DE3006531A1

DE3006531A1 - Moving-wire electroerosion system has cutting rate increased - by vibrating wire in two orthogonal directions each side of workpiece

Info

Publication number: DE3006531A1
Application number: DE19803006531
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Inoue
Original assignee: Inoue Japax Research Inc
Current assignee: Inoue Japax Research Inc
Priority date: 1979-06-11
Filing date: 1980-02-21
Publication date: 1980-12-18
Also published as: JPS55164442A

Abstract

The electroerosion system has a wire electrode moving axially whilst the workpiece approaches the wire electrode radially or transversally. Erosion pulses are applied between the workpiece and the electrode. The wire electrode (1) is made to vibrate transversallyat a frequency of 100Hz or more by using two vibrators (10,11) in contact with the wire and one on each side of the workpiece (6). The frequencies of the two vibrators may be different. The axes of vibration may be orthogonal to one another. The vibration frequencies are 1-500kHz and the vibrations have amplitudes of 1-5 microns. The vibrators comprise magnetostrictive or piezoelectric devices with appropriate LC resonant circuits.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur ElektroerosionsbearbeitungMethod and device for electrical discharge machining

mit einer schwingenden Drahtelektrode Die Erfindung bezieht sich auf die Elektroerosionsbearbeitung und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Elektroerosionsbearbeitung eines elektrisch leitenden Werkstücks mit einem eine Elektroerosionselektrode bildenden durchlaufenden Draht. with a vibrating wire electrode The invention relates to to electrical discharge machining and in particular to a method and an apparatus for electrical discharge machining of an electrically conductive workpiece with a Continuous wire forming electroerosion electrode.

Beim elektrischen Bearbeiten dieser Art, das auch gewöhnlich "Draht-Schneid-EDM" oder "Durchlaufdraht-EDM" genannt wird, läßt man die Drahtelektrode kontinuierlich von einer Zuführungsseite zu einer Aufnahmeseite durch eine Bearbeitungszone durchlaufen, in der das Werkstück angebracht wird und in die man eine Bearbeitungsflüssigkeit, typisch destilliertes Wasser oder ein flüssiges Dielektrikum, einführt. Das Werkstück ist dem Draht zugewandt, der in Axialrichtung durch die Bearbeitungszone zwischen einem Paar von Führungsorganen durchläuft, die zur Streckung des durchlaufenden Drahts und zu seiner genauen Einstellung in einer bestimmten Bearbeitungslage zum Werkstück dienen. During electrical machining of this type, which is also commonly known as "wire-cut EDM" or called "straight-through wire EDM", the wire electrode is left continuous pass through a processing zone from a feed side to a take-up side, in which the workpiece is attached and in which a machining liquid, typically distilled water or a liquid dielectric. The workpiece faces the wire that runs axially through the machining zone between a pair of guiding organs going through which are designed to stretch the passing through Wire and its exact setting in a certain processing position for Serve workpiece.

Eine Folge von elektrischen Impulsen wird über einen zwischen dem Werkstück und der durchlaufenden Elektrode gebildeten Bearbeitungsspalt angelegt, um zeitlich beabstandete elektrische Entladungen dort zu bewirken und auqiiese Weise elektroerosiv Material vom Werkstück abzutragen. Während die Materialabtragung fortschreitet, wird das Werkstück relativ und quer zur ständig vorrückenden Drahtelektrode, typisch unter numerischer Steuerung, längs eines bestimmten Weges verschoben, um ein gewünschtes Materialabtragungsmuster im Werkstück zu erzeugen. Das kontinuierliche Vorrücken oder Wandern des Drahtes wird typisch durch Zugantriebsrollen bewirkt, die an einer Stelle zwischen dem Führungsorgan an der Stromabseite und der Drahtaufnahmeeinrichtung angeordnet sind. Eine gewünschte Spannung wird im durchläufenden Draht typisch durch Anordnung von Bremsrollen an einer Stelle zwischen dem Führungsorgan an der Stromaufseite" und der Drahtzuführeinrichtung erreicht.A train of electrical impulses is transmitted through a between the Workpiece and the machining gap formed by the passing electrode, in order to cause temporally separated electrical discharges there and also Electro-discharge material from the workpiece. As the material removal proceeds, the workpiece becomes relative and transverse to the continuously advancing wire electrode, typical under numerical control, moved along a certain path to a desired one To generate material removal patterns in the workpiece. The continuous advance or migration of the wire is typically caused by traction drive rollers attached to a Place between the guide member on the downstream side and the wire receiving device are arranged. A desired tension is typically created in the wire going through Arrangement of brake rollers at a point between the guide element on the upstream side " and the wire feeder.

Wie in der DE-OS 2 721 804 beschrieben ist, erfordert die Erzielung einer befriedigenden Bearbeitungsgenauigkeit die Verwendung einer Drahtelektrode, die so dünn wie mit einem Durchmesser von 0,05 bis 0,5 mm ist. Diese Anforderung legte der Bearbeitungsleistungsfähigkeit bisher Beschränkungen auf. Ein solcher dünner Draht, dem eine gewünschte Spannung verliehen ist, neigt zum Bruch, wenn gelegentlich eine Lichtbogenbildung oder ein Kurzschluß mit dem Werkstück auftritt. So war der bisher erreichbare Bearbeitungswirkungsgrad oder die bisher erreichbare Materialabtragungsgeschwindigkeit auf ein unbefriedigendes Niveau begrenzt, da ein Drahtbruch unvermeidbar ist, wenn man nach einer Steigerung des Bearbeitungswirkungsgrades'qder einer Erhöhung der Geschwindigkeit der Relativverschiebung trachtet. As described in DE-OS 2 721 804, the achievement requires a satisfactory machining accuracy the use of a wire electrode, which is as thin as 0.05 to 0.5 mm in diameter. This requirement has heretofore placed limitations on machining performance. Such a thin wire given a desired tension tends to break when Occasionally arcing or shorting with the workpiece occurs. So was the previously achievable processing efficiency or the previously achievable Material removal rate limited to an unsatisfactory level because a Wire breakage is unavoidable if, after an increase in the machining efficiency an increase the speed of the relative displacement seeks.

In der DE-OS 2 721 804 wurden.ein verbessertes Drahtschneid- oder Durchlaufdraht-EDM oder Elektroerosionsverfahren und eine verbesserte Vorrichtung offenbart, wonach auf die durchlaufende Drahtelektrode im Bereich des Bearbeitungsspaltsund in einer Richtung quer zur Achse der durchlaufenden Drahtelektrode eine Schwingung mit einer Frequenz von wenigstens 100 Hz aufgebracht wird. In DE-OS 2 721 804 were.an improved wire cutting or Continuous Wire EDM or EDM process and an improved apparatus discloses, according to which the continuous wire electrode in the area of the machining gap and an oscillation in a direction transverse to the axis of the wire electrode passing through is applied at a frequency of at least 100 Hz.

Es wurde gefunden,daß durch Aufbringen einer solchen Schwingung auf die durchlaufende Drahtelektrode der Bruch der Drahtelektrode praktisch völlig vermieden werden kann und ein stetiger Ablauf der Bearbeitung ermöglicht wird, wodurch sich die Materialabtragungsgeschwindigkeit und der Bearbeitungswirkungsgrad merklich verbessern lassen. It has been found that by applying such a vibration to The wire electrode running through it practically completely avoids breaking the wire electrode can be and a steady process of processing is made possible, whereby the material removal rate and the machining efficiency are noticeable let improve.

Die Frequenz der Schwingung liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 50 kHz, und die Amplitude liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5 /um, kann jedoch auch so groß wie etwas kleiner als die Abmessung des Bearbeitungsspalts, d. h. etwa 50 /um sein. The frequency of the oscillation is preferably in the range from 1 to 50 kHz, and the amplitude is preferably in the range of 1 to 5 µm, but it can also as large as slightly smaller than the dimension of the machining gap, d. H. approximately 50 / um.

