DE3045443A1 - Vorrichtung zum bearbeiten innerer rotationsflaechen von werkstuecken - Google Patents

Vorrichtung zum bearbeiten innerer rotationsflaechen von werkstuecken

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DE3045443A1
DE3045443A1 DE19803045443 DE3045443A DE3045443A1 DE 3045443 A1 DE3045443 A1 DE 3045443A1 DE 19803045443 DE19803045443 DE 19803045443 DE 3045443 A DE3045443 A DE 3045443A DE 3045443 A1 DE3045443 A1 DE 3045443A1
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MOTORPAL JIHLAVA NP
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    • B23H7/26—Apparatus for moving or positioning electrode relatively to workpiece; Mounting of electrode
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Description

Motorpal Jihlava, närodni podnik Jihlava, CSSR
Vorrichtung zum Bearbeiten innerer Rotationsflächen von Werkstücken
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten innerer Rotationsflächen von Werkstücken mit einem zylindrischen Hohlraum von hohem Schlankheitsgrad, z.B. mit einer zylindrischen durchlaufenden öffnung, wo zum Bearbeiten eine an den negativen Pol einer Quelle von Brennimpulsen geschaltete Elektrode verwendet wird, während der positive Pol dieser Quelle mit dem bearbeiteten Werkstück leitend verbunden ist.
Das Bearbeiten innerer Rotationsflächen in zylindrischen Hohlräumen von Werkstücken z.B. in zylindrischen durchlaufenden öffnungen bietet große Schwierigkeiten in den Fällen, wo es sich um öffnungen von hohem Schlankheitsgrad handelt, insbesondere falls die absolute Größe des Durchmessers des zylindrischen Hohlraumes bzw. der öffnung wenige Millimeter beträgt, wie dies zum Beispiel bei Einspritzdüsen von Dieselmotoren u. dgl. der Fall ist.
Ein Bearbeiten durch Drehen ist schon bei einem Schlankheitsgrad D/L gleich 1/5 schwierig, sodaß dies in manchen Fällen praktisch nicht zur Ausführung kommt.
130024/0840
233-(S972O)-NbMs
Ein Bearbeiten durch Schleifen versagt bei einem Schlankheitsgrad D/L gleich 1/8.
Mittels des bestehenden elektrolytischen Bearbeitens ist es möglich, in verhältnismäßig großen Tiefen innere Rotationsflächen zu bearbeiten. Es zeigen sich jedoch Nachteile dadurch, daß die bearbeitete Fläche nicht genau ist, daß der Durchmesser und die Form der bearbeiteten Fläche wesentlich von der Bearbeitungszeit abhängig und es oft unmöglich ist, eine Gleichachsigkeit zu erzielen.
Beim elektrolytischen Bearbeiten kommt es in der Nähe der bearbeiteten Fläche zu einer Störung des sogenannten Führungsdurchmessers, das ist der Durchmesser der zylindrischen Fläche, in welcher die erwünschte Rotationsfläche gebildet wird, und es ist unmöglich, am Übergang des FUhrungsdurchmessers zur bearbeiteten Fläche eine scharfe Kante zu erzielen.
Sehr ungünstig wirkt sich aus, daß bei diesem Bearbeitungsverfahren Reste des Elektrolyten aus tiefen öffnungen schwer zu entfernen sind, was bei den nachfolgenden Operationen weitere Schwierigkeiten bereitet. Ein ungünstiger Umstand aller Bearbeitungsverfahren ist weiterhin, daß sie großen Arbeitsaufwand erfordern.
Die vorliegende Erfindung macht sich zur Aufgabe, ein wirtschaftliches und sehr genaues Bearbeiten zylindrischer, konischer - aber auch anderer - Rotationsflächen in einem Werkstück mit einem zylindrischen Hohlraum oder einer durchgehenden öffnung von hohem Schlankheitsgrad zu ermöglichen, deren Durchmesser größer ist als der sogenannte Führungsdurchmesser, auch bei Größen des Führungsdurchmessers von etwa 1 mm.
130024/0840
Zur Lösung der gestellten Aufgabe dienen die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale.
In den Unteransprüchen sind zweckmäßige weitere Ausfuhrungsformen gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Einrichtung hat weite Anwendungs· möglichkeiten, insbesondere an Bestandteilen mit kleinem Pührungsdurchmesser, wie dies bei modernen Einspritzgeräten von Dieselmotoren, bei hydraulischen Miniaturbestandteilen und dergleichen der Fall ist.
