DE2447842C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Grafitelektrode für Funkenerosionsbearbeitung - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

a I) das Hohlform-Positiv (24) aus einem abbindefähigen Kunststoff-Schleifkorund-Gemisch gefertigtwird,

bl) das Hohlform-Positiv (24) mit einem mittels des Schieilkorunds autragbiien Kunststoff umgössen wird, und

b2) der so gefertigte Abguß .28) als Rohling zur Herstellung des Zwischenform-Negativs (28') verwendet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine beim Abguß gemäß (bl), (c) und (d) jeweils zur Aufspannplatte der abzugießenden Form parallele, relativ zu dieser reproduzierbar positionierte Abgußplatte, mit der der Abguß verankert ist.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Grafitelektrode für die Funkenerosionsbearbei- so tung von Werkzeughohlformen.

Grafitelektroden für diesen Zweck wurden früher durch Kopierfräsen mit nachfolgender Feinbearbeitung von Hand gefertigt. Der Arbeitsaufwand war erheblich, und die Qualität konnte nicht befriedigen. Deshalb ging man in letzter Zeit zu einem Verfahren über, das bei geringerem Zeitaufwand bessere Ergebnisse ermöglichte (DE-OS 21 62 054). Dabei wird die Grafitelektrode mittels eines Reibwerkzeugs aus einem Grafitblock herausgerieben, indem das Reibwerkzeug an den &o Grafitblock angedrückt und gleichzeitig einer Planetenbewegung relativ kleiner Amplitude senkrecht zur Andruckrichtung unterworfen wird. Aufgrund der Planetenbewegung ist nach der Fertigstellung die Form der Elektrode nicht komplementär zu der des f>5 Kcibwerkzeugs, sondern die Ausnehmungen sind größer, die stehenbleibenden Stege kleinen Aus diesem Grunde muß man das Reibwerkzeug nach einem Verfahren fertigen, bei dem diese Abweichung kompensiert wird, das heißt, bei der Reibwerkzeug-Fertigung muß an irgendeiner Stelle die gleiche Planetenbewegung im umgekehrten Sinne angewandt werden, wenn man sich eine mühsame Umrechnung aller Maße und danach die Fertigung eines vergrößerten Modells ersparen will.

Nach der genannten Druckschrift bestehen hierfür verschiedene Möglichkeiten: So kann mm unter Anwendung der Planeten- oder Exzenterbewegung das Reibwerkzeug aus Stahl funkenerodieren. Dabei würde aber eine Erosionsmaschine längere Zeit belegt, und man kann die Reibform auch nur für Kleinstgravuren auf diese Weise fenigen. Deshalb empfiehlt die Druckschrift eine andere Herstellung des Reibwerkzeugs:

Zunächst wird ein Positiv der Werkzeughohlform hergestellt, etwa, in dem man einen Gipsabdruck von einem zu duplizierenden Werkzeug herstellt oder ein Holzmodell fertigt. Dieses Positiv wird unter Anwendung der Planetenbewegung in eine Masse aus Sand und Bindemittel, etwa einem abbindenden Kunststoff, eingedrückt, wobei von Hand Masse ab- und aufgetragen werden muß, insbesondere an kritischen Stellen der Form (etwa bei dünnen Stegen). Damit erhält man ein im oben erläuterten Sinne vergrößertes Zwischenform-Negativ.

Nach dem Abbinden der Masse kann man einen Abguß, zum Beispiel wieder aus Gips, machen und erhält so ein Zwischenform-Positiv, das natürlich die Maßänderungen infolge der Planetenbewegung exakt wiederspiegelt

Dieses Zwischenform-Positiv wird nun mit einem Gemisch aus einem abbindefähigen Kunststoff und Schleifkorund abgegossen, das nach dem Aushärten das Reibwerkzeug bildet Das Zwischenform-Positiv ist mehrmals verwendbar, so daß ein abgenütztes Reibwerkzeug schnell reproduziert werden kann.

Trotz der kompliziert erscheinenden Vorarbeiten ist diese Art der Fertigung von Graiitelektroden wirtschaftlich, da mit dem Reibwerkzeug die Grafitelektrode in Minuten herstellbar ist im Gegensatz zum Kopierfräsen, zu dem man viele Stunden benötigt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß zum Erodieren eines einzigen Stahlwerkzeugs eine ganze Anzahl von Elektroden benötigt wird, zum Beispiel zwei Schrupp- und eine Schlichtelektrode.

