DE2745555A1

DE2745555A1 - Verfahren und vorrichtung zur mechanischen bearbeitung eines definitiven werkzeugs

Info

Publication number: DE2745555A1
Application number: DE19772745555
Authority: DE
Inventors: Benno Ibo Bonga; Jean Pfau
Original assignee: Ateliers des Charmilles SA
Current assignee: Ateliers des Charmilles SA
Priority date: 1976-10-21
Filing date: 1977-10-10
Publication date: 1978-04-27
Also published as: JPS5351597A; FR2368338A1; CH595936A5

Description

DipL-lng. Dr. rer. pol. Heinz Agular

Patentanwalt

8 München 2, Geroltstr. 39

ADC - N 10.Oktober 1977

ATELIERS DES CHARMILLES S.A., Genf (Schweiz)

Verfahren und Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung eines definitiven Werkzeugs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Bearbeitung eines definitiven Werkzeugs (outil definitif), das dazu bestimmt ist, einem damit bearbeiteten Werkstück durch erosive Funkenbildung oder durch mechanisches Einschleifen eine vorbestimmte Form zu geben, wobei eine zyklische Translationsbewegung zwischen dem zu bearbeitenden

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Werkstück und dem definitiven Werkzeug bewirkt wird, das selbst mittels eines Hilfswerkzeugs bearbeitet wird, das mit Bezug auf das definitive Werkzeug mit Drehbewegung gemäß einer senkrechten Achse zu der Ebene angetrieben wird, in der die Translationsbewegung den definitiven Werkzeugs bewirkt wird.

Die Vorteile einer Bearbeitung mit erosiven Entladungen sind bekannt, in deren Verlauf die Elektrode und das zu bearbeitende Werkstück gemäß einer relativen zyklischen Translationsbewegung in einer zu der Eindringungsachse dieser Elektroden senkrechten Ebene ineinandergeschoben werden. Dieses Verfahren ermöglicht eine kontrollierte Erweiterung oder kontraktive Reduzierung der Elektrodenform und verringert die Anzahl von Elektroden unterschiedlicher Abmessung im Laufe der Endbearbeitungsphasen.

Die zyklische Translationsbewegung wird auch bei dem mechanischen Einschleifen einer Elektrode angewandt.

Wenn eine transversale Translationsbewegung bewirkt wird, unterliegt die bearbeitete Oberfläche des Werkstücks einer Verformung mit Bezug auf die Oberfläche der Elektrode oder des Schleifwerkzeugs. Beispielsweise ist in dem Pail einer Funkenbearbeitung, in deren Verlauf die Amplitude der transversalen Translationsbewegung sich in demselben Verhältnis wie die Eindringung der Elektrode in das Werkstück ändert, die Verformung des Werkstücks auf seinen Oberflächen

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maximal, die um 45° gegen die Eindringungsachse der Elektrode in das Werkstück geneigt sind.

Zur Beseitigung dieses Nachteils verwendet man ein bekanntes Verfahren, das darin besteht, das Werkzeug ausgehend von einem Modell oder einer Schablone zu bearbeiten, indem man es einer Verformung unterwirft, die invers zu der Verformung ist, die das Werkzeug auf dem Werkstück am Ende seiner Translationsbearbeitung hervorruft. Diese Verformung des Werkzeugs mit Bezug auf sein Modell kann durch eine Translationsbearbeitung mittels Funkenbildung, wie in der USA-Patentschrift 3 945 620 beschrieben ist, oder durch mechanisch* Translationsschleifen erhalten werden, wie in der DT-OS 2 447 842 angegeben ist. Diese Verfahren zur Bearbeitung des Werkzeugs erfordern ein kostspieliges Schleifwerkzeug, das ihre Anwendungsmoglichkeiten auf den Fall beschränkt, in dem eine große Anzahl ähnlicher Werkzeuge hergestellt werden muss.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur mechanischen Bearbeitung des definitiven Werkzeugs. Dieses einfache und wirtschaftliche Verfahren sieht die Verwendung eines herkömmlichen Drehwerkzeugs, beispielsweise eines Fräsers oder einer Schleifscheibe, vor, dessen Drehachse senkrecht zu der Ebene verläuft, in der die Translationsbewegung im Lauf der Bearbeitung eines Werkstücks mit diesem Werkzeug bewirkt wird, und dessen Verschiebungen durch

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Kopieren der Oberfläche eines Modells gesteuert werden können, das beispielsweise die Form des Werkstücks hat, die am Ende dieser Translationsbearbeitung erhalten werden soll.

