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Elektrode, insbesondere Drahtelektrode zum Funkenerodieren von Sacklöchern
mit kleiner Querschnittsfläche Die Erfindung bezieht sich auf eine Funkenerodierelektrode
zum Erzeugen von Sacklöchern mit kleiner Querschnittsfläche, insbesondere in Hartmetall.
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Zum Anfertigen von Bohrungen kleinster Abmessungen, insbesondere für
Bohrungen mit einem Durchmesser von 0,15 bis 2 mm in Hartmetall mittels Funkenerosion
ist es bekannt, einen Kupferdraht zu verwenden. Der Kupferdraht wird an das Werkstück
herangeführt, wobei man unter Zuführung eines Dielektrikums die kathodische Werkzeugelektrode
nunmehr mit geringem Vorschub auf das Werkstück absenkt. Dabei-werden durch Funken
Werkstückteilchen frei, die durch das Dielekw trikum aus dem sich bildenden Sackloch
ausgespült werden.
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Die von der Erodierelektrode erzeugte Bohrung ist in ihrer Weite um
den allseitigen Erodierspalt größer als die Abmessung der Elektrode. Dieser Erodierspalt
beträgt je nach Material und angelegter Erodierspannung 30 bis 50 /um. Bei einer
in Form eines Pkismas bzw. eines Zylinders gebildeten Erodierelektrode, z.B. einer
Drahterodierelektrode, ergibt sich nunmehr die Schwierigkeit, daß mit zunehmender
Tiefe des Sackloches das Umspülen der Arbeitsfläche mit dem Dielektrikum stark beeinträchtigt
wird. Der Erodierspalt ist lur ein ungestörtes Zuführen und Abführen des Dielektrikums
zu gering; dies führt sodann zu Kurzschlüssen. An sich ist es möglich, die Erodierelektrode
in PorB eines Röhrchens auszubilden und durch den Rohrkanal daa Dielektrikum zur
ArbeSs fläche der Erodierelektrode zu leiten. Es ist jedoch schwierig und auch aufwendig,
derartig hohle irahterodierelektroden herzustellen, und zwar vornehmlich dann, wenn
der I)urchmesser
der Erodierelektrode weniger als 2 mm, z.B. nur
0,5 mm, beträgt. Auch besteht die Gefahr, daß bei Verwendung einer hohlen Erodierelektrode
sich ein vom Werkstück ausgebender Kern bildet, der die Bohrung innerhalb der Erodierelektrode
verschließt. Unabhängig von der Querschnittsform der Erodierelektrode entsteht während
des Erodierens ein von der Arbeitsfläche ausgehender Abbrand, der um 80 stärker
ist, je höher die spezifische Strombelastung an der Arbeitsfläche der Erodierelektrode
ist. Mit fortschreitender Tiefe des Sackloches verkürzt sich daber auch die Länge
der Funkenerodierelektrode.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Funkenerodierelektrode,
insbesondere eine Drahterodierelektrode zum Erzeugen von Sacklöchern mit kleiner
Querschnittsfläche, nämlich in der Größenordnung von 1,5 x 10 2mm2 bis höchstens
4 mm2, zu schaffen, welche insbesondere zum Erodieren von Sacklöchern in Hartnetall
geeignet sein soll. Fern soll die Erodierelektrode-als Verbrauchsgegenstand-mit
einem geringen Aufwand zu erstellen sein.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Funkenerodierelektrode
in Form eines Stempels gebildet ist und einen Erodiersebaft sowie einen, gegenüber
letzterem im Querschnittsflächenmaß größer bemessenen Vollquerschnitt-Erodierkopf
aufweist, dessen Höhe mindestens
höchstens jedoch
beträgt, wobei F die Größe der Arbeitsfläche des Erodierkopfes ist.
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Durch diese Ausbildung und Bemessung der Erodierelektrode werden die
bei den bekannten Erodierelektroden zum Erzeugen von Sacklöchern mit kleiner Querschnittsfläche
auftretenden flachteile vermieden. Bedingt dadurch, daß die als Vollquerschnitt
ausgebildete Erodierelektrode einen gegenüber dem Erodierschaft im Querschnittaflächenmaß
größeren stempelfärmigea Erodierkopf aufweist, kann das
Dielektrikum
weitgehendst ungehindert an den Erodierkopf herantreten, diesen umspUlen und abfließen.
Hierbei ist jedoch darauf zu achten, daß unter Berücksichtigung des relativ engen
Erodierspaltes die Hohe des Erodierkopfes begrenzt ist und nicht mehr als
- wobei y die Größe der Arbeitsfläche der Erodierelektrode ist - betragen darf.
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Es wurde gefunden, 4aß bei Einhaltung dieses Grenzwertes noch ein
hinreichend guter Austausch des Dielektrikums erfolgen kann. mindert man jedoch
die Höhe des Erodierkopfes auf weniger als
so ist bei den gegebenen Querschnittsgroßen des Erodierkopfes - bedingt durch die
relativ höhe spezifische Strombelastung - der Ab brand an den Randzonen zu groß;
die Erodierelektrode wird sodann schnell unbrauchbar.
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Vorteilbaft ist es, bei einer aus einem Draht gebildeten Erodierelektrode,
letztere im Bereich der Arbeitsfläche mit einer ringförmigen Nut zu versehen, wobei
der Abstand der Nut von der Arbeitsfläche mindestens
höchstens jedoch
beträgt. Das Einbringen einer förmigen ut zur Schaffung des Erodierscbaftes ist
auch an relativ dünnen Drähten ohne größeren Aufwand an Arbeitezeit möglich. Der.
