DE2550749A1

DE2550749A1 - Verfahren und vorrichtung zum elektroerosiven feinbearbeiten

Info

Publication number: DE2550749A1
Application number: DE19752550749
Authority: DE
Inventors: Georges Wyss
Original assignee: Ateliers des Charmilles SA
Current assignee: Agie Charmilles New Technologies SA
Priority date: 1975-06-18
Filing date: 1975-11-12
Publication date: 1977-05-12
Also published as: DE2559893A1; FR2316041A1; IT1062338B; JPS521697A; JPS5516774B2; GB1553699A; USRE31490E; FR2316041B1; DE2559893C2; DE2550749C2; SE433050B; SE7606844L; US4104500A

Description

Georges Wyss, Niederrohrdorf (Schweiz)

Verfahren und Vorrichtung zum elektroerosiven Feinbearbeiten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektroerosiven Feinbearbeiten von Innen- oder Aussenwandungen einer Werkstückkontur mittels einer Elektrode, die sowohl in Richtung ihrer Längsachse als auch in einer quer zur Längsachse liegenden Ebene bewegbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren mit Vorrichtung ist durch die Schweizerische Patentschrift 494· 085 bekannt geworden. Beim bekannten Verfahren wird beim Arbeiten der Elektrode diese in Richtung ihrer Längsachse in das Werkstück hineinbewegt; die Elektrode arbeitet also mit dem Randbereich ihrer Stirnfläche. Diese Arbeitsweise ist sehr zeitraubend und weiterhin unterliegt die Elektrode bei dieser Arbeitsweise an ihren Arbeitskanten einem hohen Verschleiss. Die zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens angegebene Vorrichtung arbeitet mit zwei Kurbeln, wobei die zwei Exzentrizitäten der beiden Kurbeln zueinander

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verschiedene Lagen einnehmen können, so dass sich eine hieraus resultierende veränderliche Gesamtexzeitrizität ergibt. Wie sich die beiden Exzentrizitäten der beiden Kurbeln zueinander einstellen, wird durch eine Leiteinrichtung bestimmt, die eine Hemmung für den Umlauf einer der Kurbeln darstellt. Der Aufbau der bekannten Vorrichtung ist kompliziert.

Es wird die Schaffung eines Verfahrens bezweckt, bei dessen Anwendung das Feinbearbeiten wesentlich schneller als bisher von^-statten geht und dennoch die Elektrode einem geringeren Verschleiss unterliegt. Eine zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung soll einen einfacheren Aufbau haben können als die bekannte Vorrichtung.

Das erfxndungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet , dass man mit der Elektrode bis zur gewünschten Feinbearbeitungstiefe geradlinig bzw. über das Werkstück fährt und dann die Elektrode durch Bilden einer Kurbel mit veränderlicher Exzentrizität innerhalb.der erwähnten Ebene bis zum Erreichen des gewünschten Arbeitsspaltes zwischen Elektrode und Werkstückwandung verstellt, und dass man dann, bei einer festen Zuordnung zwischen der Bewegung der Elektrode in ihrer Längsachse und der Verstellung der Exzentrizität, durch Antrieb eines Exzenterstückes zur Rotation, der Elektrode eine translatorische Bewegung innerhalb der erwähnten Ebene beim Arbeiten der Elektrode verleiht. .

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen als Exzenterstange wirkenden, eine Elektrode tragenden Elektodensupport, in dem zumindest ein Exzenterstück drehbar gelagert ist, das gegenüber einer Welle radial verstellbar gelagert ist, mit einer in der Längsachse der Elektrode sich erstreckenden, als schiefe Ebene wirkenden Auflauframpe zwischen dieser Welle und dem Exzenterstück zur gleichzeitigen axialen und radialen Verstellung der Elektrode, und mit angetriebenen

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Kraftübertragungsorganen zur Rotation des Exzenterstückes und damit zur Translation des Elektrodensupports.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil der Vorrichtung im Längsschnitt,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A gesehen, teilweise im Schnitt,

Fig. 3 eine Vorderansicht auf einen Teil eines zweiten Ausführungsbeispieles der Vorrichtung,

Fig. U eine Seitenansicht und Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit einem Teil der Funkenerosionsrnaschine in Vorderansicht, teilweise geschnitten,

Fig. 6 die Vorrichtung nach Fig". 5 mit dem Teil der Maschine, von der Seite gesehen,

Fig. 7 eine Seiht auf einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 5 in Richtung eines Pfeiles D,

Fig. 8 eine Seitenansicht auf einen Teil der Vorrichtung und die Maschine in Richtung eines Pfeiles F in Fig. 5,

Fig. 9 einen Längsschnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 6, und

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X in Fig.

