DE3030155C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines aus einer Preßbuchse und einem Preßstempel beste­ henden Hohl-Fließpreßwerkzeugs-Satzes in einer pro­ grammgesteuerten Laufdraht-Erosionsmaschine, deren Lauf­ drahtelektrode an einem fingerartig vorstehenden Teil eines motorisch verdrehbaren Werkzeugkopfes geführt ist und deren Spanneinrichtungen aufweisender Werkstücktisch gegenüber der Laufdrahtelektrode relativ bewegbar ist.

Üblicherweise besteht ein Hohl-Fließpreßwerkzeug-Satz zum Herstellen von Rohren, Aluminium-Fensterrahmen, Rahmen und anderen Gegenständen aus einer hohlen Preßbuchse und einem massivem Preßstempel, deren aufeinander abgestimmte Fließ­ preßdruckflächen die Querschnittsform und die Abmessungen der jeweils herzustellenden Erzeugnisse bestimmen. Zur Herstellung eines solchen Werkzeugsatzes werden bisher die Rohlinge für den Preßstempel und die Preßbuchse durch elektrochemisches oder elektroerosives Senken hergestellt. Nach dem Zusammenbau der gesondert bearbeiteten Rohlinge werden diese wärmebehandelt, woraufhin die Druckflächen elektroerosiv feinbearbeitet und schließlich von Hand auf die gewünschte Genauigkeit und Oberflächengüte gebracht werden. Neben dem durch die verschiedenen Bearbeitungsstu­ fen bedingten hohen Aufwand stellt der provisorische Zu­ sammenbau vor der Wärmebehandlung ein besonderes Problem dar. Darüber hinaus sind zur Bildung von komplexen Druck­ flächen mehrere Elektroden erforderlich. Außerdem kann beim elektroerosiven Senken ein vollständig gerader Schnitt nicht erhalten werden, so daß an den Druckflächen eine Schräge unvermeidbar ist. Dies macht wiederum wieder­ holte Uberprüfungen und Nachrichtvorgänge erforderlich und bedingt das Vorsehen von austauschbaren Werkzeugsätzen.

Aus der DE-A- 28 16 588 ist eine funkenerosive Draht­ schneidemaschine mit einer bügelförmigen, einseitig vor­ springenden Drahthalterung bekannt, die eine Bearbeitung von Hohlkörpern mit geraden oder hinterschnittenen Seiten­ wänden ermöglicht. Die besondere Eignung einer solchen Drahtschneidemaschine zur Herstellung von mehrteiligen Werkzeugsätzen ist dieser Druckschrift jedoch nicht zu entnehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Her­ stellung eines aus einer Preßbuchse und einem Preßstem­ pel bestehenden Hohl-Fließpreßwerkzeug-Satzes in einer derartigen Laufdraht-Erosionsmaschine zu schaffen, die bei einfachem konstruktivem Aufbau eine hohe Genauigkeit und Oberflächengüte der Werkzeugteile mit wesentlich verrin­ gertem Aufwand ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine durch die Spanneinrichtung auf dem Werkstücktisch montierbare Spannplatte, die gesonderte Zentriermittel zur achszen­ trierten Halterung des Stempelrohlings zusammen mit einer becherförmigen Justiervorrichtung sowie des becherförmigen Buchsenrohlings aufweist, wobei am Stempelrohling weitere Zentrierelemente zur achszentrierten Festlegung der eine zentrale Durchtrittsöffnung für den Schneidkopf aufweisen­ den Justiervorrichtung ausgebildet sind.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Vorzüge und Besonderheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 den Schneidkopf einer Laufdraht-Erosionsmaschine in Seitenansicht und einen Preßstempelrohling mit zwei Aufspannvorrichtungen im Vertikalschnitt;

Fig. 2 schematisch im Querschnitt die Beziehung zwischen der Bezugsfläche der zweiten Aufspannvorrichtung und der Druckflächen der beiden bearbeiteten Werk­ zeugteile;

Fig. 3 die Bearbeitung eines aufgespannten Preßstempelroh­ lings im Vertikalschnitt;

Fig. 4 die Bearbeitung der Preßbuchse im Vertikalschnitt.

