DE2701124A1 - Vorrichtung zur elektroerosiven bearbeitung metallischer werkstuecke - Google Patents

Vorrichtung zur elektroerosiven bearbeitung metallischer werkstuecke

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DE2701124A1 DE19772701124 DE2701124A DE2701124A1 DE 2701124 A1 DE2701124 A1 DE 2701124A1 DE 19772701124 DE19772701124 DE 19772701124 DE 2701124 A DE2701124 A DE 2701124A DE 2701124 A1 DE2701124 A1 DE 2701124A1
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    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/26Apparatus for moving or positioning electrode relatively to workpiece; Mounting of electrode
    • B23H7/28Moving electrode in a plane normal to the feed direction, e.g. orbiting

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Description

  • Vorrichtung zur elektroerosiven Bearbeitung metallischer Werkstücke
  • Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur elektroerosiven Bearbeitung metallischer Werkstücke.
  • Beim Funken- bzw. Lichtbogenerodieren wird eine Elektrode, deren äußere Form dem abzutragenden Material entspricht, einem in einer dielektrischen Flüssigkeit befindlichen metallischen Werkstück genähert, wobei zwischen Elektrode und Werkstück eine Gleichspannung von ca. So bis einigen 100 V liegt.Das Material wird infolge des zwischen Elektrode und WerkstÜck bei einem bestimmten Abstand entstehenden Funkenüberschlags bzw. Lichtbogens abgetragen.
  • Die Werkzeugelektrode wird entsnrechend dem Arbeitsfortschritt durch eine mechanische oder hydraulische Vorschubeinrichtung geregelt nachgestellt, wobei üblicherweise als Regelgröße die dem Bearbeitungsspalt proportionale mittlere Spannung zwischen den Elektroden verwendet wird (vgl. Lueger"Lexikon der Technik"-rororo-Taschenbuchausgabe, Band 30, Seite 180, 1972).
  • Bei dieser Arbeitsweise wird die Elektrode vorwiegend in Richtung auf das Werkstück vorgeschoben oder senkrecht zur Vorschubrichtung translatorisch bewegt.
  • Bei der Mehrzahl der bekannten Erosionsmaschinen wird die Vertikalbewegung von einer in Abhängigkeit vom Bearbeitungsspalt gesteuerten Hydraulik erzeugt, welche den Axialvorschub einer in einem Pinolenkopf verschiebbaren Pinole erzeugt, an welcher die Werkzeugelektrode befestigt ist. Zur Erzeugung der translatorischen Bewegung ist eine weitere gesteuerte Hydraulik notwendig, welche entweder für eine Querverschiebung des das Werkstück tragenden Aufspanntisches oder des Pinolenkopfes sorgt.
  • Auf diese zusätzliche gesteuerte Hydraulik kann vorteilhafterweise verzichtet werden, wenn, wie aus der deutschen Patentschrift 23 55 373 bekannt ist, die Axialbewegung der Pinole mit einer geeigneten Umlenkvorrichtung in eine Querbewegung umgewandelt wird.
  • Von einer derartigen Vorrichtung zur elektroerosiven Bearbeitung metallischer Werkstücke mit einer an einem Pinolenkopf mittels einer gesteuerten Hydraulik axial verschiebbaren Pinole, welche über eine die Axialbewegung in eine Querbewegung umlenkende Vorrichtung auf einen bezüglich der Pinolenachse quer verschiebbaren Schlitten wirkt, an dem die Werkzeugelektrode befestigt ist, geht die vorliegende Erfindung aus.
  • Nachteiligerweise setzt die bekannte Konstruktion stets einen Axialvorschub der Pinole voraus, wodurch die Einsatzmöglichkeiten einer derartigen Vorrichtung beschränkt sind.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur elektroerosiven Bearbeitung metallischer Werkstücke der oben genannten Art zu schaffen, bei welcher translatorische Bewegungen der Elektrode unabhängig vom Pinolenvorschub jedoch unter Ausnutzung der dem Pinolenvorschub dienenden Hydraulik sowie der die Pinolenposition kontrollierenden Steuereinrichtung erzeugt werden können.Außerdem soll diese Vorrichtung so gestaltet sein, daß mit konstruktiv einfachen Mitteln der Elektrode eine Rotationsbewegung erteilt werden kann. Durch Überlagerung der Axialbewegung der Pinole, der translatorischen Bewegung des an einem Schlitten angebrachten Elektrodenwerkzeuges und der Rotationsbewegung der Elektrode läßt sich mit einer beschränkten Zahl von Elektroden eine Vielzahl unterschiedlicher Werkstückbearbeitungen durchführen.
  • Gemäß vorliegender Erfindung wird diese Aufgabe im wesentlichen dadurch gelöst, daß an der Pinole zusätzlich ein axial verschiebbarer, auf die genannte Umlenkvorrichtung wirkender Stößel vorgesehen ist, dessen Vorschubweg in Bezug auf die jeweilige Pinolenstellung meß- und begrenzbar ist und der mit einem eigenen Hydraulikkolben versehen ist, welcher innerhalb eines in der Pinole vorgesehen Zylinderraumes gesteuert verschiebbar ist.