Die Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 wird zum grössten Teil von einer am Arbeitskolben 1 einer Funkenerosionsmaschine befestigter Arbeitsplatte 2 getragen. Die Vorrichtung ist lediglich mittels zweier Gewindespindeln 3 über Einstellmuttern H an einer maschinengestellfesten Konsole 5 abstützbar. Die Vorrichtung ist bezüglich einer Symmetrieebene 6, in der die Längsachse des Arbeitskolbens 1 liegt, symmetrisch, wobei aber in Fig. 1 nur der mittlere und linke Teil der Vorrichtung dargestellt sind. Die erwähnte zweite Gewindespindel 3 ist also

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nicht dargestellt. Der Arbeitskolben 1 wird beim elektroerosiven! Grobbearbeiten, also beim Schruppen, aber auch beim Feinbearbei-j ten nach dem bekannten,.Verfahren axial ausgefahren. Die Arbeitsplatte 2 trägt eine Getriebeplatte 7, an der ein Elektrodensupport 8 angeordnet ist. Kolben 1, Arbeitsplatte 2 und Getriebeplatte 7 bilden eine kompakte Einheit, gegenüber der der Elektrodensupport 8 eine translatorische Bewegung innerhalb seiner Ebene, also üblicherweise innerhalb einer Horizontalen ausführen kann. Zur Ermöglichung dieser Bewegung des Supports 8 gegenüber der Getriebeplatte 7 weist der Support 8 mehrere Zugbolzen 9 auf ,--die mit Spiel 10 innerhalb je einer Bohrung der Plätte 7 liegen. Der Support 8 ist über die Zugbolzen 9 mittels Wälzlagerringen 11 an der Platte 7 abgestützt, so dass eine Bewegung des Supports 8 gegenüber der Platte 7 im Rahmen des Spieles 10 ermöglicht wird. Der Support 8 dient zur Aufnahme einer nicht dargestellten Elektrode, die mittels der Befestxgungslöcher 12 am Support 8 angebracht werden kann. Im folgenden werden nunmehr die Bauteile der Vorrichtung erläutert, mittels denen die translatorische Bewegung des Supports 8 gegenüber der Platte 7 sowie die Steuerung dieser Bewegung bewirkt wird.

Die Getriebeplatte 7 und der Elektrodensupport 8 werden von einer Führungswelle 13 durchsetzt. Diese Welle 13 ist mit einem Längsschlitz I¹+ versehen und weist in diesem Schlitz m eine als schiefe Ebene wirkende Auflauframpe 15 auf. Die Welle 13 sitzt frei drehbar auf einer Stange 16, von der zumindest die beiden Enden mit Gewinden versehen sind. Die Stange 16 sitzt mit ihrem Gewindeende in einem die Gewindespindel 3 tragenden Boden 17. Zwischen Boden 17 und Gewindespindel 3 befindet sich noch ein. Ansatz- 18, der in Querrichtung von einer Zugstange 19 durchsetzt ist. Die Gewindespindel 3 mit Ansatz 18, Boden 17 und Stange 16 bilden somit einen in Längsrichtung starren Bauteil. Am unteren Ende der Stange 16 befindet sich noch eine Mutter 2 0 zur axial spielfreien aber drehbaren

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Lagerung der Welle 13 bezüglich des vorerwähnten starren Bauteiles. Für diese drehbare Lagerung der Welle 13 sind zwei Axial-Kugellager 21 und 22 vorhanden.

Der.Boden 17 ist mit einem Aussengewinde versehen und trägt eine Einstellmutter 23. Letztere stützt sich auf einer Glocke 24 ab, die mit der Getriebeplatte 7 verschraubt ist. Auf diese vorerwähnte Weise werden also alle Bauteile der Vorrichtung von der Arbeitsplatte 2 getragen, sofern sie sich nicht in später erläuterter Weise an der gestellfesten Konsole 5 abstützen.

Die Getriebeplatte 7 ist mit zwei kombinierten Axial-Radial -Nadellagern 25 und 26 versehen. Mittels diesen Lagern 2 5 und 26 ist eine die Welle 13 umgebende Büchse 27 in der Platte 7 drehbar gelagert. Zur axialen Fixierung der Lager 25 und 26 dient eine Stellmutter 28. Die Welle 13 ist mittels einer bekannten Kugelbüchse 29 axial verschiebbar bezüglich der Büchse 27 gelagert. Eine solche axiale Verschiebung der Welle 13 innerhalb der Büchse 27 kann sowohl durch die Stellmutter 23 als auch durch die Stellmutter 4 in später erläuterter Weise erfolgen.

Der Elektrodensupport 8 ist am einen Ende (das andere Ende ist nicht dargestellt) mit einer Ausdrehung 30 versehen, innerhalb der sich ein Radial-Nadellager 31 befindet. Im Nadellager 31 wird eine Exzenterscheibe 32 drehbar gelagert. Letztere umgibt die Welle 13 mit einem Spiel 33, das zum Beispiel gleich gross wie das eingangs erwähnte Spiel 10 sein kann. Der in Fig.l obere Teil der Exzenterscheibe 32 und der untere Teil der Büchse 27 sind mit Teilen einer geradlinigen Schlittenführung 34 versehen, so dass die Exzenterscheibe um das Spiel 33 in radialer Richtung bezüglich der Büchse 27 verstellbar ist. Eine solche radiale Verstellung der .Exzenterscheibe 32 um das mögliche Mass 33 bezüglich der Welle 13 bzw. der Büchse 27 wird durch eine an der Exzenterscheibe 32 vorhandene Auflaufrolle 35 bei einem Auf-

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laufen auf die Auflauframpe 15 bewirkt. Ein Zurückbewegen der Exzenterscheibe 32 in die andere Richtung, .also wieder hin zur konzentrischen Lage bezüglich der Welle 13 wird durch eine Schraubendruckfeder 36 bewirkt, die einerseits an der Büchse 27 und andererseits an der Exzenterscheibe 32 abgestützt ist.

