DE2943252A1

DE2943252A1 - Arbeitsverfahren zur funkenerosiven bearbeitung eines metallenen werkstuecks

Info

Publication number: DE2943252A1
Application number: DE19792943252
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 5828 Ennepetal Fierke; Paul Dr.-Ing. 5630 Remscheid Schadach
Original assignee: AEG Elotherm GmbH
Current assignee: SMS Elotherm GmbH
Priority date: 1979-10-26
Filing date: 1979-10-26
Publication date: 1981-05-07
Also published as: IT8049996A0; IT1146141B; FR2468435A1; GB2061794A

Description

Arbeitsverfahren zur funkenerosiven Bearbeitung eines metallenen Werkstücks

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung eines metallenen Werkstücks auf einer durch einen Rechner steuerbaren Funkenerosionsmaschine, die zur Einspannung des Werkstücks einen nach zwei

o5 Koordinaten in einer Ebene verstellbaren Aufspanntisch und eine gegen diese Ebene in einer dritten Koordinate verstellbare Bearbeitungselektrode aufweist, bei dem die Bewegungen des Werkstücks und die Bewegungen der Bearbeitungselektrode nach vorgebbaren Programmen über den Rechner steuerbar sind.

Es sind Verfahren dieser Art bekannt, die am eingespannten Werkstück automatisierte Bearbeitungsvorgänge gestatten. So wird z.B. das Werkstück über einen Lochstreifen geeignet positioniert und eine Senkelektrode in das Werkstück zur Herstellung einer Öffnung abgesenkt. Derartige Arbeitsvorgänge sind bei gleichbleibendem Öffnungsdurchmesser unter Verwendung der gleichen Bearbeitungselektrode gegebenenfalls nach Umpositionierung des Werkstücks monoton wiederholbar. Bei wechselnden Öffnungsdurchmessern werden die Bearbeitungselektroden gegebenenfalls selbsttätig über den

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- -B- Lochstreifen gesteuert ausgetauscht.

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Auch die Herstellung von Außenkonturen an Werkstücken, die an sich beliebig komplizierte Formen aufweisen können, ist durch automatisiertes Einsenken entsprechend geformter o5 Bearbeitungselektroden in das Werkstück möglich und üblich.

Die bekannten Arbeitsverfahren leiden jedoch unter dem Mangel, daß die jeweils verwendeten Bearbeitungselektroden der jeweils herzustellenden materiellen Form entsprechend angepaßt und ähnlich gewählt sein müssen. Die Herstellung derartiger Bearbeitungselektroden ist deshalb ein relativ komplizierter Vorgang, der mit entsprechenden Werkzeugkosten verbunden ist. Der zugehörige Verschleiß der Bearbeitungselektroden erfordert bei größeren Serien die Bereitstellung einer entsprechenden Anzahl von Bearbeitungselektroden.

Die Erfindung befaßt sich mit einer Verbesserung der bekannten Arbeitsverfahren der eingangs näher bezeichneten Art und bezweckt die Herstellung auch komplizierter Konturen an metallenen Werkstücken auf funkenerosivem Wege von der Notwendigkeit der Benutzung entsprechend geformter Bearbeitungselektroden zu befreien. Die benutzbaren Elektroden sollen in ihrer Form im wesentlichen unabhängig von der Form der funkenerosiv zu bearbeitenden Fläche sein und sollen bei Abnutzung leicht ersetzt werden können.

Erfindungsgemäß wird dazu ein Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art vorgeschlagen, das sich dadurch kennzeichnet, daß die Bearbeitungselektrode am Werkstück in einer Ebene, die durch das Werkstück gelegt ist, an einer Schnittlinie dieser Ebene mit einer Außenwand oder Innnenwand des Werkstücks das Werkstückmaterial entlang dieser Schnittlinie funkenerosiv abtragend geführt ist.

Mit diesem Verfahren lassen sich an sich beliebige Konturen in dieser Ebene herstellen. Durch geeignete Programmierung des die Maschine steuernden Rechners lassen sich so Werkstücke an sich beliebiger Form herstellen, in dem

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p.rjcl.unf nf nils rnchrere Bfnrbcitunjscbcncn übereinander oder gegplicnenfalls vinklig gegeneinander versetzt vorgesehen werden. Die Form der Bearbeitungselektrode, deren funkenerosiv wirksame Wirkfläche gegebenenfalls linieno5 haft oder flächig ausgebildet sein kann, ist den jeweils zur Verfugung stehenden Rauraverhältnissen am Werkstück und gegebenenfalls der Breite der zu bearbeitenden Fläche anzupassen·

Die anliegende Zeichnung erläutert mehrere Ausführungsbeispiele. In der anliegenden Fig. 1 bezeichnen 1 ein recht eckiges Stück Hartmetall, das an seinen geraden Rändern 2, 3 und k funkenerosiv geschlichtet und in den Bereichen 5 und6 mit z.B. kreisförmigem Verlauf* 7 und 8 in den Bereichen 5 und 6 durch Herausnehmen des zugehörigen Materials funkenerosiv geformt werden soll. Der Blechstreifen 1 ist auf dem Kreuztisch der Funkenerosionsmaschine in den zueinander rechtwinklig stehenden Koordinaten X und Y in einer Horizontalebene durch einen Rechner gesteuert verstellbar gelagert und eine Bearbeitungselektrode 11, die im Ständer der Maschine senkrecht dazu in z-Richtung ebenfalls durch einen Rechner gesteuert verstellbar gelagert ist,weist einen runden Querschnitt auf.

