch leitenden Teils der Elektrolytmaske (16) durch Graphit gebildet wird.

3. Werkzeuganordnung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (2) über den elektrochemisch inaktiven, elektrisch leitenden Teil der Elektrolytmaske (16) mit dem positiven Poi der Betriebsspannungsquelle verbunden ist.