DE2159423C3 - Verfahren zur Herstellung einer Metallform durch elektrochemische oder elektroerosive Bearbeitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Metallform durch elektrochemische oder elektroerosive Bearbeitung von zwei Formhälften nacheinander mit einer Elektrode von vorgegebener Gestalt, wobei man in einer ersten Bearbeitungsstufe die erste Formhälfte mit der Elektrode bearbeitet.

Aus der DT-PS 10 28 713 ist ein Verfahren zu entnehmen, wonach beide Formhälften in einer der Arbeitsstellung beim Schmiedevorgang entsprechenden Weise angeordnet und bewegbar sind und von einer zwischen ihnen befindlichen Formelektrode gleichzeitig bearbeitet werden, und wonach gleichzeitig auch die Bohrungen für die Führungsbolzen eingearbeitet werden können. Das bekannte Verfahren benutzt eine rela-(i·. aufwendige Maschine.

Es ist auch bekannt, beide Formhälften eines Gesenks mit der gleichen Elektrode nacheinander zu erodieren, wobei aufwendige Zentriervorrichtungen verwendet werden (Industrieanzeiger, Essen, 82. Jahrgang Nummer 53 vom 1. Juli 1960, S. 861 bis 865).

Bei allen bisherigen erosiven Bearbeitungsverfahren ist es jedoch schwierig, die Ausnehmung der oberen Formhälfte mit der Ausnehmung der unteren Formhälfte in genaue Übereinstimmung zu bringen und die Verbindungsfläche der beiden Formhälften genau zu bearbeiten, da die obere Formhälfte und die untere Formhälfte getrennt bearbeitet werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Metallform durch elektroerosive oder elektrochemische Bearbeitung zu schaffen, bei dem die Gestalt der einen Formhälfte genau an die Gestalt der anderen Formhäine.ingepaßt ist und bei dem die hergestellten Formhälften im Bereich der Berührungsfläche genau aufeinander passen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man unter Ausbildung einer zusammengesetzten Elektrode die Elektrode von vorgegebener Gestalt in die in der ersten Bearbeitungsstufe gebildete Ausnehmung der ersten Formhälfte einsetzt und in zweiter Bearbeitungsstufe die zweite Formhälfte mit der zusammengesetzten Elektrode bearbeitet.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß hergestellte Metaliform,

Fig. 2 bis 4 Querschnitte zu den verschiedenen Bearbeitungsstadien bei der Herstellung einer Metallform gemäß Fi g. 1 und

Fig.5 bis 8 Querschnitte verschiedener Bearbeitungsstadien für die Herstellung einer Metallform andersartiger Gestalt.

Im folgenden soll zunächst auf die F i g. 1 bis 4 Bezug genommen werden. Dabei ist eine erste Metallformhälfte 1 z. B. als obere Formhälfte so angeordnet, daß ihre Ausnehmung normalerweise im wesentlichen abwärts zeigt, während eine zweite Formhälfte 2 als Basisformhälfte dient, deren Ausnehmung normalerweise im wesentlichen nach oben weist. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Trennlinie oder eine Linie, welche der Kontur der Berührungsfläche zwischen der oberen Formhälfte 1 und der unteren Formhälfte 2 folgt. In den F i g. 3 und 4 ist eine Elektrode 4 mit einer gewünschten Gestalt dargestellt. Diese Elektrode ist zunächst beweglich an einem Halter 5 befestigt und dient dazu, in der Formhälfte 2 eine Ausnehmung 6 von vorbestimmter Gestalt zu bilden. Sodann wird diese Elektrode teilweise in die Ausnehmung 6 der Formhälfte 2 eingesetzt, und die obere Formhälfte wird an dem Halter 5 befestigt, so daß sie mit diesem bewegt werden kann und durch die Elektrode geformt werden kann. Im folgenden sollen die Bearbeitunfisstufen für die Herstellung der Metallform an Hand der F i g. 2 bis 4 im einzelnen erläutert werden.

Die erste Stufe ist in F i g. 2 dargestellt. Die obere Formhälfte ist mit dem Halter 5 mittels eines geeigneten Bindemittels verbunden und steht elektrisch in Verbindung mit einem Gerät zur Durchführung eines elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens. Die untere Formhälfte 2 dient als Werkstück und wird nach einem herkömmlichen elektroerosiven Verfahren bearbeitet, wobei die obere Formhälfte 1 als Elektrode zur Ausbildung einer Trennfläche 3 dient. Bei dieser Stufe werden die Trennlinien 3 an der oberen Formhälfte 1 und an der unteren Formhälfte 2 vollständig und genau aufeinander abgestimmt.

