DE2512331A1 - ELECTROEROSION PROCESS FOR THE PROCESSING OF WORK PIECES AND DEVICE FOR PERFORMING THIS PROCESS - Google Patents

ELECTROEROSION PROCESS FOR THE PROCESSING OF WORK PIECES AND DEVICE FOR PERFORMING THIS PROCESS

Info

Publication number
DE2512331A1
DE2512331A1 DE19752512331 DE2512331A DE2512331A1 DE 2512331 A1 DE2512331 A1 DE 2512331A1 DE 19752512331 DE19752512331 DE 19752512331 DE 2512331 A DE2512331 A DE 2512331A DE 2512331 A1 DE2512331 A1 DE 2512331A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
workpiece
electrode
machining
electrochemical
electrolyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19752512331
Other languages
German (de)
Inventor
Derek Aubrey Glew
Abdou Hanna Dr Meleka
Bernard Hall Wilkinson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce PLC
Original Assignee
Rolls Royce 1971 Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rolls Royce 1971 Ltd filed Critical Rolls Royce 1971 Ltd
Publication of DE2512331A1 publication Critical patent/DE2512331A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/14Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply
    • B23H7/18Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply for maintaining or controlling the desired spacing between electrode and workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/14Making holes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/30Application in turbines
    • F05B2220/302Application in turbines in gas turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

Γ Λ T E >* TA. & VV ALT Γ Λ TE> * TA. & VV ALT

Dipl. ing. E. HOLZEB R 9 A UO S KIT KGDipl. Ing. E. HOLZEB R 9 A UO S KIT KG

PHIUPPIXE-WELBEII -STIiASSK 14PHIUPPIXE-WELBEII -STIiASSK 14

R.926R.926

Augsburg, den 20. März 1975Augsburg, March 20, 1975

Rolls-Royce (1971) Limited, Norfolk House, St. James's Square,Rolls-Royce (1971) Limited, Norfolk House, St. James's Square,

London SWlY 4JS, EnglandLondon SWlY 4JS, England

Elektroerosionsverfahren zur Bearbeitung von Werkstücken und Vorrichtung zur Ausführung dieses VerfahrensElectrical discharge machining processes for machining workpieces and Apparatus for carrying out this process

Die Erfindung betrifft ein Elektroerosionsverfahren zur Bearbeitung von Werkstücken, bei welchem eine Elektrode zwecks Abtragens von Material durch Funkenerosion schrittmotorge-The invention relates to an electrical discharge machining process for Machining of workpieces in which an electrode is stepped motor-driven for the purpose of removing material by spark erosion

509839/0362509839/0362

trieben an das Werkstück herangeführt und eine Flüssigkeit zwischen das Werkstück und die Elektrode zugeführt wird.drifted to the workpiece and a liquid is fed between the workpiece and the electrode.

Bei einem bekannten Elektroerosionsverfahren wird Material durch Funkenerosion von einem Werkstück abgetragen. Dieses Verfahren wird als Elektrofunkenverfahren bezeichnet. Das Elektrofunkenverfahren hat sich als sehr brauchbar erwiesen und wird in weitem Umfang zur Herstellung von Ausnehmungen in Werkstücken angewendet, deren Herstellung mit herkömmlichen Bearbeitungswerkzeugen oftmals unmöglich ist.In a known electrical discharge machining process Material removed from a workpiece by spark erosion. This process is known as the electric spark process. The electric spark process has proven to be very useful and is widely used for making recesses used in workpieces that are often impossible to manufacture with conventional machining tools.

Eine beim Elektrofunkenverfahren auftretende Schwierigkeit liegt darin, daß der FunkenerosionsVorgang aufgrund seiner Natur eine örtliche Schmelzung des Werkstoffes bewirkt, wodurch sich bei der nachfolgenden örtlichen Wiedererstarrung des Werkstoffes eine sogenannte Gußhaut bildet.A difficulty encountered in the electric spark process is that the spark erosion process due to its nature causes a local melting of the material, which results in the subsequent local re-solidification of the material forms a so-called cast skin.

Diese Gußhaut ist oft rissig und von zweifelhafter metallurgischer Qualität und kann deshalb hohe Spannungen verursachen, was später zur Bildung und Ausbreitung von Ermüdungsriasen im Werkstück führen kann.This casting skin is often cracked and of dubious metallurgical quality and can therefore be subjected to high stresses which can later lead to the formation and spread of fatigue cracks in the workpiece.

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwindung dieser Schwierigkeit durchThe invention includes a method and apparatus for overcoming this difficulty by

609839/0362609839/0362

Entfernen der Gußhaut mittels elektrochemischer Bearbeitung.Removal of the cast skin by means of electrochemical processing.

Die elektrochemische Bearbeitung von Werkstücken ist an sich bekannt. Jedoch ist es, obwohl man festgestellt hat, daß das elektrochemische Bearbeitungsverfahren zur Entfernung der Gußhaut angewendet werden kann, im allgemeinen nicht möglich, nach der Herstellung einer Ausnehmung nach dem Elektrofunkenverfahren das Werkstück einfach einer Maschine für elektrochemische Bearbeitung zuzuführen und geeignet geformte Elektroden zur Entfernung der Gußhäute zu verwenden.The electrochemical machining of workpieces is known per se. However, although it has been found that the electrochemical machining process is for removal the cast skin can be applied, generally not possible, after the production of a recess The electrical spark process simply feeds the workpiece to a machine for electrochemical machining and appropriately shaped electrodes to be used to remove the cast skins.

Dieses Problem ergibt sich aus den folgenden Betrachtungen. Um das elektrochemische Bearbeitungsverfahren ausführen zu können, ist es erforderlich, daß die Bearbeitungselektrode der Form der herzustellenden Ausnehmung genau entspricht. Ein Kurzschluß zwischen der Elektrode'und dem Werkstück muß vermieden werden, um eine Beschädigung der Elektrode und des Werkstücks zu verhindern. Andererseits können große Abstände zwischen der Elektrode und dem Werkstück, die der Ermöglichung von lagemäßigen Toleranzen dienen, zu verlängerten und nicht vorherbestimmbaren Bearbeitungszeiten führen, was eine EnergieVerschwendung bedeutet und der Maßgenauigkeit abträglich ist.This problem arises from the following considerations. About the electrochemical machining process To be able to perform, it is necessary that the machining electrode has the shape of the recess to be produced corresponds exactly. A short circuit between the electrode and the workpiece must be avoided to prevent damage to the electrode and workpiece. on the other hand large distances between the electrode and the workpiece, which allow positional tolerances serve to lead to extended and unpredictable processing times, which is a waste of energy means and the dimensional accuracy is detrimental.

- 3 509839/0362 - 3 509839/0362

Diese Probleme erreichen ein unüberwindbares Ausmaß, wenn die Größe der herzustellenden Ausnehmungen sehr klein wird. Bei Plugzeugtriebwerken ist es oftmals notwendig, in Turbinenschaufeln oder Brennkammern Kühlkanäle mit einem Durchmesser im Bereich von 0,5 mm herzustellen. Für solche Bohrungen werden Elektroden mit einem Durchmesser von etwa 0,38 mm verwendet und die mechanische Festigkeit dieser Elektroden ist so gering, daß sie sich leicht durchbiegen und eine genaue Positionierung der Elektroden in einer vorhandenen kleinen Bohrung sich als unmöglich erwiesen hat.These problems reach insurmountable proportions, when the size of the recesses to be produced becomes very small. With plug-in engines, it is often necessary in turbine blades or combustion chambers cooling channels with a Manufacture diameter in the range of 0.5 mm. Electrodes with a diameter of about 0.38 mm is used and the mechanical strength of these electrodes is so low that they are easily bent and accurate positioning of the electrodes in an existing small bore proved impossible Has.

Im Sinne der Überwindung der eben genannten Schwierigkeiten ist ein Verfahren der eingangs dargelegten Art gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine sowonl für elektrochemische Bearbeitung als auch für Funkenerosionsbearbeitung geeignete Flüssigkeit verwendet wird und daß die, die Elektrode speisende Stromquelle so ausgelegt und betrieben wird, daß Material vom Werkstück gleichzeitig durch elektrochemische Einwirkung und durch Funkenerosion abgetragen wird.In the sense of overcoming the difficulties just mentioned, a method of the type set out at the beginning according to the invention characterized in that one for both electrochemical machining and spark erosion machining suitable liquid is used and that the power source feeding the electrode is designed and is operated that material is removed from the workpiece simultaneously by electrochemical action and by spark erosion will.

Eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens, mit einer in einer bezüglich des Werkstückes feststehenden Halterung relativ zum Werkstück beweglich geführten Elek-A device for carrying out this method, with one in a stationary position with respect to the workpiece Bracket movably guided relative to the workpiece

509839/0362509839/0362

trode und mit Mitteln zum Bewegen der Elektrode relativ zum Werkstück ist erfindungsgemäß durch Mittel zum Zuführen der sowohl für elektrochemische Bearbeitung als auch für Punkenerosionsbearbeitung des Werkstücks geeigneten Flüssigkeit zwischen die Elektrode und das Werkstück und durch eine Stromquelle zur Speisung der Elektrode gekennzeichnet, die für elektrochemische und Punkenerosionsbearbeitung geeignet ist.trode and with means for moving the electrode relative to the workpiece is according to the invention by means for feeding the liquid suitable for both electrochemical machining and spot erosion machining of the workpiece between the electrode and the workpiece and characterized by a power source for feeding the electrode, the is suitable for electrochemical and spot erosion machining.

Die Erfindung macht davon Gebrauch, daß eine Flüssigkeit unter gewissen Umständen in ausreichendem Maße als Dielektrikum für die Funkenerosionsbearbeitungund außerdem in ausreichendem Maße als Elektrolyt für eine elektrochemische Bearbeitung wirken kann.The invention makes use of the fact that under certain circumstances a liquid is sufficient as Dielectric for electrical discharge machining and also, to a sufficient extent, as an electrolyte for an electrochemical one Editing can work.

Eine derartige Flüssigkeit ist, wie sich gezeigt hat, Leitungswasser aus dem Barnoldswick-Gebiet in Yorkshire, welches, gemessen auf einer Wayne-Kerr-Meßbrücke, eine Leitfähigkeit von 154 jU-S aufweist.One such liquid has been shown to be tap water from the Barnoldswick area in Yorkshire, which, as measured on a Wayne-Kerr measuring bridge, has a conductivity of 154 jU-S .

Da das Leitungswasser von Barnoldswick in anderen Teilen der Welt nicht leicht verfügbar ist, ist bei verschiedenen anderen schwachen Elektrolyten versucht worden, die Eigenschaften des Barnoldswick-Leitungswassers zuSince Barnoldswick tap water is not readily available in other parts of the world, it is at various Other weak electrolytes have been tried to increase the properties of Barnoldswick tap water

509839/0362509839/0362

reproduzieren.reproduce.

