DE3107058A1

DE3107058A1 - Verfahren und vorrichtung zum elektroerosiven drahtschneiden eines elektrisch leitenden werkstuecks

Info

Publication number: DE3107058A1
Application number: DE19813107058
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Setagayaku Inoue
Original assignee: Inoue Japax Research Inc
Current assignee: Inoue Japax Research Inc
Priority date: 1980-02-25
Filing date: 1981-02-25
Publication date: 1982-01-28
Also published as: IT1142330B; IT8147886A0; DE3107058C2; US4392042A; GB2074073A; FR2476523A1; GB2074073B; FR2476523B1

Description

Inoue-Japax Research Incorporated Yokohamashi, Kanagawaken,
Japan

Verfahren und Vorrichtung zum elektroerosiven Drahtschneiden eines elektrisch leitenden

Werkstücks

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektroerosiven Drahtschneiden eines elektrisch leitenden Werkstücks zur Bildung eines gewünschten Profils darin, bei dem ein Wassermedium kontinuierlich in einen zwischen dem Werkstück und einer Drahtelektrode begrenzten Bearbeitungsspalt eingespeist wird, die von einer Abgabezu einer Aufnahmeseite unter Zugspannung gehalten und kontinulich axial zum Durchlauf zwischen einem Paar von Bearbeitungfführungskörpern gefördert wird, wobei sie das Werkstück durchquert.

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Eine Folge elektrischer Impulse wird zwischen der durchlaufenden Drahtelektrode und dem Werkstück durch den mit dem Wassermedium gespülten Bearbeitungsspalt angelegt, um elektrische Entladungen in zeitlichen Abständen durch das Wassermedium zu erzeugen, wodurch elektroerosiv Material vom Werkstück abgetragen wird. Während die Materialabtragung fortschreitet, wird das Werkstück relativ zur durchlaufenden Drahtelektrode quer zu deren Achse längs einer vorgeschriebenen Bahn zur Bildung des gewünschten Profils im Werkstück verschoben. Die Erfindung bezieht sich besonders auf eine Verbesserung beim elektroerosiven Drahtschneideverfahren und eine Vorrichtung für den beschriebenen Typ.

Nach dem vorstehend angedeuteten Stand der Technik des elektroerosiven Drahtschneidens wird gewöhnlich eine dünne durchgehende Draht- oder drahtförmige Elektrode verwendet, die eine so geringe Dicke wie 0,005 bis 0,5 mm aufweist. Außerdem muß ein äußerst dünner Spalt zwischen dem Werkstück und der durchlaufenden Drahtelektrode gebildet werden. Diese Bedingung erlegt unvermeidlich eine Beschränkung für den gewünschten glatten und ausreichenden Durchstrom des Wassermediums durch die Bearbeitungsstelle auf. So wird tatsächlich nur der Eintritt und Durchfluß eines geringen Anteils des dem der durchlaufenden Drahtelektrode zugewandten Bereich des Werkstücks zugeführten Wassermediums durch den Bearbeitungsspalt mit einer begrenzten Strömungsgeschwindigkeit ermöglicht. Es ergibt sich daher eine Schwierigkeit, Bearbeitungsspäne und Gase, die an den Entladungsstellen erzeugt wurden, glatt

Licht?

abzuführen. Als Ergebnis neigen^Tbogenbildungen und Kurzschlüsse zur Entwicklung zwischen dem Werkstück und der

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Drahtelektrode, so daß der Ablauf des Schneidvorganges gestört wird und häufig ein Bruch der Drahtelektrode auftritt und die Schneidstabilität beeinträchtigt.