Die Schwingung wird auf die Drahtelektrode in einer Richtung quer zur Achse der durchlaufenden Drahtelektrode übertragen, so daß eine wellige Schwingungsbewegung mit mehr als zwei Schwingungsknoten und Schwingungsbäuchen in dem zwischen den beiden an den entgegengesetzten Seiten des Werkstücks angeordneten Führungsorganen durchlaufenden -Draht erzeugt wird. The vibration is transverse to the wire electrode in one direction transmitted to the axis of the wire electrode passing through, so that a wavy oscillation movement with more than two nodes and antinodes in the one between the two passing through guide members arranged on the opposite sides of the workpiece -Wire is generated.

eisen Durch Aufbringen einer Schwingung oder weln Schwingungsbewegung auf die zwischen einem Paar von Drahtführungsorganen ausgestreckte und axial durchlaufende: Drahtelektrode wird anscheinend eine Pumpwirkung in der Bearbeitungszone zur Erleichterung der Entfernung oder Abführung abgetragener Erzeugnisse, d. h. Späne und Gase, hervorgerufen, und es wird, was noch wichtiger ist, eine verstreute Erzeugung aufeinanderfolgender Entladungen in der Bearbeitungszone über der gesamten Werkstückdicke gesichert, so daß eine Konzentration der Entladungen auf einem einzelnen Punkt oder einem einzelnen Bereich der durch das Werkstück laufenden Drahtelektrode nicht mehr möglich ist. Es ist auch vorstellbar, obwohl möglicherweise weniger wichtig, daß der Kontaktwiderstand an den Führungsorganen und anderen Kontaktteilen mit der Drahtelektrode wesentlich verringert ist. iron By applying a vibration or wave vibration movement on between a pair of wire guide members outstretched and axially traversing: wire electrode appears to have a pumping action in the Processing zone to facilitate the removal or discharge of removed products, d. H. Chips and gases, and more importantly, it becomes scattered Generation of successive discharges in the machining zone over the whole Workpiece thickness secured so that a concentration of the discharges on a single Point or a single area of the wire electrode running through the workpiece is no longer possible. It is also conceivable, although possibly less important, that the contact resistance on the guide organs and other contact parts with the Wire electrode is significantly reduced.

Das Mittel zum Aufbringen der Schwingung auf die durchlaufende Drahtelektrode befindet sich vorzugsweise im Kontakt mit einem Drahtführungsorgan für die Elektrode und kann ein elektromagnetischer oder ein Schall-.oder Ultraschallschwinger (Horn) sein. Der Schwinger kann ein magnetostriktiver oder piezoelektrischer Vibrator sein. The means for applying the vibration to the wire electrode passing through is preferably in contact with a wire guide member for the electrode and can be an electromagnetic or a sonic or ultrasonic transducer (horn) be. The vibrator can be a magnetostrictive or piezoelectric vibrator.

Vorzugsweise ist beim Betrieb der Vorrichtung ein Steuersystem vorgesehen, um auf den Bearbeitungszustand im Spalt anzusprechen und im Ansprechen auf den Zustand eine Änderung eines Parameters der Schwingung zu bewirken. A control system is preferably provided during operation of the device, to respond to the machining status in the gap and in response to the status to cause a change in a parameter of the oscillation.

Der Schwinger ist vorzugsweise zur Kühlung durch ein Kühlfluid eingerichtet.The oscillator is preferably set up for cooling by means of a cooling fluid.

Bei der Verwendung der Vorrichtung wird vorzugsweise die Bearbeitungsflüssigkeit dem Draht durch Fließen durch die Stelle zugeführt, wo das schwingende Ende des Schwingers in Kontakt mit dem Draht kommt, so daß die am Schwingerkörper erzeugte Wärme ausreichend abgeführt wird, um eine schädliche Erhitzung der Drahtelektrode zu vermeiden. When using the apparatus, the machining liquid is preferably used fed to the wire by flowing through the point where the vibrating end of the Oscillator comes into contact with the wire, so that the generated on the oscillator body Sufficient heat is dissipated to prevent harmful heating of the wire electrode to avoid.

Vorzugsweise hält man die Ebene der Drahtschwingung in Übereinstimmung mit der Richtung der Relativverschiebung des Werkstücks zur durchlaufenden Drahtelektrode. It is preferable to keep the plane of wire oscillation in agreement with the direction of the relative displacement of the workpiece to the wire electrode passing through.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in der DE-OS 2 721 804 dargelegten Prinzipien zu erweitern, um eine erhöhte Materialabtragungsgeschwindigkeit und einen besseren Bearbeitungswirkungsgrad zu erreichen, besondere Verbesserungen bei der Elektroerosionsbearbeitung von Werkstücken größerer Dicke mit ausgezeichnetem Bearbeitungswirkungsgrad, ausgezeichneter Materialabtragungsgeschwindigkeit und ausgezeichneter Bearbeitungsstabilität zu erzielen und das Verfahren und die Vorrichtung so auszugestalten, daß sie hervorragend zur Verbesserung oder Endbearbeitung einer Slektroerosiv bearbeiteten Werkstücks oberfläche nützlich sind, die vorher durch einen Durchlaufdraht- oder anderen Elektroerosionsarbeitsgang gebildet wurde. The invention is based on the object of the DE-OS 2 721 804 to expand the principles set out in order to increase the rate of material removal and to achieve better machining efficiency, particular improvements in the electrical discharge machining of workpieces of greater thickness with excellent Machining efficiency, excellent material removal rate and excellent machining stability and the method and apparatus designed so that they are excellent for improving or finishing a Slectroerosive machined workpiece surface are useful, which was done beforehand a continuous wire or other electrical discharge machining operation has been established.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist zunächst ein Verfahren zur Elektroerosionsbearbeitung eines elektrisch leitenden Werkstücks mit einer kontinuierlich axial vorrückenden Drahtelektrode, bei dem die Drahtelektrode und das Werkstück relativ quer zur Achse der vorrückenden Drahtelektrode verschoben werden und zwischen siceinen Bearbeitungsspalt bilden, dem Spalt eine Bearbeitungsflüssigkeit zugeführt wird, eine Folge von elektrischen Impulsen zwischen dem Werkstück und der Drahtelektrode zur Erzeugung von Bearbeitungsentladungen im Spalt zwecks Materialabtragung vom Werkstück ausgelöst wird und die vorrückende Drahtelektrode in einer Richtung quer zu deren Achse in eine Schwingung mit einer Frequenz von wenigstens 100 Hz versetzt wird, mit dem Kennzeichen, daß die Drahtelektrode an beiden entgegengesetzten Seiten des Werkstücks in Schwingungen versetzt wird. The object of the invention, with which this object is achieved, is first a method for electrical discharge machining of an electrically conductive workpiece with a continuously axially advancing wire electrode in which the wire electrode and displaced the workpiece relatively transverse to the axis of the advancing wire electrode and between them form a machining gap, the gap a machining liquid is supplied, a train of electrical pulses between the workpiece and the wire electrode for generating machining discharges in the gap for the purpose of removing material is triggered by the workpiece and the advancing wire electrode in one direction across its axis into an oscillation with a frequency of at least 100 Hz is moved, marked that the wire electrode on both opposite sides of the workpiece is vibrated.

Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen2 bis 9 gekennzeichnet. Refinements of the method are characterized in claims 2 to 9.

Die Schwingungen werden an zwei bezüglich des Werkstücks entgegengesetzten Stellen auf die Drahtelektrode jeweils in einer Richtung quer zur Achse der durchlaufenden Drahtelektrode so aufgebracht, daß sie einander unter Erzeugung einer zusammengesetzten welligen Schwingungsbewegung mit mehr als zwei Schwingungsknoten und Schwingungsbäuchen oder Schleifen in dem zwischen den zwei an entgegengesetzten Seiten des Werkstücks und jeweils außerhalb der Stelle, an der die Schwingung aufgebracht wird, angeordneten Führungsorganen durchlaufenden Draht überlagert werden. The vibrations are opposite to two with respect to the workpiece Place on the wire electrode each in a direction transverse to the axis of the passing through Wire electrode applied in such a way that they mutually create a composite wavy oscillation movement with more than two oscillation nodes and antinodes or grinding in that between the two on opposite sides of the workpiece and in each case arranged outside the point at which the vibration is applied Guide organs continuous wire are superimposed.