In der Getriebeplatte 7 sind noch mehrere Kraftübertragungsorgane vorhanden. So sind ein Kegelrad 37 und ein Stirnrad 38 miteinander verblockt, wobei letzteres mit einem Stirnrad

39 kämmt. Letzteres steht in Eingriff mit einer Aussenverzahnung

40 der Büchse 27. Das Kegelrad 37 wird über ein Antriebsritzel

41 von einem Elektromotor 42 angetrieben. Mittels des Motors 42 wird also die Büchse 27 zur Rotation angetrieben. Letztere treibt über die Schlittenführung 34 auch die Exzenterscheibe 32 zur Rotation an. Da die bei der Exzenterscheibe 32 vorhandene Rolle 35 im Längsschlitz 14 der Welle 13 liegt, wird also auch die Welle 13 bei der Drehung der Exzenterscheibe 32 zur Rotation mitgenommen. Liegt die Exzenterscheibe 32 konzentrisch zur Welle 13 bzw. zur Büchse 27, so führt bei der Rotation der vorerwähnten Bauteile der Elektrodensupport 8 keinerlei Bewegung bezüglich der Getriebeplatte 7 aus.

Die maschinengestellfeste Konsole 5 (Lagerblock) ist mit einer Büchse 43 aus elektrisch isolierendem Material versehen. Die Gewindespindel 3 durchragt mit Spiel diese Büchse 43 und trägt die Einstellmutter 4. Zwischen- der Büchse 43 und der Mutter 4 befindet sich ein Axial-Kugellager 44. Wie schon erwähnt, kann mittels der Einstellmutter 4 die Welle 13 bezüglich des festen Maschinengestells 45 angehoben oder abgesenkt werden. Damit die Welle 13 über die Einstellmutter 2,3 bzw. 4 immer satt an der Getriebeplatte 7 bzw. an der maschxnengestellfesten Konsole 5 abgestützt ist, ist die Querstange 19 mit zwei.symmetrisch daran angreifenden Zugfedern 46 versehen. Die Federn 46 sind anderenends indirekt an der Getriebeplatte 7 abgestützt.

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An Letzterer befindet sich noch eine Halterung 47 , die zur Aufnahme einer nicht dargestellten Messuhr dient.·

Es soll nochmals darauf hingewiesen werden, dass ausser den Bauteilen 1,2,7,8,Hl,42,37,38 und H5 alle erwähnten Bauteile der Vorrichtung nochmals bezüglich der Ebene 6 symmetrisch auf der rechten Seite bei der Darstellung nach Fig. 1 vorhanden sind. Der Elektrodensupport 8 weist also zwei Exzenterscheiben 32 auf, und die beiden Schlittenführungen 34 liegen in der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Lage genau in einer Linie hintereinander. Bei einer Drehung der Exzenterscheiben 32 um 90 liegen die beiden Schlittenführungen 3H dann zueinander parallel Bei exzentrischer Lage der Exzenterscheibe 32 zur Welle 13 wird eine Kurbel gebildet, bei der der Elektrodensupport 8 als Exzenterstange wirkt. Die Arbeitsweise der Vorrichtung beim elektroerosiven Bearbeiten wird später erläutert.

Im folgenden wird der konstruktive Aufbau des zweiten Ausführungsbeispieles der Vorrichtung nach den Figuren 3 und 4 erläutert. Gleiche Bauteile wie beim ersten Ausführungsbeispiel wurden mit gleichen Bezugszahlen versehen. Diese Vorrichtung ist bezüglich der Ebene 6, in der die Längsachse des Arbeitskolbens 1 liegt, unsymmetrisch aufgebaut. Die in Fig. 3 links vom Arbeitskolben liegende Einrichtung mit der Gewindespindel 3, Welle 13, Büchse 27 usw., die man als Steuereinrichtung bezeichnen kann, ist nur einmal vorhanden. Die in Fig. 1 auf der linken Seite vollständig im Längsschnitt dargestellte Steuereinrichtung liegt in der genau gleichen Ausbildung auch beim Beispiel nach den Figuren 3 und 4 vor und wurde in Fig. 3 auf der linken Seite deshalb nicht nochmals dargestellt. Die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen liegen neben der erwähnten, nur einseitigen Anordnung der Steuereinrichtung in der anderen Anordnung des Antriebsmotors 42 und der Kraftübertragungsorgane zum Antrieb der Büchse 27 zur Rotation sowie in der Anordnung

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von zwei rechtwinklig gekreuzt zuexnanderlxegenden Schlittenführungen 48 und 49. Diese Schlittenführungen 48 und 49 sind von gleicher Art wie die Schlittenführung 34 und gewährleisten eine spielfreie Geradführung. Solche Schlittenführungen sind unter dem Namen "Schneeberger-Längsführung" im Handel. Zwischen dem Elektrodensupport 8' und der Getriebeplatte 7' ist beim zweiten Ausführungsbeispiel noch ein zusätzlicher Schlitten 50 vorhanden der mittels der Schlittenführung 48 mit der Getriebeplatte 7' und mittels der Schlittenführung 49 mit dem Elektrodensupport 8' in Verbindung steht. Ein Ritzel 51 des Motors 42 treibt auf ein Stirnrad 39', das wiederum mit der Verzahnung 40 der Büchse 27 kämmt. Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 ist also nur eine Exzenter scheibe 32 vorhanden und die beiden Schlittenführungen 48 und 49 sorgen dafür, dass die durch die jeweilige Exzentrizität der Exzenterscheibe 32 dem Elektrodensupport 8' verliehene Bewegung eine Translatorische ist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise mit der Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 beschrieben. Nachdem eine Ausnehmung in einem Werkstück mittels einer Schruppelektrode auf die übliche elektroerosive Bearbeitung hergestellt worden ist, also durch sehr langsames Bewegen der Schruppelektrode in ihrer Längsachse, findet nunmehr die elektroerosive Feinbearbeitung nach dem erfindungsgemässen Verfahren statt. Dieses Feinbearbeiten kann grundsätzlich mit der gleichen Elektrode erfolgen, mit der zerst geschruppt wurde; es kann aber auch eine andere Elektrode verwendet werden. In jedem Fall kann beim Feinerodieren (Schlichten) mit der am Elektrodensupport 8 befestigten, nicht dargestellten Elektrode, ohne ein elektroerosives Arbeiten der Elektrode, ganz in die Werkstückausnehmung eingefahren werden, bis die vordere Elektrodenstirnfläche in einem sehr geringen, vorbestimmten Abstand beim Boden der Ausnehmung liegt. Dieser vorbestimmte Abstand ist in bekannter Weise der Arbeits-

