DE2543062A1

DE2543062A1 - Electrode guide in erosive cutting process - is cylindrical with shoulder section setting required contour cutting angle

Info

Publication number: DE2543062A1
Application number: DE19752543062
Authority: DE
Inventors: Bernd M Dr Schumacher; Werner Dr Ullmann
Original assignee: Agie Charmilles SA
Current assignee: Agie Charmilles SA
Priority date: 1975-01-31
Filing date: 1975-09-26
Publication date: 1976-08-05

Abstract

The electro-erosive cutter uses a wire electrode located at an angle alpha to the surface of the workpiece. Both electrode and workpiece execute a relative movement to each other to cut a conical contour. A device (5, 6) attached to the workpiece (4) for guiding the wire electrode (1) sets the variable angle (a)pha) for machining the desired contour. On the workpiece a bush (5) of non-electrically conductive material is provided, which guides the wire electrode to the contour of the workpiece so that the angle between the top surface of the workpiece and the wire electrode is formed. The bush (5) is cylindrical with a shoulder section.

Description

Vorrichtung zum Vereinfachen des elektroerosiven Schneidens mittels einer Drahtelektrode Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vereinfachen des elektroerosiven Schneidens von Konturen in Werkstücken mittels einer Drahtelektrode, welche Drahtelektrode einen Winkel a zur Oberfläche des Werkstücks einnimmt, wobei Drahtelektrode und Werkstück eine relative Bewegung zueinander ausführen zum Schneiden der konischen Kontur.Device for simplifying electrical discharge machining by means of a wire electrode The invention relates to a device for simplifying the electroerosive cutting of contours in workpieces using a wire electrode, which wire electrode assumes an angle α to the surface of the workpiece, where Wire electrode and workpiece move relative to one another for cutting the conical contour.

Zum funkenerosiven Schneiden von zylindrischen Werkstückkonturen werden meistens, numerische Steuerungen eingesetzt, welche die Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug steuern.For EDM cutting of cylindrical workpiece contours mostly, numerical controls used, which the relative movement between control the workpiece and the tool.

Zur Fertigung von konischen Konturen sind verschiedene maschinengebundene Verfahren bekannt. Diese Verfahren sind beschrieben in folgenden Patenten: CH-PS 513 693 (BE 13887), CH-PS 513 694 (BE 13886), CH-PS 528 328 (BE 14629), DT-OS 2 144 085, DT-OS 2 255 429.For the production of conical contours there are various machine-based Procedure known. These processes are described in the following patents: CH-PS 513 693 (BE 13887), CH-PS 513 694 (BE 13886), CH-PS 528 328 (BE 14629), DT-OS 2 144 085, DT-OS 2 255 429.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, das Schneiden von konischen Konturen in einem Werkstück zu vereinfachen, das heisst konische Profile bzw. Schnitte ohne den maschinengebundenen Aufwand herzustellen. Hierdurch entfällt auch ein grosser Teil der numerischen Steueranlagen, so dass der funkenerosive Betrieb in der Werkstatt billiger, flexibler und dem Werkstattpersonal besser angepasst ist.The present invention has for its object the cutting of conical To simplify contours in a workpiece, that is, conical profiles or cuts without the machine-related effort. This also eliminates a large one Part of the numerical control systems, so that the electrical discharge machining operation in the workshop cheaper, more flexible and that Workshop staff is better adapted.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, dass ein werkstückgebundenes Führungsmittel der Drahtelektrode die wählbare Schräglage (Winkel s)zur Ausarbeitung der gewünschten konischen Kontur gibt.The invention solves this problem in that a workpiece-bound Guide means of the wire electrode the selectable inclination (angle s) for elaboration the desired conical contour.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 2 eine Führungsbuchse; Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings explained. 1 shows a first exemplary embodiment of the invention; Fig. 2 a guide bush; 3 shows a second embodiment of the invention.