Die dargestellte Vorrichtung enthält einen an einem Träger 2 montierten Schneidkopf 1 mit einer Laufdrahtelektrode 3 und eine auf einem Arbeitstisch 4 befestigte Zentrierplat­ te 5 mit einer zentralen Bohrung 5 a′ und mit einem mitti­ gen Ansatz 5 a, auf dem der Rohling eines Preßstempels 6 befestigt ist. Eine becherförmige Justiervorrichtung 7 ist mit ihrer feinbearbeiteten unteren Randkante in eine Zen­ trierschulter 6 f am Außenrand der Basisplatte 6 a des Preß­ stempelrohlings 6 eingepaßt.

Der Schneidkopf 1 hat einen lösbar am Träger 2 befestigten vertikal bewegbaren Halter 1 a, an dessen Unterseite ein S- förmiger Arm 1 b befestigt ist. An diesem Arm 1 b sind meh­ rere Führungsrollen 1 c und zwei Leitglieder 1 d für die Laufdrahtelektrode 3 angeordnet, deren gespannter Schneid­ abschnitt 3 a parallel zur Werkstückachse verläuft.

Der Preßstempelrohling 6 besteht aus einer scheibenförmi­ gen Basisplatte 6 a und einer zentralen Säule 6 b mit einem Ringbund 6 c am oberen Endteil, dessen Außenfläche zu einer Druckfläche 6 c′ (vgl. Fig. 2) bearbeitet wird. In der Ba­ sisplatte 6 a sind Bohrungen 6 c zur Aufnahme von Zentrier­ stiften 8 und von Gewindebolzen 10 ausgebildet.

Der in Fig. 4 dargestellte becherförmige Preßbuchsenroh­ ling 11 hat im Bereich der unteren Innenkante seiner zylindrischen Seitenwand 11 a einen Ausschnitt 11 b, der genau in die Zentrierschulter 6 f der plattenförmigen Basis 6 a paßt. In der Stirnwand des Preßbuchsenrohlings 11 ist eine Öffnung 11 d mit einem nach innen vorspringenden Ring­ bund 11 c ausgebildet, dessen Innenfläche nach der Bearbei­ tung eine Druckfläche 11 c′ (vgl. Strichlinie in Fig. 2) bildet. Ferner sind in der Zylinderwand 11 a vertikale Boh­ rungen 11 e, 11 f zur Aufnahme von Zentrierstiften 12 und Gewindebolzen 13 vorgesehen.

Nach Fig. 1 hat eine becherförmige Justiervorrichtung 7 ebenso wie der Preßbuchsenrohling 11 nach Fig. 4 in ihrer Stirnwand eine kreisförmige Öffnung 7 a und zylindrische Seitenwände 7 b, an deren unterer Innenkante eine ringför­ mige Ausnehmung 7 c so eingearbeitet ist, daß der Rand satt an der Ringschulter 6 f des Stempelrohlings 6 anliegt. In der oberen Öffnung 7 a der Justiervorrichtung 7 ist ein Profilring 7 d lösbar befestigt, der eine Bezugsöffnung 7 e bildet (vgl. auch Fig. 2). Ferner sind in der oberen Stirnwand der Justiervorrichtung mehrere Gewindebohrungen 7 f zur Aufnahme je eines Gewindebolzens 9 vorgesehen.

Wie aus den Fig. 1, 3 und 4 ersichtlich ist die zweite Justiervorrichtung als Spannplatte 5 ausgebildet und durch Bolzen auf dem Arbeitstisch 4 befestigt. In einem zylindrischen Ansazt 5 a ist eine zentrale Durchgangsboh­ rung 5 a′ vorgesehen. Der Außenrand 5 b des Ansatzes 5 a bildet eine Zentrierschulter, die in den Zentrieraus­ schnitt 11 b des Buchsenrohlings 11 paßt (vgl. Fig. 4). Ferner sind im Ansazt 5 a mehrere glatte Zentrierlöcher 5 c und Gewindebohrungen 5 d ausgebildet, die bei aufgesetztem Stempelrohling 6 mit dessen Bohrungen 6 d und 6 e fluchten und zur Aufnahme von glatten Zentrierstiften 8 und Gewin­ debolzen 10 dienen. Weitere Bohrungen 5 e und 5 f im Flansch 5 g der Aufspannplatte fluchten mit den Bohrungen 11 e, 11 f des aufgesetzten Buchsenrohlings 11 und dienen zur Aufnah­ me von Stiften 12 und von Spannbolzen 13.