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spalt. Dieser ist: durch die an der Maschine zum Feinbearbeiten eingestellte Stromstärke bestimmt. Der jeweilige Arbeitsspalt ist erreicht, wenn ein elektrischer Stromfluss zwischen der Elektrode und dem Werkstück stattfindet. Es wird dann ein Steuersignal gegeben, über den in bekannter Weise nicht dargestellte z.B. hydraulische Ventile schliessen, sodass der Arbeitskolben nicht weiter nach unten ausgefahren wird. Vor dem erläuterten Einfahren mit der Elektrode in die Werkstückausnehmung war die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung bereits auf Null gestellt worden, d.h. der Elektrodensupport 8 wurde bezüglich der Getriebeplatte 7 genau ausgerichtet, so dass die Exzentrizität bei beiden Exzenterscheiben 32 Null beträgt. Beide Exzenterscheiben 32 liegen dann also konzentrisch zu ihren zugeordneten Wellen 13. Zum Einstellen dieser Null-Stellung dient die von Hand betätigbare Einstellmutter 23, und diese Einstellung wird mittels zweier nicht dargestellter Messuhren festgestellt. Jede Messuhr ist an ihrem Halter 47 befestigt und liegt mit ihrem Taster am Elektrodensupport 8 an. Durch Verdrehen der Einstellmutter 2 3 wird die Welle 13 mit ihrer Auflauframpe 15 nach oben gezogen, wodurch die Exzenterscheibe 32 radial gegen die Kraft der Feder 36 bis zur konzentrischen Lage bewegt wird. Diese Null-Stellung findet an beiden Einstellmuttern 2 3 statt.

Nach diesem Null-Stellen und dem Einfahren der Elektrode in die Werkstückausnehmung wird die Elektrode durch Einstellung einer Exzentrizität bei der Exzenterscheibe 32 radial bewegt. Diese radiale Verstellung der Elektrode wird mit der Einstellmutter 4 vorgenommen. Durch Verschrauben der Einstellmutter 4 von Hand wird die Gewindespindel 3 und damit die Welle 13 mit Auflauframpe 15 nach, oben gezogen und die Exzenterscheibe 32 mit Elektrodensupport 8 und Elektrode werden entlang der Schlittenführung 34 geradlinig gegen die Kraft der Feder 36 bewegt. Die Exzenterscheibe 32 erhält also eine Exzentrizität bezüglich der Welle 13, so dass der Elektrodensupport 8 zu

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einem Teil einer Kurbel wird. Diese radiale Verstellung der Elektrode findet so lange statt, bis die Funkenerosionsmaschine anspricht, d.h. bis sich die Elektrode mit ihrer Seitenwandung z.B. der Innenwandung·einer Werkstückausnehmung auf den jeweiligen Arbeitsspalt angenähert hat. Es ist ebenfalls der zum ' Feinbearbeiten bestimmte Arbeitsspalt. Das Ansprechen der Maschine macht sich so bemerkbar, dass der Arbeitskolben 1 z.B. um 1/10 mm eingefahren wird. Es liegt also nunmehr eine feste Zuordnung zwischen der Bewegung der Elektrode in ihrer Längsachse (durch Verschieben des Arbeitskolbens 1) und der Verstellung der Exzentrizität der Exzenterscheibe 32 (und damit Bewegung der Elektrode quer zu ihrer Längsachse) vor.

Jedes weitere Ausfahren des Arbeitskolbens 1 hat eine weitere radiale Nachaussenbewegung der Elektrode zur Folge, und umgekehrt. Die Vorrichtung ist nunmehr zur elektroerosiven Feinbearbeitung z.B. der Innenwandungen einer Werkstückausnehmung parat und der Motor 4 2 wird eingeschaltet. Die Büchse 27 mit Geradführung 34 und Exzenterscheibe 32 mit Rolle 35 sowie Welle 13 werden zur Rotation angetrieben. Diese Rotationsbewegung der beiden an den Enden des Elektrodensupports 8 vorhandenen Exzenterscheiben 32 wird in eine translatorische Bewegung des Elektrodensupports 8 und seiner Elektrode umgewandelt. Bei dieser translatorischen Elektrodenbewegung wird die Seitenfläche der Elektrode über die gesamte Tiefe der Werkstückausnehmung immer mit dem richtigen Arbeitsspalt entlang der Innenwandung der Werkstückausnehmung bewegt und die elektroerosive Bearbeitung findet über die gesamte Ausnehmungstiefe statt. Die Elektrode arbeitet also nicht mehr nur mit ihrer vorderen Stirnfläche sondern auch mit ihrer radialen Projektionsfläche.

