DE2922206A1

DE2922206A1 - Verfahren und einrichtung zum bearbeiten mittels elektroerosion

Info

Publication number: DE2922206A1
Application number: DE19792922206
Authority: DE
Inventors: Charles Frei; Jean Pfau
Original assignee: Ateliers des Charmilles SA
Current assignee: Ateliers des Charmilles SA
Priority date: 1978-06-01
Filing date: 1979-05-31
Publication date: 1979-12-06
Also published as: JPS54159798A; FR2427168A1; CH621077A5; GB2022000A; US4251706A; GB2022000B

Description

- 4 Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bearbeiten eines Elektrodenteils mittels Elektroerosion mit einem Elektrodenwerkzeug.

Das Metall, welches die aktive Schicht des Werkzeugs bildet, spielt eine wichtige Rolle für die Erosionsleistung und die Abnutzung dieses Werkzeugs. Es wurde gefunden, daß gewisse Metalle mit niedriger Verdampfungstemperatur, d.h. mit starker Erodierbarkeit, die Eigenschaft haben, die Zündung von Entladungen zu erleichtern, und zwar wahrscheinlich aufgrund der Tatsache, daß sie im Bearbeitungsströmungsmittel Teilchen von sehr kleinen Dimensionen erzeugen, die eine wichtige Funktion in dem Vorgang der Zündung der Entladungen haben.

Das Vorhandensein dieser Teilchen hat außerdem die Wirkung, daß die Bearbeitung stabilisiert wird und der Abstand der Elektroerosion zwischen den Elektroden erhöht werden kann, wodurch die Kühlung der Elektroerosionszone verbessert wird und es ermöglicht wird, die Erosionsleistung zu erhöhen.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird diese Eigenschaft gewisser Metalle mit starker Erodierbarkeit zur Erleichterung der Elektroerosion zwischen Elektrodenpaaren, die von Metallen leichter Erodierbarkeit gebildet werden, ausgenutzt. Dieses Verfahren besteht darin, in die Bearbeitungszone, die sich zwischen diesen Elektroden befindet,ein Strömungsmittel einzuführen, das durch eine Hilfs-Elektroerosion auf der Oberfläche einer metallischen Schicht verunreinigt ist, die ihrerseits aus einem Metall oder einer Metallegierung von geringer Verdampfungstemperatur gebildet ist oder ein solches Metall oder eine solche Metallegierung enthält.

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Ein andererVorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Anzahl der Entladungen im Kurzschluß bzw. im Kurzschlußbereich vermindert wird, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die metallischen Brücken, welche an der Entstehungsstelle der Kurzschlüsse sind, durch Schmelzen während des Durchgangs des BearbeitungsStroms zerstört werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger, in den Fig. 1 bis 5 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Anwendung der Erfindung bei einer Eintreib- bzw. Versenkelektrodej

Fig. 2 eine andere Anwendung bei einer Eintreibbzw. Versenkelektrode;

Fig. 3 den Fall eines Elektrodenteils, das mittels einer Werkzeugelektrode in Form eines Drahts durch- bzw. zugeschnitten wird;

Fig. 4 eine andere Anwendung der Erfindung zum Schneiden mittels eines Drahts; und

Fig. 5 eine noch andere Ausführungsform einer Einrichtung nach der Erfindung.

Es sei darauf hingewiesen, daß im Rahmen der vorliegenden Anmeldung mit der Bezeichnung "Elektroerosion" auch der Begriff "Funkenerosion" miterfaßt sein soll, und umgekehrt.

Die Fig. 1 zeigt eine Werkzeugelektrode 1, die dazu bestimmt ist, ein Elektrodenteil 2, das auch als Werkstückelektrode bezeichnet werden kann, durch Eintreiben bzw. Versenken zu bearbeiten, und zwar mittels Erosionsentladungen,di· in einer Bearbeitungszone 3 erzeugt werden, welche sich zwischen diesen Elektroden 1 und 2 befindet. Die Schaltung des Impulsgenerators, der zum Erzeugen dieser Entladungen verwendet wird, bildet keinen Teil der Erfindung und ist infolgedessen in der Zeichnung nicht dargestellt.

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Die Seitenfläche!der Elektrode 1 sind mit einer Schicht 4 bedeckt, die aus einem Metall oder einer Metallegierung mit geringer Verdampfungstemperatur besteht. Die Elektroden 1 und 2 sind in einen Trog 5 eingetaucht bzw. versenkt, der ein Bearbeitungsstromungsmittel 6 enthält.