Das Verfahren zur Bearbeitung des definitiven Werkzeugs ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß dem Hilfswerkzeug eine solche Form gegeben wird, daß seine aktive Umdrehungsfläche, die durch Drehung des Werkzeugs um seine Achse erzeugt wird, mit Bezug auf eine zu dieser aktiven Oberfläche koaxiale Bezugsumdrehungsfläche erweitert wird, indem jeder Punkt dieser Bezugsumdrehungsfläche einerseits in eine senkrechte Richtung zu dieser um eine Strecke verschoben wird, die gleich dem Abstand ist, der das Werkzeug und das Werkstück im Lauf der Bearbeitung trennt, und andererseits in eine zu derjenigen Ebene parallele Richtung, in der die genannte Translationsbewegung bewirkt wird, um eine Strecke verschoben wird, die gleich der dieser Bewegung gegebenen Amplitude ist, und daß das Hilfswerkzeug derart verschoben wird, daß die genannte Bezugsumdrehungsfläche zu jedem Zeitpunkt einen Berührungspunkt mit der Oberfläche hat, welche die vorbestimmte dem Werkstück zu gebende Form aufweist.

Das Verfahren nach der Erfindung hat den Vorteil, daß als Hilfswerkzeuge bekannte Werkzeuge, beispielsweise genormte Fräser oder Schleifscheiben, verwendet werden können, deren Profile durch radiale Erweiterung gemäß einer

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vorbestimmten Progression variieren, die gleich einer genormten Progression der am Ende der Funlrenbearbeitungsvorgänge erreichten Hadien der kreisförmigen Translationen ist.

Ein anderer Vorteil dieses Verfahrens ist die Möglichkeit der Verwendung von herkömmlichen Werkzeugmaschinen, wie einer Fräse mit Pantograph oder einer Kopierfräse. Wenn das Werkzeug oder die Elektrode auf einer Fräs- oder Schleifmaschine mit numerischer Steuerung verwendet wird, hat das Verfahren nach der Erfindung den Vorteil, daß Software von Programmierungsnormen für die Programmierung der Bahnen des Schleifwerkzeugs verwendet werden kann.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Zeichnung stellt in schematischer Weise zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.

Fig. 1 bis 3 zeigen die Bearbeitung einer Elektrode ausgehend von einem Modell konvexer Ροπή, um in dem bearbeiteten Werkstück eine Einarbeitung zu erhalten, die inverse Form mit Bezug auf die Schablone hat.

Fig. 3 bis 6 beziehen sich auf die Bearbeitung eines definitiven Schleifwerkzeugs konkaver Form, um eine Elektrode zu erhalten, die mit Bezug auf ihr Modell inverse Form hat.

In dem zur Durchführung des Verfahrens gegebenen 809817/0693

Beispiel nach Fig. 1 bis 3 zeigt Fig. 1 die Zusammenarbeit zwischen einem Taster 1 einer Kopiermaschine und einem Modell oder einer Schablone 2, dessen bzw. deren Oberfläche 3 der Oberfläche entspricht, die in ein zu bearbeitendes Werkstück eingearbeitet werden soll. Anders ausgedrückt, bildet die Schablone 2 die Gegenform des zu bearbeitenden Werkstücks.

Fig. 2 veranschaulicht schematisch die Bearbeitung des definitiven Werkzeugs 4· mittels eines Hilfswerkzeugs 5> während Fig. 3 die Bearbeitung eines Werkstücks 6 mit Hilfe des definitiven Werkzeugs 4- zeigt.