Zur bisherigen Entwicklung dieses Fachgebiets wird auf die DE-OS 27 21 804 und 30 06 531 verwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum elektroerosiven Drahtschneiden eines elektrisch leitenden Werkstücks der genannten Art zu entwickeln, das eine Bearbeitung des Werkstücks mit gesteigerter Stabilität und besserem Wirkungsgrad mit geringerer Neigung zu einem Drahtbruch ermöglicht, und außerdem eine für dieses Verfahren geeignete Vorrichtung anzugeben.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist zunächst ein Verfahren zum elektroerosiven Drahtschneiden eines elektrisch leitenden Werkstücks zur Bildung eines gewünschten Profils darin, bei dem ein Wasserbearbeitungsmedium kontinuierlich in einen zwischen dem Werkstück und einer durchlaufenden Drahtelektrode begrenzten Bearbeitungsspalt eingespeist wird, die von der Abgabezur Aufnahmeseite unter Zugspannung gehalten und kontinuierlich axial zum Durchlauf zwischen einem Paar von Bearbeitungsführungskörpern bei Durchquerung des Werkstücks gefördert wird, eine Folge elektrischer Impulse zwischen der durchlaufenden Drahtelektrode und dem Werkstück durch den mit dem Wasserbearbeitungsmedium gespülten Bearbeitungsspalt zur Erzeugung elektrischer Entladungen in zeitlichen Intervallen durch das Wasserbearbeitungsmedium angelegt wird, wodurch elektroerosiv Material vom Werkstück abgetragen wird, und das Werkstück relativ zur durchlaufenden

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Drahtelektrode quer zu deren Achse längs einer vorgeschriebenen Schnittbahn zur Bildung des gewünschten Profils im Werkstück verschoben wird, mit dem Kennzeichen, daß man den spezifischen Widerstand des Wasserbearbeitungsmediums im Bereich zwischen 10 und 1O³ Ohm · cm steuert und Schleifmittelteilchen in das dem Bearbeitungsspalt zugeführte Wasserbearbeitungsmedium einführt.

Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 gekennzeichnet.

Die fakultativ auf die Drahtelektrode aufgebrachte Schwingung hat vorzugsweise eine Frequenz von wenigstens 1 kHz und führt dazu, daß die durchlaufende Drahtelektrode eine wellenartige Schwingungsbewegung längs der Achse mit mehr als 2 Knotenpunkten und Schwingungsbäuchen oder Schleifen bei einer im Höchstfall geringeren Amplitude als der Abmessung des Bearbeitungsspalts in dieser Richtung annimmt.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung zum elektroerosiven Drahtschneiden eines elektrisch leitenden Werkstücks zur Bildung eines gewünschten Profils darin nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, mit einer Einrichtung zum kontinuierlichen Zuführen eines Wasserbearbeitungsmediums in einen zwischen dem Werkstück und einer Drahtelektrode begrenzten Bearbeitungsspalt, die von der Abgabezur Aufnahmeseite unter Zugspannung gehalten und kontinuierlich axial zum Durchlauf zwischen einem Paar von Bearbeitungsführungskörpern bei Durchquerung des Werkstücks gefördert wird, mit einer Stromquelle zum Anlegen einer Folge von elektrischen Impulsen durch den mit dem Wasserbearbeitungsmedium gespülten Bearbeitungsspalt zwischen dem Werkstück und der Drahtelektrode zur Erzeugung elektrischer Entladungen in zeitlichen Intervallen durch das Wasser-

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bearbeitungsmedium und dadurch elektroerosive. Abtragung von Material vom Werkstück und mit einer Profilvorschubeinrichtung zum Verschieben des Werkstücks relativ zur durchlaufenden Drahtelektrode quer zu deren Achse längs einer vorgeschriebenen Bahn zur Bildung des gewünschten Profils im Werkstück, mit dem Kennzeichen, daß eine Ionenaustauscheinrichtung zur Steuerung des spezifischen Widerstandes des von der Zuführeinrichtung in den Bearbeitungsspalt zugeführten Wasserbearbeitungsmediums im Bereich

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zwischen 10 und 10 Ohm · cm und eine Einrichtung zum Einführen von Schleifmittelteilchen in das widerstandsgesteuerte Wasserbearbeitungsmedium zwecks Abgabe in Suspension darin in den Bearbeitungsspalt vorgesehen sind.

Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 7 bis 10 gekennzeichnet.

Im Fall der fakultativ vorgesehenen Einrichtung zum Aufbringen einer Schwingung beträgt deren Frequenz vorzugsweise wenigstens 1 kHz, und die Amplitude liegt zwischen 1 und 50 ,um, vorzugsweise nicht über 10 ,um.