Durch Aufbringen einer Schwingung auf die durchlaufende Drahtelektrode zu beiden Seiten des Werkstücks, durch das sie in einem Durchlaufdraht-Elektroerosionssystem durchgeführt wird, so wurde überraschend gefunden, daß eine weitere stark gesteigerte Verbesserung der Materialabtragungsgeschwindigkeit erreicht wird, was besonders hervortritt, wenn Werkstücke größerer Dicke, etwa mehr als 10 mm, bearbeitet werden. So wird anscheinend eine stark erhöhte Pumpwirkung inder Bearbeitungszone erzeugt, um die Beseitigung oder Abführung von abgetragenen Erzeugnissen, d. h. Spänen und Gasen, zu erleichtern, und was noch wichtiger ist, es wird eine hochgradig wirksame verstreute Erzeugung aufeinanderfolgender Entladungen in der Bearbeitungszone über die gesamte Werkstückdicke hin gesichert, so daß sehr günstig eine Konzentration der Entladungen auf einen einzelnen Punkt oder Bereich der durch das Werkstück vorrückenden Drahtelektrode verhindert wird. By applying a vibration to the wire electrode passing through it on both sides of the workpiece, through which they are in a through-wire EDM system is carried out, it was surprisingly found that a further greatly increased Improvement in the rate of material removal is achieved, which is particularly emerges when workpieces of greater thickness, e.g. more than 10 mm, are processed. So apparently a greatly increased pumping effect is generated in the processing zone, the removal or removal of removed products, d. H. Chips and Gases, facilitate, and more importantly, it becomes highly effective scattered generation of successive discharges in the machining zone the entire thickness of the workpiece secured, so that concentration is very favorable of the discharges on a single point or area of the through the workpiece is prevented from advancing the wire electrode.

Die an den zwei entgegengesetzten Stellen bezüglich des Werkstücks aufgebrachten Schwingungen sind vorzugsweise von unterschiedlichen Frequenzen, so daß eine Schwebung oder die periodische Änderung der Amplitude einer Welle, d. h. Those in the two opposite positions with respect to the workpiece Applied vibrations are preferably of different frequencies, so that a beat or the periodic change in the amplitude of a wave, i. H.

die Überlagerung der entsprechenden zwei einfachen harmonischen WelleMder verschiedenen Frequenzen in der durchlaufenden Drahtelektrode erzeugt wird. Es wurde festgestellt, daß diese Anordnung viel vorteilhafter zur Erleichterung und Verbesserung der Beseitigung von Bearbeitungsspdnen und anderen Produkten im Spalt ist und gleichzeitig den Temperaturanstieg des zu bearbeitenden Werkstücks unterdrückt.the superposition of the corresponding two simple harmonic waves different frequencies is generated in the wire electrode passing through. It was found this arrangement to be much more beneficial for ease and improvement the removal of machining debris and other products in the gap is and at the same time suppresses the temperature rise of the workpiece to be machined.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,die eine kontinuierlich durch eine Bearbeitungszone eines leitenden Werkstücks axial vorrückbare Drahtelektrode, Mittel zur Relativverschiebung der Drahtelektrode und des Werkstücks quer zur Achse derprahtelektrode unter Bildung eines Bearbeitungsspalts dazwischen, Mittel zum Zuführen einer Bearbeitungsflüssigkeit in den Spalt, Mittel zur Auslösung einer Folge von elektrischen Impulsen zwischen dem Werkstück und der Elektrode zwecks Erzeugung von Bearbeitungsentladungen im Spalt zur Materialabtragung vom Werkstück und einen Schwinger zur Übertragung einer Schwingung mit einer Frequenz von wenigstens 100 Hz auf die vorrückende Drahtelektrode aufweist, mit dem Kennzeichen, daß ein erster Schwinger und ein zweiter Schwinger zur Übertragung einer ersten und einer zweiten Schwingung mit Frequenzen von wenigstens 100 Hz auf die vorrückende Drahtelektrode an beiden entgegengesetzten Seiten bezüglich der Bearbeitungszone angeordnet sind und jede der beiden Schwingungen in einer Richtung quer zur Achse der Drahtelektrode liegt. The invention also relates to a device for implementation of the method according to the invention, which is carried out continuously through a processing zone axially advancing wire electrode of a conductive workpiece, relative displacement means of the wire electrode and the workpiece transverse to the axis of the wire electrode to form a machining gap therebetween, means for supplying a machining liquid in the gap, means of triggering a train of electrical pulses between the workpiece and the electrode for the purpose of generating machining discharges in the Gap to remove material from the workpiece and a transducer to transmit a Vibration at a frequency of at least 100 Hz on the advancing wire electrode has, with the mark, that a first Schwinger and one second oscillator for the transmission of a first and a second oscillation Frequencies of at least 100 Hz on the advancing wire electrode on both opposite sides Sides are arranged with respect to the processing zone and each of the two vibrations lies in a direction transverse to the axis of the wire electrode.

Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind in den Ansprüchen 11 bis 20 gekennzeichnet. Refinements of this device are in claims 11 to 20 marked.

Jede der Schwinger ist vorzugsweise im Kontakt mit einem Drahtführungsorgan für die Elektrode und kann ein elektromagnetischer oder ein Schall- oder Ultraschall-Schwinger sein. Jeder Schwinger kann ein magnetostriktiver oder piezoelektrischer Schwinger sein. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung können die Schwinger zur Speisung mit zugehörigen Resonanzkreisen verbunden sind, deren jeder über den Bearbeitungspalt angeschlossen ist. Each of the oscillators is preferably in contact with a wire guide member for the electrode and can be an electromagnetic or a sonic or ultrasonic transducer be. Each transducer can be a magnetostrictive or piezoelectric transducer be. According to one embodiment of the invention, the oscillators can be supplied with associated resonance circles are connected, each of which via the machining gap connected.

Vorzugsweise ist ein Steuersystem beim Betrieb der Vorrichtung vorgesehen, um auf den Bearbeitungsspalt anzusprechend und im Ansprechen auf den Zustand des Spaltes die Anderung eines Paramters der Schwingungen zu bewirken. Vorzugsweise sind die Schwinger zur Kühlung durch ein Kühlfluid eingerichtet. A control system is preferably provided when operating the device, in order to respond to the machining gap and in response to the state of the To cause the change of a parameter of the vibrations. Preferably the transducers are set up for cooling by a cooling fluid.

Bei der Verwendung der Vorrichtung wird die Bearbeitungsflüssigkeit vorteilhaft de Draht durch Strömen durch die Stelle, wo das schwingende Ende jedes Schwingers in Kontakt mit dem Draht kommt, oder durch Fließen im Kontakt mit dem Körper jedes Schwingers zugeführt, so daß die am Schwingerkörper erzeugte Hitze ausreichend abgeführt wird, um eine schädliche Erhitzung der Drahtelektrode zu vermeiden. When using the device, the machining liquid advantageous de wire by flowing through the point where the vibrating end of each Comes into contact with the wire, or by flowing in contact with the transducer Body of each transducer fed so that the am Transducer body generated heat is dissipated sufficiently to prevent harmful heating of the wire electrode to avoid.

Es ist auch manchmal erwünscht, die Ebene der Drahtschwingung in Übereinstimmung mit der Richtung der Relativverschiebung des Werkstücks zur durchlaufenden Drahtelektrode zu halten. It is also sometimes desirable to have the level of wire vibration in Correspondence with the direction of the relative displacement of the workpiece to the passing through To hold wire electrode.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung, im wesentlichen im Schnitt, zur Veranschaulichung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen schematischen Grundriß eines Teils der Vorrichtung in Fig. 1; Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung einer durchlaufenden Elektrode, in der Schwingungen verschiedener Frequenzen entwickelt werden, und eines dadurch bearbeiteten Werkstücks; Fig. 4 ein Diagramm zum Vergleich der Ergebnisse von Durchlaufdraht-EDM-Vorgängen, bei denen auf den Draht keine Schwingung aufgebracht wird, und solchen unter Verwendung der Drahtschwingung an einer einzelnen und an zwei Stellen; Fig. 5 eine schematische Darstellung, im wesentlichen im Schnitt, zur Veranschaulichung eines modifizierten Durchlaufdraht-EDM-Vorgangs gemäß der Erfindung; Fig. 6 einen Grundriß zur schematischen Veranschaulichung eines vorher bearbeiteten Werkstücks, das-hinsichtlich der Bearbeitungsflächengüte erfindungsgemäß zu verbessern oder endzubearbeiten ist; Fig. 7 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Stromzufuhrshhtungssystems für Schwinger gemäß der Erfindung; und Fig. 8 eine ähnliche Darstellung zur Veranschaulichung einer Abänderung des Systems nach Fig.7. The invention is illustrated with reference to the in the drawing Embodiments explained in more detail; 1 shows a schematic representation, substantially in section, to illustrate a device according to the invention; Fig. 2 is a schematic plan view of part of the device in Fig. 1; Fig. 3 is a schematic sectional view to illustrate a continuous Electrode in which vibrations of different frequencies are developed, and one thereby machined workpiece; 4 is a diagram for comparing the results of through-wire EDM operations in which no vibration is applied to the wire and those using wire vibration on a single and on two places; Fig. 5 is a schematic representation, essentially in section, to illustrate a modified pass-through wire EDM process according to FIG Invention; Fig. 6 is a plan view schematically illustrating a previously machined workpiece, according to the invention with regard to the machining surface quality to be improved or finished; Fig. 7 is a schematic Representation to illustrate a power supply system for transducers according to the invention; and FIG. 8 is a similar illustration for illustrative purposes a modification of the system according to Fig.7.