  • Mittels dieses Stößels kann über die Umlenkvorrichtung bei jeder Stellung der Pinole, jedoch unabhängig von deren Vorschub eine translatorische Bewegung erzeugt werden, wobei jedoch vorteilhafterweise die vom Bearbeitungsspalt abhangige Steuerung des Pinolenvorschubes ausgenutzt wird, so daß trotz Erweiterung des Anwendungsgebietes die Steuerung elektronik einerderartigen Erosionsmaschine nicht komplizierter wird.
  • Da die translatorische Bewegung der Elektrode in Bezug auf die jeweilige Pinolenstellung, welche mit einer ohnehin bei herkömmlichen Erosionsmaschinen vorhandenden,sehr genauen und damit kostspieligen Meßeinrichtung festgestellt wird, bestimmt wird,gestaltet sich die Messung bzw. Steuerung der translatorischen Bewegung außerordentlich einfach.
  • Im einfachsten Fall kann z.B. eine Messlehre bzw. Messuhr vorgesehen sein, die mit der Pinole verbunden ist und auf deren Spindel bzw. Taststift der erfindungsgemäße Stößel aufläuft. Im Falle einer Messlehre stellt deren Spindel einen sehr genau einstellbaren Anschlag für den Stößel dar, wodurch die translatorische Elektrodenbewegung exakt fixiert ist. Bei Verwendung einer Meßuhr, deren Taststift mit dem Stößel in Wirkverbindung steht, ist die translatorische Auslenkung der Elektrode exakt ablesbar.
  • Bei vollautomatischer Arbeitsweise empfiehlt es sich, zur Kontrolle und Steuerung des Stößelvorschubes einen elektrischen hydraulischen, pneumatischen oder mechanischen Taster zu verwenden, dessen Taststift in Abhängigkeit vom Pinolenvorschub undiamit der translatorischen Bewegung der Elektrode verschoben wird, wodurch ein Meß- oder Steuersignal erzeugbar ist.
  • Mit diesen Einrichtungen läßt sich bei geringem Aufwand der Endwert der Elektrodenquerbewegung einstellen. Bei vielen Anwendungsfällen kann es jedoch auch empfehlenswert sein, der Elektrode eine von der Mittellage abweichende Ausgangslage in Abhängigkeit von der Pinolenstellung zu geben. In diesem Fall muß also die Ausgangslage des Stößels je nach der Pinolenstellung veränderbar sein.
  • Bei einem mit der Erfindung vorgeschlagenen Ausführungsbeispiel wird dieses weitere Problem dadurch gelöst, daß mit der Pinole ein Auslenkhebel schwenkbar verbunden ist, der unter Federdruck am Stößel bzw. einer wit dem Stößel fest verbundenen Stößelplatte anliegt,dessen bzw. deren Ausgangslage veränderbar ist.
  • Seine jeweilige Endstellung kann in der eingangs beschriebenen Weise bestimmt und mittels eines mit der Pinole verbundenen Fühlers, auf dessen Taststift der Auslenkhebel wirkt, kontrolliert werden.
  • Da mit dem Auslenkhebel nur die Ausgangslage des Stößels fixiert werden soll, muß er, wie weiterhin vorgeschlagen wird, nur für die dem Stößelrückzug entsprechende Schwenkbewegung kraftschlüssig mit dem Pinolenkopf, jedoch zwecks Einstellung der Ausgangslage verAnderbar verbunden sein.
  • Zur pinolenabhngigen Steuerung der Ausgangslage des Auslenkhebels bieten sich verschiedene Möglichkeiten.
  • Nach einem Vorschlag der Erfindung ist der vorzugsweise nach Art einer Wippe doppelarmig ausgebildete Auslenkhebel über eine gelenkig mit diesem verbundene Spindelstange mit dem Pinolenkopf mittels einer verstellbaren Spindelmutter derart verbunden, daß er einen am Pinolenkopf vorgesehen Lappen in einer Richtung frei verschiebbar durchsetzt, dagegen mit der Spindelmutter auf diesem Lappen bei der eingestellten Stellung des Auslenkhebels kraftschlüssig aufsitzt.
  • Nach einem weiteren Vorschlag liegt ein Arm des Auslenkhebels an einer sich in Pinolenvorschubrichtung erstreckenden, mit dem Pinolenkopf verbundenen Steuerkurve an. Je nach Pinolen-' stellung wird dem Auslenkhebel eine bestimmte Winkelstellung bezüglich der Pinole gegeben, wodurch der rückwärtige Anschlag des Stößel variiert wird. Für unterschiedliche Programme kann die Steuerkurve selbst in ihrer Stellung bezüglich des Pinolenkopfes veränderbar oder sogar austauschbar sein.
  • Die oben erläuterte Verwendung einer Steuerkurve zur Ableitung einer ouerbewegung aus dem Pinolen- bzw. Stößelvorschub ermöglicht eine weitere für das Erodieren sehr wichtige Verbesserung.
  • Bekantermaßen ist es recht nachteilig, wenn die Werkzeugelektrode im gleichen Spaltabstand vom Werkstück in ihre Ausgangslage zurückgeführt wird. Um bei der Rückzugsbewegung unerwünschte Funkenüberschläge bzw. Lichtbogenbildungen zu vermeiden, wäre es vorteilhaft, wenn die Werkzeugelektrode bei der R5ckzugsbewegung, bei welcher nicht erodiert werden soll, einen größeren Abstand von der zu bearbeitenden WerkstwickoberflXche einnimmt.