Es wird infolgedessen eine Haupt-Elektro- bzw. -Funkenerosion zwischen einer Stirnfläche 7 der Elektrode 1 und dem Teil 2 erzeugt, und eine Hilfs-Elektro- bzw. -Funkenerosion zwischen der Schicht 4 und dem Teil 2. Geht man davon aus, daß diese beiden Elektroerosionszonen einander benachbart sind, dann dringen die metallischen Teilchen, die von der Schicht 4 abgetrennt bzw. losgerissen worden sind, in die Bearbeitungszone, die sich zwischen der Stirnfläche 7 der Elektrode 1 und dem Teil 2 befindet, und erleichtern das Eindringen des Werkzeugs in das Teil.

Die Fig. 2 zeigt eine Elektrode 8, die in ihrer Mitte einen Kanal 9 hat, durch den das Bearbeitungsstromungsmittel in die frontale Elektro- bzw. Funkenerosionszone zugeführt wird, die sich zwischen der Elektrode 8 und dem Teil 10 befindet. Eine metallische Schicht 11 bedeckt die Wände des Kanals 9 in der Weise, daß sie während des Eindringens der Elektrode in das Teil an der Elektro- bzw. Funkenerosion teilnimmt. Das Bearbeitungsstromungsmittel durchquert zunächst eine Zone 12 einer Hilfs-Elektroerosion, die sich zwischen einem unteren Teil der Schicht 11 und dem Teil 10 befindet, und sie strömt dann in eine Zone 13 einer Haupt-Elektroerosion, die sich zwischen der Elektrode 8 und dem Teil 10 befindet, wobei dieses Bearbeitungsstromungsmittel die von der Schicht 11 herrührenden,metallischen Teilchen mit sich führt.

Die Fig. 3 zeigt ein Teil 14, das mittels einer Elektrode 15 in Form eines Drahts, der zwischen den Führungsvorrichtungen 16 und 17 geführt und gespannt ist, durchgeschnitten, abge-

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schnitten, zugeschnitten oder in sonstiger Weise geschnitten wird. Eine mdallische Platte 18, die aus einem Metall oder einer Metallegiening von starker Erodierbarkeit besteht, ist auf der einen Oberfläche des Teils 14 befestigt, und zwar in der Weise, daß sie gleichzeitig mit dem Teil 14 einer Elektroerosion unterworfen und geschnitten wird. Mittels einer Injektionsdüse 19 wird ein Bearbeitungsströmungsmittel sukzessive in eine Zone einer Hilfs-Elektroerosion zugeführt, die sich zwischen dem Draht 15 und der Platte 18 befindet, sowie in eine Zone einer Haupt-Elektroerosion, die sich zwischen dem Draht 15 und dem Teil 14 befindet.

In einer Abwandlung kann die Platte 18 von einer metallischen Schicht ersetzt sein, die auf die eine oder die beiden Oberflächen des Teils 14 aufgebracht ist.

Im Falle der Fig. 4 ist die metallische Platte 18 auf dem Teil 14 mittels Isolierteilen 20 und 21 befestigt. Die Hilfs-Elektro- bzw. Funkenerosion zwischen dem Draht 15 und der Platte 18 wird von einem Hilfsgenerator 22 erzeugt, der mit seinem einen Anschluß über einen Schleifkontakt 23 mit dem Draht 15 verbunden ist, während sein anderer Anschluß mit der Platte 18 verbunden ist. In diesem letzteren Ausführungsbeispiel vird das Bearbeitungsströmungsmittel in die Zone der Hilfs-Elektro- bzw. -Funkenerosion mittels einer Injektionsdüse 19 zugeführt, und es zirkuliert dann in der Zone der Haupt-Elektro- bzw. -Funkenerosion, die sich zwischen dem Draht 15 und dem Teil 14 befindet. Der Hauptgenerator, der die Bearbeitungsentladungen zwischen dem Draht 15 und dem Teil 14 erzeugt, ist in dieser Figur nicht dargestellt.

Wie die Fig. 5 zeigt, kann die Hilfs-Elektroerosion auch zwischen zwei Hilfselektroden 24 und 25 erzeugt werden. Diese Elektroden werden von einem Metall oder einer Metallegierung mit niedriger Verdampfungstemperatur gebildet und sind ein-

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ander gegenüber in einer Kammer 26 angeordnet, in der ein Bearbeitungsströmungsmittel zirkuliert, das unter Druck durch einen Kanal 27 eingeleitet wird. Die isolierenden Verbindungsteile 28 und 29 stellen die Führung dieser Elektroden sicher, die von einem Hilfsgenerator 30 mit Strom versorgt werden. Das Bearbeitungsströmungsmittel, das durch zwischen den Elektroden 24 und 25 erzeugte Elektro- bzw. Funkenerosion verunreinigt bzw. kontaminiert worden ist, wird mittels einer Injektionsdüse 31 in die Zone der Haupt-Elektroerosion eingeführt, die sich zwischen dem zu bearbeitenden Teil 32 und der Werkzeugelektrode 33 befindet, welche aus einem Material schwacher Erodierbarkeit besteht.