Durch den Flansch 6 a des Stempelrohlings 6 verlaufen weitere Gewindebohrungen zur Aufnahme der Spannbolzen 9 der Justiervorrichtung 7. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die Justiervorrichtung 7 auf dem Stempelrohling 6 so ange­ ordnet, daß die Zentrierschulter 6 f genau passend in die entsprechende Zentrierschulter 7 c eingreift, wobei die Gewindebolzen 9 die Bohrungen 7 f durchragen und in die - nicht dargestellten - Bohrungen des Stempelrohlings 6 eingeschraubt.

Um Kollisionen des Arms b des Schneidkopfes 1 mit einem Rohling 6 bzw. 11 während der Bearbeitung oder mit der Spannplatte 5 beim Einrichten zu vermeiden, muß der Arm b am Halter 1 a um eine zum Schneidabschnitt 3 a der Lauf­ drahtelektrode 3 koinzidente oder parallele Achse verdreht werden.

Zur Bearbeitung des Werkzeugsatzes wird die Spannplatte 5 durch Spannbolzen auf dem Arbeitstisch 4 montiert und der Stempelrohling 6 auf der Spannplatte 5 durch Einstecken der Stifte 8 in die Bohrungen 6 d und 5 c sowie Einschrauben der Bolzen 10 in die Bohrungen 6 e und 5 d festgelegt. An­ schließend wird die Justiervorrichtung 7 auf dem Stempel­ rohling 6 montiert, wobei ihre Zentrierschulter 7 c genau passend in die Zentrierschulter 6 f des Flansches 6 a ein­ greift und die eingeschraubten Bolzen 9 den festen Zusam­ menhalt sichern. Vor diesen Montagevorgängen sind die Roh­ linge bereits in vorhergehenden Bearbeitungsstufen wärme­ behandelt, thermisch entspannt und poliert worden.

In dem in Fig. 1 dargestellten montierten Zustand sind die Öffnungen 5 a′ in der Spannplatte 5 und 7 e in der Justier­ vorrichtung koaxial ausgerichtet, wobei die in Fig. 2 dar­ gestellte Mittelachse 0 zusammen mit den Achsen der Boh­ rungen 6 d eine fixe Bezugsposition für die Lage der herzu­ stellenden Druckfläche 6 c′. Zum Erfassen der Lage dieser Mittelachse wird der Arm 1 b des Schneidkopfes 1 in die Öffnung 7 e eingeführt und der Arbeitstisch 4 relativ zum Arm b in der Horizontalen X-Y-Ebene soweit verschoben, bis der Schneidabschnitt 3 a der Laufdrahtelektrode 3 die Wand der Öffnung 7 e kontaktiert, woraufhin die Kontaktstelle festgehalten wird. Tatsächlich bewirkt die Verschiebung des Arbeitstisches 4 entsprechende Verschiebungen der Öff­ nung 7 e und der Flansche 6 c des Stempelrohlings 6, während die Achse des Schneidabschnitts 3 a stillsteht. Zur Erläu­ terung der Nullpunkterfassung unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird jedoch angenommen, daß die Achse des Schneidab­ schnitts 3 a sich relativ zur ortsfesten Öffnung 7 e ver­ schiebt. Es sei angenommen, daß die Achse des Schneidab­ schnitts 3 a in der X-Achse bei y ₁ oder y ₂ verschoben wird und die Wand der Öffnung 7 e an zwei Stellen x ₁ und x ₂ kon­ taktiert. Daraus kann die x-Koordinate x ₀ der Mittelachse 0 nach der Beziehung x ₀=1/2(x ₁+x ₂) bestimmt werden. In gleicher Weise wird aus der Verschiebung der Achse des Schneidabschnitts 3 a in der Y-Achse bei x ₁ oder x ₂ und den Kontaktstellen y ₁ und y ₂ mit der Wand der Öffnung 7 e die y-Koordinate y ₀ der Mittelachse 0 wie folgt erhalten: y ₀1/2(y₁+y₂).