Sie ermöglicht das Erzielen einer größeren Genauigkeit als 1 Mikron, was die Gleichachsigkeit, Kreisförmigkeit und Rauhigkeit der bearbeiteten Fläche betrifft.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen axialen Längsschnitt der Elektrode; Fig. 2 eine Draufsicht der gesamten Anordnung;
Fig. j5 und 4 einen bearbeiteten Bestandteil in
axialem Längsschnitt, wo beim Bearbeiten zwei aufeinanderfolgende erfindungsgemäße Verfahren verwendet wurden.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 und 2 ist an einem Ständer 1 eine Querplatte 2 angeordnet, an welcher zum Erzeugen des Arbeitsantriebes - ein Elektromotor J5 zusammen mit einem Getriebe 4 und einer Riemenscheibe befestigt ist, die von einem Riemen 6, vorteilhaft einem Gummiriemen, umschlungen ist.
130024/0840
Ferner ist am Ständer ein Elektromotor 7 mit einem Getriebe 8 für einen Rotations-Mikrovorschub befestigt.
Das zu bearbeitende Werkstück 9 ist mittels seines zylindrischen Hohlraumes 90 mit dem Pührungsdurchmesser D1 auf einer zylindrischen Führungsmuffe 10 aufgesetzt, die auf einem an der Querplatte 2 gesicherten Halter 11 befestigt ist.
Zum Erzeugen der benötigten Rotationsbewegung des Werkstückes 9 ist dieses von dem erwähnten Riemen 6 umschlungen.
In der zylindrischen Führungsmuffe 10 ist in einer Isolationsauskleidung 12 frei drehbar ein Tragrohr 13 gelagert, an dessen Ende eine Elektrode 14 exzentrisch befestigt ist, die gegenüber der zylindrischen Führungsmuffe 10 elektrisch isoliert ist. Das Tragrohr 13 ist in der zylindrischen Führungsmuffe 10 exzentrisch angeordnet .
Die Größe der Elektrode 14 wird vorteilhaft so
gewählt, daß bei ihrem Verdrehen in die Einführungslage,
in
das ist eine Lage, wo sie zusammen mit der zylindrischen Führungsmuffe 10 in den zylindrischen Hohlraum 90 des zu bearbeitenden Werkstückes 9 eingeführt wird, der
äußere Umriß der Elektrode l4 bei Axialansicht etwa gleich groß wie der Umriß der zylindrischen Führungsmuffe 10 ist.
Der Innenraum des Tragrohres 13 ist mit dem Raum, wo sich die Elektrode 14 befindet, in Verbindung.
Die Oberfläche der Elektrode wird vorher derart
bearbeitet, daß in einer gewissen exzentrischen Lage
130024/0840
gegenüber der Führungsmuffe 10 - zum Beispiel in der maximalen Lage - deren äußerer Umriß der zukünftigen Rotationsfläche entspricht, die an der bestimmten Stelle im zylindrischen Hohlraum 90 ausgeführt werden soll.
Bei Ausführungen, die für ein Bearbeiten innerer Rotationsflächen im zylindrischen Hohlraum 90 bestimmt sind, ist in der Isolationsauskleidung 12 noch ein Kanal 15 ausgeführt, der gleichfalls in den Raum mündet, wo sich die Elektrode l4 befindet und durch ein Rohr mit einer Bohrung 151 im Halter 11 gebildet wird.
Das Tragrohr 13 und der Kanal 15 sind an eine bekannte, nicht dargestellte SpUlanordnung angeschlossen, die für die Zuleitung einer geeigneten Flüssigkeit in den Raum dient, in welchem sich die Elektrode 14 befindet, und für die Ableitung dieser Flüssigkeit aus diesem Raum zusammen mit Produkten, die beim Brennen der Elektrode 14 entstehen.
Bei Einrichtungen, die für ein Bearbeiten innerer Rotationsflächen in einer zylindrischen durchlaufenden Öffnung dient, genügt eine Ausführung ohne den Kanal 15* denn die Flüssigkeit wird zusammen mit den beim Brennen der Elektrode 14 entstandenen Produkten direkt durch die durchführende Öffnung im bearbeiteten Werkstück 9 abgeführt .
Die Einrichtung besitzt ferner eine Quelle l6 von Brennimpulsen, deren negativer. Pol mittels eines Leiters 161 an das Tragrohr Ij5 und somit auch an die Elektrode l4 angeschlossen ist, der positive Pol der Quelle 16 ist mittels des Leiters l62 und eines elastischen Kontaktes 163 mit dem bearbeiteten Werkstück 9 verbunden.
13002A/08AO
Die Quelle 16 der Brennimpulse wird durch ein einstellbares Steuergerät 17 gesteuert, an welches ein Regler 18 des Elektromotors 7 geschaltet ist. Der Regler 18 ermöglicht im Verlauf des elektroerosiven Bearbeitens die Steuerung des Elektromotors 7 in Abhängigkeit von der Spannung zwischen der Elektrode 14 und der bearbeiteten Rotationsfläche.
