DE3125316A1 - Vorrichtung zum herstellen einer raumformelektrode aus graphit mit hilfe einer dreidimensionalen formfeile - Google Patents

Description

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Torrichtung zum Herstellen einer Raumformelektrode aus Graphit mit Hilfe einer dreidimensionalen Formfeile

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen einer Raumformelektrode aus Graphit mit Hilfe einer dreidimensionalen Formfeile der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Für die Funken-Erodierbearbeitung von Hohlformen, z. B. in Schmiedegesenken oder Gußformen, werden maßgenaue Raumformelektroden aus' Graphit benötigt.

Die früher am weitesten verbreitete Methode zur Herstellung von Raumformelektroden, das Kopierfräsen, ist nicht nur sehr zeitaufwendig, sondern auch mit nicht vermeidbaren Maßungenauigkeiten verbunden.

Wesentlich schneller und sehr viel maßgenauer können Raumformelektroden aus Graphit mit Hilfe von Formfeilen hergestellt werden; das sind dreidimensionale Feilwerkzeuge mit feilenrauher Oberfläche, deren Form im wesentlichen der gewünschten Form der Raumformelektrode komplementär ist. Im allgemeinen bestehen die Formfeilen dabei

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Amtsuerid.l Wolisburg HRB VIi

aus Kunststoff mit einem darin eingebundenen Schleifmittel, wie z. B. Corund.

Bei "bekannten Formfeil-Vorrichtungen ist ein Raumformelektroden-Rohling, d. h. heißt ein nicht oder nur grob vorbearbeiteter Block auB Graphit, auf eine Arbeitsplatte o. ä. gespannt, welche - z. B. mittels Exzenterantriebs - planetäre, d. h. kreisende Bewegungen ausführt. Die Formfeile ist ihrerseits an einer oberhalb der Arbeitsplatte angeordneten Stößelplatte o. ä. befestigt und wird durch die Stößelplatte kontinuierlich auf den Raumformelektroden-Rohling abgesenkt, so daß die gewünschte Form der Raumformelektrode nach und nach aus dem Rohling herausgefeilt wird» Das während des Formfeilens vom Rohling abgetragene Elektrodenmaterial wird hierbei von einer Flüssigkeit unter Druck aus der Bearbeitungszone, d. h. aus dem zwischen Formfeile und Rohling gebildeten Arbeitsspalt herausgespült. Zu diesem Zweck sind in der Formfeile - zumindest annähernd gleichmäßig über deren Oberfläche verteilt - eine Vielzahl von Spülkanälen vergleichsweise geringen Durchmessers angeordnet, welche im Arbeitsspalt münden. Die während des Feilens wie bei einer Brause aus den Spülkanälen austretende Spülflüssigkeit soll dafür sorgen, daß die beim Feilen abgetragenen kleinen Graphitpartikel aus dem Spalt zwischen Feile und Elektrode herausbefördert werden.

Im Vergleich zum Kopierfräsen oder anderen spanenden Bearbeitungen stellt diese Herstellungsmethode hinsichtlich Zeitaufwand, Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit einen großen Fortschritt dar.

Um ein störungsfreies und maßgenaues Arbeiten zu gewährleisten, ist es sehr wichtig, daß der anfallende Graphitpartikel-Abtrag laufend vollständig aus dem Arbeitsspalt herausbefördert wird, weil es sonst an der Formfeile zur Schmierstellenbildung mit anschließendem Formfeilen- bzw. Raumformelektrodenbruch kommen kann. Insbesondere bei der Herstellung komplizierterer Formen mit stärkeren Verrippungen kommt es bei dieser bekannten Herstellmethode immer wieder zu derartigen Schmierstellenbildungen, weil es u. a. sehr