Die zweite Stufe ist in F i g. 3 dargestellt. Eine Elektrode 4 von geeigneter Gestalt wird mit einem geeigneten Bindematerial mit dem Halter 5 verbunden, und die untere Formhälfte 2 dient als Werkstück und wird mit dem gleichen elektroerosiven Verfahren, welches auch bei der ersten Bearbeitungsstufe angewandt wird, bearbeitet, wobei eine Ausnehmung 6 entsteht. Falls das Anbringen der Elektrode 4 am Halter 5 bei dieser Stufe

auf Grund der Gestalt der Elektrode Schwierigkeiten macht, so kann die Elektrode 4 unter Verwendung einer Legierung mit einem niedrigen Schmelzpunkt mit dem Halter 5 verbunden werden. Nach Durchführung der zweiten Bearbeilungsstufe wird die Elektrode 4 vom Halter 5 getrennt, was z. B. durch Erhitzen der n:°drigschmeizenden Legierung oriolgen kann.

Die dritte Bearbeitungsstufe ist in F i g. 4 dargestellt. Die Elektrode 4 ist in die Ausnehmung in der unteren Formhälfte 2, welche in der zweiten Bearbeitungsstufc gebildet wurde, eingesetzt und mit einem Bindematerial mit der unteren Formhälfte verbunden. Andererseits ist nunmehr die obere Formhälfte 1 mit dem Halter 5 verbunden, und die obere Formhälfte 1 dient nun als Werkstück. Sie wird nach herkömmlichem elektroerosivem Verfahren mit der Elektrode 4 bearbeitet. Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis die Trennlinie 3 geformt wird. Das verwendete Bindematerial sollte elektrisch leitfähig und leicht entfernbar sein, so daß nach der Bearbeitung der Formhälften diese keii.e Reste des Bindemittels aufweisen.

Als Bindematerial kann man z. B. einen Binder vom Acryltyp verwenden, welcher zur unmittelbaren Verbindung unter Druck führt. Dabei stellt das Bindematerial eine teilweise Verbindung her. und es entsteht ein Kontakt zwischen den Metallflächen. Bei einer anderen Ausführungsform kann man zwischen der Elektrode 4 und der unteren Formhälfte 2 einen teilweisen Spal; ausbilden und sodann in den Spalt 6 einen Binder füllen.

Zur Trennung der Elektrode 4 von der unteren Formhälfte 2 in einer dritten Stufe eignen sicii die folgenden Maßnahmen. Zunächst einmal kann man die Elektrode 4 und die untere Formhälfte 2 durch Klopfen voneinander trennen. Andere Methoden zur Entfernung der Elektrode 4 umfassen das Anbringen eines Bolzens an derselben, das Erhitzen der unteren Formhälfte 2 und der Elektrode 4 zur Bewirkung einer Trennung auf Grund unterschiedlicher thermischer Ausdehnung oder auch die Auflösung des Bindematerials mit einem Lösungsmittel.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können in bestimmten Fällen spezielle Probleme auftreten. So kann z. B. eine Elektrode mit besonderer Gestalt erforderlich sein, oder die Elektrode kann bei ihrer Herstellung leicht zerbrochen oder deformiert werden. Dies kann insbesondere während der zweiten Stufe der Fall sein, wenn die Elektrode recht dünn ist und z. B. eine Dicke von 0,5mm bis i,0mm aufweist, was z.B. bei Metallformen für das Ausformen von Plastikmaterialien der Fall sein kann.

Bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 5 bis 8 sind dieselben grundlegenden Bauteile vorhanden, nämlich eine obere Formhälfte 1 und eine untere Formhälfte 2 mit einer Trennlinie 3 dazwischen sowie eine Elektrode 4 aus Graphit, Kupfer od. dgl., welche mit einem beweglichen Halter 5 verbunden ist und in der Metallform einen Arbeitsspalt 6 ausbildet. In diesem Fall hat die bewegliche Elektrode 4 nur in demjenigen Oberflächenbereich 7 eine vorbestimmle Gestali, welcher dem Werkstück gegenüberliegt. Die anderen Oberflächenbereiche 8 haben eine beliebige Form.

In einer ersten Stufe wird die obere Formhälfte 1 mit dem Halter 5 verbunden, wozu ein geeigneter Binder dient. Diese obere Formhälfte wird sodann elektrisch mit einem Gerät zur Durchführung einer elektroerosiven Bearbeitung verbunden. Die untere Formhälfte 2 dient als Werkstück und wird mittels eines elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens geformt, wobei die obere Formhälfte 1 als Arbeitselektrode dient, wie in F i g. 5 dargestellt. In dieser Bearbeitungssiufe werden an der oberen Formhälfte 1 und an der unteren Formhälfte 2 Trennlinien 3 ausgebildet, welche einander.vollständig entsprechen.

Sodann wird die Elektrode 4 mit dem Haller 5 mittels eines Bindematerials verbunden, wie in F i g. 6 dargestellt. Die untere Formhälfte 2 dient als Werkstück, und es wird das gleiche elektrc;rosive Bearbeitungsverfahren wie bei der ersten Bearbeitungsstufe durchgeführt, wobei ein Bearbeitungsspalt 6 entsteht. Wenn die Form der Elektrode 4 eine Befestigung derselben an dem Halter 5 erschwert, so kann zum Anbringen der Elektrode 4 an dem Halter 5 vorzugsweise eine Legierung mit einem niedrigen Schmelzpunkt dienen. Nach Beendigung der zweiten Bearbeitungsstufe wird die Elektrode 4 durch Erhitzen der niedrig-schmelzenden Legierung von dem Halter 5 getrennt.