Durch Einstellen des Arbeitstisches 4 auf diese Bezugslage mit den Koordinaten x ₀, y ₀ wird die angestrebte Koinzidenz der Achse des Schneidabschnitts 3 a und der Mittellage der Bezugsöffnung 7 e erhalten. Die entsprechende Ausrichtung des Stempelrohlings 6 ist durch die in die Bohrungen 6 d und 5 c eingesetzten Stifte festgelegt.

Nach diesen Einstellvorgängen wird die Justiervorrichtung 5 entfernt und die Druckfläche 6 c des Stempelrohlings 6 durch elektroerosive Bearbeitung hergestellt, wobei der Arbeitstisch in einer durch die numerische Steuerung vor­ gegebenen Bahn verschoben wird. Nach diesem Bearbeitungs­ vorgang wird der Stempelrohling 6 abgebaut und der vorbe­ handelte Preßbuchsenrohling 11 auf der Spannplatte 5 durch Einführen der Zentrierstifte 11 in die Bohrungen 11 e und 5 e sowie der Gewindebolzen 13 in die Bohrungen 11 f und 5 f montiert (vgl. Fig. 4). Daraufhin wird die Druckfläche 11 c des Preßbuchsenrohlings 11 elektroerosiv bearbeitet, wobei der Arbeitstisch auf einer durch die numerische Steuerung bedingten Schnittbahn fährt. Die so bearbeiteten Rohlinge 6, 11 bilden einen zusammenpassenden Fließpreßwerkzeug- Satz.

Die im mittleren Bereich der Spannplatte 5 vorgesehene Be­ zugsbohrung 5 a und deren Flansch 5 g können ebenfalls zur Zentrierung der Rohlinge 6 und 9 ohne Zuhilfenahme der Justiervorrichtung 7 benutzt werden. Dieses Vorgehen ist jedoch nicht nur für den Arbeitsfortgang unvorteilhaft, sondern kann auch zu einem unerwünschten Verschleiß der relativ kompliziert ausgebildeten und damit teuren Spann­ platte 5 führen. Die Bohrung 5 a kann mit ausreichendem Ab­ stand oberhalb des Arbeitstisches 4 vorgesehen werden oder im Arbeitstisch 4 kann eine zusätzliche Ausnehmung ausge­ bildet sein, die einen etwas größeren Durchmesser als die Bohrung 5 a′ hat. Dadurch kann die Wand der Bohrung 5 a′ als zusätzliche Zentrierfläche mit ähnlicher Funktion wie die Zentrierfläche 7 e der Justiervorrichtung 7 benutzt werden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Herstellung eines aus einer Preßbuchse und einem Preßstempel bestehenden Hohl-Fließpreßwerkzeug- Satzes in einer programmgesteuerten Laufdraht-Erosionsma­ schine, deren Laufdrahtelektrode an einem fingerartig vor­ stehenden Teil eines motorisch verdrehbaren Werkzeugkopfes geführt ist und deren Spanneinrichtungen aufweisender Werkstücktisch gegenüber der Laufdrahtelektrode relativ bewegbar ist, gekennzeichnet durch eine durch die Spanneinrichtung auf dem Werkstück­ tisch (4) montierbare Spannplatte, die gesonderte Zen­ triermittel (5 b, 5 c bis 5 f) zur achszentrierten Halterung des Stempelrohlings (6) zusammen mit einer becherförmigen Justiervorrichtung (7) sowie des becherförmigen Buchsen­ rohlings (11) aufweist, wobei am Stempelrohling weitere Zentrierelemente (6 f) zur achszentrierten Festlegung der eine zentrale Durchtritts- Öffnung (7 a) für den Schneidkopf (3) aufweisenden Justier­ vorrichtung (7) ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spannplatte (5) einerseits und in der Justier­ vorrichtung (7) sowie in den beiden Rohlingen (6, 11) andererseits jeweils miteinander fluchtende Paßbohrungen (5 c bis 5 e) zur Aufnahme von Zentrierbolzen (8, 12) sowie an ihren jeweiligen Rändern Zentrierschultern (5 b, 11 b; 6 f, 7 c) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannplatte (5) einen zylindrischen Ansatz (5 a) mit einer zentralen Durchgangsbohrung (5 a′) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stirnwand der becherförmigen Justiervorrichtung (7) eine kreisförmige Öffnung (7 a) von genau vorgegebener Größe ausgebildet ist.