schwierig ist, die vielen Spülkanäle immer an den wirklich kritischen Stellen der Formfeilenkontur anzuordnen. Bei einer durchschnittlichen Formfeile mit einer Baugröße von z. B. etwa 350 x 35O b™ werden z. B. durchschnittlich 120 Spülkanäle mit einem Durchmesser von 2 mm benötigt. Um diese Spülkanäle herzustellen, werden in das Ausgangsmodell für die Formfeilenherstellung entsprechend viele Bohrungen dieses Durchmessers eingebohrt, in welche Nägel oder Stifte eingeschlagen werden, die dann aus dem Ausgangsmodell nach oben herausragen. Auf diese Stifte werden anschließend Kunststoffschläuche aufgeschoben, welche später die Spülkanäle bilden. Auf das so vorbereitete Ausgangsmodell wird anschließend sorgfältig und blasenfrei eine Schicht eines Kunststoff-Schmiermittel-Gemisches aufgetragen, was wegen der Vielzahl der flexiblen Schläuche verhältnismäßig schwierig und zeitaufwendig ist. Mach Hinterfüllung und anschließendem Vergießen mit einer Adapterplatte o. ä. kann die Formfeile vom Ausgangsmodell entformt werden, wobei es unter Umständen zu Beschädigungen der Feile oder des Modelles kommen kann, wenn die in das Ausgangsmodell eingetriebenen Kägel bzw. Stifte nicht ausreichend senkrecht stehen. Tor ihrem Einsatz muß die Feilenoberfläche der vom Ausgangsmodell abgenommenen Formfeile in einem Strahlgebläse mittels Glasmehl o. ä. geschärft werden, wobei im allgemeinen ein Teil der vielen Spülkanäle durch Glasmehl oder Kunststoffstaub verstopft wird. Die Gefahr, daß ein Teil der verstopften Spülkanäle nicht wieder ausreichend freigelegt wird, ist nicht völlig auszuschließen.

Ausgehend von einer Vorrichtung zum Herstellen einer Raumformelektrode aus Graphit entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Vorrichtung weiter zu verbessern und insbesondere so auszubilden, daß einerseits die Feilwirkung durch Beseitigung oder zumindest starke Einschränkung der Schmierstellenbildung verbessert wird und andererseits gleichzeitig der Aufwand zur Herstellung der Formfeile selbst stark verringert wird.

Biese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.

In der schematischen Darstellung der Zeichnung zeigen

Pig. 1 eine Vorrichtung entsprechend dem Stand der Technik,

Fig. 2 ein Detail dieser "bekannten Vorrichtung,

Fig. 5 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 4 ein Detail der erfindungsgemäßen Vorri chtung.

In der Zeichnung sind lediglich die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten einer Vorrichtung zum Herstellen einer Raumformelektrode aus Graphit dargestellt, wobei gleiche Elemente jeweils mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind. Insbesondere sind Trag- und Führungssäulen, hydraulische oder elektrische Antriebsaggregate für die Arbeitsplatte sowie die Stößelplatte, Steuereinrichtungen und Heßeinrichtungen sowie Spül- und Piltereinrichtungen nicht weiter dargestellt, weil sie für das ¥esen der Erfindung nicht wichtig sind.

In den Figuren 1 und 2 ist zum besseren Verständnis der Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik dargestellt, von der die Erfindung ausgeht. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Arbeitsplatte 1, einer Stößelplatte 2 und einer Eormfeile 4° Die Pormfeile 4 ist auf ihrer Rückseite mit einer Adapterplatte 14

ausgerüstet, über die die Formfeile lagedefiniert an der Stößelplatte 2 befestigt ist. Eine Vielzahl von Spülkanälen 6 erstrecken sich von auf der Rückseite der Adapterplatte angeordneten Spülkammern 5 zur Feilenoberfläche der Formfeile, derart, daß die Spülkanäle zumindest annähernd gleichmäßig über die Oberfläche der Formfeile verteilt münden. Der Raumformelektroden-Rohling aus Graphit ist mit Hilfe einer Adapterplatte 15 auf der Arbeitsplatte 1 - ebenfalls räumlich definiert - befestigt. Infolge der kreisenden Bewegung der Arbeitsplatte 1 und des gleichzeitigen kontinuierlichen Absenkens der Stößelplatte 2 und damit der Formfeile 4 tritt ein Feileffekt auf, bei dem die Formfeile aus dem Formelektroden-Rohling Graphit abträgt. Die in der Bearbeitungszone, d. h. im Arbeitsspalt 7 anfallenden kleinen Graphitpartikel werden durch eine Spülflüssigkeit, die während des Feilvorganges wie bei einer Brause aus den Spülkanälen 6 austritt, aus dem Arbeitsspalt 7 zwischen Formfeile 4 und Raumformelektroden-Rohling herausbefördert. Dabei führt die Stößelplatte 2 periodisch eine Hubbewegung von einigen Millimetern durch, um das Herausbefördern der Graphitpartikel zu unterstützen. Die die Graphitpartikel enthaltende Spülflüssigkeit fließt seitlich nach außen ab.