Die Fig. 1 zeigt die Drahtelektrode 1, welche in der Arbeitszone durch die Drahtführungsarme 2 mit Drahtführungsvorrichtungen 3 in Position gehalten werden. Die Drahtführungseinrichtung steht in elektrischer Verbindung mit der bereits erwähnten numerischen Steueranlage. Die Drahtführungsarme 2 bewegen die Drahtelektrode 1 relativ zum Werkstück 4 und schneiden auf diese Weise die gewünschte Kontur bzw. das gewünschte Profil aus dem Werkstück heraus. Bevor die Erfindung gemäss Fig. 1 angewandt werden kann, schneidet die zwischen den Drahtführungsvorrichtungen 3 gespannte Drahtelektrode zunächst das gewünschte Profil bzw. die gewünschte Kontur zylindrisch aus dem Werkstück 4 heraus. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass während des erosiven Schneidens die Drahtelektrode 1 in der gezeichneten Pfeilrichtung bewegt wird und zwar von einer nicht gezeichneten Vorratsspule zu einer ebenfalls nicht dargestellten Aufwickelspule.Fig. 1 shows the wire electrode 1, which in the work zone by the wire guide arms 2 are held in position with wire guide devices 3. The wire guide device is in electrical connection with the one already mentioned numerical control system. The wire guide arms 2 relatively move the wire electrode 1 to the workpiece 4 and cut the desired contour or the desired in this way Profile out of the workpiece. Before the invention according to FIG. 1 are applied can, cuts the wire electrode stretched between the wire guide devices 3 first the desired profile or the desired cylindrical contour from the workpiece 4 out. For the sake of completeness it should be mentioned that during the erosive Cutting the wire electrode 1 is moved in the direction of the arrow and although from a supply reel, not shown, to one also not shown Take-up reel.

Nach Herstellung der senkrechten Schnittfigur bzw. Kontur im Werkstück 4, wie zum Beispiel eine Matrize, wird die Drahtelektrode 1 in die erfindungsgemässe Führungsbuche 5 mit Hand oder automatisch eingefädelt. Eine solche automatische Einfädelvorrichtung ist beschrieben in der CH-PS 559 599 (BE 15923).After creating the vertical cutting figure or contour in the workpiece 4, such as a die, the wire electrode 1 is in the inventive Guide bush 5 threaded in by hand or automatically. Such an automatic Threading device is described in CH-PS 559 599 (BE 15923).

An der numerischen Steuerung wird die Bahnkorrektur-Einrichtung auf ein vergrössertes Profil eingestellt, wodurch die Führungseinrichtungen 2, 3 der Drahtelektrode 1 gemäss Fig. 1 nach links verstellt werden. Wird nun die Drahtelektrode 1 in Pfeilrichtung in Bewegung gesetzt, so wird die Führungsbuchse 5 durch durch ihren Schulterteil 51 an der Oberfläche des Werkstücks 4 gehalten und durch die Spannkräfte der Drahtelektrode 1 gegen die zylindrisch vorhandene Konturfläche des Werk stücks 4 gedrückt. Hierdurch bildet sich der Winkel d. Das konische Profil wird durch die relative Bewegung der Drahtelektrode 1 gegenüber dem Werkstück 4 erzeugt. Die Drahtführungseinrichtung 2, 3 bewegt sich nun auf einer sogenannten äquidistanten Bahn".The path correction device is activated on the numerical control set an enlarged profile, whereby the guide devices 2, 3 of the Wire electrode 1 according to FIG. 1 can be adjusted to the left. Now becomes the wire electrode 1 is set in motion in the direction of the arrow, the guide bushing 5 is through by their shoulder part 51 held on the surface of the workpiece 4 and through the Tension forces of the wire electrode 1 against the cylindrical contour surface of the Workpiece 4 pressed. This forms the angle d. The conical profile is caused by the relative movement of the wire electrode 1 with respect to the workpiece 4 generated. The wire guide device 2, 3 now moves on a so-called equidistant orbit ".