In allen beschriebenen Ausführungsbeispielen ist es möglich, die Hilfs-Elektro- bzw. -Funkenerosion auf einer metallischen Schicht zu verwirklichen, die aus einem Metall oder einer Metallegierung besteht, welche Metall oder Metalle niedriger Verdampfungstemperatur enthält oder daraus besteht. Vorzugsweise besteht diese metallische Schicht aus wenigstens 50% von einem oder einer Legierung der folgenden Metalle: Zink, Cadmium, Zinn, Blei, Antimon, Wismut.

In allen dargestellten Ausführungsformen wird die Hilfs-Elektro- bzw. -Funkenerosion in der Nähe der Bearbeitungszone durchgeführt. Jedoch ist diese Bedingung nicht zwingend, und das durch diese Hilfs-Elektroerosion verunreinigte Strömungsmittel kann sehr gut durch eine Bearbeitung erhalten werden, die auf einer anderen Maschine ausgeführt wird, oder auch auf der gleichen Maschine während einer ersten Phase; das verunreinigte Strömungsmittel wird entnommen, um später während der Bearbeitung eines Teils benutzt zu werden, wenn man von den vorteilhaften Eigenschaften, die durch eine Zuführung dieses in spezieller Weise verunreinigten BearbeitungsStrömungsmittels erzielt werden, in vorteilhafter Weise Gebrauch machen will.

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Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Veickmann, Dii-l.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. R A.WEICKMANN, Dipl.-Chem. B. Huber SEMY Dr. Ing. H. LisKA

12 102 8000 MÜNCHEN 86, DEN 31,MgJ 1979

POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

ATELIERS DES CHARMILLES S.A. 109, rue de Lyon, Genf/Schweiz

Verfahren und Einrichtung zum Bearbeiten mittels

Elektroerosion

Patentansprüche

1 Λ Verfahren zum Bearbeiten eines Elektrodenteils mit-

s Elektroerosion mit einem Elektrodenwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Bearbeitungszone, die sich zwischen diesen Elektroden befindet, ein Strömungsmittel zuführt, das durch eine Hilfs-Elektroerosion verunreinigt worden ist, die auf der Oberfläche einer metallischen Schicht erzeugt worden ist, welche aus einem Metall oder eine?Metallegierung mit niedriger Verdampfungstemperatur besteht.
2. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, umfassend einen Generator zum Erzeugen von erosiven Entladungen zwischen einer Werkzeugelektrode und einem Elektrodenteil., sowie eine Zuführungseinrichtung zum Zuführen eines Bearbeitungsströmungsmittels in die Bearbeitungszone, die sich zwischen diesen Elektroden befindet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (22,30) zum Erzeugen einer Hilfs-Elektroerosion auf der Oberfläche einer metallischen Schicht

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(4,11,18,24), die aus wenigstens 50% eines oder einer Legierung der folgenden Metalle besteht: Zink, Cadmium, Zinn, Blei Antimon, Wismut; und durch eine Einrichtung (9,19,27) zum Strömenlassen bzw. Zirkulieren eines Bearbeitungsströmungsmittels aufeinanderfolgend in der Zone dieser Hilf s-Elektro erosion und in der Bearbeitungszone.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (4,11,18) auf wenigstens einem Teil der aktiven Oberfläche des Elektrodenteils (2,10,14) und/oder der Werkzeugelektrode (1,8) vorgesehen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (4) auf der seitlichen Oberfläche einer Werkzeugelektrode (1) vorgesehen ist (Fig. 1).
5. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (11) auf der inneren Oberfläche eines Kanals (9) vorgesehen ist, der durch eine Elektrode (8) zum Zuführen von Bearbeitungsströmungsmittel in die Elektroerosionszone hindurchgeht (Fig. 2).
6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht von einer Platte (18) gebildet ist, die auf einer der Oberflächen bzw. Seiten eines Elektrodenteils (14) in der Weise befestigt ist, daß sie gleichzeitig mit diesem Teil mittels eines Elektrodenwerkzeugs (15) in Form eines Drahts oder Bands geschnitten bzw. durchschnitten wird (Fig.3).
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (18) von dem Teil (14) isoliert ist, und daß ein Hilfsimpulsgenerator (22) zum Erzeugen einer Elektroerosion zwischen der Platte (18) und der Draht- oder Bandelektrode (15) vorgesehen ist (Fig. 4).

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8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht auf zwei Hilfselektroden (24,25) vorgesehen ist, die in einem Teil eines Injektions- bzw. Zuführungskanals (27) für das Bearbeitungsströ mungsmittel angeordnet sind, und daß ein Hilfsimpulsgenerator (30) zum Erzeugen der Elektroerosion zwischen den Hilfselektroden vorgesehen ist (Fig. 5).

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