es

Es hat sich gezeigt, daß/bei dieser bekannten Arbeitsmethode insbesondere bei der Herstellung von Formen mit stärkeren Verrippungen nicht immer gelingt, die abgetragenen Graphitpartikel im erforderlichen Maß zu entfernen, so daß es zur Bildung von Schmierstellen kommen kann, wie sie in Fig. 1 mit 9 angedeutet sind. Wird das Entstehen solcher Schmierstellen nicht rechtzeitig bemerkt und die Formfeile an diesen Stellen nachgearbeitet, d.h. neu geschärft, kann es zum Feilen -bzw. zum Elektrodenbruch kommen. Die Entstehung solcher Schmierstellen wird u. a. wohl dadurch mit verursacht, daß der Arbeitsspalt 7 beim periodischen Anlüften der Stößelplatte 2 nicht ausreichend mit Spülflüssigkeit versorgt wird, so daß es an der einen oder anderen Stelle zur Bildung von Luftpolstern kommt, wie sie in Fig. 1 und 2 mit 8 angedeutet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Stadium dargestellt, in dem die Raumformelektrode 3 zumindest annähernd ihre endgültige

!Form angenommen hat.

Die in den Figuren 3 und 4 schematisch dargestellte Vorrichtung gemäß der Erfindung stimmt in weiten Teilen mit der vorbeschriebenen Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik überein«. Insbesondere entsprechen die nicht weiter dargestellten Antriebs-, Steuer- und Meßaggregate denen des Standes der Technik. Abweichend vom zuvor beschriebenen Stand der Technik ist auf der Arbeitsplatte 1 nicht der Raumformelektroden-Rohling, sondern die Formfeile 4 befestigt und an der über der Arbeitsplatte angeordneten Stößelplatte 2 der Raumformelektroden-Rohling bzw. die Raumformelektrode 3 aus Graphit» Die Formfeile wurde bei ihrer Herstellung als-Wanne ausgebildet, d. h. mit einer nach oben weisenden, wannenartig umlaufenden Außenwand 10 versehen. Der obere Rand 12 dieser Außenwand liegt dabei höher als der höchste Punkt 11 der Kontur der Formfeile 4· Am tiefsten Punkt 13 der Kontur der Formfeile 4 mündet ein mit einer Spülkammer 5 verbundener Spülkanal 6. Der Durchmesser dieses Spülkanals ist etwas größer, z. B. doppelt bis fünfmal so groß, bemessen als der Durchmesser der Spülkanäle des Standes der Technik. Bei sehr komplizierten Formen können anstelle nur eines Spülkanales im Bedarfsfalle auch mehrere Spülkanäle über die Oberfläche verteilt angeordnet werden. Die Zahl der maximal benötigten Spülkanäle ist im Vergleich zur Zahl der Spülkanäle beim Stand der Technik sehr klein. Vergleichsweise wurden für die Herstellung der gleichen Raumformelektrode statt sonst benötigter rund 120 Spülkanäle nur 3 Spülkanäle benötigt.