Durch diese Arbeitsweise der Elektrode geht das Feinbearbeiten der Werkstückausnehmung wesentlich schneller vor sich als bei der bekannten Arbeitsweise und die Elektrodenabnützung ist wesentlich geringer. Die zur Durchführung dieses

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Verfahrens erläuterte Vorrichtung hat auch einen einfacheren und damit weniger störanfälligen Aufbau als die eingangs genannte bekannte Vorrichtung.

Einen konstruktiv noch einfacheren Aufbau hat die Vorrichtung nach den Fig. 3 und 4, bei der die gleichen Bewegungen der Elektrode und damit deren gleiche Arbeitsweise auf die. folgende Weise erreicht wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung wurden die' Bauteile, die zur Umwandlung der Rotationsbewegung der Exzenterscheibe 32 in eine translatorische Bewegung des Elektrodensupports 8' und damit der Elektrode dienen, anders ausgebildet. Es ist nur noch ein Halter für eine Messuhr zum Nullstellen der Exzenterscheibe 32 vorhanden. Die von der exzentrisch umlaufenden Exzenterscheibe 32 dem Elektrodensupport 8' verliehene Bewegung wird mittels der beiden Schlittenführungen 48 und 49 am Schlitten 50 in eine translätorische Bewegung des Elektrodensupports 8' umgewandelt.

Ist das elektroerosive Feinbearbeiten mit der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 oder der Vorrichtung nach den Fig. 3 und 4 beendet, stellt die Funkenerosionsmaschine ab und die Elektrode kann schnell aus der Werkstückausnehmung herausgefahren werden.

Die Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung nach den Fig. 5-10 stellt eine weitere Verbesserung dar. Die Verbesserung ist darin zu sehen, dass diese Vorrichtung einen noch einfacheren Aufbau hat, ohne dass die Qualität in der Arbeitsweise mit dieser Vorrichtung darunter leidet.

Hierfür wird die Welle mit einer Verzahnung zu ihrem unmittelbaren Antrieb durch die angetriebenen Kraftübertragungsorgane versehen -und das Exzenterstück wird stirnseitig zur Welle angeordnet, und die Auflauframpe wird an den Stirnseiten von Welle und Exzenterstück angebracht.

Durch diese Massnahme können verschiedene Bauteile der beiden vorher beschriebenen Vorrichtungen vermieden bzw.

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zu einem einzigen Bauteil vereinigt v/erden, so dass neben der möglichen einfacheren und billigeren Herstellung auch eine kompaktere Ausgestaltung der Vorrichtung ermöglicht wird.

Die vorerwähnte Verbesserung, d.h. Vereinfachung der Bauteile und Zusammenfassen verschiedener Bauteile zu weniger oder nur einem Bauteil betrifft hauptsächlich die bei den Beispielen nach den Fig. 1-4 vorhandenen Bauteile, 13, 27, 32 und 35. Im folgenden werden gleiche Eauteile wie bei den Vorrichtungen nach den Fig. 1-1 mit gleichen Bezugszahlen versehen.

Die Vorrichtung (wie die Vorrichtung nach den Fig. 3 und 4) ist bezüglich einer Ebene 6, in der die Längsachse des Arbeitskolbens 1 liegt, unsymmetrisch aufgebaut. Die Arbeitsplat 2 wird vom Arbeitskolben 1 getragen. Die Funkenerosionsmaschine hat das Maschinengestell 45. Der in Fig.. 5 links vom Maschinengestell 45 liegende und sich vertikal erstreckende Teil, den man als Steuereinrichtung bezeichnen kann, ist also nur einmal vorhanden. An der Arbeitsplatte 2 ist die Platte 7^T befestigt. Ein Gehäuse 55 ist unter Zwischenlage einer elektrisch isolierenden Platte 56 starr an der Arbeitsplatte 2 befestigt. Zwischen der Platte 7' und dem Elektrodensupport 8' liegt der Schlitten 50, der mittels der Schlittenführung 48 mit der Platte 7' und mittels der Schlittenführung 4 9 mit dem Elektrodensupport 8' in Verbindung steht. Der Elektrodensupport 8^f steht über eine elektrisch isolierende Platte 57 mit einem unteren Gehäuse 58 in starrer Verbindung. Zwischen dem Gehäuse 55 und dem Gehäuse 58 befinden sich wiederum mehrere Zugbolzen 9, die mittels Wälzlagerringen 11 am Gehäuse 55 abgestützt sind, so dass eine Bewegung des Supports 8' gegenüber der Platte 7' im Rahmen des Spieles 10 ermöglicht wird. Die Bauteile 8', 57 und 58 führen in später erläuterten Weise wieder die translatorische Bewegung gegenüber den Bauteilen 7¹, 56 und 55 durch.