Die beschriebene Anordnung arbeitet folgendermaßen:
Das zum Bearbeiten bestimmte Werkstück 9 wird auf die zylindrische Führungsmuffe 10 nach entsprechendem Verdrehen der Elektrode 14 aufgesetzt.
Dann wird das Werkstück 9 von dem Riemen 6 umschlungen und mittels des Steuergerätes 17 wird der Elektromotor 3 angelassen, wodurch das Werkstück 9 in eine Rotationsbewegung mit etwa 600 bis 100 U/min versetzt wird, die Quelle 16 der Brennimpulse wird angelassen, die erwähnte, nicht dargestellte Spülanordnung und der Elektromotor J werden in Betrieb gesetzt, der mittels des Getriebes 8 die Elektrode 14 durch Rotationsmikrovorschub verstellt, die dann nach dem Prinzip des elektroerosiven Impulsbearbeitens die betreffende Fläche zu bearbeiten beginnt. Dieses Bearbeiten geht so lange vor sich, bis die erwünschte Form der bearbeiteten Fläche erzielt ist, worauf sie zum Stillstand kommt. Die Elektrode 14 wird in ihre Ausgangslage verdreht, der Riemen 6 wird abgenommen und das bearbeitete Werkstück 9 wird von der Führungsmuffe 10 abgenommen, worauf auf diese ein weiteres Werkstück 9 aufgesetzt wird und der beschriebene Vorgang sich wiederholt.
Die Brennparameter können gemäß der gewünschten
Rauheit der bearbeiteten Fläche durch das Steuergerät
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und den Zähler 80 mit dem Mikroschalter eingestellt werden.
Bei der Ausführung gemäß Fig. j5 und 4 ist der Vorgang so, daß mittels einer entsprechend geformten Elektrode 14' - zum Beispiel einer zylindrischen Elektrode vorerst auf die früher beschriebene Weise eine innere zylindrische, in Fig. j5 dargestellte, Ausnehmung bearbeitet wird.
Danach wird gemäß Fig. 4 in diese so gebildete innere zylindrische Ausnehmung die konische Elektrode l4 eingesetzt, in die dargestellte Lage verdreht und durch axialen Mikrovorschub der Elektrode 14, der zum Beispiel durch im CS-Urheberschein No. 170 857 angeführte Mittel erzielt werden kann, unter gleichzeitiger Rotation im Werkstück 9 fortlaufend die gewünschte konische Fläche ausgebrannt.
Es ist auch ein Vorgang möglich, wo das Werkstück 9 beim Bearbeiten rotiert und die Elektrode lediglich einen Mikrovorschub ausführt.
Wenn der maximale Durchmesser der bearbeiteten Rotationsfläche mit Dp bezeichnet ist, kann mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ein Verhältnis Dp/D, ungefähr im Bereich 5/3 erzielt werden, wobei D, den Führungsdurchmesser des Werkstücks 9 darstellt.
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Claims (4)

Patentansprüche
1. !Vorrichtung zum Bearbeiten innerer Rotationsflächen von Werkstücken mit einem zylindrischen Hohlraum von hohem Schlankheitsgrad, z.B. mit einer zylindrischen durchlaufenden öffnung, wo zum Bearbeiten eine an den negativen Pol einer Quelle von Brennimpulsen angeschlossene Elektrode verwendet wird, während der positive Pol dieser Quelle mit dem bearbeiteten Werkstück leitend verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (14, l4f ) leitend an einem Tragrohr (13) befestigt ist, das drehbar und exzentrisch in einer zylindrischen Führungsmuffe (10) gelagert ist, gegenüber welcher es isoliert ist und deren Außendurchmesser (D1) dem Innendurchmesser des zylindrischen Hohlraumes (90), gegebenenfalls einer zylindrischen durchlaufenden öffnung entspricht, wobei der Umriß der Elektrode (14, 14') in der Einführungslage bei Axialansicht gleich oder kleiner ist als der Umriß der zylindrischen Führungsmuffe (10).
233-(3972O)-NbMs
130024/0840
OP!G!NAL INSPECTED
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolation zwischen der zylindrischen Führungsmuffe (IQ) und dem Tragrohr (13) durch eine Isolationsauskleidung (12) der zylindrischen Tragmuffe (10) ausgeführt ist, in welcher das Tragrohr (1J5) drehbar gelagert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Isolationsauskleidung (12) ein Kanal (I5) ausgeführt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Tragrohr (13) in Eingriff mit einem Antrieb (J, 8) für einen Rotations-Mikrovorschub der Elektrode (I1I-, I2I-1) und das zu bearbeitende Werkstück (9) in Eingriff mit einem Arbeitsantrieb (3-6) steht.
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