  • Bei Verwendung der vorgeschlagenen Steuerkurve läßt sich dies in relativ einfacher Weise mit einem längs der Steuerkurve verschiebbaren Schlitten verwirklichen, der beim Pinolenvorschub mitgenommen wird und die weitere Steuerkurve aufweist, welche eine gegenüber der ersten Steuerkurve geringere Neigung besitzt und an welcher kraftschlüssig der äußere Hebelarm des Auslenkhebels vorzugsweise mit einer Rolle anliegt. Während des Pinolenvorschubes bewirkt die erste Steuerkurve die erwünscht Verschwenkung des Auslenkhebels. Bei Pinolenrückzug dagegen, bei welchem der Schlitten nicht mitgenommen wird, wird die zweite Steuerkurve wirksam, welche dank der geringeren Neigung zu einer stärkeren Verschwenkung des Auslenkhebels und damit zum Abrücken des Erodierwerkzeuges fÜhrt.
  • Nach einem anderen Vorschlag gemän vorliegender Erfindung kann als Steuerkurve auch eine an der Pinole drehbar angeordnete Kurvenscheibe vorgesehen sein, an welcher der Auslenkhebel kraftschlfissig anliegt und die durch den Pinolenvorschub in Drehbewegung versetzt wird. Durch die Gestaltung der Kurvenscheibe läßt sich die aus dem Pinolenvorschub abgeleitete Schwenkbewegung des Auslenkhebels in relativ weiten Grenzen variieren. So kann die Kurvenscheibe so gestaltet sein, daß die Querverschiebung der Werkzeuaelektrode eine lineare Funktion vom Pinolenvorschub ist.
  • Zweckigerweise wird die Drehbewegung der Kurvenscheibe derart aus dem Pinolenvorschub abgeleitet, daQ die Kurvenscheibe mit dem Zahnrad fest verbunden ist, welches mit einer bezüglich der Pinole feststehenden Zahnstange kämmt.
  • Die dem Stößelvorschub dienende Hydraulik gestaltet sich besonders einfach, wenn, wie mit vorliegender Erfindung ferner vorgeschlagen wird, der Zylinderraum der Pinolenhydraulik über ein Überdruckventil mit dem Zylinderraum der Stßelhydraulik verbunden ist. Bei einer derartigen Anordnung wird der Stößelvorschub erst ausgelöst, wenn die Pinole ihre vorbestimmte Stellung erreicht hat, in diesem Fall der dem Pinolenvorschub dienende Kolben seinen Endanschlag erreicht hat, so daß sich innerhalb des Zylinders der Pinolenhydraulik ein Überdruck aufbaut, auf den das genannte tiberdruckventil anspricht, so da9 der Stoßelhvdraulik Drucknl zugeleitet wird.
  • Stattdessen ist es jedoch ferner möglich, dem Stößel einen eigenen Hydraulikkreis zuzuordnen, der von einem mit der Pinole verbundenen Taster gesteuert ist, dessen Taststift an einer sich in Pinolenvorschubrichtung erstreckenden, mit del- ninolenkopf verbundenen Steuerkurve anliegt, die gleichfalls in der oben erläuterten Weise veränderbar sein kann. Bei dieser Anordnung wird mit dem Taster ein Sollsignal erzeugt, das mit einem der jeweiligen Stößelstellung entsprechenden Ist-Signal zur Erzeugung eines Steuersignals verglichen wird, welches den hydraulischen Vorschub des Stößels steuert. Der Erzeugung des Ist-Signales dient bei einem erfinuungsgemäßen Ausführungsbeispiel ein mit der Pinole verbundener Taster, dessen Taststift von dem genannten Auslenkhebel betätigt wird.
  • Für den erfindungsgemäßen Erodierkopf ergibt sich eine konstruktiv besonders günstige Gestaltung, wenn als Umlenkvorrichtung ein mit dem Stößelende verbundener Kniehebel vorgesehen ist, dessen erster Arm mit dem die Elektrode tragenden Schlitten in Wirkverbindung steht und dessen zweiter Arm mit der Pinole bei Stößelvorschub kraftschlüssig verbunden ist. Diese kraftschlüssige Verbindung kann z.B. dadurch erzeugt werden, daß der zweite Arm sich unter der Wirkung einer zwischen diesem und der Stößelplatte eingespannten Druckfeder gegen ein mit der Pinole kraftschlüssig verbundene Taumelplatte abstützt.
  • Diese konstruktive Gestaltung ist insbesondere dann geeignet, wenn der Stößel mit Umlenkhebel um die Stößelachse gegenüber dem die Elektrode tragenden Schlitten und der Pinole verdrehbar ausgebildet ist, wie dies nach vorliegender Erfindung ferner vorgeschlagen ist. Durch Verdrehen des Stößels kann der Elektrode ausgehend von einer mittleren Position in jede beliebige Querrichtung eine translatorische Bewegung entsprechend dem Stößelhub erteilt werden. Auch kann der Elektrode während des Erosionsvorganges eine kontinuierliche Rotationsbewegung um die Pinolena< se erteilt werden. Zu diesem Zweck ist ein mit der Pinole verbundener elektrischer Getriebemotor notwendig, mit dem der an der Stößelscheibe montierte Umlenkmechanismus in Drehbewegung versetzbar ist.