Die Schwingungseinrichtung kann einen elektromechanischen Wandler enthalten, der von einer Hochfrequenzstromquelle gespeist wird und im Kontakt mit einer Strecke der zwischen den Bearbeitungsführungskörpern gehaltenen Drahtelektrode angeordnet ist. Ein Paar solcher Wandler kann, einer an der einen Seite des Werkstücks und der andere an der anderen Seite des Werkstücks, vorgesehen sein, so daß die beiden Schwingungen, vorzugsweise mit unterschiedlichen Frequenzen oder Schwingungstypen, einander überlagert werden, wenn sie auf die durchlaufende Drahtelektrode aufgebracht werden. Die beiden Schwingungen schaffen im durchlaufenden

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Draht wirksam eine Interferenz oder die periodischen Schwingungen in einer Wellenamplitude, die die Überlagerung der entsprechenden beiden einfachen harmonischen Wellen der verschiedenen Frequenzen ist. Der elektromechanische Wandler oder jeder der beiden elektromechanischen Wandler kann in der Form einer Scheibe sein, und die Drahtelektrode kann durch die Scheibe im Bereich deren Mitte in der Richtung ihrer Dicke durchgeführt werden.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Drahtschneid-Elektroerosionsvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine abgewandelte Drahtschneid-Elektroerosionsvorrichtung mit Verwendung eines Paares von scheibenförmigen elektromechanischen Wandlern zum Aufbringen von Hochfrequenzschwingungen auf die durchlaufende Drahtelektrode gemäß der Erfindung;

Fig. 3A und 3B Perspektivansichten zweier verschiedener Formen der in dem scheibenförmigen Wandler nach Fig. 2 gebildeten Drahtdurchlaßöffnung;

Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung des Anstiegs des Bearbeitungswirkungsgrades in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Wandler und dem Werkstück; und

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Fig. 5 eine weitere Anordnung der elektromechanischen Wandler gemäß der Erfindung.

Gemäß Flg. 1 umfaßt eine elektroerosive Drahtschneidvorrichtung gemäß der Erfindung eine ζ. B. aus Kupfer oder Messing bestehende Drahtelektrode 1 mit einem Durchmesser von 0,005 bis 0,5 mm, vorzugsweise nicht über 0,1 mm. Die Drahtelektrode 1 wird axial von ihrer in der Form einer Abgabespule 2 dargestellten Abgabeseite zu ihrer in der Form einer Aufnahmespule 3 dargestellten Aufnahmeseite kontinuierlich durch eine Schneidzone gefördert, die zwischen einem Paar von Bearbeitungsführungskörpern 4 und 5 definiert ist. Ein Werkstück 6 ist in der Schneidzone angeordnet und wird von einer linearen Strecke der Drahtelektrode 1 durchquert, die zwischen den Bearbeitungsführungskörpern 4 und 5 straff gespannt ist und kontinuierlich durchläuft. Weitere Führungsorgane 7 und 8 sind in der Bahn des Drahtdurchlaufs vorgesehen, um die Durchlaufrichtung der Drahtelektrode 1 von der Abgabeseite 2 zur Schneidzone bzw. von dieser zur Aufnahmeseite 3 zu ändern. Die Axialbewegung der Drahtelektrode 1 mit einer geeigneten Geschwindigkeit und unter einer geeigneten Spannung kann durch ein (nicht dargestelltes) Antriebsorgan zwischen dem Führungsorgan 8 und der Aufnahmespule 3 und durch ein (nicht dargestelltes) Bremsorgan zwischen der Abgabespule 2 und dem Führungsorgan 7 bewirkt werden.

In der Schneidzone wird kontinuierlich eine Mischung eines Wasserbearbeitungsmediums 16 und von Schleifmittelteilchen 17 aus einer Düse 9 in einen zwischen dem Werkstück 6 und der durchlaufenden Drahtelektrode 1 gebildeten Bearbeitungsspalt G zugeführt. Eine EDM-(elektrische Entladungsbearbeitung) Stromquelle 10 ist elektrisch einerseits mit dem Werkstück 6 und andererseits über eine Bürste 11 mit der Drahtelektrode 1 verbunden, um eine Folge von EDM-Impul-

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sen über den Bearbeitungsspalt G durch das Wasserbearbeitungsmedium 16 zwecks elektroerosiver Abtragung von Material vom Werkstück 6 anzulegen. Das Wasserbearbeitungsmedium 16 soll für den Zweck der Erfindung einen spezifischen

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Widerstand im Bereich zwischen 10 und 10 Ohm · cm aufweisen.

