DE3227666A1 - Verfahren und vorrichtung zur elektrischen entladungsbearbeitung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur elektrischen entladungsbearbeitung

Info

Publication number
DE3227666A1
DE3227666A1 DE19823227666 DE3227666A DE3227666A1 DE 3227666 A1 DE3227666 A1 DE 3227666A1 DE 19823227666 DE19823227666 DE 19823227666 DE 3227666 A DE3227666 A DE 3227666A DE 3227666 A1 DE3227666 A1 DE 3227666A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
machining
water liquid
liquid
machining gap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19823227666
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Tokyo Inoue
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inoue Japax Research Inc
Original Assignee
Inoue Japax Research Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inoue Japax Research Inc filed Critical Inoue Japax Research Inc
Publication of DE3227666A1 publication Critical patent/DE3227666A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/08—Working media

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

— 7 mm
Inoue-Japax Research Incorporated Yokohamashi, Kanagawaken, Japan
Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Entladungsbearbeitung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die elektrische Entladungsbearbeitung (EDM) und insbesondere auf ein neues und verbessertes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur elektrischen Entladungsbearbeitung eines Werkstücks mit einer diesem über einen von einer Bearbeitungsflüssigkeit durchsetzten Bearbeitungsspalt gegenübergestellten Werkzeugelektrode.
Bei der elektrischen Entladungsbearbeitung wurde allgemein anerkannt,daß eine Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit, wie z. B. Kerosin oder Transformatoröl, ein hochgradig günstiges Bearbeitungsmedium liefert, das in den Bearbeitungsspalt unter Druck eingeführt oder gefördert werden kann, um als das Entladungsmedium, das Kühlmittel und das Spülmittel zu dienen. Ungünstigerweise sind jedoch solche Kohlenwasserstoff-Flüssigkeiten entflammbar und müssen mit Feuerschutz-, Feueralarm- und Feuerbekämpfungseinrichtungen verwendet werden.
Die Gefahr eines Feuers wird durch die Verwendung
einer Wasserflüssigkeit völlig beseitigt, die nicht nur beim Durchlaufdraht-EDM-Verfahren in weitem Umfang verwendet wurde, sondern teilweise auch beim Senktyp-EDM-Verfahren ausgenutzt wird. Zusätzlich zu seiner Nichtbrennbarkeit ist Wasser ohne weiteres verfügbar, billig und mit nur geringen Beseitigungsproblemen verbunden.
Es gibt jedoch ein anderes Problem im Zusammenhang mit einer Wasserbearbeitungsflüssigkeit. Wasser ist nämlich bezüglich der Materialabtragung und der Bearbeitungsstabilität weniger befriedigend als ein Kohlenwasserstoff, wie z. B. Kerosin. Bei der Verwendung von Wasser wird die Bearbeitung instabil, und die Abtragungsgeschwindigkeit fällt merklich ab, wenn die Dauer der Entladungsimpulse länger als 30 bis 50 -us ist. Wenn die Impulsdauer verlängert wird, tritt eine Bogenentladung bei einer Wasserflüssigkeit mit einem im Bereich zwischen 10 und 5 χ 10 Ohm . cm justierten spezifischen Widerstand leichter als im Fall einer Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit auf. Außerdem ergeben sich gewisse elektrolytische Wirkungen, die sich nicht völlig ausschließen lassen, wenn ein elektrischer Strom durch eine solche Wasserbearbeitungsflüssigkeit fließt, wodurch das Ausmaß der Dielektrizität und der dielektrischen Erholung begrenzt wird, die beim EDM-Verfahren wesentlich sind,und folglich die Erzielung der gewünschten Bearbeitungsstabilität begrenzt wird. Daneben ist zu bemerken, daß die Bearbeitungsinstabilität mit Wasser dessen übermäßigem Kühlvermögen zuzuschreiben ist.