Im folgenden wird nunmehr die vorerwähnte Steuereinrichtung beschrieben. Es ist hierfür eine vertikale Stange

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vorhanden, die mit einem Vier- oder Sechskant 60 und mit einem Gewindeansatz 61 versehen ist. Am unteren Ende der Stange 59 ist diese in axialer Richtung spielfrei mittels zwei Axiallagern 62 und 63 an einer Welle 64 drehbar befestigt. Die Welle 64 ist gegenüber der Stange 59 frei drehbar. Am oberen Ende ist die Welle 64 mit einer Verzahnung 65 versehen, die mit dem Zahnrad 51 kämmt. Der Antrieb der Welle zur Rotation erfolgt somit vom Elektromotor 42 über das Ritzel 51 und auf die Verzahnung 65. Die Welle 64 ist als Hohlwelle ausgebildet und ihre untere Stirnfläche ist gegabelt. Der gabelförmige Unterteil der Welle 64. weist somit die beiden Wangen 66 und 67 der Gabel auf. Die Wangen 66 und 67 weisen auf der Innenseite den einen Teil von zwei Geradführungen 68 auf, die unter dem Namen "Schneeberger-Längsführung" bekannt sind. Die beiden Gerad-Führungen 68 liegen in der Darstellung nach Figur 9 deckungsgleich hintereinander. Diese beiden Geradführungen 68 liegen geneigt zur Drehachse der Welle 64. Beim dargestellten Beispiel wurde ein Neigungswinkel von 45° gewählt. Die Welle 64 sitzt in einer Büchse 69, auf der sich eine handelsübliche Kugelbüchse 70 befindet. Letztere ist noch innerhalb des Gehäuses 55 gelagert. Die Kugelbüchse 70 erlaubt sowohl eine spielfreie axiale Bewegung der Welle 64 mit Büchse 69 als auch eine Drehbewegung der Welle 64 mit der Büchse 69 bezüglich des Gehäuses 55. Die Stange 59 durchragt mit ihrem Gewindeansatz 61 das Gehäuse 55 mit Spiel, und auf dem Gewindeansatz ist ein Anschlagriegel verschraubbar und mittels einer Stellschraube 72 in der jeweils verschraubten Stellung blockierbar. Aus Montagegründen ist das Gehäuse 55 zweiteilig ausgebildet und weist einen rechteckigen Teil 73 und einen Deckel 74 auf.

Das mit dem Elektrodensupport 8' starr verbundene Gehäuse 58, das zusammen mit dem Support 8· die translatorische Bewegung auszuüben hat, dient zur drehbaren Lagerung eines Exzenterstückes 75. Letzteres weist eine rechtwinklige, drei-,eckige Platte 76 auf, an die sich nacheinander zwei Wellenzapfen

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77 und 78 anschliessen. Die Bauteile 76, 77 und 78 bilden ein Stück. Das Einsatzstück 75 ist mittels Nadellagern 79 und 80 radial und axial spielfrei drehbar.im Gehäuse 58 gelagert. Zur axial spielfreien Halterung des Exzenterstückes 75 im Gehäuse

58 ist noch eine Laufscheibe 81, ein Sicherungsblech 8 2 und eine Sicherungsmutter 8 3 vorhanden. Das Exzenterstück 7 5 wird axial von einer Gewindebohrung durchsetzt, in der eine Stellschraube 84 gehalten ist. Eine Schraubenzugfeder greift mit ihrem einen Ende an dieser Stellschraube 84 an und ist mit ihrem anderen Ende auf einem an der Welle 64 abgestützten Zapfen 85 gehalten. Die Feder 87 hat das Bestreben, die Stange

59 mit Welle ,64 nach unten gegen das Exzenterstück 75 zu ziehen. Die Hypothenuse der dreieckigen Platte 76 vom Exzenterstück ist mit dem anderen Teil der erwähnten Geradführung 68 versehen. Die Welle 64 steht also mittels dieser Geradführung 68 mit dem Exzenterstück 75 in Verbindung. Das Exzenterstück 75 liegt hierbei mit seinem plattenförmigen Teil 76 im Zwischenraum des gegabelten unteren Endes der Welle 64.

Das Exzenterstück 75 liegt also stirnseitig zur Welle 64, und die geneigt zur Drehachse der Welle 64 liegende Geradführung 68 stellt die erfindungsgemässe Auflauframpe zwischen der Welle 64 und dem Exzenterstück 75 dar. Eine axiale Bewegung der Welle 64 bezüglich des Gehäuses 55 hat eine radiale Verstellung des Exzenterstückes 75 mit seinem Gehäuse 58 bezüglich des Gehäuses 55 zur Folge.

Es wird nunmehr der obere Teil der in Fig. 5 links liegenden Steuereinrichtung erläutert. Der ein gewisses Stück oberhalb des Sechskantes 60 liegende Teil der Stange 59 weist einen glatten, gleichmässigen Verlauf, also ohne Abstufung, auf. Dieser Teil der Stange 59 ragt frei durch eine Durchbrechung eines Gehäuses 88, das am Maschinengestell 45 befestigt ist. Auf der Stange 59 sitzt eine Stangenklemme 89, die mittels einer Schraube 90 an jeder beliebigen Stelle der Stange 59 durch Klemmen befestigt werden kann..Im Gehäuse 88 ist ein

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liegender Keil 91 mittels einer Stellschraube 92 in Fig. 5 nach rechts verschiebbar gehalten. Bei "zurückgedrehter Schraube 92 wird der Keil 91 durch eine nicht dargestellte, der Schraube gegenüberliegende Druckfeder in Fig. 5 nach links bewegt. Auf dem Keil 91 liegt eine Platte 9 3 auf. Diese Platte 93 wird mittels zweier Zugfedern 94 ständig an den Keil 91 angedrückt. Hierzu sind beide Enden jeder Feder 94 an Bolzen 95 und 96 befestigt, wobei die Bolzen 95 auf der Unterseite des Gehäuses 88 abgestützt sind, wogegen die Bolzen 96 auf der Platte 93 aufliegen. Die Stangenklemme 89 liegt mit ihrer unteren Stirnfläche auf der Platte 93 auf.

In der Platte 93 ist noch eine federbelastete Schraube 97 verschraubbar, die frei ins Gehäuse 88 ragt und in nicht dargestellter Weise am Taster einer Messuhr 98 anliegt.