Da die Bearbeitung des Werkstücks 6 dadurch erhalten wird, daß eine zyklische Translationsbewegung zwischen dem Werkstück und dem definitiven Werkzeug 4- bewirkt wird, und außerdem ein Abstand d das Werkzeug ständig von dem Werkstück trennt, muß die Form des Werkstücks als Funktion dieser zyklischen Verschiebung und des Abstandes d vorausgesehen werden.

Zur Bearbeitung des definitiven Werkzeugs 4 wird ein in Fig. 2 gezeigtes Hilfswerkzeug 5 verwendet. Dieses Hilfswerkzeug wird mit Drehbewegung um eine Achse 7 angetrieben, so daß diese Drehbewegung eine aktive Oberfläche des Werkzeugs 5 erzeugt. Die Oberfläche 8 ist eine Umdrehungsfläche, die beispielsweise durch die Schneidkanten des Werkzeugs 5 erzeugt wird, wenn dieses ein Fräser ist.

Die aktive Oberfläche 8 des Werkzeugs 5 ist mit Bezug auf eine Bezugsumdrehungsfläche 9 erweitert, deren

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Achse mit der Umdrehungsachse 7 des Hilfswerkzeugs 5 zusammenfällt. Die aktive Oberfläche 8 des Hilfswerkzeugs 5 bildet tatsächlich eine mit Bezug auf die Bezugsfläche 9 erweiterte Oberfläche, wobei diese Erweiterung einesteils durch einen zur Bezugsoberfläche 9 senkrechten Abstand d und andernteils durch eine Erweiterung des Wertes R in radialer Richtung mit Bezug auf die Achse 7 erfaßt wird. Der Wert R entspricht der maximalen Amplitude der kreisförmigen Translationsbewegung, die zwischen dem definitiven Werkzeug 4 und dem Werkstück 6 bei der Endbearbeitung des Werkstücks bewirkt wird.

Es wird bemerkt, daß die Bezugsumdrehungsfläche 9 grundsätzlich beliebig gewählt werden kann, wobei der einzige Vorbehalt besteht, daß ihre Form ermöglicht, sie so zu verschieben, daß sie einen Berührungspunkt A aufweist, der auf der gesamten Oberfläche 11 der Fig. 2 verschiebbar ist, die der Oberfläche 3 des Modells 2 entspricht. Die Bedingung, die absolut eingehalten werden muß, ist die zuvor erwähnte Relation zwischen der Bezugsoberfläche 9 und der aktiven Oberfläche des Hilfswerkzeugs 5. Es ist klar, daß man entweder am Anfang die Bezugsoberfläche 9 definieren und dem Hilfswerkzeug 5 ein solches Profil geben kann, daß die vorgenannte Relation berücksichtigt wird, oder daß man ein vorhandenes Werkzeug insofern nimmt, als es einer Bezugsumdrehungsfläche entsprechen kann, welche die genannte Relation berücksichtigt.

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Es ist ersichtlich, daß die Bearbeitung des definitiven Werkzeugs auf einer Kopiermaschine "bewirkt werden kann, wenn ein Modell 2 angeordnet wird, das die Gegenform des Eindrucks zum Einarbeiten in das Werkstück 6 aufweist, wobei ein Taster 1 verwendet wird, dessen Form mit der Bezugsumdrehungsfläche 9 identisch ist.

Es ist auch möglich, die Bearbeitung des definitiven Werkzeugs 4 mit Hilfe einer Werkzeugmaschine mit numerischer Steuerung durchzuführen. In diesem Fall kann eine Oberfläche 10 berechnet werden, die gleichen Abstand einer Größe r zu der Oberfläche 11 (Fig. 2) hat, und kann der Punkt 0 auf der Oberfläche 10 verschoben werden, wenn der nutzbare Teil der Bezugsoberfläche 9 von einem kugelförmigen Teil mit dem Radius r gebildet wird.