οζζ / bbb
·> Q mm
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neues und verbessertes EDM-Verfahren zu entwickeln, das die wirkungsvolle Verwendung einer Wasserbearbeitungsflüssigkeit, die nichtbrennbar ist und die Möglichkeit eines Feuers ausschaltet, ermöglicht, gleichzeitig aber sicherstellt, daß ein Werkstück mit ausgezeichneter Stabilität und mit einer Abtragungsgeschwindigkeit bearbeitet wird, die bisher mit einer solchen Flüssigkeit nicht erreicht wurde und mit derjenigen vergleichbar ist, die mit einer Kohlenwasserstoff bearbeitungsflüssigkeit erzielbar ist, und dies insbesondere, jedoch nicht ausschließlich in EDM-Bereichen, die die Verwendung einer Entladungsimpulsdauer von wenigstens 30 bis 50 ,us vorsehen, und außerdem eine EDM-Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.
Der Erfinder beobachtete, daß es einen Unterschied in der Menge der im EDM-Spalt erzeugten Gase zwischen der Verwendung einer Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit und der Verwendung einer Wasserflüssigkeit gibt. Man stellt nämlich fest, daß in EDM-Bereichen, die zum Erhalten einer Oberflächenrauhigkeit allgemein oberhalb von 10 /URmax bestimmt sind, für die Materialabtragung
von 1i|3 Kerosin Gasein einer Menge von 1000 cm erzeugt,
1 3
während Wasser nur Gase in einer Menge von 333 cm erzeugt. Der Erfinder erkannte nun, daß wegen dieser unzureichenden Menge an im Bearbeitungsspalt erzeugten Gasen eine Wasserbearbeitungsflüssigkeit in der Abtragungsgeschwindigkeit und der Bearbeitungsstabilität einer Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit unterlegen ist und daß, wenn die Wasserflüssigkeit vorab angepaßt und durch
die elektrischen Entladungen im Spalt, und zwar durch Absorption eines wesentlichen Teils der Entladungsenergie, beeinflußt wird, um eine zusätzliche Menge von Gasen im Bearbeitungsspalt zu erzeugen, die mit den normalerweise aus dem Wasser beim Wasserflüssigkeits-EDM-Verfahren zersetzten Sauerstoff- und Wasserstoffgasen vereinigt werden können, die Abtragungsgeschwindigkeit und die Bearbeitungsstabilität denen bei Verwendung einer Kerosinbearbeitungsflüssigkeit angenähert werden können. Wenn ein wesentlicher Teil der Energie (thermische und anders gebildete) der elektrischen Bearbeitungsentladungen verbraucht wird, um eine erwünschte zusätzliche Menge von Gasen im Bearbeitungsspalt zu erzeugen, läßt sich eine Neigung zur Lichtbogenbildung auch im Fall eines Langdauerimpulses verringern und so die Bearbeitungsstabilität wesentlich verbessern. Außerdem sind die zusätzlich erzeugten Gase sowohl elektrisch als auch thermisch isolierend und können daher die dielektrische Festigkeit steigern, die dielektrischen Erholungseigenschaften verbessern und das Kühlvermögen des Wasserbearbeitungsmediums dämpfen. Der Erfinder erkannte nun, daß die wirksame zusätzliche Erzeugung solcher Gase im Bearbeitungsspalt bewirkt werden kann, wenn ein Gas vorab zwangsweise in einer Wasserbearbeitungsflüssigkeit aufgelöst wird.
Gegenstand der Erfindung, womit die genannte Aufgabe gelöst wird, ist zunächst ein Verfahren zur elektrischen Entladungsbearbeitung eines Werkstücks mit einer diesem über einen von einer Bearbeitungsflüssigkeit durchsetzten Bearbeitungsspalt gegenübergestellten: Werkzeugelektrode,
r-i O '"; "7
27666
- 11 -
das durch die Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
a) Auflösen einesJGases in einer Wasserflüssigkeit zur Bildung einer die Bearbeitungsflüssigkeit darstellenden Lösung,
b) Pumpen der Lösung zwecks ihrer Zuführung in den Bearbeitungsspalt und
c) Erzeugung einer Folge elektrischer Entladungen über den Bearbeitungsspalt durch die zugeführte Lösung zur elektroerosiven Materialabtragung vom Werkstück unter dadurch hervorgerufener Zersetzung der Wasserflüssigkeit in Sauerstoff- und Wasserstoffgase im Bearbeitungsspalt und Ermöglichung der Freisetzung des in der Lösung gelösten Gases daraus bei Kontakt mit den elektrischen Entladungen sowie dessen Vereinigung mit den Sauerstoff- und Wasserstoffgasen zur Steigerung der Materialabtragung.
Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind in den Patentansprüchen 2 bis 20 gekennzeichnet.
Das Gas kann Luft sein und soll in der Wasserflüssigkeit im voraus gelöst und im Bearbeitungsspalt durch elektrische Entladungen in einer Menge von wenigstens 20 und vorzugsweise wenigstens 50 Vol. % (bei 1 bar berechnet) der durch die elektrischen Entladungen aus der Wasserflüssigkeit im Bearbeitungsspalt zersetzten Sauerstoff- und Wasserstoffgase freigesetzt werden.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei einem
EDM-Verfahren, bei dem die Wasserflüssigkeit auf einen
3 5
spezifischen Widerstand im Bereich von 10 bis 5 χ 10 0hm . cm
eingestellt und für einen Bearbeitungsvorgang verwendet wird, der zum Erzielen einer Oberflächenrauhigkeit des bearbeiteten Werkstücks im Bereich über 10 ,uRmax oder unter Verwendung der Impulsdauer der elektrischen Entladungen im Bereich von wenigstens 30 ,us bestimmt ist.
Um die Auflösung des Gases in der Wasserflüssigkeit zu erleichtern, ist es zweckmäßig, daß die Wasserflüssigkeit vor der Aufnahme des Gases auf unter eine bestimmte Temperatur, und zwar 20 0C, vorzugsweise 10 C und noch bevorzugter 5 C, abgekühlt wird.
Das Gas wird in der Wasserflüssigkeit vorzugsweise gelöst, indem man einen gepumpten Strom der Wasserflüssigkeit durch ein Volumen des auf einen bestimmten Druck komprimierten Gases leitet, der wenigstens 2 bar und vorzugsweise über 5 bar ist.
Weiter wurde es als bedeutsam erkannt, die spontane Freisetzung des gelösten Gases aus der zum Verlassen des Bearbeitungsspalts strömenden Lösung zu beschränken. Hierzu umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise den Schritt des Haltens des den Bearbeitungsspalt umgebenden Bereichs bei einem überatmosphärischen Gasdruck, der wenigstens 2 bar und vorzugsweise über 5 bar ist. Die Lösung sollte im übrigen zum Strömen in den Bearbeitungsspalt mit einem Volumenströmungsdurchsatz von 5 bis 10 l/min gepumpt werden.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2227666
mit einer einem Werkstück über einen von einer Bearbeitungsflüssigkeit durchsetzten Bearbeitungsspalt gegenübergestellten Werkzeugelektrode und einer Einrichtung zur Erzeugung einer Folge elektrischer Ladungen über den B.earbeitungsspalt durch die Bearbeitungsflüssigkeit, mit dem Kennzeichen ,daß sie a) eine Einrichtung zum Auflösen eines Gases von einer Vorratsquelle in einer Wasserflüssigkeit zur Bildung einer die Bearbeitungsflüssigkeit darstellenden Lösung und b) eine Pumpeinrichtung zum Zuführen der Lösung in den Rearbeitungsspalt aufweist und daß c) die Entladungserzeugungseinrichtung der Freisetzung des in der Lösung gelösten Gases beim Kontakt mit den elektrischen Entladungen und dessen Vereinigung mit den durch Zersetzung der Wasserflüssigkeit gebildeten Sauerstoff- und Wasserstoffgasen zwecks Steigerung der elektroerosiven Materialabtragung vom Werkstück dient.
Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 22 bis 25 gekennzeichnet.