Das Werkstück 6 ist fest auf einem Arbeitstisch 12 montiert, und ein Profilvorschub-Antriebssystem zum Verschieben des Werkstücks 6 relativ zur Drahtelektrode 1 quer zu deren Achse oder in einer X-Y-Bbene umfaßt einen ersten Motor 13 zum Vorschub des Arbeitstisches 12 längs der X-Achse und einen zweiten Motor 14 zum Vorschub des Arbeitstisches 12 längs der Y-Achse. Ein numerisches Steuergerät 15 ist vorgesehen, in dem die Daten für eine vorgeschriebene Profilvorschubstrecke vorprogrammiert sind. Die Daten werden reproduziert, und die entsprechenden Antriebssignale werden vom numerischen Steuergerät 15 den Motoren 13 und 14 zur Verschiebung des Werkstücks 6 relativ zur Drahtelektrode 1 längs der vorgeschriebenen Bahn zugeführt, so daß ein gewünschtes Profil im Werkstück bearbeitet wird.

Die Schleifmittelteilchen 17 sollen vorzugsweise aus TiC, TiN, TiB, TiB₂, (TiB₂)C, (TiB₂)N, HfC, HfB₂, TiCN, TiHfC, B₄C, BN, SiC, Al₃O₃ und/oder SiO₃ bestehen und eine Teilchengröße in der Mikrongrößenordnung, vorzugsweise zwischen 1 und 100 ,um Durchmesser und noch bevorzugter von höchstens 50 /um Durchmesser aufweisen. Diese in Suspension mit dem Wassermedium 16 zugeführten Teilchen werden zum Eintritt in den Raum des Bearbeitungsspalts G getrieben und wirken dort zum Abschleifen der Werkstückprofiloberfläche, die durch elektrische Entladungen erodiert wird, während sie von der durchlaufende«Draht-

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elektrode 1 mitgenommen werden. So addiert sich die mechanische Abschleifwirkung zur elektroerosiven Wirkung und führt zu dem Auftreten eines merklichen Anwachsens der Materialabtragung vom Werkstück 6. Die sich dynamisch durch den Bearbeitungsspalt G bewegenden Schleifmittelteilchen bewirken auch eine mechanische Abführung der Bearbeitungsspäne und anderer Spaltprodukte, die durch die elektroerosive Wirkung gebildet sind, und wirken gleichzeitig als Abstandhalter zwischen der durchlaufenden Drahtelektrode 1 und dem Werkstück 6, wodurch sie deren direkten Kontakt oder einen Kurzschluß verhindern. Die Ergebnisse sind ein merklicher Anstieg des Schneidwirkungsgrades und -Verhaltens sowie eine erhöhte Betriebsstabilität praktisch ohne Lichtbogenbildung und mit weniger Drahtbruchgefahr.

Zusätzlich oder wahlweise wird eine Schwingereinheit vorgesehen, die einen elektromechanischen Wandler 19 aufweist, der durch eine Hochfrequenzstromquelle 20 gespeist wird. Der Wandler 19 ist mit einem Verstärkerhornteil dargestellt, dessen Spitze im Kontakt mit der Drahtelektrode 1 angeordnet ist, die durch die zwischen den Führungskörpern 4 und 5 definierte Schneidzone durchläuft. Der Wandler 19 wird durch die Stromquelle 20 mit einer Frequenz von wenigstens 100 Hz, vorzugsweise nicht unter 1 kHz, und bis zu 1 MHz gespeist, um auf die zwischen den Führungskörpern 4 und 5 durchlaufende Strecke der Drahtelektrode 1 eine Schwingung einer Amplitude von vorzugsweise zwischen 1 und 50 ,um und noch bevorzugter zwischen 1 und 10 ,um aufzubringen. Die Schwingung wird auf die Drahtelektrode in einer Richtung quer zu ihrer Achse aufgebracht, so daß eine wellenartige Schwingbewegung mit mehr als zwei Schwingungs-Knoten und Schwingungsbäuchen oder Schleifen in der Draht-