  • Der Gegenstand der Erfindung sowie weitere erfindungsaeme Merkmale sind nachstehend anhand von fünf Ausführungsbeispielen, die teilweise schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind, im einzelnen erläutert und beschrieben.
  • Die Figuren 1 bis 5 zeigen Axialschnitte von fünf verschiedenen erfindungsgemäß ausgebildeten Erodierkopfen. In Fig. 5 ist zusätzl.h das Schaltschema ffir die Steueranordnung dargestellt.
  • Der ErodierkoPf gem. den Figuren 1 bis 5 ist silber einen nicht dargestellten Maschinenausleger an einer gleichfalls aus der Zeichnung nicht ersichtlichen, an sich bekannten Erosionsmaschine in senkrechter Lage angebracht.
  • Dieser Erodierkopf hat grundsätzlich folgenden Aufbau.
  • Innerhalb eines äußeren Führungsrohrs 1 des Pinolenkonfes ist das Zylinderrohr 2 der Pinole 3 mit den nachstehend im einzelnen noch erläuterten Baugruppen axial verschiebbar angeordnet. Innerhalb des Pinolenzylinders 2 sind das Zylinderrohr 31, das vom Zylinderdeckel 32 und dem Zylinderboden 33 verschlossen ist, der Zwischenflansch 34, der Zylinderflansch 35 und ein weiteres Zylinderrohr 36 axial hintereinander angeordnet und aneinander geflanscht.
  • Dem axialen Vorschub dieser Pinole dient ein gesteuertes Hydrauliksystem, dessen Kolben 4 über eine Kolbenstange 5 und eine Ankerplatte 6 mit dem oberen Ende des äußeren Filhrungsrohres 1 des Pinolenkopfes verbunden ist. Der beidseitig mit Hydrauliköl beaufschlagbare Kolben 4 ist in dem von Zylinderrohr 31, Zylinderdeckel 32 und Zylinderboden 33 begrenzten Zylinderraum 7 gelegen.
  • In dem zweiten Zylinderrohr 36 der Pinole 3 ist ein weiterer Hydraulikkolben 8 innerhalb des Zylinderraumes 9 angeorndet.
  • Der Zylinderraum 9, der mit llydraulikol beschickbar ist, ist nach oben vom Zylinderflansch 35 beqrenzt. Der Riickführung des Kolbens 8 in seine Ausgangslage dienen vorgespannte Tellerfedern 1o, die sich einerends an der Kolbenunterseite und andererends am Zylinderrohr 36 abstützen Mit dem Kolben 8 ist in axialer Richtung kraftschlüssig, jedoch verdrehbar ein Stößel 12 verbunden. Um eine weitgehend reibungs-lose Verdrehbarkeit zu erzielen, ist zwischen dem Kolbenzapfen 81 und dem Stößel 12 ein Axial - Kugellager 13 bzw.
  • zwischen dem Stößel 12 und einer innerhalb des Zylinderrohres 36 befindlichen Fiihrungsbuchse 37 ein Kugelkäfig 14 angeordnet.
  • Der Kugelkäfig 14 gestattet sowohl eine Axial- als auch eine Rotationsbewegung des Stößels 12.
  • Das untere Ende des Stßels 12 trägt eine Stößelplatte 15, an welcher übereinenLagerbock 16 ein kniehebelartig ausgebildeter Umlenk- bzw. Taumelhebel 17 angelenkt ist. Dieser um die Welle 18 verschwenkbare Umlenkhebel greift mit einem kugelkopfartig ausgebildeten Ende 17a in eine Ausnehmung 19a eines Taumelbolzens 19, der mit einem Kreuzschlittenoberteil 20 fest verbunden ist.
  • Am Kreuzschlittenoberteil 20 ist eine Aufspannplatte 21 vorgesehen. Die Basisplatte 22 des Kreuzschlittens ist fest mit der Pinole 3 verbunden, während das Kreuzschlittenmittelteil 23 jeweils über senkrecht zueinander verlaufende FührungslAngsschienen 24 und 25 in Axialrichtung kraftschlüssig, in Radialrichtung dagegen verschiebbar mit der Kreuz-schlittenbasisplatte 22 bzw. dem Kreuzschlittenoberteil 20 verbunden ist.
  • Der andere Arm 17b des Umlenkhebels 17 stützt sich unter der Wirkung einer vorgespannten Druckfeder 26, die zwischen Stößelplatte 15 und Hebelarm 17b eingesDannt ist, über ein Kugellager 27 auf der Oberfläche einer Taumelplatte 28 ab, welche an der Kreuzschlittenbasisplatte 22 und damit am Pinolenkopf festgelegt ist.
  • Das Kugellager 27 soll wie das Kugellager 13 und der Kugelkäfig 14 die Reibung bei derRotationsbewegung des Stößels mit Umlenkhebel 17 um die Längsachse herabsetzen.