Die Vorrichtung sollte vorzugsweise eine Flüssigkeitsbehandlungseinrichtung zum Sammeln der Bearbeitungsflüssigkeit aus dem Bereich des Bearbeitungsspalts zwecks Rückführung der Wasserflüssigkeit daraus mit einem vorbestimmten spezifischen Widerstand und eine Einrichtung zum Kühlen der rückgeführten Wasserflüssigkeit bis unter eine vorbestimmte Temperatur vor Aufnahme des lösbaren Gases enthalten. Die Gasauflösungseinrichtung a) kann eine Druckkammer mit einem ersten Einlaß zur Aufnahme der Wasserflüssigkeit, die gekühlt
und Widerstandsjustiert wurde, von der Zuführquelle und einen mit einer Quelle des lösbaren Gases verbundenen zweiten Einlaß zum Zuführen des komprimierten Gases unter Druck in die Druckkammer zwecks
dessen Auflösung in der darin befindlichen Wasseraufweisen
flüssigkeit. Außerdem ist vorteilhaft eine Einrichtung zum Halten des den Bearbeitungsspalt umgebenden Bereichs auf einem überatmosphärischen Gasdruck vorgesehen. Diese Einrichtung kann eine zweite Druckkammer zum Einschluß wenigstens von Teilen der Werkzeugelektrode und des Werkstücks einschließlich des Bearbeitungsspalts und eine Gaszufuhreinrichtung zum Zuführen eines gasförmigen Druckmediums in die zweite Kammer zwecks Schaffung des überatmosphärischen Druckes darin aufweisen.
Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert, die eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
Man erkennt ein Werkstück 1, das mit einer Werkzeugelektrode 2 bearbeitet wird, um einen in der Form zu dieser komplementären Hohlraum auszuarbeiten. Die Werkzeugelektrode 2 hat einen darin ausgebildeten Fluidkanal 3, der in einem zwischen der Werkzeugelektrode 2 und dem Werkstück 1 definierten Bearbeitungsspalt G mündet. Obwohl nur ein im Spalt G mündender Kanal 3 dargestellt ist, können je nach der Form und Fläehengröße der Bearbeitungsoberfläche der Werkzeugelektrode
auch zwei oder mehr solche Kanäle in der Werkzeugelektrode 2 ausgebildet sein.
Das Werkstück 1 ist auf einer Basis 4 in einer Arbeitswanne 5 montiert, die ihrerseits in einem dicht geschlossenen, starren, druckbeständigen Gefäß oder Behälter 6 aufgenommen ist. Eine Spindel 7, die die Werkzeugelektrode 2 trägt, ist aus dem Behälter durch eine in dessen oberen Wand gebildete öffnung 8 herausgeführt. Ein Balgen 9 verbindet nach der Darstellung die Spindel 7 mit dem Behälter 6 unter hermetischer Abdichtung des Raums innerhalb des letzteren gegenüber der Atmosphäre. Eine Quelle 10 von Druckgas ist mit dem Behälter 6 über ein Ventil 11 verbunden. Der Druck im Behälter 6 wird durch ein Lüftungsventil eingestellt.
Eine EDM-StromquelIe 13 zum Liefern einer Folge elektrischer Impulse einstellbarer Parameter, z. B. der Impulsdauer, des Impulsintervalls und des Impulsspitzenstromes, hat einen Anschluß elektrisch mit der Werkzeugelektrode 2 und den anderen Anschluß elektrisch mit dem Werkstück 1 verbunden, um zeitlich beabstandete elektrische Bearbeitungsimpulse über den Bearbeitungsspalt G in der Gegenwart einer Bearbeitungsflüssigkeit zu erzeugen, die erfindungsgemäß im wesentlichen aus Wasser besteht. Die Erfindung wird vorteilhaft bei einem EDM-Vorgang angewendet, der zur Erzielung einer Oberflächenrauhigkeit des Werkstücks 1 oberhalb von 10 .uRmax ausgelegt ist und daher die Impulsdauer der elektrischen Entladungen oberhalb von 30 ,us ausnutzt.