Gemäß Fig. 1 wird eine Drahtelektrode 1 von einer Vorratsspule 2 zugeführt und auf eine Aufnahmespule 3 aufgewickelt, wobei sie von einem Paar von Trag- und Führungsorganen 4 und 5 gehalten und geführt wird. Die Axialbewegung der Drahtelektrode 1 wird mittels einer(nicht dargestellten), stromab des Führungsorgans 5 angeordneten. Zugmotorantriebseinheit bewirkt, wobei ein geeigneter (nicht dargestellter) Bremsmechanismus stromauf des Führungsorgans 4 angeordnet ist, um einen Durchlauf des Drahtes 1 unter einer gesteuerten Spannung zwischen den Führungsorganen 4 und 5 und durch einen zwischen derprahtelektrode 1 und einem dieser zugewandten Werkstück 6 gebildeten Bearbeitungsspalt G zu bewirken. Ein Paar von Düsen 7 und 8 ist zur Zuführung einer Bearbeitungsflüssigkeit zum Bearbeitungsspalt G vorgesehen, durch.den eine Folge elektrischer Impulse von einer EDM-Stromquelle 9 zugeführt wird, um aufeinanderfolgende Bearbeitungsentladungen zwischen der Drahtelektrode 1 und dem Werkstück 6 auszulösen. According to FIG. 1, a wire electrode 1 is removed from a supply reel 2 fed and wound onto a take-up spool 3, being of a pair of Support and guide members 4 and 5 is held and guided. The axial movement of the Wire electrode 1 is by means of a (not shown), downstream of the guide member 5 arranged. Causes traction motor drive unit, with a suitable (not shown) Brake mechanism upstream of the guide member 4 is arranged to one pass of the wire 1 under a controlled tension between the guide members 4 and 5 and by a workpiece between the wire electrode 1 and a workpiece facing it 6 formed machining gap G to cause. A pair of nozzles 7 and 8 is for Supply of a machining liquid to the machining gap G provided through.den a train of electrical pulses from an EDM power source 9 is supplied to successive To trigger machining discharges between the wire electrode 1 and the workpiece 6.

Das Werkstück 6 ist auf einem (nicht dargestellten) Arbeitstisch befestigt, und eine Relativverschiebung wird zwischen dem Arbeitstisch und der Drahtelektrode längs x- und y-Achsen auf einer programmierten Bahn bewirkt. The workpiece 6 is on a (not shown) work table fixed, and a relative displacement is established between the work table and the wire electrode along the x and y axes on a programmed path.

Im Kontakt mit oder in enger Nähe der durchlaufenden Drahtelektrode 1 sind erfindungsgemäß Schwinger 10 und 11 an den entgegengesetzten Seiten bezüglich des Werkstücks 6 vorgesehen. Die beiden Schwinger sind, wie in Fig. 2 ersichtlich ist (in der das zwischen ihnen angeordnete Werkstück weggelassen ist), vorzugsweise in zueinander querstehenden Richtungen, d. h. etwa einer in der Richtung der x-Achse und der andere in der Richtung der y-Achse der Relativverschiebung des Werkstücks 6 zur durchlaufenden Drahtelektrode 1 ausgerichtet. Die Schwinger 10 und 11 werden durch (nicht dargestellte) Hochfrequenzstromzuführungseinrichtlmgen einer Frequenz und vorzugsweise unterschiedlicher Frequenzen von wenigstens 100 Hz gespeist, um auf die zwischen den Trag- und Führungsorganen 4 und 5 unter Spannung durchlaufende: Drahtelektrode 1 Schwingungen zu übertragen. So kann eine Lichtbogenentladung oder ein Kurzschluß, die bzw. der im Bearbeitungsspalt auftritt, mechanisch durch die Hochfrequenzschwingungen der Drahtelektrode 1 gelöscht werden, und die Kontaktreibung über den Führungsorganen 4 und.5 wird erheblich verringert. Weiter wird die Beseitigung der Materialabtragungsprodukte und der im Bearbeitungsspalt erzeugten Gase, die zur Störung der Bearbeitungsstabilität neigen, durch die doppelten Drahtschwingungen mit dem Ergebnis erleichtert, daß eine stetige Bearbeitung kontinuierlich mit St abilität ohne Bruch der Drahtelektrode und mit erhöhter Materialabtragungsgeschwindigkeit vorgenommen werden kann. In contact with or in close proximity to the wire electrode passing through 1, according to the invention, vibrators 10 and 11 are on the opposite sides with respect to each other of the workpiece 6 is provided. The two oscillators are, as can be seen in FIG. 2 is (in which the workpiece placed between them is omitted), preferably in mutually transverse directions, d. H. about one in the direction of the x-axis and the other in the direction of the y-axis of relative displacement of the workpiece 6 aligned with the wire electrode 1 passing through. The transducers 10 and 11 are by high-frequency power supply devices (not shown) of a frequency and preferably fed to different frequencies of at least 100 Hz on the under tension between the supporting and guiding elements 4 and 5: Wire electrode 1 to transmit vibrations. So can an arc discharge or a short circuit that occurs in the machining gap, mechanically through the High-frequency vibrations of the wire electrode 1 are canceled, and the contact friction over the management bodies 4 and 5 is significantly reduced. Next is the elimination the material removal products and the gases generated in the machining gap, which tend to disturb the machining stability due to the double wire vibrations with the result that steady machining can be carried out continuously with St Ability without breaking the wire electrode and with increased material removal rate can be made.

Jede der Schwingungen an den beiden Stellen erfolgt mit einer Amplitude im Bereich von 1 bis 50 /um, vorzugsweise 1 bis 5 /um, und bei einer Frequenz von wenigstens 100 Hz, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 50 kHz. Each of the oscillations at the two points occurs with an amplitude in the range from 1 to 50 µm, preferably 1 to 5 µm, and at a frequency of at least 100 Hz, preferably in the range from 1 to 50 kHz.

Eine Schwingung von Drähten, wie sie allgemein durch die Gleichung: beschrieben wird, worin F die Frequenz, n die Schwingungsknotenzahl, L den Abstand zwischen den Stützpunkten, P die Spannung, g die Schwerkraftbeschleunigung und r das Gewicht der Masseneinheit bedeuten, tritt in einer Anzahl von möglichen Arten als Funktion der Frequenz auf. Beispielsweise kann mit einem Kupferdraht von 0,2 mm Durchmesser und r = 2,8 x 10-6 kg/cm3 und bei P = 800 g die Frequenz F = 840 Rz für L = 10 cm gegeben werden. Für L = 1 cm ist F = 8, 4 kHz, für L = 280 /um ist F = 30 kHz, und für L = 140 /um ist F = 60 kHz. So kann bei gegebenem konstanten L eine Schwingung gewünschter Wellenlänge entwickelt werden, indem man die Frequenz-variiert, die die proportionale Änderung der Schwingungsknotenzahl verursacht.An oscillation of wires as generally represented by the equation: where F is frequency, n is node number, L is spacing between support points, P is voltage, g is gravitational acceleration, and r is unit weight, occurs in a number of possible ways as a function of frequency. For example, with a copper wire with a diameter of 0.2 mm and r = 2.8 x 10-6 kg / cm3 and with P = 800 g, the frequency F = 840 Rz for L = 10 cm can be given. For L = 1 cm, F = 8.4 kHz, for L = 280 / µm, F = 30 kHz, and for L = 140 / µm, F = 60 kHz. With a given constant L, an oscillation of the desired wavelength can be developed by varying the frequency which causes the proportional change in the number of oscillation nodes.