Zwischen der Platte 7' und dem Elektrodensupport 8' sind noch zwei um 90 zueinander versetzt angeordnete Messuhren 99 und 100 vorhanden. Die Messuhr 100 ist mittels eines Halters 47 an der Platte 7' befestigt und in Fig. 5 nicht dargestellt. Die Messuhr 99 ist mittels eines Halters 101 am Support 8¹ befestigt. Wittels der Messuhr 99 werden Verschiebungen des Supports 8' durch die Längsführung 49 wahrgenommen und mittels der Messuhr 100 werden Verschiebungen des Schlittens 55 und damit auch des Supports 8¹ in den Längsführungen 48 wahrgenommen.

Der erwähnte, auf der Stange 59 verschraubbare Anschlag 71 stellt ein erstes Verstellorgan dar, mittels dem die Stange 59 gegenüber dem Elektrodensupport 8^f verstellbar ist. Der im Gehäuse 88 vorhandene Keil 91 stellt ein zweites Verstellorgan für die Stange 59 dar. Mittels des Keiles 91 ist die Stange 59 bei daran befestigter Klemme 89 gegenüber dem ortsfesten Vorrxchtungsgehäuse 45 verstellbar.

Im folgenden wird die Arbeitsweise mit der Vorrichtung nach den Fig. 5-10 beschrieben.

Das sogenannte Nüll-Stellen der Vorrichtung, also

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das genaue Ausrichten des Supports 8' zur Platte 7^f, so dass keine Exzentrizität zwischen Welle 64 und Exzenterstück 75 vorhanden ist, erfolgt durch Verdrehen der Stange 59 mit dem Vier- oder Sechskant .60. Die Stange 59 wird hierbei im Anschlag 71 axial verschraubt, bis eine Rotation der Welle 64 mit dem Exzenterstück 75 keinerlei Bewegung des Gehäuses 58 und damit des Supports 8' zur Folge hat. Diese Null-Stellung ist dann erreicht, wenn die beiden Messuhren 99 und 100 keinen Ausschlag mehr anzeigen. Beim vorerwähnten Verschrauben der Stange 59 wird diese und der Anschlag 71 ständig durch die Feder 87 nach unten gezogen, so dass also der Anschlag 71 immer am Gehäuse 55 anliegt. In dieser Null-Stellung wird dann auch die Messuhr 98 auf Null eingestellt. Bei dieser axialen Verstellung der Stange 59 und damit der Welle 64 ist das, Exzenterstück 75 konzentrisch zur Welle 64 ausgerichtet, d.h. radial verstellt worden. Bei eingeschaltetem Motor 42 wird die Welle 64 und das Exzenterstück 75 zur Rotation angetrieben. Es soll noch erwähnt werden, dass die nicht dargestellte Elektrode an der Unterseite des Supports 8' befestigt ist. Soll nunmehr eine Innen- oder Aussenwandung einer Werkstückkontur elektroerosiv bearbeitet werden, so wird nunmehr die translatorische Bewegung des Supports 8' eingestellt. Hierzu muss eine Exzentrizität zwischen dem Exzenterstück 75 und der Welle 64 eingestellt werden. Dies erfolgt mittels der Einstellschraube 92. Die Stangenklemme 89 war vorher entlang der Stange 59 bis zum Anschlag an die Platte 9 3 nach unten geschoben und an der Stange 59 festgeklemmt worden. Durch Verdrehen der Schraube wird der Keil 91 in Figur 5 nach rechts geschoben und hebt über die Platte 93 und die Klemme 89 die Stange 59 nach oben. Das angehobene Mass wird an der Messuhr 98 angezeigt. Um dieses Mass ist auch die Welle 61 im Gehäuse 55 angehoben worden. Diese axiale Aufwärtsbewegung der Welle 64 hat eine radiale Bewegung des Exzenterstückes 75 in Figur 9 nach rechts

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zur Folge. Da die Geradführung 68 unter einem Winkel von 45° zur Drehachse der Welle 64 geneigt liegt, beträgt das Verhältnis der Axialbewegung der Welle 64 zur. Radialbewegung des Exzenterstückes 75 1:1. Nunmehr liegt das Exzenterstück 75 exzentrisch zur Welle 64,und das Gehäuse 58, zusammen mit dem Support 8¹ führt eine translatorische Eewegung aus. Der Kolben 1 fährt um den eingestellten Betrag zurück und erodiert dann selbsttätig entsprechend der Abtragsleistung den an der Einstellschraube 92 eingestellten Betrag an den Seitenwandungen ab. Wird die Schraube 92 dann in der anderen Richtung gedreht, senkt sich der Keil 91 ab und damit auch die Stange 59 und die Welle 64, und das Exzenterstück 75 wird in Fig. 9 nach links bewegt. Durch

die in Fig. 9 dargestellte Zugfeder 87 wird die Stange 59 immer nach-unten gezogen.