Die Bearbeitungsflüssigkeit vom Spalt G, die Bearbeitungsspäne, Schlämme und andere Verunreinigungen enthält und in der Arbeitswanne 5 gesammelt wird, wird durch
227666
eine Leitung 14 in eine Flüssigkeitsbehandlungseinrichtung JM5 abgezogen. Diese Einrichtung enthält einen Absetztank 16, um ein Absetzen von Schlämmen und Spänen in der Wasserflüssigkeit darin zu ermöglichen. Eine geklärte obere Schicht des Wassers im Absetztank 16 wird durch eine Pumpe 17 durch ein tiltrafeines Filter in einen zweiten Tank 19 gezogen. Eine Pumpe 20 ist vorgesehen, um das Wasser im zweiten Tank 19 durch eine lonenaustauschpatrone 21 zirkulieren zu lassen. Das entionisierte Wasser im Tank 19 wird durch eine Pumpe durch ein weiteres ultrafeines Filter 23 in eine Auslaßleitung 24 gezogen. Ein Fühler 25 ist in der Leitung 24 vorgesehen, um die Leitfähigkeit oder den Widerstand des ausströmenden Wassers zu erfassen und ein diesen Wert darstellendes elektrisches Signal zu erzeugen. Ein Steuerkreis 26 ist mit dem Fühler 25 zum Vergleich des Signals mit einem Schwellenwert verbunden und wirkt, wenn eine Abweichung auftritt, auf den Motor für die Pumpe 20 ein, um die Zirkulation des Wassers im Tank 19 durch die lonenaustauschpatrone in Gang zu setzen oder die Geschwindigkeit der Zirkulation derart zu ändern, daß die Leitfähigkeit oder der Widerstand des durch die Auslaßleitung 24 abströmenden Wassers auf einem bestimmten Wert, allgemein im Bereich zwischen 10 und 5 χ 10 Ohm . cm gehalten werden kann·.
Das leitfähigkeitsjustierte Wasser wird durch die Leitung 24 in einen Behälter 27 zur zeitweisen Speicherung darin gefördert. Der Behälter 27 weist eine in das gespeicherte Wasser eingetauchte Kühlwendel 28 auf. Die Kühlwendel 28 besteht aus einem gewendelten
J 2 2 7 6 6 S
Wärmetauscherrohr mit einer Außenwand im Kontakt mit dem gespeicherten Wasser und einem Innenkanal, der von einem Kühlmedium, wie z. B. Ammoniak oder "Freon" durchströmt wird. Das Kühlmedium wird von einem Kühler 29 durch eine Pumpe 30 zum Durchströmen der Wendel 28 gefördert, wodurch das Wasser im Wärmeaustausch damit gekühlt wird. Der Behälter 27 weist auch einen in das darin gespeicherte Wasser eingetauchten Temperaturfühler 31 auf, um ein Rückkopplungssignal an einen Steuerkreis 32 für die Pumpe 30 zu liefern und so die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums durch die Wendel 28 derart zu steuern, daß die Temperatur des Wassers im Behälter 27 auf einem bestimmten verringerten Wert, d. h. etwa 20 0C, vorzugsweise 10 C und noch bevorzugter 5 C, oder in einem vorbestimmten t eine solche Temperatur einschließenden erniedrigteniTemperaturbereich gehalten wird.
Es ist vorteilhaft, daß eine solche Temperatursteuereinheit (28 - 32), wie mit 33 angedeutet, auch für das Wasser im Tank 19 der Flüssigkeitsbehandlungseinrichtung 1_5 vorgesehen ist.
Der Behälter 27, der starr und gasdicht ist, hat einen Gaseinleß 34, der über eine Leitung 35 mit einer Bombe oder einem Behälter 36 verbunden ist, die bzw. der ein komprimiertes Gas oder ein Gas, wie z. B. Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid, Argon oder verflüssigte oder nichtverflussigte Luft und unter Druck enthält. Ein Ventil 36a für die Gasbombe 36 wird geöffnet, um das Druckgas in den Behälter 27 zu liefern, so daß das Gas unter Druck im Wasser darin gelöst wird.
Das Wasser mit dem darin gelösten Gas läßt man durch eine Leitung 37 in einen zweiten dicht abgedichteten Behälter 38 wieder zur zeitweiligen Speicherung fließen. Diesei/Behälter ist ebenfalls mit einer Temperatursteuerung 39 versehen, die von der bereits beschriebenen Art sein kann.
