DE2842525A1 - Vorrichtung zum elektroerosiven bearbeiten von walzenfoermigen werkstuecken - Google Patents
Vorrichtung zum elektroerosiven bearbeiten von walzenfoermigen werkstueckenInfo
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Description
Vorrichtung zum elektroerosiven Bearbeiten von walzenförmigen Werkstücken
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mittels welcher die walzenförmige
Oberfläche eines Werkstückes in Walzenform durch elektroerosive Bearbeitung aufgerauht werden kann. Insbesondere betrifft
die Erfindung eine Vorrichtung zur elektroerosven Bearbeitung, um die äussere Oberfläche von balligen Walzen mit einer vorbestimmten
Oberflächenrauhigkeit zu versehen.
In der Vergangenheit sind Walzwerkwalzen mit vielen unterschiedlichen
Formen zur praktischen Anwendung gekommen, um unterschiedliche Dicken, Breiten und mechanische Eigenschaften von gewalzten
oder gezogenen Produkten, Formen des rohen Blechmaterials usw. zu entsprechen. Dazu gehörigen flache Walzen gemäss Fig. 1,
sinusförmig geballte Walzen gemäss Fig. 2, abgeflachte ballige Walzen (step-crowned rolls) gemäss Fig. 3 und einen schmalen abgeflachten
Bereich aufweisende balldige Walzen (narrow body crowned rolls) gemäss Fig. 4. Diese Walzen werden entweder alternativ
oder mehrere Male nacheinander verwendet, und zwar in Abhängigkeit vom Produktsprogramm des Walzwerkes. Somit kommt es
bei einer mattierenden Vorrichtung, die die Oberfläche einer Walze aufrauht, häufig vor, dass mehrere Walzen mit unterschiedlichen
Formen alternativ zu bearbeiten sind, wobei Auswechseln und/ oder Einstellen der Elektroden erforderlich sind, um sie an die
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Gestalt einer zu bearbeitenden Walze anzupassen; dadurch erfährt die Arbeitsleistung erhebliche Einbussen; Zeitverluste und
Aufwendungen für Arbeitskosten sind hoch.
In der Vergangenheit sind verschiedene Verfahren benutzt worden, um die Oberfläche von balligen Walzen durch Anwendung von Elektroerosionsvorrichtungen
für Walzen aufzurauhen; gemäss dem
ersten Verfahren, auf das sich Fig. 5 bezieht, wird eine vorher vorbereitete Elektrodenanordnung 12, deren Form der der Walze entspricht, verwendet; die Elektrodenanordnung hat ihre Formgebung durch entsprechende Bearbeitung erfahren; eine andere Möglichkeit besteht darin, dass eine Walzenattrappe 10" gemäss den Figuren 6A und 6B verwendet wird. In jedem Fall hat dieses Verfahren den Nachteil einer sehr geringen Nutzung der Elektroden, da die Elektrodenanordnung mit gleicher Form jeder unterschiedlichen Walzenform angepasst werden muss; die Elektrodeanordnung muss geändert werden, um einer anders geformten Walze zu entsprechen. In den Fällen, in denen eine Walzenatirappe benutzt
wird, um die gewünschte Elektrodenform herzustellen, besteht ein Nachteil darin, dass nicht nur eine Walzenattrappe für jede Walze benötigt wird; vielmehr hat die resultierende Balligkeit die Tendenz, etwas kleiner zu werden als die gewünschte Form, da, wie in Fig. 6B dargestellt, das Ausmass der Änderung 14 in der Walzenform der Walzenattrappe 10' sogar theoretisch nicht dasgleiche
sein kann wie das Ausmass der Änderung 16 in der Elektrodenform der Elektrode 12, und zwar verursacht durch den Unterschied bezüglich des Verlustes zwischen Walze 10' und Elektrode 12. Ein