  • Der Erzeugung dieser Rotationsbewegung dient ein gesteuerter Getriebemotor 40, auf dessen Abtriebswelle 41 ein Zahnrad 42 sitzt, welches ihrer einen Zahnriemen 43 mit einem am Pinolenkopf drehbar gelagerten Trieb 44 in Verbindung steht. Der Trieb 44, dessen Wellenenden 45 und 46 vorzugsweise in Wälzlagern gelagert sind, die in der Basisplatte 22 des Kreuzschlittens bzw. im unteren Teil der Pinole 3 vorgesehen sind, greift mit seinem Ritzel 44a in die Umfangsverzahnung 15 a der Stößelplatte ein, so daß der Stößel und damit der Umlenkhebel 17 verdrehbar ist.
  • Die Verzahnung des Triebzahnrades 44a und die Verzahnung 15a der Stößelplatte 15 sind derart dimensioniert, daß die Zahnräder auch bei Axialverschiebung des Stößels 12 in Eingriff bleiben.
  • In der Ausgangslage des Stößels liegt die Stößelplatte 15 mit ihrer stößelseitigen Fläche an der Stirnflache des Zylinderohres 36 bzw. dem in Ruhestellung befindlichen Auslenkhebel 47 an. Diese Ausgangslage läßt sich durch Verschwenken des am Pinolenkopf schwenkbar gelagerten Auslenkhebels 47 variieren. Die Auslenkung des Hebels 47 und damit letztlich die Exzentrizität einer an der Spannplatte 21 eingebrachten Werkzeugelektrode wird mittels eines Tasters 48 kontrolliert, dessen Taststift 48 unter Federdruck am Hebelarm 47a des Auslenkhebels anliegt. Das vom Taster 48 erzeugte Signal wird zur Steuerung eines Megertes und /oder zur Steuerung des hydraulischen Kolbens 8 und damit des StöSels verwendet. Eine zwischen dem inneren Führungsrohr 2 des Pinolenkopfes und dem anderen Hebelarm 47 b des Auslenkhebels 47 eingespannte Druckfeder 49 sorgt dafiir, da9 das freie Ende des Hebelarmes 47 b stets auf der rückwärtigen Fläche der St8ßelplatte 15 kraftschlüssig aufliegt. Um eine weitgehend reibungsfreie Verdrehung der Stößelplatte zu gewährleisten liegt der Hebelarm 47 b mit einem Radialkugellager 50 auf der Stöf3elplatte auf.
  • Da alle beschriebenen Ausführungsbeispiele den oben erläuterten Aufbau haben, sind entsprechende Bauteile in den Figuren 2 bis 5 nicht nochmals beziffert und beschrieben.
  • Die dargestellten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich lediglich in der Einstellung bzw. der Steuerung des Auslenkhebels 47 und damit der Querverschiebung der Werkzeugelektrode.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Hebelarm 47a des Auslenkhebels 47 über eine gelenkig mit diesem verbundene Spindelstange 51 mit dem Pinolenkopf verbunden.
  • Wie Fig. 1 zeigt, ist am äußeren Führungsrohr 1 des Pinolenkopfes eie Stütze 52 vorgesehen, deren Bohrung von dem mit einem Gewinde versehenen Ende der Snindel 51 durchsetzt wird und auf dem die auf das Gewindeende aufgeschraubte Spindelmutter 53 aufliegt.
  • Mittels dies¢ Spindelmutter kann dem Auslenkhebel 47 und damit der Aufspannplatte 21 für eine bestimmte Relativlage der Pinole zum Pinolenkonf eine vorbestimmbare Ausgangsposition gegeben werden, wobei bei Rückzug der Pinole bzw.
  • des Stößels der Auslenkhebel 47 und damit die Auf spannplatte 21 stets in ihre Ausgangslage zurückkehren. Mittels des Tasters 48 kann die genaue Lage des Werkzeuges stets kontrolliert werden.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel steht der Zylinderraum 7 der Pinolenvorschubhydraulik mit dem Zylinderraum 9 der Stößelhydraulik silber ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Hydraulikventil in Verbindung.
  • Diese Anordnung hat folgende Wirkungsweise.
  • Die Pinolenhydraulik mit Kolben 4 und Zylinder 31 sorgt in bekannter Weise für den senkrechten Vorschub. Wenn nun die Pinole so weit ausgefahren ist, daß der Kolben 4 auf den Kolbendeckel 32 aufluft, erhöht sich der Hvdraulikdruck im Zylinderraum 7, so daß über das nicht dargestellte Verbindungsventil in den Zylinderraum 9 Hydrauliköl gelangt.
  • Hierdurch wird der Stößel 32 in Abhängigkeit vom Überdruck und von den Verhältnissen im Funkenspalt ausgefahren, so daß die an der Auf spannplatte befestigte Werkzeugelektrode je nach der Winkelstellung der Stßelplatte eine Horizontalbewegung ausführt. Bei gleichzeitigem Antrieb der Stößel platte mittels des Getriebemotors 40 kann die Elektrode eine exzentrisch kreisende Bewegung ausführen.
  • Sobald der vorgegebene Snalt erreicht ist, was mittels des Fühlers 48 kontrolliert wird, wird eine Ruckzugsbewegung der Pinole eingeleitet. Das gleiche gilt bei Berührung der Werkzeugelektrode mit den Werkstück, also im Kurzschlußfall.