Demgemäß kann festgestellt werden,daß es für ein dünneres Werkstück vorteilhaft ist, eine Schwingung höherer Frequenz oder höherer Schwingungsknotenzahl vorzusehen. Elektrische Bearbeitungsentladungen entwickeln sich bevorzugt an Schwingungsbauch- oder Schleifenstellen der schwingenden Drahtelektrode. Der Anstieg der Schwingungsknotenzahl führt so zu einer Erhöhung der Zahl der elektrischen Bearbeitungsentladungen, die erzeugt werden. Die Erhöhung der Schwingungsknotenzahl bewirkt auch die Verringerung der Schwingungsamplitude, was zur VerkleBerung des Schnittspalts im Werkstück führt. Außerdem erleichtert sie die Beseitigung von Materialabtragungsprodukten aus dem Spaltbereich. Der bevorzugte Bereich der Schwingungsfrequenz ist von 1 kHz aufwärts. Accordingly, it can be determined that it is for a thinner workpiece It is advantageous to have a higher frequency oscillation or a higher number of oscillation nodes to be provided. Electrical machining discharges develop preferentially at the antinode or loops of the vibrating wire electrode. The increase in the number of nodes thus leads to an increase in the number of electrical machining discharges that be generated. The increase in the number of nodes also causes the decrease the vibration amplitude, which leads to the cutting gap in the workpiece becoming sticky. It also facilitates the removal of material removal products from the Gap area. The preferred range of oscillation frequency is from 1 kHz and up.

Erfindungsgemäß werden Schwingungen auf die durchlaufende Drahtelektrode durch zwei getrennte Schwinger und vorzugsweise mit unterschiedlichen Frequenzen aufgebracht. According to the invention, vibrations are applied to the wire electrode passing through by two separate transducers and preferably with different frequencies upset.

Beispielsweise wird der Schwinger 10 verwendet, um eine von Schwingung einer Frequenz 30 kHz aufzubringen, die einen Schwingungsbauch von 280 /um entwickelt, während der Schwinger 11 verwendet wird, um eine Schwingung von 60 kHz aufzubringen, die einen Schwingungsbauch von 140 /um entwickelt. Die beiden getrennten Schwingungen werden gegenseitig überlagert, um eine Schwebung oder komplexe Schwingung hervorzurufen, wie schematisch in Fig. 3 gezeigt ist. Die beiden Schwincrer 10 und 11 sind, wie Fig. 2 zeigt, so angeordnet, daß sie in untereinander senkrechten Querrichtungen längs der x- bzw. der y-Achse ausgerichtet sind, so daß hochgradig komplizierte mechanische Schwingungen in der durchlaufenden Drahtelektrode 1 entwickelt werden.For example, the vibrator 10 is used to generate a vibration to apply a frequency of 30 kHz, which develops an antinode of 280 / um, while the vibrator 11 is used to apply a vibration of 60 kHz, which develops an antinode of 140 / um. The two separate vibrations are superimposed on each other to create a beat or complex oscillation, as shown schematically in FIG. The two Schwincrer 10 and 11 are how Fig. 2 shows arranged so that they are in mutually perpendicular transverse directions are aligned along the x and y axes, so that highly complicated mechanical vibrations are developed in the wire electrode 1 passing through.

Es wurde gefunden,daß dies die Beseitigung der Bearbeitungsspäne, Gase und anderer zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück 6 erzeugter Produkte erheblich verbessert und den Kontakt der abgeführten Bearbeitungsflüssigkeit mit diesen Körpern erleichtert, wodurch der Spaltbereich wirksam gekühlt wird. Infolgedessen werden die ständige Stabilisierung der elektrischen Bearbeitungsentladungen und die minimale Entwicklung von Lichtbogenentladungen und Kurzschlüssen mit dem Ergebnis einer geringeren Anfälligkeit für Drajhtbruch und der erhöhten Materialabtragungsgeschwindigkeit gesichert, die etwa doppelt so hoch wie die Materialabtragungsgeschwindigkeit in dem Fall ist, wo auf die Drahtelektrode keine Schwingung aufgebracht wird.It has been found that this eliminates the machining chips, Gases and other products generated between the wire electrode and the workpiece 6 significantly improved and the contact of the discharged machining liquid with these bodies facilitated, whereby the gap area is effectively cooled. Consequently the constant stabilization of electrical machining discharges and the minimal development of arc discharges and short circuits with the result a lower susceptibility to wire breakage and the increased material removal rate secured, which is about twice as high as the material removal rate in is the case where no vibration is applied to the wire electrode.

Die jeweils an getrennten Stellen aufgebrachte Schwingungsfrequenz muß nicht stets einen festen Wert haben,. The vibration frequency applied at separate points does not always have to have a fixed value.

sondern kann mit der Zeit im Ansprechen auf die Erfassung des Bearbeitungsspaltzustandes variiert werden, und die Schwingungsart kann entsprechend dem Werkstückmaterial, dessen Dicke und/oder Form variiert werden.but can progress with time in response to the detection of the machining gap condition can be varied, and the type of vibration can be adjusted according to the workpiece material, whose thickness and / or shape can be varied.

In Fig. 4 ist ein Vergleich der Materialabtragungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Dicke der Werkstücke bei verschiedenen Betriebsarten, d. h. der Art A, bei der auf die Drahtelektrode 1 keine Schwingung aufgebracht wird, der Art B, bei der eine Schwingung typischer.Frequenz, nämlich 37 kHz, auf den Draht nur auf der einen oder auf der anderen Seite bezüglich des Werkstücks 6 aufgebracht wird, und der Art C dargestellt, bei der zwei Schwingungen einer Frequenz von 37 kHz auf den Draht an den zwei entgegengesetzten Seiten bezüglich des Werkstücks 6 aufgebracht werden. Man kann dem Diagramm entnehmen, &ß Schwingungen sehr wirksam von den zwei entBegengesetzten Seiten eines dickeren Werkstücks aufgebracht werden können, um eine Materialabtragungsgeschwindigkeit zu erreichen, die doppelt so hoch wie die Materialabtragungsgeschwindigkeit im Fall der Verwendung nur einer einseitig aufgebrachten Schwingung ist. In Fig. 4 is a comparison of the material removal rate depending on the thickness of the workpieces in different operating modes, d. H. of type A, in which no vibration is applied to the wire electrode 1, Type B, with an oscillation of a typical frequency, namely 37 kHz, on the wire applied only on one or the other side with respect to the workpiece 6 and type C, in which two oscillations with a frequency of 37 kHz on the wire on the two opposite sides with respect to the workpiece 6 are applied. One can see from the diagram that there are very many vibrations effectively applied from the two opposite sides of a thicker workpiece can be to achieve a material removal rate that twice as high as the material removal rate in the case of using only one vibration applied on one side.

Die Durchlaufdraht-EDM-Anordnung gemäß der Erfindung, die in Fig. 5 dargestellt ist, ist im wesentlichen die gleiche wie die in Fig. 1 mit der Ausnahme, daß ein Arbeitstisch 12, der das Werkstück 6 trägt, und ein Antriebssystem hierfür dargestellt sind. Das Antriebssystem umfaßt einen ersten Motor 13, z. B. Schrittmotor, zum Verschieben des Arbeitstisches 12 längs der x-Achse und einen zweiten Motor 14, z. B. Schrittmotor, zur Verschiebung des Arbeitstisches 12 längs der y-Achse, wobei die Motoren 13 und 14 durch elektrische Signale gesteuert werden,die von einem numerischen Steuergerät 15 geliefert werden, um das Werkstück 6 relativ zur durchlaufenden Drahtelektrode 1 längs einer programmierten Schnittbahn zu verschieben. The pass-through wire EDM assembly according to the invention shown in Fig. 5 is essentially the same as that in Fig. 1 except that a work table 12 which carries the workpiece 6, and a drive system therefor are shown. The drive system comprises a first motor 13, e.g. B. stepper motor, for moving the work table 12 along the x-axis and a second motor 14, e.g. B. stepper motor, for moving the work table 12 along the y-axis, with motors 13 and 14 controlled by electrical signals which are supplied from a numerical control device 15 to the workpiece 6 relative to the wire electrode 1 passing through along a programmed cutting path to move.

Zusätzlich ist ein Paar von Bearbeitungslageeinstellungsführungen 16 und 17, deren jede ein Paar von Rollen aufweist, vorgesehen, während Rollen 18 und 19 zur Umlenkung der durchlaufenden Drahtelektrode 1 von der Zuführungsseite 2 zur Bearbeitungszone und von dieser zur Aufnahmeseite 3 dienen.In addition, there are a pair of machining position adjustment guides 16 and 17 each having a pair of rollers are provided, while rollers 18 and 19 for deflecting the wire electrode 1 passing through from the feed side 2 to the processing zone and from this to the receiving side 3.