ersten Verfahren, auf das sich Fig. 5 bezieht, wird eine vorher vorbereitete Elektrodenanordnung 12, deren Form der der Walze entspricht, verwendet; die Elektrodenanordnung hat ihre Formgebung durch entsprechende Bearbeitung erfahren; eine andere Möglichkeit besteht darin, dass eine Walzenattrappe 10" gemäss den Figuren 6A und 6B verwendet wird. In jedem Fall hat dieses Verfahren den Nachteil einer sehr geringen Nutzung der Elektroden, da die Elektrodenanordnung mit gleicher Form jeder unterschiedlichen Walzenform angepasst werden muss; die Elektrodeanordnung muss geändert werden, um einer anders geformten Walze zu entsprechen. In den Fällen, in denen eine Walzenatirappe benutzt
wird, um die gewünschte Elektrodenform herzustellen, besteht ein Nachteil darin, dass nicht nur eine Walzenattrappe für jede Walze benötigt wird; vielmehr hat die resultierende Balligkeit die Tendenz, etwas kleiner zu werden als die gewünschte Form, da, wie in Fig. 6B dargestellt, das Ausmass der Änderung 14 in der Walzenform der Walzenattrappe 10' sogar theoretisch nicht dasgleiche
sein kann wie das Ausmass der Änderung 16 in der Elektrodenform der Elektrode 12, und zwar verursacht durch den Unterschied bezüglich des Verlustes zwischen Walze 10' und Elektrode 12. Ein
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Ein anderer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass, da die Elektrode sich über die gesamte Länge des Walzenkörpers erstrecken
muss, die Elektrode die Gestalt von vielfach unterteilten Elektroden aufweisen muss, um eine grössere Arbeitsleistung
zu erzielen. Wie allgemein bekannt, muss ein Isolator 18zwischen den Elektroden vorgesehen sein, wie dies in der Schnittdarstellung
gemäss Fig. 7, die die Linie VI-VI der Fig. 5 entspricht, zu entnehmen ist. Dadurch werden die Kosten der Bearbeitung einer
Elektrode vergrössert, der Nutzen hingegen verkleinert. Darüber hinaus ist ein komplizierter Zusammenbau der Elektrodenanordnung
erforderlich, wobei ein Elektrodenhalter 20, Elektroden-Haltebolzen 22 und ein Servomechanismus 24 erforderlich sind. Hinzu kommt,
dass, wie allgemein bekannt, die Entladung am wirksamsten an den Kanten der Elektrode stattfinden kann; daraus ergibt sich, dass,
wenn eine Walze ohne Bewegung der Elektroden, die eine Querschnittsform gemäss Fig. 7 aufweisen, bearbeitet wird, es unmöglich
ist, eine einheitliche elektroerosive Bearbeitung der gesamten Walzenoberfläche zu erreichen. Vielmehr tritt ein streifen-
oder schlierenformxges Muster auf der Walzenoberfläche auf, wodurch
die Walze als solche für die Verwendung in einem Walzwerk ungeeignet werden kann. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit
werden während der Bearbeitung einer Walze die Elektroden entlang der Achse der Walze innerhalb der Breite einer Elektrode bewegt;
dieses Verfahren ist jedoch ebenfalls nachteilig, da das Bewegen der Elektroden entlang der Walzenachse es unmöglich macht, einen
konstanten Spalt zwischen Elektroden und Walz'e entlang der gesamten
Breite der Elektroden aufrechtzuerhalten. Dies macht einen
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komplizierten Mechanismus erforderlich, um die Elektroden der
Walzenachse zu bewegen. Wie dem auch immer sei, jedenfalls wird sogar dann, wenn die Elektroden entlang der Walzenform bewegt
werden, aufgrund der Tatsache, dass die Elektroden so angeordnet sind, dass sie dem gesamten Bereich mit der Länge des Walzenkörpers gegenüberliegen, die Elektrode an einer Seite von der Walzenoberfläche abgelenkt mit dem Ergebnis, dass die abgelenkte
Elektrode nicht verbraucht wird, so dass die Elektrodenform sich ändert und letztenendes die Form der Walze an ihren Enden eine
Änderung erfährt im Vergleich zur ursprünglichen Form. Daraus ergibt sich, dass das erste Verfahren viele Nachteile hat, bei der praktischen Anwendung Schwierigkeit bereitet und im Hinblick auf wirtschaftliche Erfordernisse und Qualität des Endproduktes
nicht praktikabel ist.