  • Erreicht die Stöelplatte 15 ihren Endanschlag und berührt hierbei die Elektrode immer noch das Werkstück, wird, gesteuert von der an sich bekannten und darum nicht dargestellten Regelelektronik,die Pinole 3 mittel der Pinolenhydraulik zurückgefahren.
  • Mittels der vom Taster 48 gesteuerten Elektronik wird gleichzeitig der gewünschte Querhub eingestellt. Bei Erreichen des eingestellten Wertes wird die Pinolenhydraulik über einen elektrischen Verstärker derart angesteuert, daß kein weiterer Vorschub erfolgt.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig.2 unterscheidet sich von dem zuvor erläuterten lediglich durch die Einstellung bzw. Steuerung des Auslenkhebels 47'. Iiåhrend die Ausgangslage des Auslenkhebels 47 und damit der Stößelplatte bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 manuell mittels der Spindelmutter 53 verstellt werden kann, erfolgt die Einstellung der Ausgangslage des Auslenkhebels 47' bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 in Abhängigkeit vom Pinolenvorschub. Zu diesem Zweck liegt das abgewinkelte Ende des Auslenkhebelarmes 47a' mit einer Kurvenrolle 54 an einer ortsfesten, z.B. mit dem Pinolenkopf verbundenen Steuerkurve 55 an. Diese Steuerkurve kann, wie dargestellt, geradlinigen Verlauf haben und, wie der Doppelpfeil veranschaulicht, verschwenkbar sein. Es ist jedoch auch jede anderer Kurvenform denkbar.
  • Bei dieser Ausgestaltung wird der Auslenkhebel 47'bei Pinolenvorschub im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, wodurch über die Stößelplatte 15, den Umlenkhebel 17 und denTaumelbolzen 19 eine wegeabhängige Aus lenkung der an der Aufspannplatte 21 angebrachten Werkzeugelektrode erreicht wird. Von dieser Ausgangslage ausgehend erfolgt die weitere Querverschiebung der Werkzeugelektrode zum Zwecke des horizontalen Erodierens durch den eingangs erläuterten Stößelvorschub.
  • Auch hier werden Exzentrizität der Werkzeugelektrode mittels des Taster 48 kontrolliert und gesteuert.
  • Eine Abwandlung der Anordnung nach Fig. 2 ist in Fig. 3 dargestellt. Auch bei dieser Anordnung ist mit dem Pinolenkopf 1 eine vorzugsweise verschwenk- und feststellbare Steuerkurve 55' vorgesehen. An dieser Steuerkurve liegt jedoch nicht unmittelbar der freie Hebelarm 47 a'' des Auslenkhebels 47" an. Vielmehr ist zwischen diesem und der Steuerkurve 55' ein auf dieser verschiebbarer Schlitten 61 angeordnet. Eine am freien Hebelarmende 47 a''vorgesehene Kurvenrolle 54' liegt am außersten Punkt einer hier geradlinigen Kurve 61a an, welche am Schlitten 61 vorgesehen ist. Der reibschlüssig auf der Kurve 55' verschiebbare Schlitten wird über einen Zugdraht 62, der mit einer Befestigungsschraube 63 mit der Pinole verbunden ist, von letzterer mitgenommen. Zur manuellen Einstellung des Reibschlusses zwischen Schlitten 61 und Kurve 55' ist eine Stellschraube 61b vorgesehen.
  • Beim Pinolenvorschub hat die Anordnung nach Fig. 3 genau die gleiche Wirkungsweise wie die bei dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 2 vorgesehene Steueranordnung.
  • Bei der Rückzugsbewegung dagegen, bei welcher der Schlitten 61 in seiner jeweiligen Endstellung verharrt, gleitet die Kurvenrolle 54' entlang der weniger stark geneigten Steuerkurve 61a, so daß der Auslenkhebel 47'' rascher in seine Ausgangslage gelangt. Das hat zur Folge, daß die an der Auf spannplatte 21 angebrachte Werkzeugelektrode beim Pinolenrückzug schneller von der zu bearbeitenden Oberfläche abgerückt wird und in erwünschter Weise der Lichtbogen und damit der Erodiervorgang schneller unterbrochen wird.
  • Bei den Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Steuerkurve 55' nicht nur, wie dem Dopnelpfeil angedeutet ist, verschwenkbar,sondern auch parallel zu sich selbst verschiebbar. Zu diesem Zweck ist das eine Ende der Steuerkurve 55' an einem Querschlitten 65 gelagert, der auf einer an den Pinolenkopf 1 angeflanschten Querschlittenführung senkrecht zum Pinolenkopf verschiebbar und an der Führung 66 feststellbar ist.