Zur Bearbeitung des Bleches 1 wird die Elektrode 11 in z-Richtung in die Ebene des Bleches 1 an deren Ränder verfahren, wobei die Elektrode 11 mit ihrem Mittelpunkt z.B.

im Abstand vom Rand 3 derart angeordnet wird, daß sich zwischen der Oberfläche der Bearbeitungselektrode 11 und dem Rand 3 ein geeignet dimensionierter Arbeitsspalt bildet. Die Weite dieses Spaltes wird über den zugehörigen Regelkreis der Maschine der üblichen Spaltweitenregelung unter worfen, so daß die Arbeitsspaltweite in üblicher Weise konstantgehalten wird. Danach wild die Bearbeitungselektrode 11 parallel zum Rand 3 in der Ebene des Blechstreifens am Rand 3 in Richtung der Pfeile 12 bzw. 13 verschoben und der Rand 3 funkenerosiv geschlichtet. Entsprechend wird an den Rändern 2 und 4 verfahren. Beim Auftreten von Kurzschlüssen zwischen der Bearbeitungselektrode 11 und dem Blech 1 ist es zweckmäßig, die Bearbeitungselektrode durch

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Vergrößerung des Abstandcs zwischen der Bcarbcitungselcktrode und der jeweils zu bearbeitenden Kontur zu verstellen. Es ist dazu z.B. zweckmäßig, das Blech 1 durch Verstellung entgegen die Bearbeitungselektrode 11 zu verstellen. Zur o5 Verminderung des Verschleißes an der Bearbeitungselektrode 11 läßt sich die Bearbeitungselektrode um ihre Achse in Rotation versetzen, so daß jeder Teil des Umfanges der Bearbeitungselektrode 11 am Bearbeitungsvorgang entsprechend der Drehzahl der Bearbeitungselektrode beteiligt wird.

Zur Bearbeitung der Ausnehmungen 5 und 6 wird die Bearbeitungselektrode 11 in der Ebene des Blechstreifens 1 in die Ebene vom Rand A her hineingesenkt. Dieses kann - je nach dem Verhältnis der Größe der Ausnehmung »· zum Durchmesser der Bearbeitungselektrode entweder in einem Arbeitsgang oder aber in wiederholten Arbeitsgängen, die Teilmengen der Ausnehmung vom Blechstreifen 1 abarbeiten, erfolgen.

Das beschriebene Verfahren ist ersichtlich durch Wahl der in z-Richtung verlaufenden Abmessung der Elektrode 11, das heißt, der in senkrecht zur Darstellungsebene verlaufenden Abmessung, an die Dicke des Blechstreifens 1 anpaßbar. Die linienhafte Wirkfläche, in der die Bearbeitungsfunken zwischen der Bearbeitungselektrode 11 und dem Blechstreifen 1 erzeugt werden, ist so der Dickenabmessung des Blechstreifens anpaßbar.

Der Blechstreifen 1 muß - wie unmittelbar ersichtlich ist nicht mit der xy-Ebene der Funkenerosionsmaschine zusammenfallen. Die Ebene des Blechstreifens 1 kann vielmehr jede beliebige Winkellage zur xy-Ebene aufweisen, wozu dann die Bearbeitungselektrode 11 entsprechend geneigt wird. Durch angepaßte Steuerung der drei Bewegungsachsen der Maschine ist die Bearbeitungselektrode im Rand der Ebene des Bleches 1 nachführbar. Es lassen sich so in beliebigen Schnittebenen eines Werkstücks an sich beliebige Außen- und Innenkonturen herstellen, die durch Führung der Bearbeitungselektrode entlang dieser Bearbeitungskontur herstellbar sind.