Walzenachse zu bewegen. Wie dem auch immer sei, jedenfalls wird sogar dann, wenn die Elektroden entlang der Walzenform bewegt
werden, aufgrund der Tatsache, dass die Elektroden so angeordnet sind, dass sie dem gesamten Bereich mit der Länge des Walzenkörpers gegenüberliegen, die Elektrode an einer Seite von der Walzenoberfläche abgelenkt mit dem Ergebnis, dass die abgelenkte
Elektrode nicht verbraucht wird, so dass die Elektrodenform sich ändert und letztenendes die Form der Walze an ihren Enden eine
Änderung erfährt im Vergleich zur ursprünglichen Form. Daraus ergibt sich, dass das erste Verfahren viele Nachteile hat, bei der praktischen Anwendung Schwierigkeit bereitet und im Hinblick auf wirtschaftliche Erfordernisse und Qualität des Endproduktes
nicht praktikabel ist.
Beim zweiten Verfahren, das in Fig. 8 dargestellt ist, wird eine einzelne Elektrode 12, die keine Schlitzstruktur aufweist, in
Längsrichtung einer Walze 10 entlang der Walzenform vorbewegt.
Dieses zweite Verfahren hat die gleichen Nachteile wie das erste Verfahren, da es eine längere Arbeitszeit erfordert, so dass es unmöglich ist, das Verfahren in einer Elektroerosionsvorrichtung zu verwenden, die in der Lage sein soll, Walzwerkwalzen mit grosser Durchsatzleistung zu bearbeiten bzw. aufzurauhen, so dass es notwendig ist, Elektroden zu verwenden, die an die Gestalt einer Walze angepasst sind. Beim zweiten Verfahren wird darüber hinaus ein unterschiedliches Elektrodenmaterial verwendet, um die Elektrode verbrauchbar zu machen. Dieses Verfahren ist auch deshalb
Längsrichtung einer Walze 10 entlang der Walzenform vorbewegt.
Dieses zweite Verfahren hat die gleichen Nachteile wie das erste Verfahren, da es eine längere Arbeitszeit erfordert, so dass es unmöglich ist, das Verfahren in einer Elektroerosionsvorrichtung zu verwenden, die in der Lage sein soll, Walzwerkwalzen mit grosser Durchsatzleistung zu bearbeiten bzw. aufzurauhen, so dass es notwendig ist, Elektroden zu verwenden, die an die Gestalt einer Walze angepasst sind. Beim zweiten Verfahren wird darüber hinaus ein unterschiedliches Elektrodenmaterial verwendet, um die Elektrode verbrauchbar zu machen. Dieses Verfahren ist auch deshalb
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nachteilig, weil die Bearbeitungsgeschwindigkeit einer Messing-Elektrode
nur etwa halb so gross wie die einer Kupferelektrode ist, wobei das Ausmass des Elektrodenabbrandes und die Häufigkeit
eines Elektrodenwechsels vergrössert werden. Ausserdem besteht der
Nachteil einer möglichen Ablagerung des Messings auf der Walzenoberfläche,
wodurch die Anzahl der Ausnehmungen in der Walzenoberfläche verringert wird usw. Jedenfalls hat die praktische
Anwendung des zweiten Verfahrens ebenfalls eine Reihe schwieriger Probleme zur Folge.
Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, die Nachteile
der bekannten Verfahren und Vorrichtungen beim Aufbringen einer aufgerauhten Oberfläche an ballige Walzen mittels Elektroerosion
zu beseitigen. Die Erfindung will eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art schaffen, die das Aufbringen einer
einheitlichen vorherbestimmten Oberflächenrauhigkeit an balligen Walzen ermöglicht.
Die Bearbeitungszeit soll dadurch verringert werden, dass rechteckige
Elektroden verwendet werden, die an mehreren Elektrodenköpfen angebracht sind, die voneinander getrennt und fluchtend
zueinander ausgerichtet sind.
Die rechteckigen, durch Entladungen abbrennenden Elektroden bestehen
vorteilhaft aus Kupfer, so dass die Entladungsoberflächen der Elektroden, die ursprünglich flach bzw. eben sind, durch Entladung
abbrennen und sich der Gestalt der äusseren Walzenfläche
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anpassen, so dass das Auftreten von Arbeitsstreifen vermieden
wird.