Es wurde festgestellt, daß zur Herstellung von Kühlbohrungen in geschmiedeten Turbinenschaufeln eine Lösung von Natriumsulfat der gleichen Leitfähigkeit wie das . Barnöldswick-Leitungswasser geeignet ist. Außerdem wurde festgestellt, daß zur Herstellung von Kühlbohrungen in gegossenen Turbinenschaufeln ein schwacher Elektrolyt geeignet ist, der aus einer Mischung einer Kaliumchloridlösung und einer Natriumazetatlösung besteht, wobei die Lösungen vorzugsweise im Leitfähigkeitsverhältnis von 5 : zueinander stehen, nämlich im Leitfähigkeitsverhältnis von 100 ^S von Kaliumchlorid zu 20 |LlS von Natriumazetat.It has been found that one solution is to produce cooling bores in forged turbine blades of sodium sulfate of the same conductivity as that. Barnöldswick tap water is suitable. In addition, was found that a weak electrolyte was used to produce cooling bores in cast turbine blades is suitable, which consists of a mixture of a potassium chloride solution and a sodium acetate solution, the Solutions are preferably in a conductivity ratio of 5: to one another, namely in a conductivity ratio from 100 ^ S of potassium chloride to 20 | LlS of sodium acetate.

Dadurch können Ausnehmungen in Werkstücken in einer Weise gestaltet werden, wie es bisher nicht möglich war.This allows recesses in workpieces to be designed in a way that was previously not possible.

Außerdem eignet sich die Erfindung zur gleichzeitigen Herstellung einer Vielzahl von Ausnehmungen in einem Werkstück.In addition, the invention is suitable for simultaneous Production of a large number of recesses in a workpiece.

Gemäß einer bevorzugten Aus füh rungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein verdünnter Elektrolyt an der Bearbeitungsstelle zwischen die Elektrode und das Werk-According to a preferred embodiment of the invention Procedure, a diluted electrolyte is placed between the electrode and the work-

609839/0362609839/0362

stück geleitet und der Elektrode werden von der Stromquelle negative elektrische Impulse zugeführt, die sowohl zur Funkenerosions- als auch zur elektrochemischen Bearbeitung geeignet sind. Außerdem wird der Zeitpunkt des Durchbruches der Elektrode durch das Werkstück abgetastet und nach dem Durchbruch wird die Zufuhr elektrischer Impulse zur Elektrode noch während einer bestimmten Zeit fortgesetzt«piece passed and the electrode are fed from the power source negative electrical impulses, both to the Spark erosion and electrochemical machining are suitable. In addition, the time of the breakthrough will be the electrode is scanned through the workpiece and after the breakthrough, the supply of electrical impulses to the Electrode continued for a certain time «

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Herstellung von querverlaufenden Kühlbohrungen in Turbinenschaufeln von Gasturbinentriebwerken anwendbar, wobei diese Querkanäle von der Außenoberfläche der betreffenden Schaufel zu einem innerhalb dieser Schaufel gebildeten, die Schaufel in Längsrichtung durchziehenden Kühlkanal verlaufen und wobei die Geschwindigkeit des Schrittmotors beim Durchbruch der Elektrode verlangsamt wird, damit zwar ausreichend Zeit für die elektrochemische Bearbeitung der inneren Enden der Querbohrungen vorhanden ist, jedoch ein übermäßiges Eindringen der Elektrode vermieden wird, was zur elektrischen Funkenerosionsbearbeitung der Schaufel auf der den Querbohrungen gegenüberliegenden Seite des längsverlaufenden Kühlkanals führen könnte.The inventive method is particularly for Manufacture of transverse cooling bores in turbine blades of gas turbine engines applicable, wherein these transverse channels from the outer surface of the blade in question to one formed within this blade, the shovel running in the longitudinal direction of the cooling duct and with the speed of the stepping motor is slowed down when the electrode breaks down, so that there is sufficient time for the electrochemical processing the inner ends of the transverse bores are present, but excessive penetration of the electrode is avoided, what about electrical spark erosion machining of the blade on the opposite side of the cross bores Side of the longitudinal cooling channel could lead.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf dieThe invention is described below with reference to

509839/0362509839/0362

anliegenden Zeichnungen in ihren Einzelheiten beispielsweise beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar:accompanying drawings described in detail, for example. In the drawings show:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine VorFig. 1 is a section through a front

richtung nach der Erfindung,direction according to the invention,

Fig. 2 eine Ansicht einer TurbinenFig. 2 is a view of a turbine

laufschaufel,blade,

Fig, 3 einen Querschnitt durch dieFig, 3 is a cross section through the

in Fig. 2 gezeigte Turbinenlaufschaufel entlang der
Ebene III-III,
Turbine blade shown in Fig. 2 along the
Level III-III,

Fig, M eine Draufsicht auf die inFig, M is a plan view of the in

Fig. 2 gezeigte Schaufel in
Richtung der Linie IV-IV,
Fig. 2 shown blade in
Direction of line IV-IV,

Fig. 5 einen Teillängsschnitt durchFig. 5 is a partial longitudinal section

die Schaufel in der Ebene V-V in Fig. 3,the blade in plane V-V in Fig. 3,

Fig. 6 eine Tafel, in welcher TestFig. 6 is a table in which test

ergebnisse mit der in Fig» Iresults with the in Fig »I.

509839/0362509839/0362

dargestellten Vorrichtung zusammengestellt sind,shown device are put together,

Fig. 7 eine schematische Darstellung7 shows a schematic representation

einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,another embodiment of the invention,

Pig· 8 eine Schnittdarstellung einerPig · 8 is a cross-sectional view of a

teilweise hergestellten Bohrung in einem Werkstück,partially produced hole in a workpiece,

Pig, 9 einen Schnitt ähnlich Fig« 8Pig, 9 a section similar to FIG. 8

in einem späteren Fertigungsstadium, in a later production stage,

Fig- . 10 einen Schnitt durch ein WerkFig-. 10 a section through a plant

stück mit einer anders geformten Bohrung,piece with a differently shaped hole,

Fig. 11 einen Schnitt ähnlich Fig. 10FIG. 11 shows a section similar to FIG. 10

mit einer noch weiteren Bohrungsform, with another hole shape,

Fig. 12 einen Schnitt durch ein Werk-Fig. 12 is a section through a work

509839/0362509839/0362

stück mit einer Bohrung mit noch anderer Gestalt,piece with a hole with yet another shape,

Fig. 13 eine Einzelheiten zeigendeFig. 13 shows a detail

Ansicht einer Halterung, in welcher die Elektrode relativ zu einem Werkstück beweglich gehaltert ist,View of a holder in which the electrode is movable relative to a workpiece is held,

Fig. 14 ' eine vergrößerte Darstellung14 'shows an enlarged illustration

eines Teils der Halterung nach Fig. 13,part of the holder according to FIG. 13,

Fig, 15 eine Anordnung zur gleich15 shows an arrangement for the same

zeitigen Herstellung einer Anzahl von Bohrungen in einem Werkstück,early production of a number of holes in a workpiece,

Fig. 16 ein Blockschaltbild, welches16 is a block diagram showing

die elektrische Schaltung der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung zeigt,the electrical circuit of the device shown in FIG shows,

die Fig. 17A und 17B Schnitte durch LaufschaufelnFigures 17A and 17B are sections through blades

einer Gasturbine, unda gas turbine, and

- 10 -- 10 -

509839/0362509839/0362

Pig. 18 eine Tafel, welche die EigenPig. 18 a tablet showing the own

schaften verschiedener, in den Fig. 17A und 17B gezeigter Kühlbohrungen zusammenstellt.properties of various ones shown in Figs. 17A and 17B Assembles cooling holes.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zur elektrischen Bearbeitung eines Werkstückes 11. Das Werkstück 11, bei welchem es sich beim dargestellten Ausführungsbeispiel um einen Rohrabschnitt handelt, ist in einer nicht dargestellten Halterung gehaltert und mittels einer elektrischen Leitung 12 mit einem Anschluß einer elektrischen Stromquelle -13 verbunden. Eine zweite Leitung 14 verbindet die Stromquelle mit einem Werkzeug 15, welches mehrere Elektroden 16 aufweist. 1 shows a device 10 for the electrical machining of a workpiece 11. The workpiece 11, at which is a pipe section in the illustrated embodiment is not shown in one Holder supported and by means of an electrical line 12 with a connection of an electrical power source -13 tied together. A second line 14 connects the power source with a tool 15 which has several electrodes 16.

Das Werkzeug 15 ist von einer für elektrische Funkenerosionsbearbeitung an sich bekannten Bauart und kann gemäß einer in der GB-PS 1 319 911 beschriebenen Weise konstruiert sein. Das Werkzeug 15 ist in einer nicht dargestellten, bezüglich des Werkstücks 11 feststehenden Halterung gehaltert, welche so· ausgebildet ist, daß das Werkzeug zum Werkstück hin und von diesem weg bewegbar ist, wie durch den Pfeil 17 angedeutet ist. Die Halterung kann auch so ausgebildet sein, daß sie erforderlichenfalls Bewegungen des Werkzeugs 15 in anderen Richtungen ermöglicht,The tool 15 is of an electrical discharge machining type type known per se and can be constructed according to a manner described in GB-PS 1,319,911 be. The tool 15 is held in a holder, not shown, which is fixed with respect to the workpiece 11, which is designed so that the tool can be moved towards and away from the workpiece, as by the arrow 17 is indicated. The holder can also be designed so that it can move if necessary the tool 15 allows in other directions,

- 11 509839/0362 - 11 509839/0362

In dem Werkstück 11 werden Bohrungen 18 durch elektrische1 Funkenerosionsbearbeitung hergestellt und während dieses Verfahrens wird dielektrisches öl, welches sich aus drei Teilen geruchfreiem Kerosin und einem Teil Dow-Corning-Silikonöl EDM 1005 zusammensetzt, aus Düsen 19 über die Elektroden und das Werkstück gesprüht» Die Stromquelle 13 ist in üblicher Weise für das Elektrofunkenbearbeitungsverfahren ausgelegt und erzeugt Stromimpulse zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug mit einer Spitzenamplitude von etwa 85 V, wozu eine Kippschaltung mit einer Kapazität von 0,67 μ¥ verwendet wird.In the workpiece 11 bores 18 are produced by electrical 1 spark erosion machining and during this process dielectric oil, which is composed of three parts of odorless kerosene and one part of Dow Corning silicone oil EDM 1005, is sprayed from nozzles 19 over the electrodes and the workpiece » The power source 13 is designed in the usual way for the electrical spark machining process and generates current pulses between the workpiece and the tool with a peak amplitude of about 85 V, for which purpose a flip-flop with a capacity of 0.67 μ ¥ is used.

