DE3121697A1

DE3121697A1 - Method of producing a conical tool part by electrical discharge wire cutting

Info

Publication number: DE3121697A1
Application number: DE19813121697
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Be Der
Original assignee: FENZ DIETER
Current assignee: FENZ DIETER
Priority date: 1981-02-06
Filing date: 1981-06-01
Publication date: 1982-12-16

Abstract

The invention relates to a method of producing a conical tool part by wire cutting (PA P 3104152.3), where the plane faces of the tool part have different geometrical constructions, and the geometrical constructions can be rotated relative to one another at a predetermined angle.

Description

Das Verfahren der Stammnmeldung ist gekennzeichnet durchThe parent notification procedure is indicated by

folgendes Verfahren: Bei dem.Verfahren handelt es sich um eine besondere Vorrichtung zur Verwendung auf -Drahtschneidemaschin en , bei welcher eine durch den Schneidedraht lose geschleppte Scheibe eine frei gesteuerte kreisförmige Kontur (Bahn) ergibt.the following procedure: The procedure is a special one Device for use on wire cutting machines, in which a the cutting wire loosely dragged disc a freely controlled circular contour (Train) results.

Bei der Verwendung einer solchen Vorrichtung entsteht ein Werkstück, bei welchem. auf der einen Seite die durch Programm eingegebene Kontur und auf der anderen Seite die kreisförmige ontur entsteht. Samtliche Verbìndungslinien zwischen eingegebener Kontur und kreisförmiger Kontur, die parallel zur Werkstuckhse laufen, ergeben dabei den kürzestmöglichen .Abst,7nd und bilden zugleich den kleinstrtiöglichen Winkel zur Werkstückachse.When using such a device, a workpiece is created, in which. on the one hand the contour entered by the program and on the the other side the circular ontur arises. All connecting lines between entered contour and circular contour that run parallel to the workpiece result in the shortest possible distance and at the same time form the smallest possible Angle to the workpiece axis.

Zur Verbesserung dieses Verfahrens stellt sich. die Aufgabe, in einfacher Weise die freigeschleppte kreisförmige Bahn mit einer eigenen Steuerung zu versehen, sowie durch Programmierung der U- und V-Achsen an der Drahtachneidemaschine das Schneiden von unterschiedlichen geometrischen Konturen zu ermöglichen.To improve this process arises. the task in simpler Way to provide the towed circular path with its own control, as well as programming the U and V axes on the wire cutting machine To enable cutting of different geometric contours.

Zwar ist es bekannt, daß moderne Drahtachneidemaschinen konische Werkstücke schneiden können. Bei dieser Art der Bearbeitung eines Werkstückes stehen die Konturen aber immer im Verhältnis zu ein ander und die Winkelabweichungen werden durch den Einsatz der U- und V-Achse erreicht.It is known that modern wire cutting machines have conical workpieces can cut. With this type of machining of a workpiece, the contours are in place but always in relation to each other and the angular deviations are determined by the Use of the U and V axes achieved.

Die Steuerung der U- und V-Achse wird dabei durch den elektronischen Rechner bei Verwendung einer geeigneten So-ftware überkommen. Das Schneiden von unterschiedlichen, nicht im Verhältnis stehenden geometrischen Konturen ist bei dieser Steuerungsart nicht möglich.The U and V axes are controlled by the electronic Computer obsolete when using suitable software. The cutting of different, unrelated geometric contours is at this type of control is not possible.

in besonderer Vorteil des in der Stammanmeldung beschriebenen Verfahrens ist, daß sich auf einfache Weise durch die drehbar gelagerte Scheibe eine zweite kreisförmige Kontur ergibt.in particular advantage of the method described in the parent application is that in a simple way through the rotatably mounted disc a second circular contour results.

Gemäß der Erfindung wird nun die Scheibe.mit einer Steuerung versehen-sowie durch Einsatz einer geeigneten Software die U- und V-Xchse der Drahtschneidemaschine so über die numerische Steuerung.programmiert, daß das Schneiden von unterschiedlichen geometrischen Konturen möglich ist.According to the invention, the disk is now provided with a control as well Using suitable software, the U and V X axes of the wire cutting machine programmed in such a way via the numerical control that the cutting of different geometric contours is possible.

Die Vorteile dieses Bearbeitungsverfahrens leuchten ein: Schwierige Werkzeugkonturen, welche bislang nicht oder nur mit großem Aufwand herzustellen waren, lassen sich nun auf einfache Weise mit sehr hoher Genauigkeit fertigen. Das Herstellen eines entsprechenden Werkzeugteiles kann in einem Arbeitsgang erfolgen, ohne daß im Prinzip weitere Bearbeitungsverfahren erforderlich sind.The advantages of this machining process are clear: Difficult Tool contours that could not be produced up to now or only with great effort were, can now be manufactured in a simple manner with very high accuracy. That Manufacture of a corresponding tool part can be done in one operation, without the need for further processing in principle.