Aus der obigen Erläuterung geht hervor, daß der aufwendigste Schriit des Verfahrens die Herstellung des Zwischenform-Negativs ist; die Masse ist unangenehm in der Verarbeitung, bei der zudem viel Erfahrung und Fingerspitzengefühl erforderlich ist, und die Genauigkeit dieser Form ist entscheidend für die Genauigkeit der nachfolgend erzeugten Werkzeughohlformen.

Zwar erwähnt die genannte DE-OS 21 62 054, daß anstelle der Sand-Bindemittel-Mischung auch andere Stoffe Verwendung finden können, nämlich ein warmhärtender Kunststoff, wie Epoxidharz. Doch auch damit dürften brauchbare Ergebnisse nur schwer zu erreichen sein, da das Harz vor der Polymerisation viskos ist und in ausgeformte Hohlräume zurückfließt, nach der Polymerisation aber nicht mehr verdrängbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, das zuletzt erläuterte Verfahren derart zu gestalten, daß der Schritt der Fertigung des Zwischenform-Negativs erheblich vereinfacht wird, so daß er auch von ungeübten Hilfskräften mit einem sehr geringen Zeitaufwand durchführbar wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Verfahrensausführunj nqch dem Patentanspruch 1 gelöst. Demgemäß ist bereits das erste Modell als Reibwerkzeug ausgebildet, was besonders dann keine Schwierigkeiten bietet, wenn bereits eine Hohlform — etwa ein zu duplizierendes Gesenk — vorhanden ist; man macht dann einfach einen Abguß mit derselben Masse, wie sie für das Elektroden-Reibwerkzeug verwendet wird. Liegt nur ein Holzmodell vor, schaltet man zunächst einen ersten Zwischendruck, beispielsweise aus Gips, ein, von dem dann das Hohlform-Positiv aus der erwähnten Masse abgegossen wird.

Anstatt nun das Zwischenform-Negativ mühsam aus der formbaren Sand-Kunststoff-Masse aufzubauen, wird das Hohlform-Positiv mit einem Kunststoff abgegossen, der nach dem Abbinden von dem Hohlform-Positiv gelöst wird und den Rohling für das Zwischenform-Negativ bildet Auf diese Weise ist nur noch sehr wenig Material von dem Rohling abzutragen, und man wählt einen Kunststoff, der sich mit guter Oberflächenqualität mittels des Hohlform-Positivs unter Anwendung der Planetenbewegung bearbeiten läßt

Man erkennt, daß die hier durchzuführenden Arbeitsgänge teils einfache Handgriffe sind, teils maschinen ablaufen, so daß viele teure Arbeitsstunden eingespart werden.

Aus der DE-AS 15 77 080 ist zwar bereits ein zweistufiges Verfahren zum Herstellen von Formstükken bekannt, bei dem in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen — elektroerosiven oder, vibrationsmechanischen — Maßabweichungen infolge z. B. kreisförmiger Parallelverschiebungen während des ersten Schrittes durch entsprechende gegensinnige Verfahrensführung im zweiten Schritt kompensiert werden. Ober diesen Grundgedanken hinaus lehrt die Erfindung jedoch eine bestimmte durch einzelne Abformvorgänge und Materialangaben gekennzeichnete Vorgehensweise.

Bei den verschiedenen Abgüssen ist es außerordentlich zweckmäßig, wenn an die jeweils eingegossene Masse eine Grundplatte aus Metall mit angegossen wird, die von vornherein parallel zur Grundplatte des jeweils abzugießenden Teils ausgerichtet ist und gegenüber dieser reproduzierbar positioniert ist, etwa durch Stellstifte oder dergleichen; auf diese Weise entfällt das mühsame Abschleifen der Abguß-Rückseite und das nachfolgende Ausrichten auf der Vorrichtung, auf der abgerieben werden soll.

Nachstehend wird als Beispiel die Fertigung einer Grafitelektrode nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, die schematisch den Fertigungsablauf verdeutlichen.

Fig. I zeigt, aufgebaut auf einer Grundplatte 10, einen Formkasten 12, in dem ein zu duplizierendes Gesenk oder ein Gipsabguß 14 eines Holzmodells eingesetzt ist. Oberhalb des Formkastens ist vertikal beweglich eine Halterung 16 angeordnet, an der mittelis Stellstiften 18 eine Deckplatte 20 befestigt und positioniert ist.