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elektrode 1 vorgesehen wird, die zwischen den Führungskörpern 4 und 5 durchläuft, die bezüglich des Werkstücks an entgegengesetzten Seiten angeordnet sind. Diese Schwingung erzeugt eine sehr günstige Pumpwirkung bei der Mischung des Wassermediums 16 und der Schleifmittelteilchen 17, die so auf der durchlaufenden Drahtelektrode 1 in den Bearbeitungsspalt G mit einer erhöhten Volumenströmungsgeschwindigkeit mitgenommen werden kann. Da das Wassermedium 16 und die Schleifmittelteilchen 17 so in den Bearbeitungsspalt G mit erhöhter Glätte eingetragen werden, wird ein noch höherer Anstieg der Materialabtragungsgeschwindigkeit erzielt. Die Pumpwirkung dient auch zur Abführung der Bearbeitungsspalt- und anderer Spaltprodukte mit erhöhter Glätte von der Bearbeitungsspaltstelle und sichert so den Fortgang des stetigen Bearbeitungsbetriebs.

Die das Werkstück 6 mit der durchlaufenden Drahtelektrode 1 verlassende Mischung des Wassermediums 16 und der Schleifmittelteilchen 17 wird mit einem Strahl reinen Wassermediums, das von einer unter dem Werkstück angeordneten Düse 21 zugeführt wird, auf eine Rinne 22 gelenkt. Die Mischung mit dem reinen Wassermedium wird in eine Zentrifugaltrenneinrichtung 23 eingeführt, wo sie in eine Flüssigkeit (Wassermedium) und feste Teilchen (Schleifmittelteilchen und Bearbeitungsspäne) getrennt wird. Die Flüssigkeit wird in einen Behälter 24 zur zeitweiligen Speicherung darin geleitet und dann durch eine Pumpe 25 zum Strömen in eine Leitung 26 gefördert, die zur Zuführ- und Abgabedüse 9 führt. Die festen Teilchen von der Zentrifugaltrenneinrichtung 2 3 werden auf einen bewegten Endlosriemen 27 geleitet, der eine magnetische Trenneinrichtung 28 längs seiner Bahn zur magnetischen

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Erfassung der Bearbeitungsspäne aufweist. Die von den

Böarbeitungsspänen getrennten Schleifmittelteilchen 17 werden weiter vom bewegten Riemen 27 getragen und in einem Trichter 29 gesammelt, von wo sie in eine Mischkammer 30 gelangen, die an einem Teil der Leitung 26 vorgesehen ist. In der Mischkammer 30 werden die reinen Schleifmittelteilchen 17 so homogen mit dem aus dem Behälter 24 gepumpten reinen Wassermedium 16 vermischt, und die Mischung wird durch die Leitung 26 zur Düse 9 zwecks Zuführung in den Bearbeitungsspalt G gefördert. Im Behälter 24 oder an einem Teil der Leitung 26 stromauf der Mischkammer 30 ist eine (nicht dargestellte) Ionenaustauscheinrichtung zur Steuerung des spezifischen elektrischen Widerstandes des Wassermediums 16 im Bereich

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zwischen 10 und 10 Ohm · cm vorgesehen.

Beispiel

Eine Kupferdrahtelektrode von 0,02 mm Durchmesser wird in einer Vorrichtung des allgemein in Fig. 1 dargestellten Typs montiert und axial mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 2 m/min zum elektroerosiven Drahtschneiden eines aus "S55C"-Material bestehenden Werkstücks einer Dicke von 11 mm bewegt. Das Wassermedium ist Leitungswasser, das mit eine^Ionenaustauscheinrichtung zur Einstellung eines