Die rechteckigen Elektroden können zurückschiebbar und einstellbar
an den Elektrodenköpfen angebracht sein, um die Entladungsoberflächen der Elektroden entlang der äusseren Oberfläche einer
Walze positionieren zu können.
Weiterhin kann ein Servomechanismus mit den Elektrodenköpfen verbunden
sein mit dem Ziel, den Entladungsspalt zwischen den rechteckigen
Elektroden und der Walzenoberfläche auf einem vorbestimmten Wert zu halten, der der gewünschten Oberflächenrauhigkeit der
Walze entspricht.
Darüber hinaus kann eine Einrichtung zur Querverschiebung der Köpfe vorgesehen sein, mittels welcher die Elektrodenköpfe, die in
unterteilter Anordnung vorgesehen sind, über eine vorbestimmte Entfernung entlang der Rotationsachse der Walze querverschiebbar
sind.
Die Lehre gemäss der Erfindung kann somit dahingehend zusammengefasst
werden, dass mehrere getrennte Elektrodenköpf entlang der Rotationsachse der zu bearbeitenden balligen Walze angeordnetf ein
oder mehrere rechteckige Elektroden in bestimmten Abständen an jedem der Elektrodenköpfe angebracht sind. Der Entladungsspalt
der rechteckigen Elektrode wird durch einen Servomechanismus auf einen vorbestimmten Wert gesteuert. Ausserdem erfolgt eine Quer-
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Verstellungseinrichtung. Die Elektrode ist zurückverstellbar am Elektrodenkopf angebracht und so in einer Position fixiert, dass
ihre Entladungsoberfläche vorsteht und in Kontakt mit der Oberfläche der balligen Walze bringbar bzw. vorschiebbar ist. Die
Entladungsoberfläche jeder Elektrode ist anfänglich flach oder eben, wobei diese Entladungsoberfläche derart abbrennt, dass sie
nach Beginn der Entladung der Form oder Kontur der Walzenoberfläche angepasst wird bzw. ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele, die zum Stand der Technik gehören, und Ausführungsbeispiele, an denen die Erfindung
verwirklicht ist, dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 die Schemadarstellung einer flachen bzw. zylindrischen Walze für Walzwerke,
Fig. 2 die Schemadarstellung einer balligen, im Längsschnitt konvex oder sinusförmig begrenzten Walze, die mittels
elektroerosiver Bearbeitung gemäss der Erfindung mit einem aufgerauhten Finish zu versehen ist,
Fig. 3 die Schemadarstellung einer abgestuften oder abgeflachten balligen Walze, die mittels elektroerosiver
Bearbeitung gemäss der Erfindung mit einem aufgerauhten Finish zu versehen ist,
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Fig. 4 eine mit einer schmalen Abstufung versehene ballige Walze, die mittels elektroerosiver Bearbitung gemäss
der Erfindung mit einem aufgerauhten Finish zu versehen ist,
Fig. 5 die Schemadarstellung der wesentlichen Teile einer zum Stand der Technik gehörenden Vorrichtung, mittels welcher
die Oberflächen von balligen Walzen mit einem aufgerauhten Finish versehen werden kann,
Fig. 6A eine Schemadarstellung, anhand welcher das Verfahren zum Bearbeiten der Elektroden der bekannten Vorrichtung
mit einer Walzenattrappe erläutert wird,
Fig. 7 eine Ansicht, im Schnitt, der Elektroden der bekannten Vorrichtung in Richtung VI-VI der Fig. 5 gesehen,
Fig. 6B die Schemadarstellung der mit einer Walzenattrappe bearbeiteten Elektroden,
Fig. 8 die Schemadarstellung der wesentlichen Teile einer anderen zum Stand der Technik gehörenden Vorrichtung,
Fig. 9 in Draufsicht die Schemadarstellung der Ausführungsmöglichkeit
einer Vorrichtung zur elektroerosiven Bearbeitung, an welcher die Erfindung verwirklicht ist,
Fig. 10 in Seitenansicht eine Ausführungsform einer Anordnung
zum Anbringen der Elektrode am Elektrodenkopf der Ausführungsform gemäss Fig. 9,
Fig. 11 in Seitenansicht eine andere Ausführungsform der Anordnung
zum Anbringen der Elektrode am Elektrodenkopf der Ausführungsform gemäss Fig. 9,
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Fig. 12 eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen
Walzen-Oberflächenrauhigkeit (Rz) und dem Ausmass des Elektrodenabbrands bei der elektroerosiven Bearbeitungsmaschine
gemäss der Erfindung erkennen lässt,
Fig. 13 eine Schemadarstellung/ anhand welcher erkennbar ist,
dass ein einheitliches aufgerauhtes Finish mittels Verwendung der rechteckigen oder quadratischen Elektroden
gemäss der Erfindung aufgebracht werden kann.