Ein besonders einfaches aber relativ sicheres Verfahren zum Steuern der kreisförmigen Bahn bildet die Verwendung einer leicht lagerten Scheibe in Zusammenhag mit einem zwangsläufig sich ergebenden Antneb der Scheibe. Hierbei werden die Bewegungen des Maschinentisches in der X- und Y-Achse zum Antreiben der Scheiben ausgenutzt, wobei die Scheibe die Bewegungen in den Achsen mit macht.A particularly simple but relatively safe method of controlling The circular orbit is associated with the use of a lightly mounted disc with an inevitably resulting Antneb of the disc. This is where the movements of the machine table in the X and Y axes used to drive the disks, whereby the disk makes the movements in the axes with.

Durch einen auf der Scheibe angebrachten, genau zum Mittelpunkt der Scheibe ausgericrteten Anschlag in Verbindung mit einem feststehenden Anschlag am Vaschinenständer ergeben sich zwangshäufig an der Scheibe Drehbewegungen, welche in ihrem Ablauf der programmiarten Kontur immer so entsprechen, daß der Schneidedraht der funkenerosiven Schneidemaschine immer im rechten Winkel zu den Konturen steht.With one attached to the disc, exactly to the center of the Disk disengaged stop in connection with a fixed stop on Machine stands inevitably result in rotational movements on the disc, which always correspond in their sequence to the programmed contour in such a way that the cutting wire the EDM cutting machine is always at right angles to the contours.

Voraussetzung hierfür ist in der senkrechten Achse des Werkzeuges Deckungsgleichheit des feststehenden Anschlages und der programmierten Draht führung.The prerequisite for this is in the vertical axis of the tool Congruence of the fixed stop and the programmed wire guide.

Durch Verändern des feststehenden Anschlages, der.sich daraus nicht mehr ergebenden Deckungagleichheit des Anschlages und der rßrogrammierten Drahtfiihrung verändert man den Winkel. des Schneidedrahtes ..u den Konturen.By changing the fixed stop, which does not result from it the resulting misalignment of the stop and the programmed wire guide change the angle. of the cutting wire .. to the contours.

Mit besonderem Vorteil ist. auch die bereits in der Stammanmeldung beschriebene Rücklaufsperre zu verwand en.With particular advantage is. also those already in the parent application to use the backstop described.

Hierdurch können Werkzeugteile hergest eilt werden, die ähnlich einem schiefen Pyramidenstumpf sind, aber eine kreisförmige und eine andere frei wählbare Kontur als Grund- bzw. Oeckflache haben können.As a result, tool parts can be produced that are similar to a leaning truncated pyramids, but one circular and one freely selectable Can have a contour as a base or Oeckflache.

Werkzeugteile dieser Art lassen sich, wie in der Stammanmeldung ausführlich beschrieben, besonders vorteilhaft beim Bau von vxtrusionswerkzeugen verwenden.Tool parts of this type can be, as detailed in the parent application described, use particularly advantageous in the construction of extrusion tools.

Sollten hingegen Werkzeugteile hergestellt werden, bei denen die Deckflächen aus zwei unterschiedlichen, nicht kreisförmigen Geometrien bestehen, so ist das beschriebene Verfahren der Drshtauslenkung mittels einer gesteuerten Sckleibe nicht :nwendbnr.If, however, tool parts are to be produced in which the top surfaces consist of two different, non-circular geometries, that's how it is described method of thrust deflection by means of a controlled socket not : nwendbnr.

Dies kann nur durch zwei unabhängig voneinander gesteuerten Drahtfiihrungen erreicht werden, d. h., die Maschine muß in vier, nlcht-voneinander abhängigen Achsen programmierbar sein, wobei die Achsen X und Y die eine Kontur und die Achsen U und V die andere Kontur ergeben.This can only be done with two independently controlled wire guides can be achieved, d. In other words, the machine must be in four non-dependent axes be programmable, with the axes X and Y being the one contour and the axes U and V result in the other contour.

Da beide Konturen in der Regel unterschiedliche Umfangslängen ergeben, müssen die Geschwindigkeiten (Vorschübe) der einzelnen Achsen im jeweiligen Verhältnis angepaßt werden, und zwar derart, daß der Schneidedraht immer in einem vorbestimmten Winkel zu den zu schneidenden Konturen steht.Since both contours usually result in different circumferential lengths, the speeds (feeds) of the individual axes must be in the respective ratio be adjusted, in such a way that the cutting wire is always in a predetermined At an angle to the contours to be cut.