4 spezifischen Widerstandes von 5 χ 10 0hm · cm behandelt wurde. Elektroerosive Bearbeitungsimpulse haben eine An-Zeit ron von 10 ,us, eine Aus-Zeit Troff von 15 ,us und einen Spitzenstrom von 56 A. Schleifmittelteilchen, die im Wassermedium suspendiert sind, bestehen aus SiC und haben Teilchengrößen von etwa 25 ,um. Sie werden in einem Anteil von 15 Vol.-% mit dem Wassermedium vermischt. Eine Schwingung von 35 kHz wird auf die durchlaufende Draht-

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elektrode aufgebracht. Die Abtragungsgeschwindigkeiten, die für die Fälle A) ohne die Schleifmittelteilchen und ohne Drahtschwingung, B) mit Schleifmittelteilchen und C) mit den Schleifmittelteilchen und der Drahtschwingung erhalten wurden, sind in der folgenden Tabelle aufgeführt;

Fall	Abtragungsgeschwindigkeit
A	0,9 mm/min
B	1,6
C	2,1

Man sieht, daß ein Anstieg der Abtragungsgeschwindigkeit, der das Zweifache oder sogar noch mehr ausmacht, gemäß der Erfindung erhalten wird. Es ist außerdem festzustellen, daß im Fall C) die Profilvorschubgeschwindigkeit im Vergleich mit dem Fall B) bis zu 30 % gesteigert werden kann. Es ist daher klar, daß die gesamte Bearbeitungsdauer erfindungsgemäß auf die Hälfte oder weniger derjenigen nach dem Stand der Technik verringert wird.

Anstelle einer einzigen, in Fig. 1 dargestellten Schwingereinheit 18 können auch zwei solche Schwinger, einer an der einen Seite des Werkstücks 6 und der andere an der anderen Seite des Werkstücks 6, vorgesehen werden; sie werden vorzugsweise mit unterschiedlichen Frequenzen gespeist, so daß die beiden erhaltenen Schwingungen sich unter Erzeugung einer zusammengesetzten wellenartigen Schwingungsbewegung mit mehr als zwei Schwingungsknoten und Schwingungsbäuchen oder Schleifen in der Drahtelektrode 1 überlagern.

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Fig. 2 zeigt ein abgewandeltes Schwingersystem in einer elektroerosiven Drahtschneidvorrichtung, in der einige der gleichen Teile oder Elemente wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und einige zur Vermeidung von Wiederholungen ausgelassen sind. Das in Fig. 2 gezeigte Schwingersystem macht Verwendung von einem oder zwei scheibenförmigen elektromechanischen Wandlern 31 und 32 anstelle eines in Fig. 1 dargestellten Hornaufbaus, wobei die Wandler 31 und 32 von einer gemeinsamen Hochfrequenzstromquelle 33 gespeist werden. Die Wandler 31 und 32 sind jeweils scheibenförmig mit einer mittleren öffnung 31a (32a) oder einem Schlitz 31b (32b), der sich von der Mitte zum Umfang der Scheibe erstreckt, wie die Figuren 3A bzw. 3B zeigen, welche öffnung bzw. welcher Schlitz als Durchlaß für die durchlaufende Drahtelektrode 1 dient. Wenn jeder der Scheibenförmigen Wandler 31 und 32 von der Hochfrequenzstromquelle 33 gespeist wird, wird darin eine hochfrequente mechanische Schwingung erzeugt und auf die durchlaufende Drahtelektrode 1 übertragen. Da der Wandler 31, 32 im Kontakt mit der Strecke 1a der Drahtelektrode 1 zwischen den Bearbeitungsführungskörpern 4 und 5 angeordnet ist, entwickelt sich eine wellenförmige Schwingungsbewegung in der Drahtstrecke 1a, die die äußere mechanische Schwingung in einer Richtung quer zu deren Achse in der schon erläuterten Art annimmt.