  • Die Konstruktion der vorstehend beschriebenen Steuereinrichtungen bedingt nachteiligerweise, daß die axiale Bewegungskomponente des inneren Auslenkhebelarms 47 b, der den veränderlichen rtickwSrtigen Anschlag für die Stößelplatte 15 bildet, sich nicht linear mit dem Stößelvorschub ändert. Dieser Nachteil läßt sich durch eine entsprechende Gestaltung der Steuerkurve 55 an sich beseitigen. Eine andere Kompensationsmöglichkeit bietet sich bei der für das Ausführungsbeispiel gem. Fig. 4 vorgeschlaqenen Steueranordnung. Bei dieser Anordnung wird die Schwenkbewegung des Auslenkhebels 47'" mittels einer Kurvenscheibe 67 erzeugt, an deren äußeren Umfang der Auslenkhebelarm 47a''' mit der Kurvenrolle 54'' anliegt. Die Kurvenscheibe 67 ist mit einem Zahnrad 68 fest verbunden, das mit einer in Axialrichtung der Pinole verlaufenden Zahnzange 69 kommt. Da Kurvenscheibe 67 mit Zahnrad 68 mit der Pinole 3 in Verbindung steht, wird die Kurvenscheibe 67 beim Pinolenvorschub in Drehbewegung versetzt. Solange sich die Kurvenrolle 54'' auf den kreisförmigen Abschnitt der Kurvenscheibe 67 bewegt, bleiben der Auslenkhebel 47"' und damit die Stößelplatte 15 in der dargestellten Position. Fallt die Kurvenrolle 54 " in den Kurventeil 67a der Kurvenscheibe 67 ein, wird in erläuterter Weise der Auslenkhebel 47''. verschwenkt und damit der Anschlag für die Stößelplatte 15 verstellt. Es ist ohne weiteres möglich, die Kurvenscheibe 67,d.h.insbesondere den Kurventeil 67a so zu bemessen, daß die axiale Bewegungskomponente des Kugellager. 50, das den rckwärtigen Anschlag ftir die Stößelplatte 15 bildet, sich linear mit dem Pinolenvorschub andere.
  • Eine weitere Variante der Anordnung nach Fig. 2 ist in Fig. 5 dargestellt. Diese Ausführungsform ist dann anstelle derjenigen nach Fig.2 emDfehlenswert, wenn die vom Auslenkhebel 47 ' in Verbindung mit der Steuerkurve 55 erzeugte Kraft nicht ausreicht, auf rein mechanischem Wege die Ausgangslage des Stößels zu beeinflussen.
  • In einem solchen Fall wird ein Soll-Signal mit Hilfe eines mit der Pinole verbundenen zweiten Tasters 56 erzeugt, dessen Taststift 56a an der Steuerkurve 55 anliegt. Dieses vom Taster 56 erzeugte Soll-Signal wird in einer Vergleichsschaltung 57 mit dem mittels Auslenkhebel 47 vom Taster 48 erzeugten Int-SignalWW zur Erzeugung eines Steuersignals verglldhbn. Das Steuersignal wird einem Servoventil 58 zugeleitet, über welches die erforderliche Hydraullkmenge dem Zylinderraum 9 über eine Hydraulikleitung 59 zugeführt wird. Entspricht das Ist-Signal dem Soll-Signal, schließt das Servoventil 58, so daß der Kolben 8 und damit letztlich die Werkzeugelektrode in der vorgegebenen Lage verharren.
  • Bei dieser Anordnung ist selbstverstandlich der Zylinderraum 9 nicht mit dem Zylinderraum 7 über ein Ventil verbunden. Die Pinolenhydraulik wird, wie bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2, über ein unabhängiges Servoventil 60 gespeist.
  • Im einfachsten Fall laßt sich die Erfindungsidee auch mit einer Anordnung verwirklichen, bei welcher z.B.
  • bei dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1 der Taster 48 durch eines Messuhr oder eine Messlehre ersetzt ist, so daß mit relativ einfachen mechanischen Mitteln die Querauslenkung der Werkzeugelektrode genauestens eingestellt bzw. kontrolliert werden kann, ohne daß es einer aufwendigen zusätzlichen Steuerelektronik bedarf.

Claims (15)

  1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur elektroerosiven Bearbeitung metallischer Werkstücke mit einer an einem Pinolenkonf mittels einer gesteuerten Hvdraulik axial verschiebbaren Pinole, welche über eine die Axialbewegung in eine Ouerbewegung umlenkende Vorrichtung auf einen bezüglich der Pinolenachse nuerverschiebbaren Schlitten wirkt, an dem die Werkzeugelektrode befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daR an der Pinole (3) ein axial verschiebbarer, auf die Umlenkvorrichtung (17-19) wirkender Stöpsel (12, 15) vorgesehen ist, dessen Vorschubweg in Bezug auf die jeweilige Pinolenstellung me- und begrenzbar ist und der mit einem eigenen Hydraulikkolben (8) versehen ist, welcher innerhalb eines in der Pinole (3) vorgesehenen Zylinderraumes (9) gesteuert verschiebbar ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daR mit der Pinole eine dem Se-nßel zugeordnete elehre bzw.
    Messuhr verbunden ist, deren Spindel bzw. Taststift als den Stbßelvorschub begrenzender bzw. messender Anschlag dient.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Pinole(3)ein dem Sto.t3el(12)zugeordneter elektrischer, hydraulischer, pneumatischer oder mechanischer Taster(48 verbunden ist, mit welchem der Stößelvorschub bestimmt und geregelt wird.