Das Verfahren mit dem schwingenden Draht gemäß der Erfindung kann, abgesehen von einem üblichen Schneiddrahtbearbeitungsvorgang, vorteilhaft bei einem Durchlaufdraht-Glättungs- oder -Zweitbearbeitungsvorgang verwendet werden, bei dem ein vorher roh bearbeitetes Werkstück dem Schneiddrahtbearbeitungsvorgang unterworfen wird, um die bearbeitete Oberfläche mit erforderlicher Genauigkeit und Oberflächengüte endzubearbeiten. Das diesem Vorgang eigene Problem ist die Tatsache, daß es äußerst schwierig ist, eine gewünschte Schnittiefe genau konstant zu halten. The method with the vibrating wire according to the invention can, apart from a conventional cutting wire machining operation, advantageous in one Continuous wire smoothing or second machining operation can be used in which a previously rough machined workpiece is subjected to the cutting wire machining process is used to produce the machined surface with the required accuracy and surface finish finish. The problem inherent in this process is that it is extreme it is difficult to keep a desired depth of cut exactly constant.

Um diese Konstanz zu sichern, wird die Drahtelektrode nach einem vorhergehenden rohbearbeitenden Arbeitsgang neu in ihrer Lage eingestellt, um ihre Schnittfläche etwas nach innen oder nach außen zu verschieben.Beim Bearbeitungsvorgang entwickelt sich jedoch eine Kraft, die dazu neigt, die Drahtelektrode von der Werkstückoberfläche wegzudrücken, stets aufgrund eines Druckes, der in Verbindung mit den Bearbeitungsentladungen und zersetzten, sich in der Bearbeitungsflüssigkeit im Spaltbereich ausdehnenden Gasen hervorgerufen wird. Diese Kraft bewirkt, daß der Draht zurückgebogen wird und aus der gewünschten Stellung kommt, so daß variable Abweichungen der Schnittiefe auftreten können. Dieses Problem wird durch Anwendung des Systems gemäß der Erfindung überwunden.To ensure this constancy, the wire electrode is after a previous one rough machining operation readjusted in its position to its cut surface to move something inwards or outwards. Developed during the machining process however, there is a force that tends to remove the wire electrode from the workpiece surface to push away, always due to a pressure in connection with the machining discharges and decompose, expanding in the machining liquid in the gap area Gases is caused. This force causes that the wire is bent back and comes from the desired position, so that variable deviations in the depth of cut may occur. This problem is solved by using the system according to the invention overcome.

Anhand der Fig. 5 und 6 wird ein Durchlaufdraht-EDM-Vorgang, der die Verfahrensschritte der rohen Bearbeitung und der Endbearbeitung mit dem System der Erfindung umfaßt, beschrieben. Ein Werkstück 6 mit einem Startloch 6a, das durch das Werkstück 6 an einer bestimmten Stelle durch mechanisches oder EDM-Bohren gebildet ist, wird zunächst auf dem Arbeitstisch 12 angebracht. Die Drahtelektrode 1 wird durch das Loch 6a durchgeführt, und der (nicht dargestellte) Drahtantriebsmechanismus wird betätigt, um die Drahtelektrode 1 in der Richtung des Pfeils axial vorwärtszubewegen und sie von der Vorratsspule 2 über Führungen 18 und 16, das Loch 6a und Führungen 17 und 19 unter einer bestimmten Spannung auf die Aufnahmespule 3 zu transportieren. Referring now to Figures 5 and 6, a through wire EDM process, the the process steps of rough machining and finishing with the system of the invention. A workpiece 6 with a starting hole 6a that passes through the workpiece 6 is formed at a certain point by mechanical or EDM drilling is, is first mounted on the work table 12. The wire electrode 1 becomes passed through the hole 6a, and the wire drive mechanism (not shown) is operated to axially advance the wire electrode 1 in the direction of the arrow and they from the supply reel 2 via guides 18 and 16, the hole 6a and guides 17 and 19 to be transported onto the take-up reel 3 under a certain tension.

Eine (nicht dargestellte) Bearbeitungsflüssigkeitsumlaufeinheit wird betätigt, um die Bearbeitungsflüssigkeit durch Düsen 7 und 8'in den Bereich des Werkstücks 6 so zuzuführen, daß der Bearbeitungsspalt G gleichmäßig damit gespült wird. Die EDM-Stromquelle 9 wird eingeschaltet, um durch den Spalt G zwischen der durchlaufenden Drahtelektrode 1 und dem Werkstück 6 eine Folge von elektrischen Impulsen zuzuführen, wodurch aufeinanderfolgende Bearbeitungsentladungen zwischen diesen durch das flüssige Medium zur Materialabtragung vom Werkstück 6 ausgelöst werden.A machining liquid circulating unit (not shown) becomes actuated to the processing liquid through nozzles 7 and 8 'in the area of the To feed the workpiece 6 in such a way that the machining gap G is flushed evenly with it will. The EDM power source 9 is switched on through the gap G between the continuous wire electrode 1 and the workpiece 6 a sequence of electrical To apply pulses, causing successive machining discharges between this triggered by the liquid medium for material removal from the workpiece 6 will.

Eine bestimmte Schneidbahn ist vorab in der numerischen Steuereinheit 15 progr.ammiert, deren Ausgangssignale den Antriebsmotoren 13 und 14 zugeführt werden, um den Arbeitstisch 12 so zu verschieben, daß das von diesem getragene Werkstück 6 längs der gewünschten Bahn relativ zur durchlaufenden Drahtelektrode 1 bewegt wird. Im Lauf der Schneidvorschubverschiebung entsprechend Fig. 6 bewegt sich die Drahtelektrode 1 relativ zum Werkstück 6, wobei sie zuerst von der Stelle des vorgeformten Lochs 6a im Werkstück 6 gerade längs des Minimalweges zu einem Punkt auf dear gewünschten Schneidkonturforrückt und dann der Verlauf 8izteren wie durch die Pfeile angedeutet ist, bis zu diesem Punkt zurücftlgt.Die'Schnittbreite' oder Tiefe L, die durch diesen Konturvorgang gebildet wird, wird durch die Summe des Durchmessers der Drahtelektrode 1 und der Weite des Spalts G bestimmt, und wenn die Drahtelektrode 1 zum Anfangspunkt zurückkehrt, wird der von dieser Konturbahn umgebene Kernteil 61 des bearbeiteten Werkstücks 6 von dessen Rest 62 getrennt, der die Konturbahn umgibt und das roh bearbeitete Werkstück darstellt. A certain cutting path is in advance in the numerical control unit 15 programmed whose output signals the Drive motors 13 and 14 are fed to move the work table 12 so that the of this supported workpiece 6 along the desired path relative to the wire electrode passing through 1 is moved. Moved in the course of the cutting feed displacement according to FIG. 6 the wire electrode 1 relative to the workpiece 6, whereby it first of the place of the preformed hole 6a in the workpiece 6 just along the minimum path to one Point on the desired cutting contour and then the course 8izteren as indicated by the arrows, back to this point. or depth L formed by this contouring process is given by the sum of the diameter of the wire electrode 1 and the width of the gap G are determined, and if the wire electrode 1 returns to the starting point, becomes that of this contour path Surrounded core part 61 of the machined workpiece 6 separated from its remainder 62, which surrounds the contour path and represents the rough machined workpiece.

Nachdem der obige Rohbearbeitungsschritt abgeschlossen ist, wird das bearbeitete Restwerkstück 62 mit einem weiteren Schnitt einer Breite oder Tiefe 1 im anschließenden Endbearbeitungsschritt geglättet. DieBreitel ist geringer als die vorherige SchnittbreiteL, und der Endbearbeitungsschritt wird mit einer höheren Schneidgeschwindigkeit und zweckmäßig mit einer minimalen Materialabtragungsmenge durchgeführt, um die vorher bearbeitete Kontur und Oberfläche zu glätten. Der während dieses Endbearbeitungs- oder Glättungsschrittes durch die numerische Steuereinheit 15 auf das Werkstück aufgebrachte Konturvorschub ist, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet, ein vergrößerter Vorschub, der durch die Addition der Breitel zur vorherigen Konturbahn definiert wird. Bei diesem Endbearbeitungs- oder Glättungsschritt werden vorteilhaft Schwingungen auf die durchlaufende Drahtelektrode 1 gemäß der Erfindung aufgebracht. After the above rough machining step is completed, will the machined remaining workpiece 62 with a further cut of a width or depth 1 smoothed in the subsequent finishing step. The Breitel is less than the previous cutting width L, and the finishing step becomes with a higher one Cutting speed and expediently with a minimal amount of material removed performed to smooth the previously machined contour and surface. The during this finishing or smoothing step by the numerical control unit 15 is applied to the workpiece contour feed, as indicated by the dashed line Line indicated, an enlarged feed, which is due to the addition of the Breitel is defined for the previous contour path. With this finishing or Smoothing step are advantageous vibrations on the continuous wire electrode 1 according to FIG Invention applied.