Jeder der Wandler 31 und 32 kann, wie auch im Fall des Wandlers 19 in Fig. 1, aus Quarz, Lithiumtitanat, Bariumtitanat, Bleizirkontitanat oder dgl. bekanntem Wandler» bestehen und wird zur Erzeugung einer hochfrequenten mechanischen Schwingung in der Richtung seines Radius gespeist. Die Scheibenform der Wandler ist besonders vorteilhaft, da sie sich in enger Nähe des Werkstücks 6 und

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damit der Bearbeitungsstelle montieren läßt.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Versuchsergebnisse zeigt, wobei der Anstieg des Schnittwirkungsgrades längs der Ordinate aufgetragen ist und der Abstand der Läge eines elektromechanischen Wandlers vom Werkstück 6 längs der Abszisse aufgetragen ist. Das Diagramm zeigt/ daß eine Schwingungsfrequenz über 100 kHz bevorzugt wird und vorteilhaft ist, um einen Anstieg des Schnittwirkungsgrades bei dem größeren Abstand zu erzielen, da8 jedoch ein geringerer Abstand allgemein bevorzugt wird, um einen größeren Anstieg des Schnittwirkungsgrades zu erzielen.

Nach einem weiteren, in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird jeder der von der durchlaufenden Drahtelektrode 1 durchquerten scheibenförmigen Wanöler "31 und 32 in einer Vorkammer 34 bzw. 35 aufgenommen, der eine schon beschriebene Mischung des Wassermediums und der Schleifmittelteilchen zugeführt wird. Jede der Kammern 34 und 35 hat einen Einlaß 34a (35a), der zu der in Fig. 1 dargestellten Leitung 26 führt, und einen Aulaß 34b (35b), der in enger Nähe des Bearbeitungsbereichs angeordnet ist, um die Wasser-Schleifmittelteilchen-Mischung in den Bearbeitungsspalt einzuführen. Das Wassermedium in der Mischung dient hier auch wirksam zur Kühlung des Schwingers bzw. Wandlers 31, 32, wodurch die Betriebsstabilität dieser Einheiten gesichert wird.

Es werden somit ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum elektroerosiven Drahtschneiden eines elektrisch leitenden Werkstücks zur Verfügung gestellt, wodurch sich eine beträchtliche Verbesserung der Bearbeitungsleistung, des Wirkungsgrades und der Betriebsstabilität erreichen lassen.

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Claims

Ansprüche

1.) Verfahren zum elektroeroslven Drahtschneiden eines elektrisch leitenden Werkstücks zur Bildung eines gewünschten Profils darin, bei dem ein Wasserbearbeitungsmedium kontinuierlich in einen zwischen dem Werkstück und einer durchlaufenden Drahtelektrode begrenzten Bearbeitungsspalt eingespeist wird, die von der Abgabe- zur Aufnahmeseite unter Zugspannung gehalten und kontinuierlich axial zum Durchlauf zwischen einem Paar von Bearbeitungsführungskörpern bei Durchquerung des Werkstücks gefördert wird, eine Folge elektrischer Impulse zwischen der durchlaufenden Drahtelektrode und dem Werkstück durch den mit dem Wasserbearbeitungsmedium gespülten Bearbeitungsspalt zur Erzeugung elektrischer Entladungen in zeitlichen Intervallen durch das Wasserbearbeitungsmedium angelegt wird, wodurch elektroerosiv Material vom Werkstück abgetragen wird, und das Werkstück relativ zur durchlaufenden Drahtelektrode quer zu deren Achse längs einer vorgeschriebenen Schnittbahn zur Bildung des gewünschten Profils im Werkstück, verschoben wird,
dadurch gekennzeichnet, daß man den spezifischen Widerstand des Wasserbearbeitungs-

2 5 mediums (16) im Bereich zwischen 10 und 10 Ohm * cm

steuert und

Schleifmittelteilchen (17) in das dem Bearbeitungssaplt (G) zugeführte Wasserbearbeitungsmedlum (16) einführt.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die durchlaufende Drahtelektrode (1) eine Schwingung einer Frequenz im Bereich zwischen 100 Hz und 1 MHz in einer Richtung quer zu ihrer Achse aufbringt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Schleifmittelteilchen (17) einer Teilchengröße zwischen 1 und 100 ,um verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die durchlaufende Drahtelektrode (1) die Schwingung durch Anordnen wenigstens eines elektromechanischen Wandlers (31) von Scheibenform mit einer Öffnung (31a bzw. 31b), durch die die durchlaufende Drahtelektrode (1) gefördert wird, zwischen den Bearbeitungsführungskörpern (4, 5) und Speisen des Wandlers (31) mit einer Hochfrequenzstromquelle (33) zur Erzeugung der Schwingung darin und deren Übertragung auf die durchlaufende Drahtelektrode (1) aufbringt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsfrequenz nicht unter 100 kHz ist.