Die Stromversorgung enthält auch einen Rückführungskreis, der an sich für die Verwendung in Verbindung mit nach dem Elektrofunkenverfahren arbeitenden Maschinen bekannt ist und mittels welchem bewirkt wird, daß das Werkzeug 15 mit fortschreitender Bearbeitung zum Werkstück hin bewegt wird und daß die Elektroden stets im richtigen Abstand vom Werkstück gehalten werden. Nachdem die Elektroden 16 die Wand des Werkstücks durchbrochen haben, wird der PunkenerosionsVorgang beendet und die Zufuhr von dielektrischem öl hört auf, aber die Elektroden 16 verbleiben in den Bohrungen 18 des Werkstücks. Sodann wird eine Pumpe 19 eingeschaltet, welche einen Elektrolyten 20 aus einem Behälter 21 ansaugt und ihn unter DruckThe power supply also includes a feedback loop, per se for use in conjunction with machines working according to the electric spark process is known and by means of which it is effected that the Tool 15 is moved towards the workpiece as machining progresses and that the electrodes are always in the correct position Be kept at a distance from the workpiece. After the electrodes 16 have broken through the wall of the workpiece, the point erosion process is ended and the feed of dielectric oil stops, but the electrodes 16 remain in the bores 18 of the workpiece. Then a pump 19 is switched on, which draws in an electrolyte 20 from a container 21 and pressurizes it

- 12 -- 12 -

509839/0362509839/0362

durch einen Schlauch 22 und ein Schlauchansehlußstück in das Innere 24 des Werkstücks zuführtethrough a hose 22 and a hose connector into the interior 24 of the workpiece

An einem Ende 25 des Werkstücks ist ein zweites Anschlußstück 26 angeordnet, welches mittels eines Hahnes absperrbar ist. Dieser Hahn wird zuerst geöffnet, damit der Elektrolyt dielektrische Flüssigkeit aus dem Inneren des Werkstückes ausspülen kann. Nach dem Schließen des Hahnes 27 wird der Elektrolyt aus dem Inneren des Werkstücks durch die Bohrungen 18 herausgedrückt. Die Stromquelle wird nun derart betrieben, daß sie zwischen den Elektroden 16 und dem Werkstück 11 kontinuierlich eine Gleichspannung von 12 V anlegt, wobei das Werkstück die Anode darstellt. Damit sind die Bedingungen für eine elektrochemische Bearbeitung der Bohrungen 18 geschaffen und die elektrochemische Bearbeitung wird während eines geeigneten Zeitraumes fortgeführt, bis die vom Elektrofunkenbearbeitungsverfahren herrührende Gußhaut an den Wänden der Bohrungen 18 beseitigt ist.At one end 25 of the workpiece, a second connection piece 26 is arranged, which by means of a tap is lockable. This tap is opened first to allow the electrolyte dielectric fluid from inside of the workpiece can be rinsed out. After closing the tap 27, the electrolyte is removed from the interior of the workpiece pushed out through the bores 18. The power source is now operated in such a way that between the electrodes 16 and the workpiece 11 continuously a DC voltage of 12 V is applied, whereby the workpiece is the anode. So the conditions for a electrochemical machining of the bores 18 created and the electrochemical machining is during a appropriate period of time until the electrical spark machining process originating cast skin on the walls of the bores 18 is eliminated.

Das Werkstück 11 kann nun aus der Halterung herausgenommen werden, um das nächste Werkstück einzulegen. Der durch die Bohrungen 18 austretende Elektrolyt wird in einer Wanne 28 aufgefangen, die trichterartig geformtThe workpiece 11 can now be removed from the holder in order to insert the next workpiece. The electrolyte emerging through the bores 18 is collected in a trough 28 which is shaped like a funnel

- 13 -- 13 -

509839/0362509839/0362

ist und den Elektrolyten in den Behälter 21 zurückleitet.and returns the electrolyte to the container 21.

Eine Verunreinigung des Elektrolyten durch kleine Mengen von dielektrischem öl stellt kein Problem dar, da das dielektrische öl, welches eine geringere Dichte als der Elektrolyt (eine 0,5-prozentige Lösung von NaCl in Wasser) aufweist und mit dem Elektrolyten unvermischbar ist und deshalb im Behälter 21 auf dem Elektrolyten' schwimmt, so daß es leicht entfernt werden kann.Contamination of the electrolyte by small amounts of dielectric oil is not a problem, since the dielectric oil, which has a lower density than the electrolyte (a 0.5 percent solution of NaCl in Water) and immiscible with the electrolyte is and therefore floats in the container 21 on the electrolyte 'so that it can be easily removed.

Es ist einzusehen, daß die Elektroden 16 jeden gewünschten Querschnitt haben können und daß nach dem Funkenerosionsbearbeitungsvorgang um jede Elektrode herum ein Spalt konstanter Größe vorhanden ist. Infolgedessen weist nicht nur die Gußhaut eine im wesentlichen konstante Dicke auf, sondern die erfindungsgemäße Verwendung der bereits von der Funkenerosionsbearbeitung her positionierten Elektrode führt zu einer im wesentlichen gleichförmigen Stromdichte zwischen der Elektrode und dem Werkstück und zur Abtragung einer Metallschicht von im wesentlichen konstanter Dicke vom Werkstück um die Elektrode herum.It will be appreciated that the electrodes 16 can have any desired cross-section and that after There is a constant size gap around each electrode. Consequently not only does the cast skin have an essentially constant thickness, but also the use according to the invention the electrode already positioned from the electrical discharge machining leads to an essentially uniform current density between the electrode and the workpiece and for removing a metal layer of substantially constant thickness from the workpiece around the electrode.

Die Tafel nach Fig. 6 zeigt die Ergebnisse, dieThe panel of Fig. 6 shows the results that

- 14 -- 14 -

509839/0362509839/0362

bei Verwendung der in Pig. I dargestellten Vorrichtung in Verbindung mit einem rohrförmigen Werkstück aus einer NickeIbasisIegierung und mit einer Wandstärke von 1,6 mm erzielt werden.when using the in Pig. I device shown in Connection with a tubular workpiece made of a nickel-based alloy and with a wall thickness of 1.6 mm be achieved.

Bei den Elektroden 16 handelt es sich um Wolframdrähte mit einem Durchmesser von 0,375 mm, und mittels dieser Elektroden werden Bohrungen 18 nach dem Elektrofunkenverfahren mit Durchmessern von 0,425 nun hergestellt. Die Gußhaut in diesen Bohrungen weist eine Dicke von 0,05 auf und es wurden neun Versuche mit jeweils verschieden starken Elektrolyten durchgeführt, um die optimalen Bedingungen für die elektrochemische Bearbeitung zu finden. Es ist festzustellen, daß bei allen diesen Versuchen der Strom für die elektrochemische Bearbeitung am Ende des BearbeitungsVorgangs kleiner als der Anfangsstrom war. Dies ist leicht dadurch zu erklären, daß der Abstand zwischen der Bohrungswandung und der Elektrode mit fortschreitendem Bearbeitungsgang zunimmt und daher der Bohrungsdurchmesser größer wird.The electrodes 16 are tungsten wires with a diameter of 0.375 mm, and by means of these electrodes are bores 18 using the electric spark method with diameters of 0.425 now manufactured. The cast skin in these holes has a thickness of 0.05 and nine tests were carried out with electrolytes of different strengths to find the optimal Find conditions for electrochemical machining. It should be noted that in all of these attempts the current for electrochemical machining at the end of the machining process is less than the initial current was. This can easily be explained by the fact that the distance between the bore wall and the electrode increases as the machining process progresses and therefore the bore diameter becomes larger.

Schwächere Elektrolyten (Versuche 7 bis 9) werden bevorzugt, da sie eine feinere Steuerung des elektrochemischen Be arbeitungs Vorganges gestatten. Die VerlängerungWeaker electrolytes (Trials 7 to 9) are preferred as they allow finer control of the electrochemical Allow editing process. The extension

- 15 509339/0362 - 15 509339/0362

der Bearbeitungszeit erscheint dabei nicht wesentlich, da sie im Verhältnis zur Gesamtbearbeitungszeit noch klein ist. Der niedrige Bearbeitungsstrom ermöglicht eine sehr feine Fertigbearbeitung der Bohrungen 18.the processing time does not seem essential, because it is still small in relation to the total processing time. The low machining current enables a very fine finishing of the bores 18.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung kann, wie leicht einzusehen ist, auf einfache Weise für das Bohren von Kühlkanälen in Lauf- und Leitschaufeln von Gasturbinen ausgelegt werden. Nachstehend wird insbesondere auf die Fig. 2, 3 und 4 Bezug genommen. Diese Figuren zeigen eine Leitschaufel J>0 einer Gasturbine, welche drei längsverlaufende Kühlkanäle 31, 32 und 33 enthält. Der einen länglichen Querschnitt aufweisende Kühlkanal 33» der entweder beim Gießen oder durch Funkenerosionsbearbeitung herstellbar ist, kühlt die Schaufelhinterkante 34 über eine Vielzahl von Bohrungen 35»As is easy to see, the device shown in FIG. 1 can be designed in a simple manner for drilling cooling ducts in rotor blades and guide vanes of gas turbines. Reference is made in particular to FIGS. 2, 3 and 4 below. These figures show a guide vane J> 0 of a gas turbine which contains three longitudinal cooling channels 31, 32 and 33. The cooling channel 33 », which has an elongated cross section and can be produced either during casting or by spark erosion machining, cools the blade trailing edge 34 via a large number of bores 35»

Die Bohrungen 35 sind leicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar. Dazu können nicht dargestellte Anschlußstücke gefertigt werden, um den Kühlkanal 33 in der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Weise an die Elektrolytzufuhr anschließen zu können.The bores 35 can easily be produced by the method according to the invention. This can not be shown Connection pieces are manufactured to the cooling channel 33 in the manner described with reference to FIG to be able to connect to the electrolyte supply.

Die längsverlaufenden Kühlkanäle 31 und 32 sind untereinander mittels Querbohrungen 36 verbunden, welche nachThe longitudinal cooling channels 31 and 32 are connected to one another by means of transverse bores 36, which according to

- 16 -- 16 -

509839/0362509839/0362

dem Elektrofunkenverfahren mittels einer Elektrode 37 herstellbar sind, die in Fig. 5 dargestellt und in der britischen Patentanmeldung Nr. 04333/7^ beschrieben ist. Die Elektrode 37 wird durch ein Rohr 38 aus rostfreiem Stahl mit einer dünnen Bohrung nach unten geführt, welches durch eine Isolation 39 von der Schaufel elektrisch isoliert ist und am unteren Ende 40 eine Krümmung aufweist. Das Stahlrohr lenkt die Elektrode 37 zur Herstellung der Querbohrung 36 um etwa 90 um. Nach der Fertigung einer Bohrung 36 nach dem Elektrofunkenverfahren kann ohne Herausziehen oder Störung der Elektrode 37 eine einen Elektrolyten zuführende Quelle an die Kanäle 31 und 32 der Schaufel und außerdem an die Bohrung 4l des aus rostfreiem Stahl bestehenden Rohres angeschlossen werden, um irgendwelches noch vorhandenes dieleketrisches öl auszuspülen und die Entfernung der bei der Funkenerosionsbearbeitung entstandenen Gußhaut in der oben beschriebenen Weise zu ermöglichen.can be produced by means of an electrode 37 using the electric spark method shown in Fig. 5 and described in British Patent Application No. 04333/7 ^. The electrode 37 is through a tube 38 made of stainless Steel passed down with a thin bore, which is electrically insulated from the blade by insulation 39 and at the lower end 40 has a curvature. The steel tube directs the electrode 37 to produce the transverse bore 36 by about 90 µm. After making a Bore 36 after the electric spark method can without Withdrawal or disruption of the electrode 37 to supply a source of electrolyte to the channels 31 and 32 of the blade and also to the bore 4l of the stainless steel pipe to be connected to Rinse out any dielectric oil that is still present and remove those from electrical discharge machining to enable the resultant cast skin in the manner described above.