  4. 4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangslage des Stößels (12) in Abhängigkeit von der Pinolenstellung veränderbar ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Pinole(3)ein Auslenkhebel(47) schwenkbar verbunden ist, der unter Federdruck am Stößel (12, 15) anliegt und dessen jeweilige Endstellung bestimmt und der auf den Taststift (48a) eines mit der Pinole(3)verbundenen Fühlers (48) wirkt, wobei die Ausgangslage des Auslenkhebels (47) veränderbar ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen doppelarmigen Auslenkhebel(47) dessen erster Arm(47 b)an der Rückseite einer mit dem Stoßel(12)verbundenen Stößelplatte(15)unter der Wirkung einer zwischen Pinole(2,3)und diesem eingespannten Feder (49)anliegt und dessen zweiter Arm (47a) mit dem Pinolenkopf (1) nur für die dem Stößelrückzug entsprechende Schwenkbewegung kraftschlüssig, aber veränderbar verbunden ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Arm (47a) des Auslenkhebels (47) mit einer Spindelstange (51) gelenkig verbunden ist, deren ewindeabschnitt eine am Pinolenkopf (1) vorgesehene Stütze (52) in einer Richtung frei verschiebbar durchsetzt und eine auf der Stütze (52) aufsitzende, verstellbare Spindelmutter (53) trägt. (Fig. 1)
  8. 8. Vorrichtunq nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Prm (47'a) des Ouslenkhebels (47') an einer sich in Pinolenvorschubrichtung erstreckenden, mit dem Pinolenkonf (1) verbundenen, vorzugsweise veränderbaren Steuerkurve (55) anliegt. (Fig. 2)
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve(55,55')verschwenk- und reststellbar ist. (Fig. 2,3, 5)
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve (55') parallel zu sich selbst verschiebbar und feststellbar ist. (Fig. 3)
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Auslenkhebel (47') und Steuerkurve (55') eine weitere, beim Stonelvorschub mitbewegte Steuerkurve (61a) vorgesehen ist. (Fig.3)
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine längs der Steuerkurve(55') verschiebbaren Schlitten (61), der bei Pinolenvorschub mitgenommen wird und die weitere Steuerkurve (61a) aufweist, welche eine gegenüber der ersten Steuerkurve (55') geringere Neigung besitzt und an welcher kraftschliissig der äußere Hebelarm (476 ') des Auslenkhebels(47') vorzugsweise mit einer Rolle (47c") anliegt.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, da! der Schlitten(61) reibschlüssig aber verschiebbar auf der Steuerkurve (55') sitzt und mit der Pinole (3) bzw. einem mit dieser verbundenen Bauteil in Zugverbindung steht.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Pinole (3) eine Kurvenscheibe(67)drehbar angeordnet ist, an welcher der Auslenkhebel (47"') ) kraftschlflssig anliegt und die beim Pinolenvorschub in Drehbewegung versetzt wird. (Fig. 4)
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe(67)mit einem Zahnrad (68) fest verbunden ist, das mit einer bezüglich der Pinole (3) feststehenden Zahnstange (69) kämmt.
    16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1- 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderraum (9) der Stößelhydraulik über ein Überdruckventil mit dem Zylinderraum (7) der Pinolenhvdraulik verbunden ist.
    17. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Pinole ( 2, 3 ) ein Taster ( 56 ) verbunden ist, dessen Taststift ( 56 a) an einer sich in Pinolenvorschubrichtung erstreckenden, mit dem Pinolenkopf ( 1) verbundenen, vorzugsweise veränderbaren Steuerkurve ( 55 ) anliegt, wobei mit diesem Taster (56) ein Sollsignal erzeugt wird, mit welchem ein mit dem vom Auslenkhebel ( 47) betätigten Taster (48) erzeugtes Ist-Signal zur Erzeugung eines Steuersignals verglichen wird, welches den hydraulischen Vorschub des Stönels(12)steuert. (Fig. 5) 1 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkvorrichtung aus einem mit dem Stößelende gelenkig verbundenen Kniehebel(17)besteht, dessen erster Arm(17a) mit dem die Elektrode tragenden Schlitten(20) in Wirkverbindung steht und dessen zweiter Arm (17b) mit der Pinole bei Stöelvorschub kraftschlüssig verbunden ist.
    19. Vorrichtung nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Arm (17b) sich unter der Wirkung einer zwischen diesem und der Stößelplatte (15) eingespannten Druckfeder (26) gegen eine mit der Pinole (2,3) wenigstens in Axialrichtung kraftschlüssig verbundene Taumelnlatte (28) abstützt.
    20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Stö.v3el(12)mit dem Umlenkhebel(17)um die Stößelachse gegenüber dem Schlitten(2o) und derPinole (2,3)verdrehbar ist.
    21.Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 Iti bis 20 dadurch gekennzeichnet, daß der erste Arm(17a)des Kniehebels(17)mit einem kugelkopfartig ausgebildeten Ende in einer Axialbohrung (19a) eines am Schlitten (20) vorgesehenen Taumelbolzens (19) eingreift und daß der zweite Arm (17b) mit einem Radialkugellager (27) versehen ist, dessen äußerer Lagerring nach Art eines Laufrades auf der Taumelplatte(28)aufliegt.
    22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Pinole (2,3) ein elektrischer Getriebemotor (4f) verbunden ist, dessen Abtriebswelle(41)vorzugsweise über einen Zahnriemen(43)ein an der Pinole drehbar gelagertes Ritzel (44) antreibt, dessen Abtriebsrad (44a) mit einer Verzahnung (15a) an der Stößelscheibe (15) bei jeder Stößellage im kommenden Eingriff ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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