Fig. 9 zeigt eine ballige Walze 10, die mit einem satinierten
oder aufgerauhten Finish mittels elektroerosiver Bearbeitung zu versehen ist. Diese Walze ist über an den Walzenenden angeordnete
Wellen oder dgl. 26 und 26' in Lagern 28 und 28' gelagert. Ein Walzenantriebsmotor 34 ist mit dem Walzenlager 28 über eine WaI-zenantriebs-übertragungseinrichtung
und ein Walzenatriebsreduktionsgetriebe 32 verbunden. Die ballige Walze 10 wird mit
einer bestimmten konstanten Geschwindigkeit rotiert.
Mehrere unterteilte Elektrodenköpfe sind entlang einer Rotationsachse
36 der balligen Walze 10 angeordnet. Wenngleich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel fünf Elektrodenköpfe 38 vorhanden
sind, ist die Erfindung nicht auf diese Anzahl beschränkt. Die Elektrodenköpfe 38 sind auf einer Querspindel 40 angeordnet; die
Spindel oder dgl. erstreckt sich parallel zur Achse 36; sie ermöglichst die Querbewegung der Elektrodenköpfe 38 entlang der
Achse 36. Die Elektrodenköpfe 38 werden quer nach rechts oder links durch die Rotation der Spindel 40 bewegt, wobei der Ab-
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stand zwischen den Elektrodenköpfen aufrechterhalten bleibt. Die Spindel 40 wird durch ein Reduktionsgetriebe 44 für die Querbewegung
der Köpfe angetrieben; dazu ist ein Motor 42 vorgesehen, der mit konstanter Geschwindigkeit läuft.
An jedem Elektrodenkopf sind zwei Elektroden 46 angebracht; jede Elektrode 46 ist rechteckig oder quadratisch und aus Kupfer hergestellt;
sie hat ehe plane Elektrodenoberfläche/ die sich von der Gestalt der Walze 10 unterscheidet. Selbstverständlich kann auch
nur eine einzige Elektrode 46 an jedem Elektrodenkopf 38 angebracht sein; eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Anzahl
der Elektroden 46 grosser ist als zwei. Jede Elektrode 46 ist am Elektrodenkopf 38 mittels eines Elektrodenhalters 48 befestigt.
Der genauere Aufbau dieses Elektrodenbereichs ergibt sich aus den beiden Ausführungsformen der Elektroden-Halterungseinrichtung
gemäss den Figuren 10 und 11.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 10 erfolgt die Anbringung der Elektrode 46 am Elektrodenhalter 48 in der Weise, dass sie in
Elektroden-Vorschubrollen 50 eingesteckt und von diesen in der jeweiligen Lage gehalten wird; in ihrer Ausgangslage ist die Elektrode
46 in Kontakt mit der balligen Rolle 10 durch einen Servomechanismus vorgeschoben, mit dem der Elektrodenkopf 38 versehen
ist.
Bei dem in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Feder 54 innerhalb einer Ausnehmung 52 angeordnet, in der die
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Elektrode 46 angebracht ist. Bei dieser Ausgestaltung ist die Elektrode 46 am Elektrodenhalter 48 durch ein Elektroden-Feststellmittel
56 derart befestigt,- dass die Elektrode 46 in einer
Weise vorsteht, in welcher sie sich in Kontakt mit der balligen Walze 10 unter der Einwirkung der Feder 54 befindet. Der Elektrodenhalter
48 wird durch ein Stellglied 60 bzw. einen Stellantrieb 60 einer Servoeinrichtung 58 gesteuert; das Stellglied oder dgl.