Im folgenden soll noch ein Detail der Vorrichtung nach den Fig. 5-10 beschrieben werden, mit dem zwar nicht mehr erfindungsgemäss mit der· Vorrichtung gearbeitet wird, das aber zeigt, wie der Verwendungsbereich der erläuterten Vorrichtung noch für das praktische Arbeiten erweitert werden kann. Gemäss der Erfindung wird das Exzenterstück, zur Rotation und der Elektrodensupport zur Translation angetrieben. Im folgenden soll geschildert werden, wie ein elektroerosives Bearbeiten ohne Rotation des Exzenterstückes und damit auch ohne Translation des Elektrodensupports erfolgen kann. Im Gehäuseteil 74 sitzt ein federbelasteter Arretierstift 102, der mit seiner unteren Verriegelungsnase in einen in der oberen Stirnfläche der Welle 64 vorhandenen Teilkreis einschnappen kann. Der Teilkreis hat also eine Vielzahl von über seinem Umfang verteilt angeordnete Rastlöcher. Bei eingeschnapptem Raststift 102 ist somit die Welle 64 drehfest blockiert. Durch Verstellen der Einstellschraube 92 wird nunmehr die Welle 64 lediglich axial verstellt, so dass auch das Exzenterstück 76 und damit der Elektrodensupport 8' nur geradlinig horizontal bewegt werden.

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Mit dieser Massnahme wird also die nicht dargestellte Elektrode unter einem Winkel von U5° zwischen der Vertikalen und Horizontalen verstellt. Ein solches Arbeiten mit der Elektrode kann z.B. vorgenommen· werden, wenn in einen Radius einer Innenwandung eine Ecke hergestellt werden soll. Es ist natürlich eine besondere Sicherheitsvorkehrung hierzu getroffen worden, damit der Motor 4 2 vorher abgeschaltet wird, bevor der Verriegelungszapfen 102 in die Welle 64 einrasten kann.

Es soll noch erwähnt werden, dass man an der Stange 59 ein nicht dargestelltes Antriebsorgan angreifen lassen kann zum gesteuerten axialen Verstellen der Stange 59, also zum Abheben der Stange 59 von der Platte 93. Durch diese Massnahme kann die im erfindungsgeinässen Verfahren erläuterte feste Zuordnung zwischen der Bewegung der Elektrode in ihrer Längsachse und der Verstellung der Exzentrizität des Exzenterstückes geändert oder ganz aufgehoben werden. Durch eine derartige gesteuerte Axialbewegung, der Stange 59 unabhängig von der Bewegung des Arbeitskolbens 1 wird die radiale Verstellung der Elektrode unabhängig von ihrer axialen Verstellung vorgenommen. Auf diese Weise können verschiedene Konturen, z.B. auch ein Konus, bearbeitet werden.

Vergleicht man die Vorrichtung nach den Fig. 5-10 mit den beiden Vorrichtungen nach den Fig. 1-4, so ersieht man, dass sowohl vom einseitigen, d.h. unsymmetrischen Aufbau Gebrauch gemacht wird, wie er in den Figuren 3 und 4 erläutert worden ist, und weiterhin wurden verschiedene Bauteile vereinfacht. Die in den Fig. 1-4 erläuterte Welle 13 und Büchse 27 wurden nunmehr vereinigt und ergeben die Welle 64. Die in den Fig. 1-4 erläuterten Federn 36 und 46 wurden nunmehr zusammengefasst und ergeben die Feder 87. Die in den Fig. 1-4 erläuterte Geradführung 34 und die Auflauframpe 15 sowie die Rolle 35 wurden zusammengefasst und ergeben nunmehr die Geradführung 68. Dadurch, dass das Exzenterstück nunmehr stirnseitig zur Welle liegt und nicht mehr die Welle radial umgibt wie in den Fig. 1-4, kann die Steuereinrichtung kompakter hergestellt werden.

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Leerseite

Claims

Ansprüche;

1.J Verfahren zum elektroerosiven Feinbearbeiten der Oberfläche einer in einer Werkstück-Elektrode gebildeten Ausnehmung mittels einer Werkzeug-Elektrode, bei dem die Elektroden relativ zueinander translatorisch in der Richtung einer Längsachse beider Elektroden und in einer zu dieser Längsachse senkrechten Ebene bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden bis zum Beginn einer Elektroerosion an den Front- und/oder Seitenabschnitten der zu bearbeitenden Oberfläche ineinander bewegt werden, daß danach eine derartige Relativbewegung der Elektroden in der Längsachse fortgesetzt wird, zugleich aber auch spiralartige Relativbewegungen der Elektroden in zu der Längsachse senkrechten Ebenen mit wachsenden Amplituden erfolgen, und daß die aus den axialen und radialen Relativbewegungen resultierenden spiraligen schrägen Vorschubbewegungen der Elektroden unter Aufrechterhaltung der Elektroerosion an den Front- und Seitenabschnitten der zu bearbeitenden Oberfläche gesteuert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die aus den axialen und radialen Relativbewegungen resultierenden schrägen Vorschubbewegungen der Elektroden konusartig und koaxial mit der Längsachse verlaufen.

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3. Verfahren nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet/ daß der Konuswinkel zur Längsachse 45° beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,dadurch gekennzeichnet, daß die resultierenden schrägen Vorschubbewegungen zur elektroerosiven Feinbearbeitung an der Spitze des Konus beginnen.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn ζ e ichne t, daß die resultierenden schrägen Vorschubbewegungen von einem außerhalb der Längsachse liegenden Punkt aus beginnen.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5_r dadurch gekennzeichnet, daß eine der Elektroden zu Beginn der elektroerosiven Feinbearbeitung spiralig mit abnehmender Amplitude von der anderen Elektrode und danach in der Längsachse beider Elektroden zurückgezogen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden eine zyklische relative Vorschubbewegung in zu der Längsachse senkrechter Ebene vollführen, was das Vorbeilaufen einer Erzeugenden der schrägen Vorschubbewegung an der gesamten Oberfläche des Umlauf-Konus einschließt.

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