Hochgradig befriedigende Ergebnisse werden erhalten, indem man die'Schwingungen auf die durchlaufende Drahtelektrode 1 in Richtungen quer zu deren Achse so aufbringt, daß sich eine komplexe Wellenbewegung in der Drahtelektrode 1 entwickelt, deren Schwingungsbäuche auf die Wand des den Bearbeitungsspalt begrenzenden Werkstücks einwirken. Die Ausrichtungen der Schwinger 10 und 11 werden daher vorzugsweise entsprechend gesteuert. Wie bereits erwähnt, ist die Frequenz jeder getrennten Schwingung wenigstens 100 Hz und vorzugsweise zwischen 1 kHz und 500 kHz, so daß die zusammengesetzte Wellenbewegung der Drahtelektrode 1 eine größere Zahl von Schwingungsknoten und Schwingungsbäuchen aufweist. Es ist weiter vorzuziehen, die Lagen der Schwingungsknoten und Schwingungsbäuche mit der Zeit durch periodisches oder aperiodisches Ändern der Frequenz eines oder beider getrennten Schwinger 10 und 11 zu ändern, um ein besseres Ergebnis zu erzielen. Highly satisfactory results are obtained by using the 'vibrations on the continuous wire electrode 1 in directions transverse to its axis so that that a complex wave motion develops in the wire electrode 1, whose Antinodes of vibration on the wall of the workpiece delimiting the machining gap act. The orientations of the transducers 10 and 11 are therefore preferably corresponding controlled. As mentioned earlier, the frequency of each separate vibration is at least 100 Hz and preferably between 1 kHz and 500 kHz, so that the composite Wave movement of the wire electrode 1 a larger number of vibration nodes and Has antinodes. It is also preferable to determine the locations of the nodes of vibration and antinodes over time by periodic or aperiodic changing to change the frequency of one or both of the separate transducers 10 and 11 to one get better result.

Die Verwendung von Schwingungen ermöglicht eine Verringerung der programmierbaren sekundären Schnittbreite 1 um eine der Amplitude der Schwingungen entsprechende Länge, die zwischen 1 und 5 /um ist, und höchstens 10 Eine gewünschte Endbearbeitungsgenauigkeit -wird daher gesichert, indem man die programmierbare Bahnerweiteruncr in Verbindung mit der Schwingungsamplitude justiert, um eine gewünschte sekundäre Schnittbreitezu erzielen. In manchen Fällen kann die schwingende Drahtelektrode 1 einfach der vorherigen Rohkonturbahn folgen, wobei die Schwingungsamplitude die gewünschte sekundäre Schnittbreite 1 ergibt. The use of vibrations enables a reduction in the programmable secondary cutting width 1 by one of the amplitude of the oscillations corresponding length, which is between 1 and 5 / µm, and at most 10 a desired one Finishing accuracy - is therefore ensured by using the programmable Track extension in conjunction with the vibration amplitude adjusted to a desired secondary cutting width. In some cases the vibrating wire electrode 1 easy follow the previous rough contour path, with the oscillation amplitude the desired secondary cutting width 1 results.

Die Verwendung von Schwingungen erleichtert die Beseitigung von Bearbeitungsspänen, Gasen und anderen Produkten aus dem Spalt während des Endbearbeitungs- oder Glättungsschritts und macht dadurch Störungen gegen die Bearbeitungsstabilität minimal. Außerdem wird die Neigung zur Drahtbiegung aufgrund des Entladungsdrucks und des Gasausdehnungsdrucks innerhalb des Bearbeitungsspälts, die bereits erwähnt wurde, vorteilhaft beseitigt oder stark vermindert. Die zwangsläufig in Schwingung versetzte Drahtelektrode 1 wirkt der Explosion von zersetzten Gasen und dem Entladungsdruck entgegen und hält dadurch die kleine Bearbeitungsspaltweite genau konstant, um zu ermöglichen, daß die Achse der Drahtelektrode 1 der programmierten Schneidbahn genau und ohne Abweichung folgt. Die Endbearbeitungsgenauigkeit wird so gegenüber den bekannten Systemen merklich verbessert, und man erhält eine hochgradig glatte Endoberfläche. The use of vibrations facilitates the removal of machining chips, Gases and other products from the gap during the finishing or smoothing step and thereby minimizes disturbances to the machining stability. Also will the tendency for wire to bend due to discharge pressure and gas expansion pressure within the machining gap, which has already been mentioned, advantageously eliminated or greatly diminished. The wire electrode 1, which is inevitably set into vibration counteracts the explosion of decomposed gases and the discharge pressure and holds thereby the small machining gap width exactly constant to enable that the axis of the wire electrode 1 of the programmed cutting path exactly and without deviation follows. The finishing accuracy becomes noticeable compared to the known systems and a highly smooth end surface is obtained.

In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem jeder der Schwinger zur Ubertragung getrennter Schwingungen auf die durchlaufende Drahtelektrode durch einen mit dem Bearbeitungsspalt verbundenen Resonanzkreis gespeist wird. So enthalten die beiden Schwinger 10 und 11 die zugehörigen elektromechanischen Wandler 20 und 21, deren jeder aus einem piezoelektrischen oder magnetostriktiven Element aus Quarz, Rochellesalz, Bariumtitanat, Kobaltstahl od. dgl. besteht. Die so zusammengesetzten Wandler 20 und 21 ergeben eine Kapazität C1, C2 und sind über Induktoren 22 bzw. 23 mit dem Bearbeitungsspalt unter Bildung zugehöriger Reihenresonanzkreise 24 und 25 verbunden, Die Induktivitäten L1 und L2 der Induktoren 22 und 23 werden auf geeignete Werte in Verbindung mit einer Kapazität C oder Kapazitäten C1 bzw. C2 der Wandler 22 und 23 justiert, um erwünschte Resonanzbedingungen in den Kreisen 24 und 25 zu erhalten. Eine Hochfrequenzstromquelle 26 ist mit den Induktoren 22 und 23 zur Zuführung einer äußeren Hochfrequenzenergie zu den Resonanzkreisen 24 und 25 gekoppelt. In Fig. 7 a further embodiment of the invention is shown, in which each of the vibrators is used to transmit separate vibrations to the one passing through Wire electrode fed by a resonance circuit connected to the machining gap will. The two oscillators 10 and 11 contain the associated electromechanical Transducers 20 and 21, each of which consists of a piezoelectric or magnetostrictive Element made of quartz, Rochelle salt, barium titanate, cobalt steel or the like. the Converters 20 and 21 assembled in this way give a capacitance C1, C2 and are over Inductors 22 and 23 with the machining gap below Education related Series resonance circuits 24 and 25 connected, the inductances L1 and L2 of the inductors 22 and 23 are set to suitable values in connection with a capacitance C or capacities C1 and C2, respectively, the transducers 22 and 23 are adjusted to achieve desired resonance conditions in the circles 24 and 25 to get. A high frequency power source 26 is connected to the inductors 22 and 23 for supplying an external high frequency energy to the resonance circuits 24 and 25 coupled.

Die Resonanzfrequenzen in den Kreisen 24 und 25 und damit des Ausgangs der Stromquelle 26 werden typisch im Bereich zwischen 10 und 200 kHz und manchmal so niedrig wie 100 Hz eingestellt.The resonance frequencies in circles 24 and 25 and thus the output of the current source 26 will typically range between 10 and 200 kHz and sometimes set as low as 100 Hz.