Der Gipsabguß 14 wird mit einem Formtrennmittel

bestrichen, etwa Silikonöl, und durch den Einguß 22 deir

Deckplatte 20 wird ein Gemisch aus Kunststoff und Schleifkorund eingefüllt. Nach dem Aushärten ergibt

ίο sich so das Hohlform-Positiv 24.

Gemäß Fig.2 wird im nächsten Schritt daii Hohlform-Positiv gewendet, und mit einer ganst ähnlichen Vorrichtung wie bei F i g. 1 beschrieben wird ein weiterer Abguß 28 erstellt. Formtrennmittel werden, wie vorher, verwendet, um saubere Abgüsse zu erzielen. Auch dieser Abguß bleibt mit seiner Deckplatte 26 fest verbunden. Als Material wird ein Kunststoff oder mineralisches Material eingesetzt, das sich gut mittels des Materials für das Hohlform-Positiv 24 bearbeiten läßt,das heißt,durch eine Exzenter- oder Planetenbewegung abtragen läßt.

In F i g. 3 6is 6 sind nur noch die jeweiligen Abgüsse: gezeigt; an der Vorrichtung ändert s'.-.ii nichts bzw. ist die Vorrichtung an sich bekannt.

Gemäß Fig.3 wird durch eine Exzenter- oder Planetenbewegung, deren eine Komponente mittels des; Pfeiles angedeutet ist, der Abguß 28 aufgerieben, so saß sich ein vergrößertes Zwischenform-Negativ 28' ergibt. Es versteht sich, daß bei dieser schematischen μ Darstellung die Amplitude der Exzenterbewegung sehr stark übertrieben ist.

Von dem so hergestellten Zwischenform-Negativ wird ein Zwischenform-Positiv 30, beispielsweise aus Gips (F i g. 4) abgegossen.

Von diesem Zwischenform-Positiv 30 schließlich gießt man — F i g. 5 — das eigentliche Reibwerkzeug 32 ab, wofür eine ähnliche oder gleiche Zusammensetzung verwendet wird, wie sie für das Hohlform-Positiv 24 verwendet wurde. Durch Anwenden der Exzenterbewegung nach F i g. 6 wird nun mittels des Reibwerkzeugs 32 die Grafitelektrode 34 fertiggestellt. Es versteht «ich. daß man dank der Verwendung der Deckplatte mit Stellstiften, die immer mit dem jeweiligen Abguß verbunden bleiben, wesentlich an Ausricht- und Zentrierarbeit spart. Die Paßgenauigkeit kommt ja — was in der Schema-Darstellung nach der Zeichnung nicht erkennbar ist — vor allem dann zum Tragen, wenn mehrere Formteile, beispielsweise eines Gesenks, zusammenpassen müssen, wobei gegebenenfalls auch so noch mehrere Trennebenen vorgesehen sind.

Die für den Funkenspalt beim Erodieren erforderlichen Untermaße der Grafitelektrode lassen sich durch entsprechende Einstellung der Amplitude der Exzenterbewegung in F i g. 3 oder F i g. 6 berücksichtigen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1, Verfahren zum Herstellen einer Grafitelektrode für die Funkenerosiohsbearbeitung von Werkzeughohlformen, bei dem

   a) ein Positiv der Werkzeughoblform hergestellt wird,

   b) das Hohlform-Positiv auf einer Platte aufgespannt und relativ zu einem Zwischenformroh-Iing einer Planetenbewegung parallel zur Plattenebene und einer Eindrückbewegung senkrecht zu dieser unterworfen wird unter Einarbeiten eines vergrößerten Zwischenform-Negativs in den Rohling,

   c) das Zwischenform-Negativ abgegossen wird unter Herstellung eines vergrößerten Zwischenform-Positivs,

   d) das Zwischenform-Positiv mit einem abbindefähigec Kunststoff-Schleifkorund-Gemisch abgegösse» wird zur Herstellung eines Reibwerkzeugs, und

   e) mittels eines Bewegungsablaufs wie unter b) und mittels des Reibwerkzeugs die Elektrodenform in einen Grafitblock eingearbeitet wird,