6. Vorrichtung zum elektroerosiven Drahtschneiden eines elektrisch leitenden Werkstücks zur Bildung eines gewünschten Profils darin nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Einrichtung zum kontinuierlichen Zuführen eines Wasserbearbeitungsmediums in einen zwischen dem Werkstück und einer Drahtelektrode begrenzten Bearbeitungsspalt, die von der

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Abgabe- zur Aufnahmeseite unter Zugspannung gehalten und kontinuierlich axial zum Durchlauf zwischen einem Paar von Bearbeitungsführungskörpern bei Durchquerung des Werkstücks gefördert wird, mit einer Stromquelle zum Anlegen einer Folge von elektrischen Impulsen durch den mit dem Wasserbearbeitungsmedium gespülten Bearbeitungsspalt zwischen dem Werkstück und der Drahtelektrode zur Erzeugung elektrischer Entladungen in zeitlichen Intervallen durch das Wasserbearbeitungsmedium und dadurch elektroerosiven Abtragung von Material vom Werkstück und mit einer Profilvorschubeinrichtung zum Verschieben des Werkstücks relativ zur durchlaufenden Drahtelektrode quer zu deren Achse längs einer vorgeschriebenen Bahn zur Bildung des gewünschten Profils im Werkstück,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Ionenaustauscheinrichtung zur Steuerung des spezifischen Widerstandes des von der Zuführeinrichtung in den Bearbeitungsspalt (G) zugeführtenWasserbearbeitungsmediums (16)

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im Bereich zwischen 10 und 10 Ohm · cm und eine Einrichtung (29) zum Einführen von Schleifmittelteilchen in das widerstandsgesteuerte Wasserbearbeitungsmedium (16) zwecks Abgabe in Suspension darin in den Bearbeitungsspalt (G) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,

daß sie eine Einrichtung (z. B. 18, 19, 20) zum Aufbringen einer Schwingung einer Frequenz im Bereich zwischen 100 Hz und 1 MHz auf die durchlaufende Drahtelektrode (1) in einer Richtung quer zu ihrer Achse aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,

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daß sie eine Sammeleinrichtung (22) zum Auffangen der den Bearbeitungsspalt (G) verlassenden Mischung des Wasserbearbeitungsmediums (16) und der Schleifmittelteilchen (17), eine erste Trenneinrichtung (23) zum Trennen der aufgefangenen Mischung in einen flüssigen Bestandteil und feste Bestandteile, eine zweite Trenneinrichtung (28) zum Trennen der festen Bestandteile in Bearbeitungsprodukte im Bearbeitungsspalt (G) und die Schleifmittelteilchen, eine Einrichtung (24, 25) zum Führen des flüssigen Bestandteils in die Ionenaustauscheinrichtung zwecks Behandlung zum Erhalten des WasserbearbeitungsKiediums (16) des bestimmten spezifischen Widerstandes, eine Mischeinrichtung (30) zum Einführen der von der zweiten Trenneinrichtung (28) gelieferten Schleifmittelteilchen (17) in das von der Ionenaustauscheinrichtung gelieferte Wasserbearbeitungsmedium (16) und eine Leitung (26) zum Fördern der Mischung des Wasserbearbeitungsmediuins (16) und der Schleifmittelteilchen (17) von der Mischeinrichtung (30) zur Zuführeinrichtung (9) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Schwingungsaufbringungseinrichtung wenigstens einen elektromechanischen,zwischen den Bearbeitungsführungskörpern (4, 5) angeordneten Wandler (31, 32) in Scheibenform mit einer von der durchlaufenden Drahtelektrode (1) durchquerten öffnung (31a, 32a bzw. 31b, 32b) umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Zuführeinrichtung wenigstens eine mit der Mischung des Wasserbearbeitungsmediums (16) und der Schleifmittelteilchen (17) gespeiste und zur Aufnahme des elektromechanischen Wandlers (31, 32) darin geeignete Vorkammer (34, 35) aufweist.

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