Das im Behälter 38 gespeicherte Wasser wird von einer Pumpe 40 durch eine Leitung 42 mit einem Regulierventil 43 in einen dritten, und zwar Hochdruckbehälter 41 gefördert. Der Behälter 41 ist andererseits durch eine Leitung 44 mit einer Bombe oder einem Behälter 45 verbunden, die bzw. der ein komprimiertes Gas oder ein Gas, wie z. B. Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid, Argon oder verflüssigte oder nichtverflüssigte Luft und unter Druck enthält. Die Leitung 44 enthält ein Manometer 46 und ein Ventil 47, das geöffnet wird, um einen Raum innerhalb des dicht abgedichteten Behälters 41 mit dem komprimierten Gas zu füllen. Weiter ist der Behälter 41 mit dem Fluidkanal 3 in der Werkzeugelektrode 2 über eine Leitung verbunden, die ein Ventil 49 enthält, das die Strömungsumkehr sperrt und einstellbar ist, um einen gewünschten Vorwärtsstromungsdurchsatz zu erhalten. So wird, wenn das Ventil 49 geöffnet und justiert ist, das Wasser im Behälter 38 durch das komprimierte Gas im Behälter und dann durch die Leitung 48 und den Elektrodenkanal 3 zum Strömen in den Bearbeitungsspalt G mit einem justierten Volumendurchsatζ gepumpt, der vorzugsweise 5 bis 10 l/min beträgt. Der Gasdruck im Behälter 41 wird auf wenigstens 2 bar und vorzugsweise wenigstens 5 bar gehalten. So ergibt sich, daß sich das Gas unter Druck
im Behälter 41 in dem diesen durchlaufenden Wasser auflöst und daß das dieses Gas .in Lösung enthaltende Wasser mit reguliertem Volumenströmungsdurchsatz in den zwischen der Werkzeugelektrode 2 und dem Werkstück gebildeten Bearbeitungsspalt G gepumpt wird. Um die Auflösung des komprimierten Gases in dem durch den Behälter 41 fließenden Wasser zu erleichtern, soll das Wasser in den vorhergehenden Stufen, also in den Behältern 33, 27 und 39, auf eine bereits erwähnte Temperatur abgekühlt werden.
Es ist zweckmäßig, daß der Raum innerhalb des Bearbeitungsbehälters 6 auf einem erhöhten Druck derart ist, daß das im Wasser gelöste Gas im Bearbeitungsspalt G nicht spontan freigesetzt wird. So sollte der Druck im Behälter 6 hier ebenfalls ein überatmosphärischer Druck, z. B. über 2 bar und vorzugsweise über 5 bar, sein.
Wenn elektrische Bearbeitungsentladungen zwischen
der Werkzeugelektrode und dem Werkstück 1 in der Gegenwart des gelöstes Gas enthaltenden Wasser^ das den Bearbeitungsspalt G durchströmt, erzeugt werden, verursacht die Entladungsenergie nicht nur eine thermische Zersetzung des Wasseranteils in Sauerstoff und Wasserstoff, sondern auch die Blasenbildung oder dynamische Freisetzung des gelösten Gases. Damit addiert sich die Menge des durch die Entladungen freigesetzten Gases zu der der durch die Wasserzersetzung gebildeten Sauerstoff- und Wasserstoffgase, wodurch die EDM-Materialabtragung erleichtert wird. Anscheinend ist die erhöhte Abtragungsgeschwindigkeit der Tatsache zuzuschreiben, daß die blasenbildende oder dynamische Freisetzung des
Gases eine zusätzliche mechanische Wirkung schafft und daß weiter, da sie die Dielektrizität des Bearbeitungsmediums wirksam erhöht, die Möglichkeit einer ständigen Lichtbogenentladung, die für sich zu keiner Materialabtragung führt und eher zu Wärmeschäden an der Werkzeugelektrode oder dem Werkstück oder beiden führt, erheblich verringert wird, wodurch sich die Bearbeitungsstabilität verbessert.