Durch die hochgezogene w'annenrandartige Außenwand 10 ist gewährleistet, daß im gesamten Arbeitsspalt 7 ständig Spülflüssigkeit ansteht, auch dann, wenn die Stößelplatte 2 periodisch angehoben wird, was z. B. in Fig. 4 deutlich zu erkennen ist. Es können sich dabei keinerlei Luftpolster bilden. Im gesamten Arbeitsspalt werden dadurch die Raumformelektrode 3 sowie die Formfeile 4 ständig und intensiv gereinigt. Durch die seitlich geschlossene

Kammer der Formfeile 4 wird beim Anheben und Absenken, der Stößelplatte 2 eine zusätzliche Pumpwirkung erzielt. Durch die wechselseitige Saug-Druckbewegung wird der Graphitstaub, der sich nicht mit der Spülflüssigkeit verbindet, mit Sicherheit aus dem Arbeitsspalt 7 mühelos und mit Sicherheit aus dem Arbeitsspalt 7 hochgeschwemmt und über den Wannenrand der Formfeile nach außen befördert. ¥egen der wannenartigen Ausbildung der Formfeile 4 und- ihrer Montage auf der unteren Arbeitsplatte kann die in den Arbeitsspalt eingeleitete Spülflüssigkeit nicht mehr einfach nach unten ablaufen. Sie muß vielmehr über den höher gelegenen Vannenrand steigen, ehe sie nach außen gelangt. Innerhalb des Arbeitsspaltes 7 findet daher ein gewisser Druckaufbau statt, wodurch auch an ungünstig gelegenen Stellen der Bearbeitungszone abgetragene Graphitpartikelchen zügig entfernt werden. Hinzu kommt, daß irgendwelche Turbulenzen im Spülflüssigkeitsfluß nicht auftreten, da die Zahl der benötigten Spülkanäle nur gering ist.

Zur Ausbildung von Schmier stellen kommt es praktisch nicht mehr. Die Formfeile bleibt daher über ihre gesamte Feilenoberfläche gleichmäßig scharf, so daß erheblich bessere Feilwirkungen erzielt werden. Durch den Fortfall der Schmierstellen kommt es nunmehr auch nicht mehr partiell zum Aufbau unzulässig hoher Drücke innerhalb des Arbeitsspaltes· Bei geringerer Bruchgefahr können mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung daher■ Baumformelektroden mit dünneren Rippen und dünneren Stegen gefeilt werden.

Die Torrichtung gemäß der Erfindung besitzt nicht nur den wesentlichen Vorteil, daß die Formfeile durch den Fortfall der Schmierstellenbildung gleichmäßig scharf bleibt und daher u. a. eine bessere Feilwirkung erzielt wird, sondern der Aufwand zur Herstellung der Formfeile wird ebenfalls entscheidend verringert, weil nur noch eine praktisch vernachlässigbare kleine Zahl von Spülkanälen, im Idealfall nur noch ein einziger Spülkanal, benötigt werden. Es ergibt sich eine erhebliche Zeitreduzierung.

Zur Herstellung einer durchschnittlichen Formfeile mit einer Baugröße von etwa 350 χ 350 mm, bei der gemäß dem Stand der Technik etwa 120 Spülkanäle und gemäß der Erfindung etwa 3 Spülkanäle vorgesehen werden müssen, wird nunmehr lediglich noch etwa die Hälfte der früher üblichen Zeit benötigt.

Ein weiterer Torteil ergibt sich dadurch, daß es wegen der geringeren Zahl der noch benötigten Spülkanäle auch möglich wird, eventuell bereits vorhandene Ausgangsmodelle aus Stahl unmittelbar zur Herstellung der benötigten Pormfeile zu benutzen. Me Verwendung solcher Stahlmodelle zur Herstellung von lOrmfeilen war bisher nicht möglich. Zur Herstellung der vielen Spülkanäle %irar es nämlich erforderlich, das Modell, von dem die Pormfeile abgenommen wurde, mit einer entsprechend großen Zahl von Bohrungen zu versehen. Es war daher notwendig, beim bekannten Verfahren jeweils zunächst einen Negativ- und davon einen Positivabguß aus z. B. Kunststoff herzustellen.