Bei manchen, nicht dargestellten Schaufeln führen weitere Kühlbohrungen von dem längsverlaufenden Kanal zur Schaufelvorderkante 42 und diese Bohrungen können selbstverständlich in der gleichen Weise wie die Bohrungen hergestellt werden,In some blades, not shown, further cooling bores lead from the longitudinal channel to the blade leading edge 42 and these holes can of course in the same way as the holes getting produced,

- 17 -- 17 -

509839/0362509839/0362

Es wurde auch festgestellt, daß es Flüssigkeiten gibt, welche in geeigneter Weise für die Funkenerosion dielektrisch und in ausreichendem Maße für die elektrochemische Bearbeitung elektrolytisch sind. Durch Verwendung einer derartigen Flüssigkeit können nicht nur die Verzögerungen durch das Ausspülen der dielektrischen Flüssigkeit vor der elektrochemischen Bearbeitung vermieden werden, sondern die Funkenerosionsbearbeitung und die elektrochemische Bearbeitung können gleichzeitig stattfinden.It has also been discovered that there are liquids which are suitably dielectric for electrical discharge machining and sufficient for electrochemical machining are electrolytic. By using such a liquid, not only can the delays caused by the Rinsing out the dielectric fluid before the electrochemical one Machining can be avoided, but the electrical discharge machining and electrochemical machining can take place at the same time.

Nunmehr wird auf Fig. 7 Bezug genommen, in welcher eine Wolframelektrode 43 und ein Werkstück 44 als Elemente eines Stromkreises dargestellt sind, wobei das Werkstück bezüglich der Elektrode positives Potential aufweist.Reference is now made to FIG. 7, in which a Tungsten electrode 43 and a workpiece 44 are shown as elements of a circuit, the workpiece with respect to the electrode has positive potential.

Die Elektrode 43 ist über eine Spannzange und einen Support, die schematisch durch den Block 45 angedeutet sind, mit einem Schrittmotor 46 verbunden, der im Betrieb den Support und folglich die Elektrode zum Werkstück 44 hin und von diesem weg bewegt.The electrode 43 is a collet and a Support, which are indicated schematically by the block 45, connected to a stepper motor 46, which is in operation moves the support and consequently the electrode towards and away from the workpiece 44.

Ein Digital-Servoverstärker 47 ist an die Anschlußleitung 48 der Elektrode angeschlossen, so daß er die der Elektrode zugeführten Signale empfängt und bewirkt,A digital servo amplifier 47 is connected to the connection line 48 connected to the electrode so that it receives the signals supplied to the electrode and causes

- 18 509839/0 362- 18 509839/0 362

daß der Schrittmotor 46 die Elektrode 43 wie beim herkömmlichen Elektrofunkenverfahren jeweils ein gegebenes Stückchen vom Werkstück 44 zurückzieht.that the stepping motor 46 the electrode 43 as in the conventional one Electric spark method withdraws a given piece from the workpiece 44 at a time.

Ein Elektrolyt wird von einer nicht dargestellten und an eine Düse 49 angeschlossenen Quelle zwischen das Werkstück und das Ende der Elektrode geleitet.An electrolyte is placed between the workpiece from a source not shown and connected to a nozzle 49 and passed the end of the electrode.

Bei dem verwendeten Elektrolyten handelt es sich um Leitungswasser aus dem Barnoldswick-Gebiet von Yorkshire in England, welches einen verhältnismäßig schwachen Elektrolyten darstellt, der eine Leitfähigkeit von 154 /iS (gemessen mit einer Wayne-Kerr-Meßbrücke mit einer Standard-Leitfähigkeitsprüfzelle) aufweist. Es ist jedoch möglich, auch andere schwache Elektrolyten zu verwenden.The electrolyte used is tap water from the Barnoldswick area of Yorkshire in England, which is a relatively weak electrolyte with a conductivity of 154 / iS (measured with a Wayne-Kerr measuring bridge with a standard conductivity test cell) having. However, it is possible to use other weak electrolytes as well.

Insbesondere ist festgestellt worden, daß eine Lösung aus Natriumsulfat in deionisiertem Wasser mit einer Leitfähigkeit von 154 /xS, d.h. der gleichen .Leitfähigkeit wie das Barnoldswick-Leitungswasser, zur Herstellung von Bohrungen in geschmiedeten Turbinenschaufeln geeignet ist, die aus einer Ni cke Ib as is Ie gierung mit 20 % Kobalt, 15 % Chrom, 5 % Molybdän, 5 % Aluminium und 12 % Titan bestehen. Diese Lösung eignet sich jedochIn particular, it has been found that a solution of sodium sulfate in deionized water with a conductivity of 154 / xS, ie the same .Leitbarkeit as the Barnoldswick tap water, is suitable for the production of bores in forged turbine blades, which is from a Ni cke Ib as is Ie alloy with 20 % cobalt, 15 % chromium, 5 % molybdenum, 5 % aluminum and 12 % titanium. However, this solution is suitable

- 19 509839/0362 - 19 509839/0362

nicht zur Bearbeitung von gegossenen Turbinenschaufe 1-werkstoffen mit einer Zusammensetzung von 10 % Kobalt, 10 % Wolfram, 9 % Chrom und dem Rest Nickel, da sie zu einer bevorzugten Abtragung von zwischenkristallinem Werkstoff führt, was eine rauhe Oberfläche ergibt. Für die Bearbeitung von gegossenen Turbinenschaufelwerkstoffen hat sich als am besten geeignete Flüssigkeit eine Mischung erwiesen, die aus Lösungen von Kaliumchlorid und Natriumazetat in deionisiertem Wasser besteht. Die Mischung weist ein Leitfähigkeitsverhältnis von 5 : 1 auf, nämlich ein Leitfähigkeitsverhältnis von 100 llS von Kaliumchlorid zu 20 yULS von Natriumazetat.not for the machining of cast turbine blade 1 materials with a composition of 10 % cobalt, 10 % tungsten, 9 % chromium and the remainder nickel, since it leads to a preferred removal of intercrystalline material, which results in a rough surface. A mixture consisting of solutions of potassium chloride and sodium acetate in deionized water has proven to be the most suitable liquid for machining cast turbine blade materials. The mixture has a conductivity ratio of 5: 1, namely a conductivity ratio of 100 μs of potassium chloride to 20 μs of sodium acetate.

Die Stromquelle zwischen dem Werkstück und der Elektrode führt nicht nur kontinuierlich einen Gleichstrom zu, der für die elektrochemische Bearbeitung wünschenswert ist, sondern liefert außerdem einen diesem Gleichstrom überlagerten Gleichstrom mit sich periodisch ändernder Spannung für die elektrische Funkenerosionsbearbeitung,The power source between the workpiece and the electrode not only carries a continuous direct current too, which is desirable for electrochemical machining is, but also supplies a direct current superimposed on this direct current with periodically changing Voltage for electrical discharge machining,

Zur Erzeugung der sich periodisch ändernden Spannung für die Funkenerosionsbearbeitung weist die Schaltung einen Kipposzillator 50 auf, der einen zwischen den positiven und den negativen Anschluß parallel zur ElektrodeTo generate the periodically changing voltage for electrical discharge machining, the circuit a relaxation oscillator 50, the one between the positive and negative connection parallel to the electrode

- 20 509839/0362 - 20 509839/0362

geschalteten Kondensator 51 und einen zwischen diesen Kondensator und den negativen Anschluß geschalteten Widerstand 52 enthält. Der zur Elektrode 43 führende Ausgang der Schaltung ist bei 53 mit der zwischen dem Kondensator und dem Widerstand 52 verlaufenden Leitung verbunden.connected capacitor 51 and a resistor connected between this capacitor and the negative terminal 52 contains. The output of the circuit leading to electrode 43 is at 53 with that between the capacitor and the resistor 52 running line connected.

Zur Inbetriebnahme wird der elektrische Strom eingeschaltet und eine konstante Elektrolytströmung zwischen die Elektrode 43 und das Werkstück 44 geleitet.To start up, the electrical current is switched on and a constant flow of electrolyte between the electrode 43 and the workpiece 44 passed.

Die Elektrode 43 wird gleichzeitig vom Schrittmotor zum Werkstück 44 hin bewegt und, wenn der Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück beispielsweise 0,125 mm beträgt, beginnt die elektrochemische Bearbeitung des Werkstücks. Die Elektrode bewegt sich weiterhin zum Werkstück hin, bis sie das Werkstück nahezu berührt, worauf sich der Kondensator 51 entlädt, der während der elektrochemischen Bearbeitungszeit elektrische Energie aufgenommen und gespeichert hat. Die Entladung wirkt an der Angriffsstelle der Elektrode auf das Werkstück ein und trägt an diesem eine kleine Metallmenge ab, welche von dem Elektrolyten weggespült wird.The electrode 43 is simultaneously moved by the stepping motor towards the workpiece 44 and, when the distance between of the electrode and the workpiece is 0.125 mm, for example, the electrochemical machining of the begins Workpiece. The electrode continues to move towards the workpiece until it almost touches the workpiece, whereupon the capacitor 51 discharges, the electrical energy during the electrochemical processing time recorded and saved. The discharge acts on the workpiece at the point of application of the electrode and removes a small amount of metal from it, which is washed away by the electrolyte.

Die Entladung des Kondensators erzeugt ein Signal,The discharge of the capacitor generates a signal

- 21 -- 21 -

509839/0362509839/0362

welches vom Servoverstärker 47 abgetastet wird«, Dieses Signal betätigt den Servoverstärker 47, welcher den Schrittmotor 46 so steuert, daß er seine Wirkungsrichtung umkehrt und die Elektrode 43 um ein Stückchen von etwa 0,125 mm von der gerade bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks 44 weg zurückzieht. Nach dem Zurückziehen der Elektrode um diese Distanz ändert der Schrittmotor wiederum seine Wirkungsrichtung und beginnt, die Elektrode wieder zum Werkstück 44 hin zu bewegen, während wiederum eine elektrochemische Bearbeitung stattfindet. Bei der Wiederannäherung der Elektrode an das Werkstück erfolgt eine weitere Entladung des Kondensators 51» welche einen weiteren Stromimpuls bewirkt und eine weitere Funkenerosionsbearbeitung am Werkstück herbeiführt.which is scanned by the servo amplifier 47 «, This Signal actuates the servo amplifier 47, which the Stepping motor 46 controls so that it reverses its direction of action and the electrode 43 by a bit retracts about 0.125 mm from the surface of workpiece 44 being machined. After withdrawing the electrode by this distance, the stepper motor changes its direction of action and begins, move the electrode back toward the workpiece 44 while again performing electrochemical machining takes place. When the electrode approaches the workpiece again, the is discharged again Capacitor 51 »which causes a further current pulse and a further electrical discharge machining on the workpiece.