ist am Elektrodenkopf 38 angeschlossen, um so den Spalt zwischen Elektrode 46 und der balligen Walze 10 während der elektroerosiven
Bearbeitung konstant zu halten.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Vorrichtung zur elektroerosiven
Bearbeitung unter Anwendung der Erfindung gemäss Fig. 9 beschrieben. Zunächst werden die vorderen Enden der Elektroden
46 jeweils gegen die ballige Walze 10 entlang der Tangente 62 durch die Vorschubrollen gemäss Fig. 10 oder den Federmechanismus
gemäss Fig. 11 vorgeschoben. Dann werden die Elektroden 46 in ihrer Lage an den Elektrodenhaltern 48 verriegelt, wobei der
Spalt zwischen Walze und Elektroden mit einem isolierenden öl (nicht dargestellt) , z.B. Kerosin, ausgefüllt wird; die ballige
Walze 10 wird mit konstanter Geschwindigkeit vom Antriebsmotor 34 rotiert; gleichzeitig werden die Elektrodenköpfe 38 durch
Rotieren der Spindel 40 mit konstanter Geschwindigkeit durch den Motor 42 querverstellt; der richtige Elektrodenspalt, der der
gewünschten Oberflächenrauhigkeit der zu bearbeitenden Walze entspricht, wird durch die Servoeinrichtung 58 (Fig. 10 und 11) bewirkt,
die mit den Elektrodenköpfen 38 verbunden ist, wodurch die
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elektroerosive Bearbeitung zwecks Aufrauhen oder Satinieren bewirkt
wird. In diesem Fall wird das gewünschte Ausmass der Querverstellung
jeder Elektrode 46 dadurch erreicht, dass die Elektrode über eine Entfernung in Richtung der Elektrodenbreite bis
zur benachbarten Elektrode verschoben wird.
In diesem Zustand, vor Beginn der Bearbeitung mittels elektrischer
Entladung, weisen die der Walze gegenüberliegenden Elektrodenoberflächen eine rechteckige oder quadratische plattenförmige Gestalt
auf, die nicht der Gestalt der Walze 10 entspricht. Demzufolge wird die Grosse des an den Elektroden angelegten Arbeitsstromes so gewählt, dass das Elektroden-Gewicht-Abbrand-Verhältnis
innerhalb des Bereiches zwischen 10 und 70% liegt, und zwar in Abhängigkeit von den elektrischen Bedingungen der Bedinungen bei der
elektroerosiven Bearbeitung. Diese elektrischen Bedingungen und die Beziehung zwischen der Oberflächenrauhigkeit der bearbeiteten
Walze und den Elektrodenabbrand, in Gewicht ausdrückt, sind jeweils
in der folgenden Tabelle 1 und der grafischen Darstellung gemäss Fig. 5 in Gestalt von Werten dargestellt, die als Ergebnis praktischer
Anwendung gewonnen wurden.
Ellektrodenabmessungen
Elektrodengrösse: 1,0 mm (Dicke) χ 50,0 mm (Breite)
Elektrodenmaterial: Kupfer
3-ihzelanga-f Arbeitsstrom
ben
Rz(JM '
30 26
50 50
Impulslänge
130 30
Ruhezeit (Sperrzeit) Χμ, S)
4 4
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19 | 32 | 8 | 4 | |
Arbeitungs bedingungen |
18 16 11 |
30 28 10 |
8 8 8 |
4 4 4 |
9 | 8 | 8 | 4 | |
7 | 7 | 8 | 4 | |
6 | 2 | 8 | 4 |
Um eine Walze innerhalb eines Bereiches zu bearbeiten, der keinerlei
streifen- oder schlierenförmige Muster auf der Oberfläche
einer beispielsweise zum Walzen irgendeines Materials zu verwendenden Walze entstehen lässt, ist durch Versuche festgestellt
worden, dass es keine Schwierigkeiten gibt, wenn der Wechsel bezüglich der Anzahl der Arbeitsumdrehungen bei einer Geschwindkeit
von 3,4 Umdrehungen pro Minute weniger als drei Umdrehungen beträgt. Somit ist es sogar dann, wenn die rechteckigen Elektroden
gemäss der Erfindung eine äussere Umfangsgestalt aufweisen, die nicht der Gestalt der Walze vor Beginn der Bearbeitung
entspricht, möglich, ein einheitliches satiniertes bzw. aufgerauhtes
Finish auf der gesamten Oberfläche der Walze durch elektroerosive Bearbeitung zu erzielen, wenn die drei folgenden Bedingungen
berücksichtigt werden: Querschnittsfläche und Breite der Elektrode sowie das Abbrandverhältnis bezüglich des Elektrodengewichtes
.