Claims (3)

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   AKTIENGESELLSCHAFT

   5180 Wolfsburg 1

   Unsere Zeichen: K 3128
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   ANSPRÜCHE

   .J Yorrichtung zum Herstellen einer Raumformelektrode aus Graphit mit Hilfe einer dreidimensionalen iOrmfeile mit ein Schleifmittel aufweisender Oberfläche, die unter Durchführung einer planetären Relativbewegung (in einer Ebene ablaufende Kreisbewegung) zwischen IOrmfeile und Raumformelektroden-Rohling so lange translatorisch aufeinander zubewegt werden ( Peilhub) bis die Raumformelektroden-Kontur - mit Abmaß - einem Negativ-Abbild der Formfeilen-Kontur entspricht, wobei das durch die Pormfeile abgetragene Elektrodenmaterial aus dem zwischen iOrmfeile und Raumformelektrode gebildeten Arbeitsspalt mit Hilfe einer Spülflüssigkeit herausgespült wird, welche durch in der. IOrmfeile angeordnete und im Arbeitsspalt mündende Spülkanäle eingeleitet wird, und wobei IOrmfeile und Raumformelektrode zusätzlich periodisch eine Hubbewegung zueinander ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß die IOrmfeile (4) auf einer Planetärbewegungen ausführenden Arbeitsplatte (1) o. ä. und der Raumformelektroden-Rohling (3) an einer über der Arbeitsplatte (1) angeordneten Stößelplatte (2) o. ä. befestigt ist

   und daß die IOrmfeile (4) eine nach oben weisende, wannenrandartig umlaufende Außenwand (1O) aufweist, deren oberer Rand (12) höher liegt als der höchste Punkt (11) der Kontur der IOrmfeile (4).

   -:.--■ ι ώ« scilsch.c't v.'o!'it..:— Amtsgericht WellsbütQ HRB 21b
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß in der lOrmfeile (4) nur einige wenige Spülkanäle (6), mindestens jedoch ein Spülkanal, angeordnet sind, von denen einer zumindest annähernd am tiefsten Punkt (13) der Kontur der Formfeile (4) mündet.
3. 3. Dreidimensionale Formfeile zur Herstellung einer Raumformelektrode aus Graphit, mit mindestens einem an der Feilenoberfläche mündenden Spülkanal zum Fortspülen von im Arbeitsspalt zwischen Formfeile und Raumformelektrode anfallenden Graphitpartikelchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Formfeile (4) als Wanne mit einer nach oben weisenden, wannenrandartig umlaufenden Außenwand (1O) ausgebildet ist, deren oberer Rand (12) höher liegt als der höchste Punkt (11) der Kontur der Formfeile

   und daß nur einige wenige Spülkanäle (6), mindestens jedoch ein Spülkanal, vorgesehen sind, von denen einer zumindest annähernd am tiefsten Punkt (I3) der Kontur der Formfeile mündet.

   4· Verfahren zum Herstellen einer Raumformelektrode aus Graphit mit Hilfe einer dreidimensionalen Formfeile mit ein Schleifmittel aufweisender Oberfläche, bei dem die Formfeile und ein Raumformelektroden-Rohling aus Graphit so lange eine planetäre Relativbewegung durchführen und translatorisch aufeinander zubewegt werden, bis die Raumformelektroden-Kontur - mit Abmaß - einem Megativ-Abbild der Formfeilen-Kontur entspricht, wobei das durch die Formfeile abgetragene Elektrodenmaterial aus dem zwischen Formfeile und Raumformelektrode gebildeten Arbeitsspalt mit Hilfe einer Spülflüssigkeit herausgespült wird,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Formfeile (4) als Wanne mit einer nach oben weisenden, wannenrandartig umlaufenden Außenwand (1O) ausgebildet wird, deren oberer Rand (12) höher liegt als der höchste Punkt (11) der Kontur der Formfeile (4), daß die Formfeile (4) mit nach oben weisender Außenwand Planetärbewegungen ausführt,
   daß der Raumformelektroden-Rohling (3) über der Formfeile liegend

   angeordnet wird,

   und daß die Spülflüssigkeit zumindest annähernd am tiefsten Punkt (13) der Kontur der Formfeile (4) in den Arbeitsspalt (7) eingeleitet wird.