Diese äquidistante Bahn wurde wie bereits erwähnt durch die Bahnkorrektur-Einrichtung in der numerischen Steueranlage entsprechend dem gewünschten Winkel deingestellt. Die Führungsbuchse rollt sich bei dieser Bewegung an der Kante des Werkstücks 4 ab. Unterhalb dieser Führungsbuchse schneidet die Drahtelektrode 1 den gewünschten konischen Winkel d wie es die Fig. 1 zeigt. Der Schulterteil 51 der Führungsbuchse 5 ist in Berührung mit der Oberfläche des Werkstücks 4. Die untere Fläche des Schulterteils ist angeschrägt zur Erleichterung des Führungsvorgangs. Diese Schrägung, welche mit dem Winkel ß bezeichnet wird, beträgt 940 bis 980. Die Führungsbuchse 5 besteht aus solch einem Material, dass ein Kurzschluss zwischen der Drahtelektrode 1 und dem Werkstück 4 vermieden wird. Daher besteht die Führungsbuchse 5 zweckmässigerweise aus elektrisch nicht leitendem Material.As already mentioned, this equidistant path was corrected by the path correction device de-set in the numerical control system according to the desired angle. During this movement, the guide bush rolls on the edge of the workpiece 4 away. Below this guide bushing, the wire electrode 1 cuts the desired one conical angle d as FIG. 1 shows. The shoulder part 51 of the guide bushing 5 is in contact with the surface of the workpiece 4. The lower surface of the shoulder part is bevelled to facilitate the guiding process. This bevel, which one is denoted by the angle ß, is 940 to 980. The guide bushing 5 consists made of such a material that a short circuit between the wire electrode 1 and the workpiece 4 is avoided. The guide bushing 5 therefore expediently exists made of electrically non-conductive material.

Die Fig. 2 zeigt die Führungsbuche in der Schnittdarstellung.Fig. 2 shows the guide bush in the sectional view.

Die Bohrung 53 der Führungsbuchse 5 ist an ihrem im Schulterteil 51 angeordneten Ende konisch verbreitert. Hierdurch wird nicht nur das Einfädeln der Drahtelektrode 1 vor Beginn des konischen Schneidens in die Führungsbuchse erleichtert, sondern auch die Führung der Drahtelektrode durch diese Bohrung 53 während des konischen Schneidens. Die Führungsbuchse soll aus einem Material mit grosser Verschleissfestigkeit hergestellt sein.The bore 53 of the guide bush 5 is in the shoulder part 51 arranged end widened conically. This not only makes threading the Wire electrode 1 facilitated before starting the conical cutting in the guide bush, but also the guidance of the wire electrode through this bore 53 during the conical Cutting. The guide bush should be made of a material with high wear resistance be made.

Selbstverständlich kann die Führungsbuchse 5 aus einem etwas billigeren Material mit einer geringeren Verschleissfestigkeit hergestellt sein. In diesem Fall wird ein Einsatz 54 aus einem Material mit grosser Verschleissfestigkeit in die Führungsbuchse eingesetzt. Dieser Einsatz 54 bildet die Bohrung 53 und kann in diesem Fall sogar aus leitendem Material, wie zum Beispiel Hartmetall, bestehen.Of course, the guide bushing 5 can be made from a slightly cheaper one Material be made with a lower wear resistance. In this Case is an insert 54 made of a material with high wear resistance in the guide bush is inserted. This insert 54 forms the bore 53 and can in this case even made of conductive material such as hard metal.