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In Fig. 2 bv'7.( ichiict 2o wiederum ein liartnietallblech, das cn seiner Außenseite eine siigczahnähnliche Kontur aufweisen soll. Zur Herstellung dieser Kontur wird eine in der Zeichenebene längliche und mit einer Spitze verseo5 hene Bearbeitungselektrode 22, deren sich senkrecht zur Darstellungsebene erstreckende Abmessung etwa der Dicke des Bleches 2o entspricht, benutzt. Sie wird zur Feinbearbeitung der Kontur parallel zur Kontur geführt, so daß die Spitze der Bearbeitungselektrode mit der Kontur die übliehe Arbeitsspaltweite einschließt. Die Elektrode 22 wird parallel zu dieser Kontur geführt und die Kontur funkenerosiv der üblichen schlichtenden Feinbearbeitung unterzogen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Bearbeitungselektrode 22 ebenfalls um ihre übliche Verstellrichtung - wie die Elektrode 11 der Fig. 1 - dreh- bzw. um bestimmte Winkelbeträge schwenkbar gelagert ist. Die Schwenkbarkeit der Bearbeitungselektrode ermöglicht auch - wie in Fig. 2-die Herstellung unstetig verlaufender Konturen.

In Fig. 3 bezeichnet 3o wiederum einen Hartmetallstreifen, der mit einer Ausnehmung 31 versehen ist. Der Innenrand der Ausnehmung ist mittels einer Bearbeitungselektrode 32, die in Richtung der eingezeichneten Bewegungsteile verstellt wird, funkenerosiv bearbeitbar. Die der funkenerosiven Bearbeitung dienende Wirkfläche der Bearbeitungselektrode nimmt bei diesem Ausführungsbeispiel, das besonders einfach gewählt ist, beträchtliche Ausmaße an und weist jeweils Rechteckform auf.

Die in dem Verfahren nach der Erfindung herzustellenden Randkonturen müssen nicht notwendig mit der Neigung der zu bearbeitenden Fläche senkrecht auf der jeweiligen Aufspannebene, die dem Bearbeitungsvorgang zugrundegelegt wird, gelegen sein. So können z.B. die Randkonturen 7 und 8 in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 eine von 9o abweichende Winkelneigung gegen die Zeichenebene aufweisen.

Bei der Herstellung der Randkontur ist dabei das Blech 1 entsprechend zu neigen oder aber der jeweiligen Bearbeitungselektrode eine entsprechende Neigung zu erteilen.

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Das Verfahren nnch der Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß die als Einheitselektrode ausgebildete Bearbeitungselektrode eine funkenerosiv wirksame Fläche, die gegebenenfalls zur 1inienförmigen Fläche ausartet,

o5 aufweist, die an dem zu bearbeitenden Rand, an dem sie in Richtung des Randes entlanggeführt wird, eine der Breite des zu bearbeitenden Randes entsprechende Ausdehnung aufweist. Diese Ausdehnung kann nur an Rändern größer gewählt werden, die in Richtung dieser Fläche keine oder nicht stö rende Materialanhäufungen aufweisen. Dagegen ist es jedoch möglich, der entsprechend funkenerosiv wirksamen Bearbeitungsfläche eine geringere Ausdehnung als die Breite des zu bearbeitenden Randes zu erteilen. In solchen Fällen muß der Rand mehrfach überfahren werden.

Das Verfahren nach der Erfindung weist weiter den Vorzug auf, daß auch bei komplizierter Form der herzustellenden Außenkonturen in der jeweiligen Bearbeitungsebene des Werkstücks geometrisch einfach geformter Bearbeitungselektroden, z.B. runde, eckige, dreieckige oder anders geformte

Elektroden, verwendet werden können. Die funkenerosive

Herstellbarkeit einzelner Materialformen wird dadurch erheblich verbilligt. Der zugehörige Aufwand der Programmierung der Steuerung der Werkzeugmaschine ist dabei vergleichsweise gering.

3 Ansprüche 1Zeichnung

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Leerseite

Claims

2 9 α ·ί ? 5 2

Ansprüche

Verfahren zur funkenerosiven Bearbeitung eines metallenen Werkstücks auf einer durch einen Rechner steuerbaren Funkenerosionsmaschine, die zur Einspannung des Werkstücks einen nach zwei Koordinaten in einer Ebene verstellbaren Aufspanntisch und eine gegen diese Ebene in einer dritten Koordinate verstellbare Bearbeitungselektrode aufweist, bei dem die Bewegungen des Werkstücks und die Bewegungen der Bearbeitungselektrode nach vorgebbaren Programmen über den Rechner steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungselektrode am Werkstück in einer Ebene, die durch das Werkstück gelegt ist, an einer Schnittlinie dieser Ebene mit einer Außenwand des Werkstücks das Werkstückmaterial entlang dieser Schnittlinie funkenerosiv abtragend geführt ist.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bearbeitung der jeweiligen Außenkontur eine im Schnitt mit der Bearbeitungsebene rotationssymmetrische Bearbeitungselektrode zur Anwendung gelangen und daß die Bearbeitungselektrode um ihre Symmetrieachse dreh- bzw. schwenkbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen Bearbeitungselektrode und herzustellender Kontur gebildete Arbeitsspalt im Kurzschlußfall zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück durch Vergrößerung des senkrecht zur Kontur zwischen der Bearbeitungselektrode und dem Werkstück gemessenen Abstandes vergrößert wird.

AEG-Elotherm G.m.b.H.

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