Bei nicht gegeneinander verdrehten Konturen ist der Winkel immer 90 °. Die Winkelstellung des Drahtes kann gemessen oder über einen in die Maschine integrierten Rechner ermittelt werden.If the contours are not rotated against each other, the angle is always 90 °. The angular position of the wire can be measured or taken over into the machine integrated computer can be determined.

Bei der rechnerischen Ermittlung des Winkels ist es notwendig, eine Schnittpunktberechnung zwischen einer Variabelen mit den beiden programmierten Konturen vorzunehmen.When calculating the angle, it is necessary to use a Calculation of the intersection between a variable and the two programmed contours to undertake.

Hierfür gibt es mehrere Möglichkeiten: Ahnlich dem Leitstrahl in einem Polar-Koordinatensystem läßt man eine Variable S um einen Punkt P kreisen. Die Variabele S bildet mit den programmierten Konturen 1 und 2 Schnittpunkte. Durch Verschiebung des Punktes P kann man gegeneinander verschobene oder geradlinige Uebergänge der unterschiedlichen Konturen erreichen.There are several ways to do this: Similar to Beacon in a polar coordinate system lets a variable S around a point P circles. The variable S forms points of intersection with the programmed contours 1 and 2. By shifting the point P one can shift against each other or rectilinear Achieve transitions of the different contours.

2. Die Schnittpunktberechnung wird anhand eines Parallel-Koordinatensystems vorgenommen. Hierbei bilden. sich die Schnittpunkte der programmierten Konturen an den Parallelkoordinaten.2. The point of intersection is calculated using a parallel coordinate system performed. Form here. the intersections of the programmed contours at the parallel coordinates.

3. Die Schnittpunktberechnung wird mit Hilfe einer sich ausdehnenden kreisförmigen Variabelen G vorgenommen, die mit den entsprechenden Vorschubwerten programmiert ist. Hierbei bilden sich die Schnittpunkte der programmierten Konturen an der kreisförmigen Variabelen C.3. The intersection calculation is done with the help of an expanding circular variables G made with the corresponding feed values programmed. The intersection points of the programmed contours are formed here at the circular variable C.

Anhand der Schnittpunktberechnung zwischen der Variabelen und den Konturlinien ist es nun möglich, den mittleren Vorschubwert des Schneidedrahtes zu ermitteln. Dies kann der in die Maschine integrierte Recilner vornehmen.Based on the intersection calculation between the variable and the Contour lines it is now possible to use the mean feed rate of the cutting wire to investigate. This can be done by the reciler integrated in the machine.

Weiterhin ist es möglich, mittels einer entsprechenden Software die Schnittpunktbereclnung und die'Vorschubwerte der getrennt programmierten Konturen vorzunehmen. Aus der Lage der Schnittpunkte zueinander ist es möglich, die Winkelstellung des Schneidedrahtes zur senkrechten Werkstückachse zu ermitteln.It is also possible to use the appropriate software Intersection calculation and the feed values of the separately programmed contours to undertake. It is possible to determine the angular position from the position of the points of intersection with respect to one another of the cutting wire to the vertical workpiece axis.

Hieraus ergeben sich Abweichungen von den programmierten Konturen, die aber mittels der errechneten Winkelstellung des .Schneidedrahtes zur senkrechten Achse des Werkstückes über den Rechner korrigiert werden können, r:o daß sich eine, den programmierten Konturen Hentische Bahn ergibt.This results in deviations from the programmed contours, but that by means of the calculated angular position of the cutting wire to the vertical Axis of the workpiece can be corrected via the computer, r: o that a, the programmed contours Hentische Bahn results.

Uon ent,scheidendem Vorteil ist hierbei ein gesteuertes MÄtschwen ken der Sapbirführung@@ des Schneidedrahtes. entsprehend der Drahtneigung. Hierdurch wir-l der Verschleiß in den Saphirführungen und ein Mitschwingen des gchneidedrahtes weitgehend vermieden, sowie @urch die in die Saphirführungen integrierten Spülköpfe eine g@eichmäßige Durchspulung des Schneidespaltes sichergestellt.One of the decisive advantages here is a controlled MÄtschwen ken the sapbir guide @@ of the cutting wire. according to the inclination of the wire. Through this We-l the wear in the sapphire guides and a swinging of the cutting wire largely avoided as well @by the integrated in the sapphire guides Rinsing heads ensure that the cutting gap is uniformly wound.