Die Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, in welchem statt der Führungsbuchse eine Schablone 6 für das konische Schneiden verwendet wird. Vor Anwendung dieses erfindungsgemässen Ausführungsbeispiels wird erst der sogenannte zylindrische Schnitt im Werkstück 4 hergestellt. Die Schablone 6 sowie die Abstandshalter 7 und Positionsstifte 8 sind nicht vorhanden. Die Drahtelektrode 1, welche stramm gespannt ist zwischen den beiden Drahtführungsarmen 2,wird von einer nicht gezeichneten numerischen Steueranlage relativ zum Werkstück 4 bewegt. Auf diese Weise wird die gewünschte Kontur im Werkstück 4 erzeugt. Als nächster Schritt wird die Schablone 6 in der gewünschten Form hergestellt. Zu diesem Zweck wird ein Blech der in Fig. 3 dargestellten Dicke mittels der Positionsstifte 8 und der Abstandshalter 7 in einem bestimmten Abstand zu der Oberfläche des Werkstücks 4 angeordnet. Im Werkstück 4 sind die Bohrungen 10 für die Aufnahme der Positionsstifte 8 bereits vorher hergestellt. In der nicht gezeigten Steueranlage wird mit Hilfe der Bahnkorrektur-Einrichtung die Drahtelektrode 1 auf eine äquidistante Bahn gebracht. In der numerischen Steueranlage wird die Drahtelektrode 1 mit dem gleichen Programm. wie für die Herstellung des zylindrischen Schnitts im Werkstück 4 bewegt, so dass im Blech 6 das gleiche Profil herausgeschnitten wird wie im Werkstück 4 jedoch auf einer äquidistanten Bahn, wie es in der Fig. 3 gezeigt ist. Das Schneiden dieser Kontur in der Schablone 6 kann jedoch nur erfolgen, wenn eine elektrische Verbindung 9 zwischen dem Werkstück und der Schablone 6 hergestellt ist. An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Abstandshalter 7 sowie die Positionsstifte 8 aus Isolationsmaterial bestehen. Nach Herstellung der Schablone 6 wird die elektrische Verbindung 9 entfernt. Nun wird der konische Schnitt mit dem gewünschten Winkel zwischen der Drahtelektrode 1 und der Fläche des Werkstücks 4 durchgeführt. Zu diesem Zweck wird in der Steueranlage in der Bahnkorrektur-Einrichtung die Drahtelektrode 1 mit Hilfe der Drahtführungsarme 2 und der Drahtführungsvorrichtung 3 auf eine andere äquidistante Bahn eingestellt. Dies zeigt die Fig. 3. Die Drahtführungsarme 2 sind in Richtung links bewegt worden. Hierdurch bildet die Drahtelektrode 1 den gewünschten Konizitnätswinkel , da die Drahtelektrode von der Kontur der Schablone 6 aus gelenkt wird. Da dir Schablone 6 isoliert ist gegenüber dem Werkstück 4 (Abstandhalter 7 und Positionsstifte 8 sind aus isolierendem Material), erfolgt kein Kurzschluss zwischen der Drahtelektrode 1 und der Schablone 6. Bei der relativen Bewegung der Drahtelektrode durch das Werkstück 4 behält die Drahtelektrode immer den Winkel a.Fig. 3 shows a further embodiment in which instead a template 6 is used for the conical cutting of the guide bushing. before Use of this exemplary embodiment according to the invention is first the so-called cylindrical cut made in workpiece 4. The template 6 and the spacers 7 and position pins 8 are not available. The wire electrode 1, which is tight is stretched between the two wire guide arms 2, is not shown by one numerical control system moved relative to workpiece 4. In this way, the desired contour generated in workpiece 4. The next step is the stencil 6 made in the desired shape. For this purpose, a sheet metal of the type shown in Fig. 3 by means of the positioning pins 8 and the spacers 7 in FIG arranged at a certain distance from the surface of the workpiece 4. In the workpiece 4, the bores 10 for receiving the positioning pins 8 are already made beforehand. In the control system (not shown), the path correction device is used the wire electrode 1 brought on an equidistant path. In the numerical control system becomes the wire electrode 1 with the same program. as for making the cylindrical cut in the workpiece 4, so that the same profile in the sheet metal 6 is cut out as in the workpiece 4 but on an equidistant path, such as it is shown in FIG. The cutting of this contour in the template 6 can but only take place when an electrical connection 9 between the workpiece and the template 6 is made. At this point it should be mentioned that the spacers 7 and the position pins 8 are made of insulation material. After manufacture The electrical connection 9 is removed from the template 6. Now the conical one becomes Cut with the desired angle between the wire electrode 1 and the surface of the workpiece 4 carried out. For this purpose, in the control system in the path correction device the wire electrode 1 with the aid of the wire guide arms 2 and the wire guide device 3 set to a different equidistant path. This is shown in FIG. 3. The wire guide arms 2 have been moved towards the left. As a result, the wire electrode 1 forms the desired angle of conicity as the wire electrode from the contour the template 6 is steered from. Since you stencil 6 is isolated from the Workpiece 4 (spacer 7 and position pins 8 are made of insulating material), there is no short circuit between the wire electrode 1 and the template 6. At the relative movement of the wire electrode through the workpiece 4 maintains the wire electrode always the angle a.