Es ist jedoch ersichtlich, daß die Größe des Widerstandes die Größe der nach der Entlasdung des Kondensators zwischen dem Werkstück und der Elektrode angelegten Gleichspannung steuert. Es ist daher möglich, durch Änderung der Größe des Widerstandes und folglich dieser Gleichspannung den elektrochemischen Anteil der Bearbeitung im Verhältnis zu dem durch die Funkenerosion erzielten Bearbeit ungs anteil zu verändern» Durch Veränderung dieserIt can be seen, however, that the size of the resistor is the size of the after discharge of the capacitor controls DC voltage applied between the workpiece and the electrode. It is therefore possible through Change in the size of the resistance and, consequently, this DC voltage, the electrochemical part of the processing to be changed in relation to the machining share achieved by the spark erosion »by changing this

- 22 609839/0362 - 22 609839/0362

relativen Bearbeitungsanteile kann auch die Form der mittels der Elektrode hergestellten Ausnehmungen verändert werden.relative processing shares can also be the form of the means the recesses made of the electrode can be changed.

Die Fig. 8 und 9 zeigen typische Schnitte durch eine mittels einer zylindrischen Elektrode erzeugte Bohrung. Das Werkstück ist hierbei eine Laufschaufel einer Gasturbine, welche geschnitten dargestellt ist und an welcher eine Kühlbohrung 35 zwischen der Schaufelaußenfläche 42 und einem inneren Kühlkanal 33 hergestellt wird,,8 and 9 show typical sections through a Bore created by means of a cylindrical electrode. The workpiece here is a rotor blade of a gas turbine, which is shown in section and at which a cooling bore 35 between the blade outer surface 42 and an inner cooling channel 33 is made,

In Fig. 8 befindet sich die Elektrode 43 an der Stelle, an welcher sie durch die Wand 54 durchbricht. Wie ersichtlich ist, ist die Ausnehmung. 35 etwa konisch geformt und besitzt eine abgerundete Außenkante. Diese Form tritt auf, da die Funkenerosion an dem vorderhalb der Elektrode befindlichen Material stattfindet, während die elektrochemische Bearbeitung an den Seitenwänden 55 und 56 der Bohrung stattfindet. Während die Elektrode durch den Schaufelwerkstoff hindurchpassiert, ist folglich der Werkstoff nahe der Außenfläche 42 während einer längeren Zeit der elektrochemischen Einwirkung unterworfen als der am inneren Ende der Bohrung befindliche Werkstoff. Die Abrundung des äußeren Bohrungsrandes 57 wird durch die elektrochemische Einwirkung während des ZeitraumesIn Fig. 8, the electrode 43 is at the point at which it breaks through the wall 54. As can be seen is, is the recess. 35 roughly conical in shape and has a rounded outer edge. This form occurs since the spark erosion takes place on the material in front of the electrode, while the electrochemical Machining takes place on the side walls 55 and 56 of the bore. While the electrode is through the When the blade material passes through it, the material near the outer surface 42 is consequently for a longer period of time Time subjected to electrochemical action than the material located at the inner end of the bore. The rounding of the outer bore edge 57 is due to the electrochemical action during the period

- 23 -- 23 -

509839/0362509839/0362

unterstützt, während welchem das Werkzeug jeweils vor einer Punkenerosionsperiode vorwärts in das Werkstück hineinbewegt wird und ergibt sich außerdem durch die Konzentration der elektrischen Feldlinien am Bohrungsrand, supports during which the tool moves forward into the workpiece before a spot erosion period is moved in and also results from the concentration of the electric field lines at the edge of the hole,

Am Bohrungsboden ist beim Durchbruch eine gewisse Gußhaut 58 vom PunkenerosionsVorgang vorhanden, welche in der nachstehend erläuterten Weise abgetragen wird. Der DurchbruchsZeitpunkt der Elektrode wird, wie später beschrieben wird, elektrisch abgefühlt und die Geschwindigkeit des Schrittmotors wird verlangsamt. Der Schrittmotor führt jedoch weiterhin die Elektrode in die Bohrung 33 hinein bis in die in Fig. 9 gezeigte Position. Während dieser Phase findet keine Punkenerosionsbearbeitung statt, da der Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück für eine Funkenentladung zu groß ist» Die elektrochemische Einwirkung geht jedoch weiter, bis das innere Ende 59 der Bohrung den gewünschten Durchmesser erreicht hat. Die Gußhaut 58 ist dann entfernt und die scharfe Kante 60 der Bohrung ist gemäß Fig. 9 in eine Abrundung 6l übergegangen. In der Praxis dauert dieser Vorgang nur einige Sekunden und es wird ein durch das Durchbruchsignal betätigter Zeitgeber verwendet, um die Tiefe zu bestimmen,At the bottom of the hole, a certain cast skin 58 from the point erosion process is present, which is removed in the manner explained below. The breakdown time of the electrode will be as later is electrically sensed and the speed of the stepper motor is slowed down. The stepper motor however, continues to lead the electrode into the bore 33 up to the position shown in FIG. 9. While No spot erosion machining takes place in this phase because of the distance between the electrode and the workpiece is too big for a spark discharge »The electrochemical However, action continues until the inner end 59 of the bore has reached the desired diameter. the The casting skin 58 is then removed and the sharp edge 60 the bore has merged into a rounding 6l according to FIG. 9. In practice, this process only takes a few seconds and it is triggered by the breakthrough signal actuated timer used to determine depth

- 24 -- 24 -

509839/0362509839/0362

welche die Elektrode erreicht, bevor sie wieder aus der Bohrung herausgezogen und in die nächste Bohrposition weiterbewegt wird.which reaches the electrode before being pulled out of the hole and into the next drilling position is moved on.

Der Zeitgeber, der auf die jeweils gewünschte Zeit einstellbar ist, stellt auch sicher, daß die Elektrode nicht die der Bohrung gegenüberliegende Wand 63 erreicht und eine elektrische Bearbeitung dieser gegenüberliegenden Wandfläche 64 beginnt. Das weitere Vorwärtsbewegen der Elektrode durch die Bohrung während des letzten Teils des Bohrzyklus unterstützt das Aufbrechen der Hydroxide, die sich während des Bohrvorgangs gebildet haben, so daß sie von dem einströmenden Elektrolyten abtransportiert werden können.The timer, which can be set to the desired time, also ensures that the electrode does not reach the wall 63 opposite the bore and electrical machining of this opposing wall surface 64 begins. Moving further forward The electrode through the hole during the last part of the drilling cycle assists in breaking up of the hydroxides that have formed during the drilling process, so that they can be removed from the incoming electrolyte can be transported away.

Wie aus den Fig. 10 und 11 ersichtlich ist, kann die Form der Bohrungen abgewandelt werden. Dies läßt sich durch Änderung des Widerstandes 52 erreichen. Wenn der größte Teil des gesamten Bohrvorganges durch Funkenerosionsbearbeitung erfolgt, so wird, wenn der Widerstand einen hohen Wert aufweist, die mehr parallele Bohrung 65 nach Fig. 10 erzeugt. Wenn dagegen stark konvergierende, venturirohrartige Bohrungen wie beispielsweise die Bohrung in Fig. 11 hergestellt werden sollen, so wird der Wert des Widerstandes verringert und die elektrochemische EinwirkungAs can be seen from FIGS. 10 and 11, the shape of the bores can be modified. This leaves can be achieved by changing the resistance 52. When most of the entire drilling process is performed by electrical discharge machining occurs, when the resistance is high, the more parallel bore 65 generated according to FIG. If, on the other hand, strongly converging, venturi-like holes such as the hole are to be produced in Fig. 11, the value of the resistance is reduced and the electrochemical action

- 25 509839/0362 - 25 509839/0362

herrscht vor.prevails.

Es ist einzusehen, daß der Anteil der elektrochemisch ausgeführten Bearbeitung auch durch Erhöhung der Stärke des Elektrolyten vergrößert werden kann. Diese Tatsache kann-dazu ausgenützt werden, Bohrungen mit ungewöhnlichen Formen, wie beispielsweise in Fig. 12 dargestellt, zu erzeugen.It will be appreciated that the amount of electrochemical machining can also be increased by increasing the strength of the electrolyte can be enlarged. This fact can be exploited to drill holes with unusual Shapes such as shown in Fig. 12 to generate.

Bei der Anordnung nach Fig. 12 ist die Elektrode zuerst unter Verwendung einer verhältnismäßig schwach elektrolytischen oder dielektrischen Flüssigkeit und unter Verwendung eines so bemessenen Widerstands 52 in das Werkstück eingedrungen, daß eine parallele Bohrung im Werkstück entsteht. Der Elektrolyt wird sodann durch einen stärkeren Elektrolyten ausgetauscht und die Elektrode wird teilweise aus der Bohrung herausgezogen. Während der elektrochemischen Bearbeitung entsteht die Aushöhlung 67 und eine etwa noch vorhandene restliche Gußhaut von der vorhergehenden Bearbeitung wird entfernt.In the arrangement of Figure 12, the electrode is relatively weak first using one electrolytic or dielectric liquid and penetrated into the workpiece using a resistor 52 sized so that a parallel bore arises in the workpiece. The electrolyte is then exchanged for a stronger electrolyte and the electrode is partially pulled out of the hole. During the electrochemical processing, the Hollow 67 and a remaining one that may still be there Cast skin from the previous machining is removed.

Der Fachmann wird einsehen, daß eine große Vielfalt von Bohrungs- bzw. Ausnehmungsformen durch Variation der Anteile der elektrochemischen Einwirkung und der Funken-Those skilled in the art will appreciate that a wide variety of hole or recess shapes by varying the Parts of the electrochemical effect and the spark

- 26 -- 26 -

509839/036 2509839/036 2

erosionseinwirkung am gesamten BearbeitungsVorgang hergestellt werden kann.erosion effect on the entire machining process can be.

Es hat sich gezeigt, daß eine gewisse Longitudinalschwingung der Elektrode, wie es bei der Elektroerosionsbearbeitung üblich ist, den Bohrvorgang verbessert. Außerdem hat sich herausgestellt, daß, wenn der Elektrolyt durch das Führungsrohr hindurchströmt, wesentlich bessere Ergebnisse erzielt werden können als wenn die Strömung unter Verwendung der in Fig. 14 gezeigten Düse 68 auf die Bohrstelle gerichtet wird. Diese beiden Einzelheiten sind in Fig. dargestellt, welche eine detaillierte Ansicht einer geeigneten mechanischen Anordnung darstellt.It has been shown that a certain longitudinal oscillation of the electrode, as is the case with electrical discharge machining is common to improve the drilling process. It has also been found that when the electrolyte is through the guide tube flows through, much better results can be achieved than if the flow is below Using the nozzle 68 shown in Fig. 14 is directed at the drilling site. These two details are shown in Fig. which is a detailed view of a suitable mechanical arrangement.