Das Verfahren und die Vorrichtung werden anhand der Zeichnung erläutert.The method and the device are explained with reference to the drawing.

nie Figuren der Zeichnung zeigen: Fig. 1) eine schematische Darstellung der um Vorfahren geniinenden Vorrichtung, Fig. 2) cine schematische Darstellung der @c@nittpunktfestlegung mittels leitlinie, Fig. 3) eine schematische Darstellung der Schnittpunktfestlegung mittels Parallelkoodinatensystem, Fig. 4) eine schematische Darstellung der Schnittpunktfestlegung mittels einer sich ausdehnenden kreisförmigen Variabelen.never show figures of the drawing: Fig. 1) a schematic representation of the ancestor-tracing device, Fig. 2) a schematic representation the definition of the starting point by means of a guideline, Fig. 3) a schematic representation the definition of the point of intersection by means of a parallel coordinate system, FIG. 4) a schematic Representation of the definition of the point of intersection by means of an expanding circular Variables.

Ähnlich wie in den Figuren 3) und 4) der Stammanmeldung sind in der vorliegenden Figur 1) die drehbare Scheibe und der Bewegungsablauf des Verfahrens dcrgestellt.Similar to Figures 3) and 4) of the parent application are in the present figure 1) the rotatable disk and the sequence of movements of the method depicted.

Durch die programmierten Bewegungen des Maschinentisches in der X- und Y-Achse drückt die Anschlagleiste 3 gegen den feststehenden Anschlag 2 am Maschinenständer.The programmed movements of the machine table in the X- and Y-axis presses the stop bar 3 against the fixed stop 2 on the machine frame.

Hierdurch wird die Scheibe 1 um ihre Mittelachse N gedreht. Dadurch bewegt sich der Drahtführungssaphir 4 auf seiner voreingestellten Kreisbahn (ß in Bewegungsrichtung der programmierten Kontur 7 ab.As a result, the disk 1 is rotated about its central axis N. Through this the wire guide sapphire 4 moves on its preset circular path (ß in Direction of movement of the programmed contour 7.

@urch die Deckungsgl@lchheit des Anschlages 2 mit dem Drahtführungssaphir 5 auf der Senkrechten 8 ergeben sich an der Anschlagleiste.3 zwischen Anschlag 2 und Drahtführungssaphir 4 zur Mittelachse M unterschiedliche Hebel, die in ihre Verhältnis immer so entsprechen, daß der Schneidedraht 9 immer aenkrecht zu den Konturen steht.@Because of the congruence of stop 2 with the wire guide sapphire 5 on the vertical 8 result on the stop bar. 3 between stop 2 and wire guide sapphire 4 to the central axis M different levers in their Always correspond to the ratio that the cutting wire 9 is always perpendicular to the Contours stands.

Bei dem in Fig 1) gezeigten Reispiel würde ein Werkstück entstehen, welches in seiner Form einem Pyramidenstumpf gleicht, dessen Grundfläche einen kreis 6 bildet und dessen Deckfläche ein quadrat 7 bildet, wobei sämtliche Verbindungslinien zwischen beider Konturen die kürzestmögliche Verbindung zwischen den Konturen bilden.In the example shown in Fig. 1), a workpiece would be created which resembles a truncated pyramid in its shape, its base forms a circle 6 and the top surface forms a square 7, with all Connection lines between both contours the shortest possible connection between form the contours.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Method of making a conical Tool part by spark-erosive wire cutting, the plane surfaces of the tool part have different geometries.

2. The method according to claim 1, characterized in that the geometries rotated and offset against each other, can.

j. Apparatus for carrying out the method nch claims and 2, characterized in that:? a rotatably arranged disc 1 a circular controlled D! ehn 6 forms.

Device according to Claim 3, characterized in that it hates the disk is moved by the machine table movement 7 on its circular path.

p. Device according to claims 3 and 4, marked by dadur @@ that by a stop 2 and by a stop bar 3, the Tiachbewegung 7 in a rotational movement of the disk 1 can be implemented.

e. Device according to claim 3 to 5, characterized in that the Circular path 6 adjusted in diameter by adjusting the wire guide snphire 4 can be.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that by Move the stop 2 with respect to the wire sapphire guide 5 with respect to the vertical 8 tool parts can be produced whose contours are twisted against each other could be.

8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that by Offset of the contour centers relative to the M axis Tool parts are made can be whose contours can be offset from one another.

9. The method according to claim 1 and 2, characterized in that by Programming of two different contours in the machine axes X and Y as well as U and V tool parts according to claims 1 and 2 as well as 7 and B are produced can.

10. The method according to claim 9, characterized in that the running speeds of the programmed contours 1 and 2 by forming the intersection according to FIG. 2 !, FIG. 3) or Fig. H).

11. The method nactl claim 9 and 10, characterized in that the wire inclination is calculated by comparing the intersection points.

12. The method according to claims 9 to 11, characterized in that da.3 the path deviation is corrected via the wire inclination according to claim 11.

13.- -Verfahreil according to claim 9 to 12, characterized in that the wire sapphire guides controlled according to the wire inclination according to claim 11 will.

14. The method according to claim 9 to 13, characterized in that simple programming through the use of software according to claims 9 to 13 is made possible.