Kopf der Erodierelektrode kann aber auch aus einer Erodierplatte bestehen, die mit
dem Erodierschaft der Erodierelektrode durch Hartlöten verbunden ist. Diese Ausführungsform
ist besonders ZU empfehlen, wenn bei Erodierarbeiten mit einem hohen Abbrand zu
rechnen ist. In diesem Falle ist es besonders vorteilhaft, die Erodierplatte aus
einem, in Bezug auf ihr Abbrandverhalten hochwertigerem Material als dasTrägermaterial
herzustellen.
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Hierzu sind insbesondere gesinterte, metallische Werkstoffe geeignet.
Die Höhe des Erodierplättchens wird ebenfalls mit den gleichen Grenzwerten bemessen,
wie vorstehend genannt. Die Lange des Erodierschaftes muß größer als die Tiefe des
zu erodierenden Sackloches bemessen sein; der Durchmesser des Erodierschaftes ist
mindestens
um den Betrag des doppelten Erodierspaltes kleiner bemessen.als
der Durchmesser des Erodierkopfes oder -plättchens. Durch diese Ausbildung und Bemessung
der Erodierelektrode wird gewährleistet, daß für die Zu-und Abfuhr des Dielektrikums
ein hinreichend breiter Ringraum zur Verfügung steht.
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In den Zeichnungen sind anhand mehrerer Ausführungsbeispiele verschiedene
gemäß der Erfindung gestaltete Erodierelektroden zum Erodieren von Sacklöchern mit
geringer Querschnittsfläche dargestellt.
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Figur 1 zeigt in einer stark vergrößerten Darstellung ein Werkstück
1, z.B. bestehend aus einem Hartmetall, in der ein Sackloch 2 mittels einer Funkenerodierelektrode
3 einzubringen ist. Das Sackloch 2 soll einen Durchmesser von z.B. 0,5 mm aufweisen.
Die hierzu verwendete Erodierelektrode 3 ist in Form eines Stempels gebildet; am
Erodierschaft 10 der Erodierelektrode ist der Erodierkopf 5 angeformt oder angesetzt,
der gemäß dem Beispiel einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser d besitzt.
Der Durchmesser D des Sackloches gestaltet sich beim Erodieren durch Funkenerosion
um den Betrag des Erodierspaltes S größer als der Durcbmesser d des Erodierkopfes
5.
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Wie weiter aus Figur 2 hervorgeht, ist die Erodierelektrode 3 von
einem Mantel 6 umgeben, der Uber eine Leitung 7 mit einem Dielektrikumspender in
Verbindung steht. Während des Erodierens fließt das Dielektrikum 8 aus dem bei 6'
offenen Mantel und strömt an der Erodierelektrode 3 abwärts zum Erodierkopf 5; es
gelangt sodann durcb den Spalt S an die Arbeitsfläche 4 der Elektrode. Durch das
atändig nach strömende Dielektrikum wird das im Bereich der Arbeitsfläche sicb aufhaltende
Dielektrikum, wie durch Pfeile 9 angedeutet, ausgespült. Ist indessen die Höhe R
des Erodierkopfes 5 zu groß, so kommt es innerhalb des
Erodierspaltes
S zu einer Ansammlung von abgetragenen Teilchen, die sodann zu einem Kurzschluß
führen. Um diesen Nachteil zu vermeiden. darf die Höhe H des Erodierkopfes 5 nicht
mehr als höchstens
betragen, wobei y die Flächengröße der Arbeitsfläche 4 ist. Ist indessen die Höhe
H zu gering, so wird der schmale Rand wesentlich stärker abgenutzt, als die Arbeitsfläche
4 der Erodierplatte. Dadurch verjüngt sich der Durchmesser D.
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Es ist daher ein Mindestmaß einsubaltqn, wobei die Höhe H mindestens
betragen muß. Der den Erodierkopf 5 tragende Schaft 10 der Erodierelektrode soll
mindestens um das Doppelte des zu erwartenden Erodierspaltes kleiner sein als der
Durchmesser d der Erodierplatte 5 Die Länge L des verjüngten Schaftes 10 muß mindestens
der fiefelz des zu erodierenden Sackloches entsprechen.
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Figur 3 zeigt eine drahtförmige Erodierelektrode 3, an deren Kopf
eine Erodierplatte 5' mittels eines Hartlotes 11 angelötet ist. Die Erodierplatte
5' besteht aus einem gesinterten Metallpulver, z.B. Wolfram, wo hingegen der Erodierdraht
3 aus Kupfer gebildet ist. Eine derartige Erodierelektrode hat den Vorteil daß sie
beim Erodieren von Hartmetall einen geringen Verschleiß bzw. Abbrand aufweist. Auch
hier ist - wie bei den vorherigen Beispielen - die Böhe H der Erodierplatte 5' entsprechend
bemessen.
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Während in Figur 1 die Erodierelektrode 3 aus einem Draht, und zwar
durch Einstechen einer Nut 12 hergestellt wurde, ist dies bei einer Elektrode gemäß
der Figur 3 nicht erforderlich. Anstelle einer Erodierplatte 5' kann aber auch ein
Ring über den Draht 3 gezogen sein In diesem Falle ist -jedoch darauf zu achten,
daß der Ring aus dem gleichen Material wie die Erodierelektrode 3 besteht. Han erhält
sonst an der Arbeitafläche 4 einen unterschiedlichen Abbrand.
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6 Patentansprüche 3 Figuren - - -