Gemäß Fig. 13 trägt ein Maschinenrahmen 69 einen Arbeitstisch 70, der von einem Behälter Jl zum Auffangen des verbrauchten Elektrolyten umgeben ist. Eine vertikal angeordnete Führung 72 ist über einen Basisteil 73 und eine Schraubspindel 74 beweglich mit dem Rahmen 69 verbunden. Die vertikale Stellung des Führungsteils 72 ist beim Einrichten der Maschine durch Drehen eines Handrades einstellbar, welches unmittelbar an der Schraubspindel befestigt ist„ Der Basisteil 73 trägt an seinem unteren Ende ein feststehendes Führungsrohr 76, durch welche dieAccording to FIG. 13, a machine frame 69 carries a work table 70 which is surrounded by a container J1 for collecting the used electrolyte. A vertically arranged guide 72 is movably connected to the frame 69 via a base part 73 and a screw spindle 74. The vertical position of the guide part 72 can be adjusted when setting up the machine by turning a handwheel which is attached directly to the screw spindle

- 27 -- 27 -

509839/0362509839/0362

Elektrode 43 hindurchpassierte Die Elektrode 43 wird an ihrem oberen Ende in einer Spannzange 77 gehalten, welche an einem die Longitudinalschwingungen auf die Elektrode übertragenden Schwingungserzeuger 78 befestigt ist» Der Schwingungserzeuger 78 ist seinerseits an einem Schlitten befestigt, der in einer nicht dargestellten Schwalbenschwanznut des Führungsteils 72 geführt ist. Dieser Schlitten 79 wird mittels einer vom Schrittmotor f6 getriebenen Schraubspindel 80 bewegt. Auf diese Weise werden der vom Schrittmotor erzeugten Bewegung der Elektrode Schwingungen überlagert.Electrode 43 passed through e The upper end of the electrode 43 is held in a collet 77, which is attached to a vibration generator 78 that transmits the longitudinal vibrations to the electrode 72 is performed. This slide 79 is moved by means of a screw spindle 80 driven by the stepping motor f6. In this way, vibrations are superimposed on the movement of the electrode generated by the stepping motor.

Eine das feststehende Führungsrohr 76 umgebende Manschette 68 ist fest am Basisteil 73 befestigt und verhindert eine Biegung des Führungsrohrs. Die Manschette, die in Fig. 14 mehr im einzelnen dargestellt ist, dient außerdem der Zuführung des Elektrolyten zur Elektrode.One surrounding the stationary guide tube 76 Cuff 68 is firmly attached to the base part 73 and prevents bending of the guide tube. The cuff, which is shown in more detail in FIG. 14, also serves to supply the electrolyte to the electrode.

Aus Fig. 14 ist ersichtlich, daß der Elektrolyt in Richtung eines Pfeils 81 durch einen Kanal 82 in eine in der Manschette gebildete Ringkammer 83 einströmt. Aus dieser Ringkammer 83 verlaufen schräg radial einwärts und abwärts gerichtete Kanäle 84, die sich mit im Führungsrohr 76 gebildeten gleichartigen Kanälen 85 decken. DurchFrom Fig. 14 it can be seen that the electrolyte in the direction of arrow 81 through a channel 82 in a Annular chamber 83 formed in the cuff flows in. From this annular chamber 83 run obliquely radially inward and downward channels 84 which coincide with similar channels 85 formed in the guide tube 76. By

- 28 -- 28 -

509839/0362509839/0362

diese Kanäle strömt der Elektrolyt in das Innere des Führungsrohres und durch den Zwischenraum 86 der Elektrode und dem Führungsrohr hindurch abwärts. Auf diese V/eise fließt ein kräftiger Elektrolytstrom an der Außenseite der Elektrode entlang nach unten«, Die bei dieser Ausführungsform bessere Strömungsrichtung des Elektrolyten bringt den weiteren Vorteil, daß ein Angreifen des Werkstücks durch Streuströme auf ein Minimum reduziert wird.The electrolyte flows through these channels into the interior of the guide tube and through the space 86 of the Down through the electrode and the guide tube. A powerful electrolyte stream flows in this way the outside of the electrode downwards «, the better flow direction in this embodiment of the electrolyte has the further advantage that the workpiece can be attacked by stray currents Minimum is reduced.

Die Manschette 68 ist an ihrem oberen Ende mit einem Schraubgewinde 87 zur festen Verbindung mit dem Basisteil 73 versehen.The cuff 68 is at its upper end with a screw thread 87 for a fixed connection to the base part 73 provided.

Bei einer nicht dargestellten Abwandlung der Erfindung ist der elektrisch getriebene Schrittmotor durch einen hydraulisch getriebenen Schrittmotor ersetzt, der ein schwingendes Spindelventil zur Bewegung des Schlittens in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung während des Bohrvorganges aufweist.In a modification of the invention, not shown, the electrically driven stepper motor is by a Replaces hydraulically driven stepper motor, which has a swinging spindle valve for moving the slide in forward and backward directions during the drilling process having.

Der Funkendurchbruch kann auf zwei Arten festgestellt werden. Bei verhältnismäßig kurzen Bohrungen kann eine spannungsempfindliche Einrichtung, welche die Spitzen-The spark breakdown can be detected in two ways. In the case of relatively short bores, a voltage-sensitive device, which the peak

- 29 -- 29 -

609839/0362609839/0362

spannung zwischen dem Werkstück und der Elektrode mißt, Anwendung finden. Bevor der Punkenerosi onsl? ohrvor gang stattfindet, liegt diese Spannung im Bereich von 120 V, aber sobald sich die Elektrode an das Werkstück annähert und eine Punkenerosionsbohrung stattfindet, fällt die Spannung auf etwa 40 V ab. Beim Durchbruch der Elektrode steigt die Spannung jedoch wieder auf 120 V an. Die Spannungsänderung beim Durchbruch wird dann als Signal zur Verlangsamung der Geschwindigkeit des Schrittmotors verwendet.Measure voltage between the workpiece and the electrode, apply. Before the point erosion? ear process takes place, this voltage is in the range of 120 V, but as soon as the electrode approaches the workpiece and a spot erosion takes place, the voltage drops to about 40 volts. When the electrode breaks however, the voltage rises again to 120 V. The voltage change on breakdown is then used as a signal to slow down the speed of the stepper motor used.

Bei verhältnismäßig tiefen Bohrungen, d.h. wenn das verhältnis von Bohrungslänge zum Bohrungshauptdurchmesser größer als etwa 20 : 1 ist, ist die Spannungsänderung nicht stark genug ausgeprägt und es ist dann besser, den Durchbruch durch Messung der Frequenz abzutasten, mit welcher die elektrische Funkenentladung stattfindet. Beim Durchbruch sinkt diese Frequenz rapide von einem hohen Wert auf einen niedrigen Wert ab und es kann ein geeigneter elektrischer Schaltkreis (nicht dargestellt, aber an sich bekannt) Anwendung finden, um Schaltmittel zum Umschalten des Schrittmotors auf langsame Geschwindigkeit zu betätigen.In the case of relatively deep holes, i.e. if the ratio of the length of the hole to the main diameter of the hole is greater than about 20: 1, the voltage change is not strong enough and it is then better to sample the breakthrough by measuring the frequency, with which the electrical spark discharge takes place. On breakthrough, this frequency drops rapidly by one high value to a low value and a suitable electrical circuit (not shown, but known per se) are used to switch means for switching the stepper motor to slow speed to operate.

Die in Fig. 13 dargestellte Vorrichtung kann leichtThe device shown in Fig. 13 can easily

- 30 -- 30 -

509839/0382509839/0382

so abgewandelt werden, daß eine Vielzahl von Bohrungen auf einmal gebohrt werden kann. Dazu ist es notwendig, eine Vielzahl von Führungsrohren 76 anzuordnen und eine entsprechende Vorrichtung zum Zuführen der Elektroden durch diese Führungsrohre zu benützen. Derartige Mittel sind an sich bekannt und finden auch beim herkömmlichen Bohren nach dem E lekt ro funke η verfahre η Anwendung.be modified so that a plurality of holes can be drilled at once. For this it is necessary to arrange a plurality of guide tubes 76 and to use a corresponding device for feeding the electrodes through these guide tubes. Such means are known per se and are also used in conventional drilling according to the E lekt ro funke η process η.

Es wurde festgestellt, daß die Verwendung von Anordnungen mit mehreren Elektroden zu gewissen unerwünschten Wirkungen führen kann. Wenn man beispielsweise die in Fig. dargestellte Schaufel betrachtet, so stellt man fest, daß die letzte Elektrode 88 eine größere Materialdicke beim Bohren durchdringen muß als die Elektrode 89, so daß, wenn alle Elektroden gleichzeitig vorwärtsbewegt werden, beim Durchbruch der Elektrode 88 in den Kanal 33 die Elektrode bereits beginnt, die den gebohrten Bohrungen gegenüberliegende Fläche 90 des Kanal 33 anzubohren. Dieses Problem läßt sich dadurch lösen, daß die Stromzufuhr zur Elektrode 89 nach einer bestimmten Zeit, nachdem der Durchbruch durch die zu durchbohrende Wand bei 91 abgetastet worden ist, abgeschaltet wird.It has been found that the use of multiple electrode assemblies leads to certain undesirable effects Effects can lead. For example, if one looks at the blade shown in FIG the last electrode 88 must penetrate a greater thickness of material when drilling than the electrode 89, so that if all electrodes are moved forward at the same time, when the electrode 88 breaks into the channel 33, the electrode already begins to drill the surface 90 of the channel 33 opposite the drilled holes. This problem can be solved in that the current supply to the electrode 89 after a certain time after the breakdown has been scanned through the wall to be pierced at 91 is switched off.

Nunmehr wird auf Fig. 16 Bezug genommen, welcheReference is now made to FIG. 16, which

- 31 -- 31 -

509839/03S2509839 / 03S2

ein Blockschaltbild der zur Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens verwendeten elektronischen Schaltung darstellt. Der Aufbau jedes einzelnen Schaltungsblockes wirdnicht im einzelnen beschrieben, da er für den Fachmann leicht verständlich ist.a block diagram of the electronics used to carry out the method described above Circuit represents. The structure of each individual circuit block is not described in detail, since it is used for easily understood by those skilled in the art.

Der Beginn eines Bohrzyklus wird durch manuelles Drücken des Startknopfes 92 eingeleitet. Dadurch werden gleichzeitig die Elektrolytpumpe 93» der Kipposzillator 50, der Digital-Servoverstärker 47 und der Schwingungserzeuger 78 eingeschaltet. Der Servoverstärker betätigt den Schrittmotor 46, der die Elektrode zum Werkstück hin zuführt.The start of a drilling cycle is initiated by manually pressing the start button 92. This will be at the same time the electrolyte pump 93, the tilting oscillator 50, the digital servo amplifier 47 and the vibration generator 78 switched on. The servo amplifier operated the stepping motor 46, which feeds the electrode towards the workpiece.