Diese Tatsache wird im folgenden unter Bezugnahme auf einen Anwendungsfall
erläutert, bei welchem eine ballige Walze 10, deren Balligkeit das Ausmass von 30/100 mm hat, mit einem satinierten
bzw. aufgerauhten Finish mit einer Oberflächenrauhigkeit von Rz
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= 18 yU- mittels elektroerosiver Bearbeitung versehen wird, wobei
die im folgenden unter a) bis f) angegebenen Bedingungen gemäss Fig. 13 eingehalten werden, die das Prinzip der Erfindung erkennen
lässt.
(a) Walzenlänge (L) 2,000 mm
(b) Walzendurchmesser (D) 561 mm
(c) Anzahl der Walzenumdrehungen (N) 3,4 U/min
(d) Geschwindigkeit, mit welcher der
Elektrodenkopf querverschoben wird (f) 2,4 mm/min
Elektrodenkopf querverschoben wird (f) 2,4 mm/min
(e) Elektrodenabmessungen 50 mm Breite χ 2 mm Dicke
3 2
(f) Elektrodenabbrand pro Flächeneinheit (a) 0,7 mm /cm
Wenn angenommen wird, dass die Elektrode 46, die mittels Elektrodenhalter
48 am Elektrodenkopf 38 befestigt ist, von der Mitte zum linken Ende der balligen Walze 10 bewegt worden ist und die
Walze dabei einer elektroerosiven Bearbeitung unterzogen wird, beträgt zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Elektrode 46 zum linken
Ende bewegt worden ist, die Gesamtanzahl der Walzenumdrehungen
Demzufolge kann die Änderung bezüglich der Balligkeit (£ ) pro
Walzenumdrehung ausgedrückt werden durch
ί = Länge des teilweisen Elektrodenabbrandes/Nt
= 25^1/1,416 = 0,018 μ. pro U/min.
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Die Länge des Elektrodenabbrandes ( ί ) pro Walzenumdrehung kann
ausgedrückt werden durch
ö- = (bearbeiteter Bereich χ a) / (Querschnittsbereich der
Elektrode χ Nt) = 87 ,κ- pro U/min.
Daraus ergibt sich, dass die Elektrode 46 der Gestalt der Walze zu dem Zeitpunkt angepasst ist, in welchem die ballige Walze 10
(C/t) χ 360° = 0,074° rotiert, so dass die erforderliche Bedingung
von weniger als drei Umdrehungen erfüllt ist, bei welcher das Auftreten von streifen- oder schlierenförmigen Mustern verhindert
wird. Mithin ist bewiesen worden, dass keinerlei Schwierigkeiten durch die Verwendung von Elektroden verursacht werden, die
eine ebene oder plane Gestalt aufweisen, die nicht an die Gestalt der Walze angepasst ist.
Wenngleich die vorbeschriebene Ausführungsform sich auf die elektroerosive
Bearbeitung von konvexen sinusförmigen balligen Walzen bezieht, kann die eine Rauhigkeit bewirkende Elektroerosions-Vorrichtung
gemäss der Erfindung auch für die elektroerosive Bearbeitung aller anderen Arten von balligen Rollen einschliesslich
jener gemäss den Fig. 3 und 4 benutzt werden.
Aus den vorstehenden Erläuterungen geht somit hervor, dass in Übereinstimmung
mit der Vorrichtung gemäss der Erfindung für die elektroerosive Bearbeitung von Werkstücken keinerlei Notwendigkeit besteht,
die Elektroden selbst vorher zu formen und so vorzubereiten, dass sie den Walzen unterschiedlicher Gestalt angepasst sind, d.h.,
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dass rechteckige Elektroden als solche benutzt werden können mit
entsprechender Verringerung der Elektrodenkosten und der notwendigen Arbeitsschritte; darüber hinaus hat die Tatsache, dass
mehrere Elektrodenköpfe verwendet werden und mehrere Elektroden unterteilt an jedem der Elektrodenköpfe angebracht sind, einen
die Ausgestaltung der notwendigen Elektrodenanordnung vereinfachenden Effekt; es ist somit nur ein kleines Ausmass der Querverstellung
der Elektroden erforderlich mit entsprechend grosser Abnahme der Bearbeitungszeit; dadurch werden die Vorrichtungs- und Arbeitskosten verringert. Im Ergebnis wird eine vorteilhafte und ausserordentlich
praktische Vorrichtung zum Herstellen von aufgerauhten Walzen für Walzwerke mit hoher Produktionskapazität erzielt.