In der nachfolgenden in F i g. 7 illustrierten Stufe wird die abgetrennte Elektrode 4 in den Spalt 6 oder in die Ausnehmung 6 der unteren Formhälfte 2 eingesetzt und mit einem Bindematerial befestigt. Ein gewünschter Bereich 8 der Oberfläche der Elektrode 4, welcher der mit der unteren Formhälfte 2 verbundenen Oberfläche entgegengesetzt ist, wird durch Schaben, Schleifen oJer andere geeignete Verfahren bearbeitet. Auf diese Weise ist es möglich, eine Elektrode von geeigneter Gestalt herzustellen, welche eine geringe Dicke von etwa 0,5 mm bis 1,0 mm aufweist, ohne daß es zu einer Beschädigung oder Deformation kommt.

In der vierten Bearbeilungsstufe, welche in F i g. 8 dargestellt ist, wird die zusammengesetzte Struktur aus der unteren Metallformhälfte 2 und der in der dritten Stufe bearbeiteten Elektrode 4 als Bearbeitungselektrode für die Bearbeitung der oberen Metallformhälfte 1 mittels herkömmlicher elektroerosiver Bearbeitungsverfahren verwendet. Diese Bearbeitung wird durchgeführt, bis die Trennlinie 3 ausgebildet ist. Nach diesem elektroerosiven Bearbeitungsverfahren wird die Elektrode 4 entfernt.

Obwohl bei den genannten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens nur eine elektroerosive Bearbeitung beschrieben wurde, so ist es jedoch auch möglich, etwa eine herkömmliche elektrolytiiche Bearbeitung anzuwenden. Beispiele für eine derartig herkömmliche elektrolytische Bearbeitung sind in dem US-Patent 30 58 895 angegeben.

Wie oben erläutert wurde, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine erste Formhälfte elektrisch bearbeitet, indem man eine Elektrode von geeigneter Gestalt verwendet. Diese Elektrode wird sodann in die Ausnehmung der ersten Formhälfte eingesetzt, und eine zweite Formhälfte wird elektrisch bearbeitet, indem man eine zusammengesetzte Elektrodenstruktur verwendet, welche aus der genannten Elektrode und der ersten Metallformhälfte gebildet ist. Dabei werden die Gestalten der ersten Metallformhälfte und der zweiten Metallformhälfte genau aufeinander abgestimmt, und die Trennflächen der beiden Metallformhälften passen genau zusammen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß bei Ausbildung der Trennlinie zwischen der ersten Metallformhälfte und der zweiten Metallformhälfte in einer ersten Stufe eine Basisfläche gebildet wird. Demgemäß ist während der zweiten Bearbeitungsstufe die Bearbeitungstiefe sehr genau einstellbar, wobei eine Metallform von hoher Maßgenauigkeit in einfacher Weise hergestellt werden kann.

)er Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist besondere bemerkenswert bei der Herstellung von tallformen mit einer komplizierten Trennlinie, obhl das erfindungsgemäße Verfahren auch schon bei Herstellung von Metallformen mit unkomplizierten :nnlinien vorteilhaft anwendbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Metallform durch elektrochemische oder elektroerosive Bearbeitung von zwei Formhälften nacheinander mit einer Elektrode von vorgegebener Gestalt, wobei man in einer ersten Bearbeitungsstufe die erste Formhälfte mit der Elektrode bearbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß man unter Ausbildung einer zusammengesetzten Elektrode die Elektrode von vorgegebener Gestalt in die in der ersten Bearbeitungsstufe gebildete Ausnehmung der ersten Formhälfte einsetzt und in zweiter Bearbeitungsstufe die zweite Formhälfte mit der zusammengesetzten Elektrode bearbeitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zuvor die erste Formhälfte unter Verwendung der zweiten Formhälfte als Elektrode bearbeitet.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode verwendet wird, weiche in dem der ersten Formhälfte zugeordneten Bereich eine vorgegebene Gestalt aufweist, wobei der Bereich nicht vorgegebener Gestalt nach dem Einsetzen der Elektrode in die in der ersten Bearbeitungsstufe gebildete Ausnehmung unter Ausbildung einer für die zweite Bearbeitungsstufe erforderlichen Gestalt bearbeitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode mit einer Legierung mit einem niedrigen Schmelzpunkt mit einer Halterung verbunden wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode beim Einsetzen in die in der ersten Bearbeitungsstufe gebildete Ausnehmung mit einem Bindemittel vom Acryltyp mit der ersten Formhälfte verbunden wird.

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