Beim Beginn des Bearbeitungsvorgangs fällt das am invertierenden Eingang 94 des Operationsverstärkers 95 auftretende Potential relativ zu dem am nichtinvertierenden Eingang 96 erscheinenden Potential bei offener Schaltung ab. Der Operationsverstärker erzeugt ein A us gangs signal, welches einem Diskriminator 97 zugeführt wird, der das Signal ignoriert. Beim Durchbruch der Elektrode steigt das Potential am Eingang 94 im wesentlichen auf den Wert des Potentials am Eingang 96 an und der Operationsverstärker schaltet ab. Dies wird vom Diskriminator 97 abgefühlt und sein demAt the beginning of the processing operation, the potential appearing at the inverting input 94 of the operational amplifier 95 drops relative to the potential appearing at the non-inverting input 96 when the circuit is open. The operational amplifier generates an output signal which is fed to a discriminator 97 which ignores the signal. When the electrode breaks down, the potential at input 94 rises essentially to the value of the potential at input 96 and the operational amplifier switches off. This is sensed by the discriminator 97 and its that

- 32 -- 32 -

609839/0362609839/0362

Di git al-Servo verstärker zugeführtes Ausgangssignal 98 führt zu einer Verlangsamung der Geschwindigkeit des Schrittmotors. Gleichzeitig mit dieser Verlangsamung wird ein Zähler 99 eingeschaltet, der so voreinstellbar ist, daß er nur eine gewisse Anzahl von Schritten des Schrittmotors erlaubt. Die eingestellte Schrittzahl bestimmt daher die Zeit, während welcher nach dem Durchbruch der Elektrode 43 noch eine Bearbeitung stattfindet. Am Ende dieses Zeitraums sendet der Zähler ein Ausgangssignal 100 zum Digital-Servoverstärker 47, welcher dem Schrittmotor den Befehr zur Richtungsumkehr und zum Zurückziehen der Elektrode gibt. Nachdem die Elektrode aus dem Werkstück zurückgezogen worden ist, wird ein Mikroschalter 101 durch den Schlitten 79 betätigt und es gelangt ein Signal zum Schrittschaltmotor 102 für das Werkstück 44 und zum Digital-Servoverstärker 47» welcher dann einen weiteren Zyklus des Schrittmotorbetriebs zur Herstellung einer weiteren Bohrung im Werkstück einleitet. Ein Zykluszähler 103 zählt die Gesamtzahl der gebohrten Löcher und, wenn seine Zählung einen voreingestellten Wert erreicht, erregt der Zähler 103 einen Elektromagneten 104 zum öffnen des Startknopfes 92, und es werden an der Maschine für das nächste Werkstück wieder die ursprünglichen Werte eingestellt. Output signal 98 fed to digital servo amplifier leads to a slowdown in the speed of the Stepper motor. Simultaneously with this slowdown a counter 99 is switched on, which can be preset so that it only has a certain number of steps of the stepper motor allowed. The set number of steps therefore determines the time during which after the breakthrough the electrode 43 is still being processed. At the end of this period, the counter sends an output signal 100 to the digital servo amplifier 47, which is the Stepper motor gives the command to reverse the direction and to withdraw the electrode. After the electrode has been withdrawn from the workpiece, a microswitch 101 is actuated by the carriage 79 and a signal is sent to the stepping motor 102 for the workpiece 44 and to the digital servo amplifier 47 »which then runs another cycle of stepper motor operation initiates the production of another hole in the workpiece. A cycle counter 103 counts the Total number of holes drilled and when its count reaches a preset value the energizes Counter 103 an electromagnet 104 to open the start button 92, and there are on the machine for the next workpiece set the original values again.

- 33 509839/0362 - 33 509839/0362

Die Fig, 17A und 17B zeigen Schnitte durch eine geschmiedete Gasturbinenlaufschaufel und durch eine gegossene Gasturbinenlaufschaufel, in welchen verschiedene Ausnehmungen gemäß dem oben beschriebenen Verfahren gebildet sind. Die Tafel nach Fig. 18 zeigt die Abmessungen dieser Ausnehmungen.FIGS. 17A and 17B show sections through a forged gas turbine blade and cast by one Gas turbine blade in which various recesses are formed according to the method described above. The panel of Fig. 18 shows the dimensions of these recesses.

Aus Fig. 17A ist ersichtlich, daß eine Bohrung 105 unter einem sehr schiefen Winkel in einen längsverlaufenden Kühlkanal 106 hineinverläuft und daß in diesem Falle große Sorgfalt angewandt werden muß, um zu verhindern, daß die hintere Wandung IO7 des Längskanals 106 bearbeitet wirdo Dies wird dadurch erreicht, daß die Stromzufuhr zur Elektrode sofort abgeschaltet wird, wenn die Elektrode durchgebrochen ist.From Fig. 17A it can be seen that a bore 105 at a very oblique angle into a longitudinal one Cooling channel 106 runs into it and that in this case great care must be used to prevent the rear wall IO7 of the longitudinal channel 106 is processed o This is achieved in that the power supply to the electrode is switched off immediately if the electrode breaks is.

Typische, nach der oben beschriebenen Technik hergestellte Ausnehmungen können leicht mit Hilfe von optischen Mikroskopen untersucht werden, um die Oberflächenqualität der Ausnehmungswandungen festzustellen, weiter um die Abmessungen am inneren Ende der Ausnehmung festzustellen und um zu prüfen, ob an der, der gebohrten Ausnehmung gegenüberliegenden Fläche des Längskanals in unerwünschter Weise Material abgetragen worden ist.Typical made according to the technique described above Recesses can easily be examined with the help of optical microscopes to determine the surface quality determine the recess walls, further to determine the dimensions at the inner end of the recess and to check whether on the surface of the longitudinal channel opposite the drilled recess in an undesirable manner Material has been removed.

- 34 -- 34 -

509839/0362509839/0362

Das oben beschriebene Bearbeitungsverfahren hat sich für die Herstellung von Luftaustrittskanälen in gekühlten Turbinenschaufeln für Strahltriebwerke sehr bewährt. Das konische Profil der Bohrungen stellt sicher, daß die Kühlluft, die vom dünnen Ende zur Basis der konischen Form strömt, so zerstreut wird, daß eine bestmögliche Flächenkühlung erreicht wird und nicht, wie es bei Bohrungen mit parallelen Wan dungs flächen der Fall ist, eine zu kalten Stellen führende Kühlung erreicht wird.The machining process described above has for the production of air outlet ducts in cooled turbine blades for jet engines proven. The conical profile of the holes ensures that the cooling air flowing from the thin end to the base of the conical shape flows, is so dispersed that the best possible surface cooling is achieved and not like it this is the case with bores with parallel wall surfaces is, a cooling leading to cold spots is achieved.

- 35 -- 35 -

509839/0362509839/0362

Claims (18)