Beim Bearbeitungsvorgang werden Bearbeitungsimpulse von der EDM-Stromquelle 9 zur Auslösung aufeinanderfolgender Entladungen über den Bearbeitungsspalt G zugeführt. Die Resonanzkreise 24 und 25, die durch die Kapazitäten C1 und C2 der Wandler 20 und 21 und die Induktivitäten L1 und L2 der Induktoren 22 und 23 gebildet sind, werden dann in oszillierende Resonanzbedingungen mit elektrischen Entladungen, die durch den Bearbeitungsspalt G übergehen, gebracht, um an Hornenden der Schwinger 10 und 11 verstärkte Hochfrequenzschwingungen zu erzeugen, die auf die durchlaufende Drahtelektrode 1 übertragen werden. Die Schwingungsamplitude ist,wie bereits erwähnt wurde, vorzugsweise im Bereich von .1 bis 3 /um, was eine erforderliche Bearbeitungsgenauigkeit sichert, wobei gleichzeitig eine verstreute Entwicklung der Spaltentladungen mit Stabilität längs der durch den Bearbeitungsspalt G durchlaufenden Drahtelektrode 1 mit minimalem Auftreten von Lichtbogenentladungen oder Kurzschlußströmen ermöglicht wird. During the machining process, machining pulses are generated by the EDM power source 9 is supplied via the machining gap G to initiate successive discharges. The resonance circuits 24 and 25, which are created by the capacitances C1 and C2 of the converter 20 and 21 and the inductances L1 and L2 of the inductors 22 and 23 are formed, are then in oscillating resonance conditions with electrical discharges that pass through the machining gap G, brought to the horn ends of the transducer 10 and 11 generate amplified high-frequency vibrations that affect the passing through Wire electrode 1 are transferred. The oscillation amplitude is, as already mentioned was, preferably in the range of .1 to 3 / µm, which is a required machining accuracy ensures, at the same time a scattered development of the crevice discharges with Stability along the wire electrode passing through the machining gap G. 1 with minimal occurrence of arc discharges or short circuit currents will.

Die Verwendung der oszillierenden Resonanzkreise 24 und 25, wie sie vorstehend beschrieben wurde, weist Vorteile gegenüber dem vorher gezeigten äußeren Stromzufuhrsystem auf. The use of the oscillating resonance circuits 24 and 25 as they has been described above, has advantages over the previously shown exterior Power supply system on.

Da die Kreise 24 und 25 in Resonanz mit Schwingungsparametern der Bearbeitungsentladungen im Spalt arbeiten und variable Schwingungsbedingungen entsprechend der Änderung der Entladungsenergie im Spalt liefern, wird eine Optimierung ihrer Schwingungsarten und der daraus folgenden Wirkungen auf die Bearbeitungsbedingungen erreicht, um einen kontinuierlichen Ablauf der Bearbeitung mit Stabilität und einer erheblich verbesserten Materialabtragungsgeschwindigkeit zu ermöglichen. Weiter ergibt sich eine Verbesserung der Materialabtragungsgeschwindigkeit und des Bearbeitungswirkungsgrades auch aus der Überlagerung der von den Resonanzkreisen 24 und 25 gelieferten Resonanz energie über die von der äußeren Stromquelle 26 gelieferten Quellenenergie und bewirkt, daß die Wandler 20 und 21 mit Stabilität und einer gesteigerten Wirkung der Übertragung von Schwingungen auf die durchlaufende Drahtelektrode 1 schwingen.Since the circles 24 and 25 in resonance with vibration parameters of the Machining discharges in the gap work and variable vibration conditions accordingly the change in the discharge energy in the gap will provide an optimization of their Types of vibration and the resulting effects on the machining conditions achieved to ensure a continuous flow of machining with stability and a to enable significantly improved material removal rate. Further there is an improvement in the material removal rate and the machining efficiency also from the superposition of the resonance supplied by the resonance circuits 24 and 25 energy via the source energy supplied by the external power source 26 and causes that the transducers 20 and 21 with stability and an increased effect of the transmission vibrate from vibrations on the wire electrode 1 passing through.

In einem abgewandelten, in Fig. 8 dargestellten System ist die äußere Hochfrequenzstromquelle 26 über den Bearbeitungsspalt G parallel zum Wandler 20 und zum Induktor 22 angeschlossen, und ein Gleichrichter 27 ist in Reihe mit der Stromquelle 26 und dem Spalt G geschaltet, um eine positive Polung des Werkstücks 6 und eine negative Polung der Drahtelektrode 1 vorzunehmen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ergeben sich Verbesserungen der Materialabtragungsgeschwindigkeit und des Bearbeitungswirkungsgrades, die im wesentlichen gleich denen im vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind. In a modified system shown in Fig. 8, the external High-frequency power source 26 via the machining gap G parallel to the converter 20 and connected to inductor 22, and a rectifier 27 in series with the Current source 26 and the gap G connected to a positive polarity of the workpiece 6 and negative polarity of the wire electrode 1. Also in this embodiment there are improvements in the material removal rate and the processing efficiency, which are essentially the same as in the previous embodiment.

Claims

A method for electrical discharge machining of an electrically conductive workpiece with a continuously axially advancing wire electrode, in which the wire electrode and the workpiece are relatively transverse to the axis of the advancing one Wire electrode are shifted and form a machining gap between them, a machining liquid is supplied to the gap, a sequence of electrical Pulses between the workpiece and the wire electrode to generate machining discharges is triggered in the gap for the purpose of material removal from the workpiece and the advancing Wire electrode in a direction transverse to its axis in oscillation with a Frequency, offset by at least 100 Hz, characterized in that the wire electrode (1) set in vibration on both opposite sides of the workpiece (6) will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the on the advancing wire electrode (1) on the opposite sides applied vibrations are of different frequencies.

3. The method according to claim 2, characterized in that the workpiece (6) and the wire electrode (1) relatively along mutually perpendicular x and y axes be shifted and that one of the oscillations in the direction of the x-axis, the other vibration, on the other hand, applies in the direction of the y-axis.

4. The method according to claim 2, characterized in that each of the Vibration has a frequency of at least 1 kHz.

5. The method according to claim 4, characterized in that the frequency is in a range from 1 to 50 kHz.

6. The method according to claim 4, characterized in that each oscillation has an amplitude in the range of 1 to -50 µm.

7. The method according to claim 5, characterized in that each oscillation has an amplitude in the range of 1 to -5 / µm.

8. The method according to claim 2, characterized in that the wire electrode (1) stretched between a first and a second guide member (4, 5; 16, 17) and is passed through and the vibrations to the wire electrode (1) in the vicinity the first and the second guide member (4, 5; 16, 17) are applied;

9. Application of the method according to one of claims 1 to 8 for carrying out a Finishing a workpiece previously treated by rough machining (6).

10. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 9, one continuous through a machining zone of a conductive workpiece axially advancing wire electrode, means for relative displacement of the wire electrode and the workpiece transversely to the axis of the wire electrode with the formation of a machining gap in between, means for supplying a machining liquid into the gap, means to trigger a series of electrical pulses between the workpiece and the Electrode for the purpose of generating machining discharges in the gap for material removal from the Workpiece and an oscillator for transmitting an oscillation with a frequency of at least 100 Hz on the advancing wire electrode, d a d u r c it is noted that a first transducer (10) and a second transducer (11) for the transmission of a first and a second oscillation with frequencies of at least 100 Hz on the advancing wire electrode (1) on both opposite sides Sides are arranged with respect to the processing zone and each of the two vibrations lies in a direction transverse to the axis of the wire electrode (1).

11. The device according to claim 10, characterized in that the Means for relative displacement of a work table (12) carrying the workpiece (6), first drive means (13) for displacing the work table (12) along an x-axis and second drive means (14) for displacing the work table (12) along a comprise the y-axis perpendicular to the x-axis and the device further comprises a first support member for aligning the first oscillator (10) to transmit the first oscillation onto the wire electrode (1) in the direction of the x-axis and a second support element for aligning the second oscillator (11) for transmitting the second oscillation on the wire electrode (1) in the direction of the y-axis.

12. The device according to claim 10, characterized in that the first and second vibrators (10, 11) arranged in contact with the wire electrode (1) are.

13. The apparatus according to claim 10, characterized in that the first and second oscillators (10, 11) arranged in close proximity to the wire electrode (1) are.

14. The device according to claim 10, characterized in that the first and second oscillators (10, 11) each have an electromagnetic or sound or ultrasonic transducers.

15. The device according to claim 10, characterized in that the first and second oscillators (10, 11) each a magnetostrictive or piezoelectric Item included.

16. The device according to claim 15, characterized in that the Element a capacitance (C1, C2 d each oscillator (10, 11) a feed circuit for it with an inductor (22, 23) preselected inductance (L1, L2) with the suitability for Formation of a resonance circuit (24, 25) connected to the machining gap (G) having.

17. The device according to claim 16, characterized in that the Vibrator element (10, 11) and the inductor (22, 23) over the machining gap (G) are connected in series.

18. Apparatus according to claim 16, characterized in that the Vibrator element (10, 11) and the inductor (22, 23) over the machining gap (G) are connected in parallel.

19. The device according to claim 16, 17 or 18, characterized in that they also have an external power source (26) with one connected to the inductor (22, 23) having coupled output winding.

20. Apparatus according to claim 16, 17 or 18, characterized in that that they also have one in series with the resonance circuit (24, 25) and the machining gap (G) switched external power source (26).