Beispiel
Bei der Elektroentladungsbearbeitung eines Eisenwerkstücks auf eine Oberflächenrauhigkeit über 10 ,uRmax wurde gefunden ,idaß die Verwendung von Kerosin als der Bearbeitungsflüssigkeit Zersetzungsgase in einer Menge von 1000 cm für die Materialabtragung von 1 g erzeugt. Im Vergleich damit wurde nun gefunden,daß die Verwendung einer Wasserflüssigkeit mit einem
4 spezifischen Widerstand von 10 Ohm . cm bei einem Volumer Strömungsdurchsatz von 5 bis 10 l/min durch den Bearbeitungsspalt Zersetzungsgase in einer Menge von 340 cm für die gleiche Materialabtragung erzeugt und sich lediglich zum Erhalten einer höchstens 1/3 derjenigen mit Kerosin erhältlichen Abtragungsgeschwindigkeit eignet. Wenn jedoch die gleiche Wasserflüssigkeit, die abweichend von der eben erwähnten in einem Anteil von 19 cm /1 darin erfindungsgemäß aufgelöste Luft enthält, in den Bearbeitungsspalt mit dem gleichen wie dem erwähnten Volumenströmungsdurchsatz zugeführt wird, findet man, daß beim Durchströmen der Wasserflüssigkeit durch den Bearbeitungsspalt, wenn sie den elektrischen Bearbeitungsentladungen ausgesetzt ist, im wesentlichen
die gesamte gelöste Luft daraus freigesetzt wird und daß die Abtragungsgeschwindigkeit doppelt so hoch wie diejenige mit dem Wasser ohne darin aufgelöste Luft ist.
Der Behälter 38 ist noch mit einem gestrichelt angedeuteten weiteren Einlaß 50 zum Zusetzen wenigstens eines Stoffes der Gruppe Rostschutzmittel, flüssiges Schmiermittel oder obenflächenaktives Mittel und wenigstens eines Stoffes der Gruppe flüssige Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Transformatoröl und Kerosin, Silikonöl, Äthylenglycol, Polyäthylenglycol und Polyalkohole, aus einem Zuführbehälter 51 zu dem im Behälter 38 gespeicherten Wasser vorgesehen dargestellt. Diese zusätzlichen flüssigen Bestandteile können fakultativ in Verbindung mit der Lösung gemäß der Erfindung verwendet werden.
Leerseite

Claims (25)

  1. Ansprüche
    1J Verfahren zur elektrischen Entladungsbearbeitung eines Werkstücks mit einer diesem über einen von einer Bearbeitungsflüssigkeit durchsetzten Bearbeitungsspalt gegenübergestellten Werkzeugelektrode, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
    a) Auflösen eines Gases in einer Wasserflüssigkeit zur Bildung einer die Bearbeitungsflüssigkeit darstellenden Lösung,
    b) Pumpen der Lösung zwecks ihrer Zuführung in den Bearbeitungsspalt und
    c) Erzeugung einer Folge elektrischer Entladungen über den Bearbeitungsspalt durch die zugeführte Lösung zur elektroerosiven Materialabtragung vom Werkstück unter dadurch hervorgerufener Zersetzung der Wasserflüssigkeit in Sauerstoff- und Wasserstoffgase im Bearbeitungsspalt und Ermöglichung der Freisetzung des in der Lösung gelösten Gases daraus bei Kontakt mit den elektrischen Entladungen sowie dessen Vereinigung mit den Sauerstoff- und Wasserstoff gasen zur Steigerung der Materialabtragung.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Gas in der Wasserflüssigkeit in einer Menge von wenigstens 20 Vol. % der durch die elektrischen Entladungen
    58 1-(A 1268)-TF
    aus der Wasserflüssigkeit im Bearbeitungsspalt zersetzten Sauerstoff- und Wasserstoffgase gelöst wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge wenigstens 50 Vol. % der Sauerstoff- und Wasserstoffgase ist.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserflüssigkeit einen spezifischen Widerstand im Bereich von 10 bis 5 χ 10 Ohm . cm hat und die elektrischen Entladungen zur Erzielung einer Oberflächenrauhigkeit des geeignet sind.
    rauhigkeit des Werkstücks von wenigstens 10 ,uRmax
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Entladungen eine Impulsdauer von wenigstens 30 ,us haben.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem den Schritt der Kühlung der Wasserflüssigkeit unter eine vorbestimmte Temperatur vor Aufnahme des Gases umfaßt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Temperatur 20 0C ist.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Temperatur 10 0C ist.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Temperatur 5 0C ist.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schritt a) mittels Durchleitens eines gepumpten Stromes der Wasserflüssigkeit durch ein Volumen des auf einen vorbestimmten Druck komprimierten Gases ausführt.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck wenigstens 2 bar ist.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck wenigstens 5 bar ist.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem den Schritt einer Beschränkung der spontanen Freisetzung des gelösten Gases aus der zum Austritt aus dem Bearbeitungsspalt fließenden Lösung durch Haltendes den Bearbeitungsspalt umgebenden Bereichs bei einem überatmosphärischen Gasdruck umfaßt.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck wenigstens 2 bar ist.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck wenigstens 5 bar ist.