PatentansprücheClaims Werkstücken, bei welchem eine Elektrode zwecks Abtragens von Material durch Funkenerosion schrittmotorgetrieben an das Werkstück herangeführt und eine Flüssigkeit zwischen das Werkstück und die Elektrode zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine sowohl für elektrochemische Bearbeitung als auch für Funkenerosionsbearbeitung geeignete Flüssigkeit verwendet wird und daß die, die Elektrode speisende Stromquelle so ausgelegt und betrieben wird, daß Material vom Werkstück gleichzeitig durch elektrochemische Einwirkung und durch Funkenerosion abgetragen wird,Workpieces in which an electrode is used for the purpose of ablation of material brought to the workpiece by means of a stepper motor driven by spark erosion and a liquid is fed between the workpiece and the electrode, characterized in that one for both electrochemical Machining as well as electrical discharge machining suitable liquid is used and that the power source feeding the electrode is so designed and operated that material is removed from the workpiece simultaneously by electrochemical Exposure and is eroded by spark erosion, 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt des vollständigen Durchbruchs der Elektrode durch die zu durchbohrende Wand des Werkstücks abgetastet wird und daß danach noch während einer vorgebbaren Zeitdauer elektrischer Strom zur Elektrode zugeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the time of complete breakthrough of the electrode is scanned through the wall to be drilled through the workpiece and that then still during a predeterminable Duration of electric current is supplied to the electrode. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode noch während einer vorgebbaren Zeitspanne3. The method according to claim 2, characterized in that the electrode continues for a predetermined period of time - 36 -- 36 - 509839/0382509839/0382 nach dem Peststellen des Durchbruchs der Elektrode weiterhin in das Werkstück hinein vorwärts bewegt wird.continues to move forward into the workpiece after the electrode has broken through. 4. Verfahren nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Schrittmotors nach dem Peststellen des Durchbruchs der Elektrode zwecks Verlangsamung der Elektrodenvorschub geschwindigkeit verringert wird.4. The method according to claim 3 » characterized in that the speed of the stepping motor is reduced after the Peststellen the breakthrough of the electrode for the purpose of slowing down the electrode advance speed. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode nach der genannten vorgebbaren Zeitspanne aus dem Werkstück zurückgezogen wird und daß sodann die Elektrode zwecks weiterer Bearbeitung des Werkstücks in eine andere Relativlage zum Werkstück gebracht wird.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the electrode according to said predeterminable Period of time is withdrawn from the workpiece and that then the electrode for the purpose of further processing of the workpiece is brought into a different position relative to the workpiece. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der vorgenommenen Bearbeitungsgänge an dem Werkstück gezählt wird und daß die Bearbeitung, wenn die Zählung einen bestimmten Wert erreicht hat, beendigt wird,6. The method according to claim 5, characterized in that that the number of operations carried out the workpiece is counted and that the machining is ended when the count has reached a certain value will, 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück aus einer Nickelbasis-7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the workpiece consists of a nickel-based - 37 -- 37 - 509839/0382509839/0382 legierung gegossen ist und daß die genannte Flüssigkeit ein Elektrolyt, bestehend aus einer Mischung einer Kaliumchloridlösung und einer Natriumazetat lösung im Leitfähigkeitsverhältnis 5 : 1, ist, wobei die Leitfähigkeit des Natriumchlorids, mit einer Wayne-Kerr-Meßbrücke und einer Standard-Leitfähigkeitsprüfzelle gemessen, 100 /iS beträgt.alloy is cast and that said liquid is an electrolyte consisting of a mixture of a potassium chloride solution and a sodium acetate solution in the conductivity ratio 5: 1, being the conductivity of the sodium chloride, with a Wayne-Kerr bridge and a Standard conductivity test cell measured, 100 / iS amounts to. 8, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück aus einer stranggepreßten Nicke Ib as is Ie gierung besteht und die genannte Flüssigkeit ein Elektrolyt ist, der eine Lösung von Natriumsulfat in deionisiertem Wasser mit einer Leitfähigkeit von 150 ^.S, gemessen mit einer Wayne-Kerr-Meßbrücke und einer Standard-Leitfähigkeitsprüfzelle, enthält.8, method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the workpiece consists of an extruded Nicke Ib as is Ie alloy and said liquid is an electrolyte that is a solution of sodium sulfate in deionized water with a conductivity of 150 ^ .S, measured with a Wayne-Kerr measuring bridge and a standard conductivity test cell, contains. 9. Elektroerosionsverfahren zur Bearbeitung von Werkstücken, bei welchem eine Elektrode zwecks Abtragens von Material durch Funkenerosion an das Werkstück herangeführt und eine dielektrische Flüssigkeit zwischen das Werkstück und die Elektrode zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode nach Beendigung der Funkenerosionsbearbeitung in ihrer Relativstellung bezüglich des Werkstücks verbleibt und die dielektrische Flüssigkeit9. Electro-erosion process for machining workpieces, in which an electrode is used for the purpose of erosion of material brought to the workpiece by spark erosion and a dielectric liquid between the Workpiece and the electrode is fed, characterized in that the electrode after completion of the electrical discharge machining remains in their relative position with respect to the workpiece and the dielectric liquid - 38 -- 38 - 509839/0362509839/0362 vom Werkstück entfernt wird, und daß sodann ein Elektrolyt zwischen die Elektrode und das Werkstück zugeführt und durch elektrochemische Einwirkung weiteres Material vom Werkstück abgetragen wird.is removed from the workpiece, and that then an electrolyte between the electrode and the workpiece and fed by electrochemical action further material from Workpiece is removed. 10. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einer in einer bezüglich des Werkstücks feststehenden Halterung relativ zum Werkstück beweglich geführten Elektrode und mit Mitteln zum Bewegen der Elektrode relativ zum Werkstück, gekennzeichnet durch Mittel (19, 22; 49; 68) zum Zuführen der sowohl für elektrochemische Bearbeitung als auch für Funkenerosionsbearbeitung des Werkstücks geeigneten Flüssigkeit zwischen die Elektrode (16; 43) und das Werkstück (11; 44) und durch eine Stromquelle (13) zur Speisung der Elektrode, die für elektrochemische und Funkenerosionsbearbeitung geeignet ist,10. Apparatus for carrying out the method according to any one of claims 1 to 8, with one in relation to one another the workpiece fixed holder relative to the workpiece movably guided electrode and with means for Moving the electrode relative to the workpiece, characterized by means (19, 22; 49; 68) for feeding the both for electrochemical machining as well as electrical discharge machining of the workpiece suitable liquid between the electrode (16; 43) and the workpiece (11; 44) and through a power source (13) for feeding the electrode, which is suitable for electrochemical and spark erosion machining, 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bewegen der Elektrode einen Schrittmotor (46) aufweisen.11. The device according to claim 10, characterized in that the means for moving the electrode one Have stepper motor (46). 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit zum Herstellen von Bohrungen im Werkstück (11) einen verdünnten Elektrolyten12. Apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that the liquid for producing Holes in the workpiece (11) a diluted electrolyte - 39 -- 39 - 509839/0382509839/0382 enthält und daß der elektrische Stromkreis so ausgebildet ist, daß die elektrochemische und die Funkenerosionsbearbeitung gleichzeitig stattfinden können,,contains and that the electrical circuit is designed so that the electrochemical and electrical discharge machining can take place at the same time, 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch Mittel (95) zum Feststellen des Zeitpunkts des vollständigen Durchbruchs der Elektrode (43) durch die zu durchbohrende Werkstückwandung und durch Mittel (47), welche ein weiteres Vorbewegen der Elektrode in das Werkstück hinein bewirken.13. Device according to one of claims 10 to 12, characterized by means (95) for determining the point in time the complete breakthrough of the electrode (43) through the workpiece wall to be pierced and through Means (47) which cause the electrode to be advanced further into the workpiece. 14, Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Mittel (47), welche nach dem Durchbruch der Elektrode die Elektrodenvorschub geschwindigkeit verringern«,14, device according to claim 13, characterized by means (47) which reduce the electrode advance rate after the electrode has broken through «, 15· Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Zähler (99), der die Schritte des Schrittmotors (46) nach dem Durchbruch der Elektrode zählt, und durch Mittel, welche die Bewegung der Elektrode nach dem Erreichen einer vorgebbaren Schrittzahl beenden.15 · Device according to claim 14, characterized by a counter (99) which counts the steps of the stepping motor (46) after the electrode has broken through, and by means which stop the movement of the electrode after a predeterminable number of steps has been reached. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, gekennzeichnet durch Mittel (102) zum Verändern der Relativlage zwischen der Elektrode (43) und dem Werkstück (44) vor dem Herstellen der nächsten Ausnehmung im Werkstück. 16. Device according to one of claims 10 to 15, characterized by means (102) for changing the Relative position between the electrode (43) and the workpiece (44) before the next recess is made in the workpiece. - 40 509839/0362 - 40 509839/0362 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen Zähler (103), welcher die Anzahl der im Werkstück (44) hergestellten Ausnehmungen zählt und den Bearbeitungs vor gang beendet, sobald die Zählung einen vorgebbaren Wert erreicht hat«,17. The apparatus according to claim 16, characterized by a counter (103) which the number of im Workpiece (44) made recesses counts and the processing before gang ended as soon as the count one has reached a specifiable value «, 18. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 9» mit einer in einer bezüglich des Werkstücks feststehenden Halterung relativ zum Werkstück beweglich geführten Elektrode und mit Mitteln zum Bewegen der Elektrode relativ zum Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltung der Vorrichtung so ausgebildet ist, daß zunächst eine Ausnehmung im Werkstück durch elektrische Funkenerosionsbearbeitung unter Zuführung einer dielektrischen Flüssigkeit zwischen die Elektrode (16) und das Werkstück (11) hergestellt werden kann, daß weiter Mittel zum Entfernen der dielektrischen Flüssigkeit ohne Veränderung der Relativlage der Elektrode bezüglich des Werkstücks und zum Zuführen eines Elektrolyten durch die hergestellte Ausnehmung zwecks Vergrößerung derselben durch elektrochemische Einwirkung vorgesehen sind.18. Apparatus for carrying out the method according to claim 9 »with one in one with respect to the workpiece fixed holder relative to the workpiece movably guided electrode and with means for moving the Electrode relative to the workpiece, characterized in that the electrical circuit of the device is designed in this way is that initially a recess in the workpiece by electrical discharge machining with feeding a dielectric liquid between the Electrode (16) and the workpiece (11) can be manufactured that further means for removing the dielectric Liquid without changing the relative position of the electrode with respect to the workpiece and for supplying an electrolyte are provided by the recess produced for the purpose of enlarging the same by electrochemical action. - 41 - - 41 - 509839/0362509839/0362
DE19752512331 1974-03-23 1975-03-20 ELECTROEROSION PROCESS FOR THE PROCESSING OF WORK PIECES AND DEVICE FOR PERFORMING THIS PROCESS Withdrawn DE2512331A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1302974A GB1505065A (en) 1974-03-23 1974-03-23 Methods and apparatus for electrically machining a workpiece

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2512331A1 true DE2512331A1 (en) 1975-09-25

Family

ID=10015513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752512331 Withdrawn DE2512331A1 (en) 1974-03-23 1975-03-20 ELECTROEROSION PROCESS FOR THE PROCESSING OF WORK PIECES AND DEVICE FOR PERFORMING THIS PROCESS

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS50157998A (en)
CH (1) CH603301A5 (en)
DE (1) DE2512331A1 (en)
FR (1) FR2264625B1 (en)
GB (1) GB1505065A (en)
IT (1) IT1037143B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2901712A1 (en) * 1978-01-17 1979-08-02 Inoue Japax Res LIQUID JET SYSTEM FOR THE ELECTRICAL MACHINING OF WORKPIECES

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1583442A (en) * 1976-04-15 1981-01-28 Rolls Royce Method of and apparatus for controlling an electro-discharge drilling machine tool
JPS5615933A (en) * 1979-07-13 1981-02-16 Mitsubishi Electric Corp Electrospark machining device
DE3212751A1 (en) * 1981-04-15 1982-12-02 National Research Development Corp., London METHOD AND DEVICE FOR REMOVING MATERIAL FROM AN ELECTRICALLY CONDUCTIVE WORKPIECE
GB2162454B (en) * 1984-08-01 1988-12-14 Dowty Rotol Ltd Method of manufacturing internally-toothed bevel gear and apparatus therefor
GB2174106A (en) * 1985-04-10 1986-10-29 Carbide Impregnation Limited Electrode positioning apparatus
WO1989007028A1 (en) * 1988-01-27 1989-08-10 Institut Elektroniki Imeni U.A.Arifova Akademii Na Device for electro-erosive perforation of parts
GB8928299D0 (en) * 1989-12-14 1990-02-21 Lindsey Kevin Methods of preparation of surfaces and applications thereof
JP5301125B2 (en) * 2007-08-03 2013-09-25 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Combined electromachining method
JP6484182B2 (en) * 2014-02-17 2019-03-13 国立大学法人東京農工大学 Electrolytic machining apparatus, electrolytic machining method, and tool electrode

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2901712A1 (en) * 1978-01-17 1979-08-02 Inoue Japax Res LIQUID JET SYSTEM FOR THE ELECTRICAL MACHINING OF WORKPIECES

Also Published As

Publication number Publication date
JPS50157998A (en) 1975-12-20
CH603301A5 (en) 1978-08-15
GB1505065A (en) 1978-03-22
FR2264625B1 (en) 1981-03-20
IT1037143B (en) 1979-11-10
FR2264625A1 (en) 1975-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2686126B1 (en) Process and apparatus for electrochemically machining workpieces
CH647706A5 (en) METHOD AND DEVICE FOR ELECTRICALLY CUTTING A WORKPIECE WITH A WIRE-SHAPED ELECTRODE.
EP4200101A1 (en) Method for producing at least one workpiece part and a residual workpiece from a workpiece
DE1237713B (en) Method and device for metalworking by means of electro-erosion
DE2512331A1 (en) ELECTROEROSION PROCESS FOR THE PROCESSING OF WORK PIECES AND DEVICE FOR PERFORMING THIS PROCESS
DE102012201305B4 (en) Electrode and plant for electrochemical machining and process for this purpose
DE1465023B2 (en) TOOL FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION OF CUTS IN THE WORKPIECE
DE3528535A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE TOOL ELECTRODE IN A SPARKLESS EDM MACHINE
EP0393192A1 (en) Device for electrochemical treatment of articles
DE102004054587B3 (en) Production method e.g. for reproducible micro drillings, having micro drilled hole with diameter of maximally 110micro m and aspect relationship of least 10 with drilling provided by electro-chemical process
DE102022104791A1 (en) Process for processing a plate or tube-shaped workpiece
EP3403755B1 (en) Method and apparatus for producing a metal component, in particular a blade component of a turbomachine
DE3306713A1 (en) EDM METHOD AND DEVICE
DE102014116287A1 (en) Method and device for producing cannulas
DE3140036C2 (en)
EP0534353A1 (en) Method for electrical discharge machining of workpieces by means of a wire electrode
DE102006034116A1 (en) Method and device for electrochemical processing
EP3468739A1 (en) Method and device for rifling barrels of firearms
DE1615497A1 (en) Process for separating an electrode from the workpiece during the electrochemical space removal of openings and a device for carrying out this process
WO2021073675A1 (en) Method and electrode for machining components by electrochemical machining
DE19917963A1 (en) Creating micro bores by spark discharge, using electrolyte flow to remove eroded material
DE102004058372B4 (en) Method and device for electrochemical machining
EP1647347A2 (en) Method and apparatus for electrical discharge machining of workpieces.
DE1565554C3 (en) Method and device for the electrolytic production of holes or cavities in an electrically conductive workpiece
DE2519427C2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
OGA New person/name/address of the applicant
8110 Request for examination paragraph 44
8130 Withdrawal