Die Figuren 4, 5 und 6 entsprechen den Figuren 1, 2 bzw. 3 in dem Fall, in dem das definitive Werkzeug konkav ist, um eine konvexe Oberfläche des Werkstücks zu bearbeiten. Zur Vereinfachung sind in dem Beispiel der Fig· 4 bis 6 die gleichen Bezugszeichen unter Ergänzung mit dem Index "'" verwendet. Somit findet man einen Taster 1', der mit einem Modell 2* zusammenarbeitet, um das definitive Werkzeug 4' mit Hilfe eines Hilfswerkzeugs 5' zu bearbeiten. Das Werkzeug 4* wird einer zyklischen Translation mit dem Radius R* zum Bearbeiten des Werkstücks 6* unterworfen.

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Claims

27A5555 DH.-lng. Dr.rsr. ^:1. ί ! it Agular 8 München 2, Geroltstr. 39 ADC-N 10.Oktober 1977 Patentansprüche

1. ) Verfahren zur mechanischen Bearbeitung eines ■Infinitiven Werkzeugs, das dazu bestimmt ist, einem damit bearbeiteten Werkstück durch erosive Funkenbildung oder durch mechanisches Einschleifen eine vorbestimmte Form zu geben, wobei eine zyklische Translationsbewegung zwischen dem zu bearbeitenden Werkstück und dem definitiven Werkzeug bewirkt wird, das selbst mittels eines Hilfswerkzeugs bearbeitet wird, das mit Bezug auf das definitive Werkzeug mit Drehbewegung gemäß einer senkrechten Achse zu der Ebene angetrieben wird, in der die Translationsbewegung des definitiven Werkzeugs bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hilfswerkzeug eine solche Form gegeben wird, daß seine aktive Umdrehungsfläche, die durch Drehung des Werkzeugs um seine Achse erzeugt wird, mit

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Bezug auf eine zu dieser aktiven Oberfläche koaxiale Bezugsumdrehungsfläche erweitert wird, indem jeder Punkt dieser Bezugsumdrehungsfläche einerseits in eine senkrechte Richtung zu dieser um eine Strecke verschoben wird, die gleich dem Abstand ist, der das Werkzeug und das Werkstück im Lauf der Bearbeitung trennt, und andererseits in eine zu derjenigen Ebene parallele Richtung, in der die genannte Translationsbewegung bewirkt wird, um eine Strecke verschoben wird, die gleich der dieser Bewegung gegebenen Amplitude ist, und daß das Hilfswerkzeug derart verschoben wird, daß die genannte Bezugsumdrehungsfläche zu jedem Zeitpunkt einen Berührungspunkt mit der Oberfläche hat, welche die vorbestimmte dem Werkstück zu gebende Form aufweist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zum translationsförmigen Verschieben der Aohse (7) des Hilfswerkzeugs (5) in der Weise, daß die mit dem Werkzeug (5) verschobene Bezugsumdrehungsfläche (9) zu jedem Zeitpunkt einen Berührungspunkt (A) mit der Oberfläche (11) hat, welche die vorbestimmte dem Werkstück (6) zu gebende Form aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Umdrehungstaster (1), der die Form der Bezugsumdrehungsfläche (9) hat, Mittel zum Verschieben des Tasters (1) auf einer Schablone (2), welche die Gegen-

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form (3) der bestimmten Form (11) hat, und Mittel zum übertragen der Verschiebungen des Tasters (1) auf die Achse (7) des Hilfswerkzeugs (5).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsumdrehungsfläche (9) einen kugelförmigen Teil hat und daß Mittel zur numerischen Steuerung vorhanden sind, um den Mittelpunkt (θ¹) des kugelförmigen Teils gemäß den Koordinaten einer Oberfläche zu verschieben, die zu der bestimmten Form (11) parallel verläuft und von dieser um eine Strecke entfernt ist, die gleich dem Radius (r) des kugelförmigen Teils ist.

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