bei. Auf diese Weise wird ein konischer Schnitt im Werkstück 4 erzeugt. Der Winkel d kann sich selbstverständlich während des furrkerosiven Schneidens ändern wenn ein entsprechender Steuerbefehl von der Steueranlage kommt. Die Drahtelektrode 1 bewegt sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fig. 3 senkrecht zur Zeichenebene. Abschliessend sei darauf hingewiesen, dass die Schablone 6 in beliebiger Montagehöhe auf dem Werkstück 4 angebracht werden kann. Hierdurch kann der Winkel s in entsprechender Weise variiert werden. Zweckmässigerweise wird eine Schablone mit geringer Dicke verwendet, deren Fläche gleitfähig und klein ist.at. In this way, a conical cut is produced in the workpiece 4. The angle d can of course change during the electrical discharge machining when a corresponding control command comes from the control system. The wire electrode 1 moves in the present embodiment of FIG. 3 perpendicular to the plane of the drawing. Finally, it should be noted that the template 6 in any mounting height can be attached to the workpiece 4. This allows the angle s in a corresponding Way can be varied. A stencil with a small thickness is expediently used used, the area of which is slippery and small.

Wenn nun das nächste Werkstück 4 mit der gleichen Kontur bzw.If the next workpiece 4 with the same contour or

demselben Profil gemäss Fig. 3 hergestellt werden soll, so kann die gleiche Schablone 6 Verwendung finden, da an dem Führungsblech bzw. an der Schablone 6 bekanntlich kein Verschleiss entsteht.the same profile according to FIG. 3 is to be produced, the the same template 6 can be used, as on the guide plate or on the template As is well known, there is no wear and tear.

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h

9 Apparatus for simplifying the electrical discharge machining of Contours in workpieces by means of a wire electrode, which wire electrode is a Angle CL assumes to the surface of the workpiece, with wire electrode and workpiece perform a relative movement to each other to cut the conical contour, d u r c h e k e k e n n n z e i c h -n e t that a workpiece-related management tool (5, 6) of the wire electrode (1) the selectable incline (angle) for working out the desired contour.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the on Workpiece (4) provided means a socket (5) made of electrically non-conductive The material is which socket the wire electrode (1) on the contour of the workpiece (4) so that the angle between the surface of the workpiece (4) and the Wire electrode (1) is formed.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the guide bushing (5) is cylindrical with a shoulder part (51) and a bore (53) contains for receiving the wire electrode (1) so that during the relative movement between the wire electrode (1) and the workpiece (4) the guide bush (5) on the contour of the workpiece (4) rolls.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the cylinder part (52) and the shoulder part (51) of the guide bushing (5) assumes an angle / 3, that is in the range from 940 to 980 to facilitate the guiding process the guide bush (5) and the contour of the workpiece (4).

5. Device according to claim 2, characterized in that the the hole (53) in the guide bushing (5) to accommodate the wire electrode (1) is conically widened at the end arranged in the shoulder part (51).

6. Apparatus according to claim 3 or 5, characterized in that the hole (53) of the guide bushing, which is used to receive the wire electrode (1) (5) is coated with a material (54) made of ceramic or hard metal.

7. The device according to claim 1, characterized in that the workpiece-bound Means is a guide plate (6) attached to the workpiece (4) on its guide surface the wire electrode (1) so guided during its relative movement to the workpiece (4) is that it takes the angle CL.

8. Device according to claims 1 and 7, characterized in that the guide plate (6) at a certain distance from the surface of the workpiece (4) is attached by means of spacers (7) made of insulating material.

9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the guide plate (6) arranged at a certain distance from the workpiece (4) is electrically connected to the workpiece (4) via a connecting line (9) for Production of its profile by the wire electrode (1).