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-lit-
Leerseite
Claims (8)
1. Vorrichtung zur elektroerosiven Bearbeitung eines Werkstückes in Walzenform, bei welcher wenigstens eine Elektrode entlang der
Rotationsachse des rotierenden Werkstückes bewegbar ist und Entladungen über einen Arbeitsspalt bewirkt werden, der durch die
Elektrode und das Werkstück begrenzt ist, und das Werkstück ein satiniertes oder aufgerauhtes Finish auf seiner äusseren Oberfläche
erhält, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Elektrodenköpfe (38) voneinander getrennt und in vorbestimmten Abständen
entlang der Rotationsachse des Werkstückes angeordnet sind und an jedem Elektrodenkopf (38) wenigstens eine rechreckige Elektrode
(46) vorgesehen ist, die zurückziehbar und einstellbar am jeweiligen Elektrodenkopf (38) angebracht ist, und jede Elektrode (46)
eine ebene Entladungs-Oberfläche aufweist und Mittel zum Einstellen des Elektrodenspaltes an jedem Elektrodenkopf (38) vorgesehen
sind, um die Entlade-Oberflache der rechteckigen Elektrode (46)
in einem vorbestimmten Abstand von der Oberfläche des walzenförmigen
Werkstückes (10) zu halten, und weiterhin Mittel zum Querverschieben der Elektrode (46) vorgesehen sind, mittels welchem
jeder Elektrodenkopf (38) über einen vorbestimmten Abstand entlang der Rotationsachse des Werkstückes (10) verschiebbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück in Walzenform eine ballige Walze (10) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens zwei rechteckige Elektroden (46) an jedem Elektrodenkopf (38) angebracht sind.
wenigstens zwei rechteckige Elektroden (46) an jedem Elektrodenkopf (38) angebracht sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede
rechteckige Elektrode (46) eine Kupferelektrode ist, die ein
Elektrodengewicht-Abbrandverhältnis im Bereich zwischen 10 und
70% während der elektroerosiven Bearbeitung aufweist.
Elektrodengewicht-Abbrandverhältnis im Bereich zwischen 10 und
70% während der elektroerosiven Bearbeitung aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Mittel zum Einstellen des Elektrodenspaltes als Servoeinrichtung ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rechteckige Elektrode (46) von Zustellrollen (50) am Elektrodenkopf
(38) gehalten ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rechteckige Elektrode (46) in einen im Elektrodenkopf (38) angebrachten
Führungsschlitz eingesetzt ist und unter der Einwirkung von
im Führungsschlitz (52) angeordneten Federmitteln (54) steht und
Klemmittel (56) vorgesäien sind, um die Elektrode (46) am Elektrodenkopf
in einer Position festzulegen, in welcher die Elektrode
unter Vorspannung in Kontakt mit einer Oberfläche des Werkstücks durch das Federmittel (54) steht.
unter Vorspannung in Kontakt mit einer Oberfläche des Werkstücks durch das Federmittel (54) steht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet, dass die
Elektrode durch das Mittel zum Querverschieben der Elektroden entlang der Rotationsachse des Werkstückes wenigstens um einen
Abstand verschiebbar ist, der der Teilung benachbarter Elektroden (48) ausser der Elektrodenbreite entspricht.
9098U/08S1
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP52116615A JPS5854945B2 (ja) | 1977-09-30 | 1977-09-30 | ロ−ル状被加工物の梨地放電加工装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2842525A1 true DE2842525A1 (de) | 1979-04-12 |
DE2842525C2 DE2842525C2 (de) | 1984-07-19 |
Family
ID=14691558
Family Applications (1)
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