  16. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt b) die Lösung in den ,Bearbeitungsspalt mit einem Volumenströmungsdurchsatz im Bereich von 5 bis 10 l/min zugeführt wird.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Luft ist.
  18. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem vor dem Schritt a) den Schritt eines Zusatzes wenigstens eines Stoffes der Gruppe Kerosin, Transformatoröl, SilikonÖl, Äthylenglycol, Polyäthylenglycol und Polyalkohole zur Wasserflüssigkeit umfaßt.
  19. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem vor dem Schritt a) den Schritt eines Zusatzes eines Rostschutzmittels zur Wasserflüssigkeit umfaßt.
  20. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem den Schritt eines Schmiermittelzusatzes zur Wasserflüssigkeit umfaßt.
  21. 21. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20, mit einer einem Werkstück über einen von einer Bearbeitungsflüssigkeit durchsetzten Bearbeitungsspalt gegenübergestellten Werkzeugelektrode und einer Einrichtung zur Erzeugung einer Folge elektrischer Ladungen über den Bearbeitungsspalt durch die Bearbeitungsflüssigkeit,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sie
    a) eine Einrichtung (41) zum Auflösen eines Gases von einer Vorratsquelle (45) in einer Wasserflüssigkeit zur Bildung einer die Bearbeitungsflüssigkeit darstellendeTiLösung und
    b) eine Pumpeinrichtung (40) zum Zuführen der Lösung in den Bearbeitungsspalt (G) aufweist und daß
    c) die Entladungserzeugungseinrichtung (13) der Freisetzung des in der Lösung gelösten Gases beim Kontakt mit den elektrischen Entladungen und dessen Vereinigung mit den durch Zersetzung der Wasserflüssigkeit gebildeten Sauerstoff- und Wasserstoffgase zwecks Steigerung der elektroerosiven Materialabtragung vom Werkstück (1) dient.
  22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, weiter gekennzeichnet durch
    d) eine Flüssigkeitsbehandlun cseinrichtung (J_5) zum Sammeln der Bearbeitungsflüssigkeit aus dem Bereich des Bearbeitungsspalts (G) zwecks Rückführung der Wasserflüssigkeit daraus mit einem spezifischen Widerstand in einem vorbestimmten Bereich und
    e) eine Einrichtung (28) zum Kühlen der rückgeführten Wasserflüssigkeit bis unter eine vorbestimmte Temperatur vor ihrem Einführen in die Gasauflösungs-Einrichtung (41).
  23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Einrichtung a) eine Druckkammer (41) mit einem ersten Einlaß (42) zur Aufnahme der gekühlten und widerstandsjustierten Wasserflüssigkeit von einem Vorratsbehälter (38) und einem zweiten, mit einer Vorratsquelle (45) des Gases verbundenen Einlaß (44) zum Zuführen des Gases in die Druckkammer (41) unter einem Druck zwecks Auflösens des zugeführten Gases in der Wasserflüssigkeit darin aufweist.
  24. 24. Vorrichtung nach Anspruch 23, weiter gekennzeichnet durch
    f) eine Einrichtung (6, 9, 10, 11) zum Halten des den Bearbeitungsspalt (G) umgebenden Bereichs auf einem überatmosphärischen Gasdruck.
  25. 25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Einrichtung f) eine zweite Druckkammer (6) zum Einschluß wenigstens von Teilen der Werkzeugelektrode (2) und des Werkstücks (1) einschließlich des Bearbeitungsspalts (G) und eine Gaszufuhr (10, 11) zum Zuführen eines gasförmigen Druckmediums in die zweite Druckkammer (6] zwecks Schaffung des überatmosphärischen Druckes darin aufweist.
DE19823227666 1981-07-24 1982-07-23 Verfahren und vorrichtung zur elektrischen entladungsbearbeitung Withdrawn DE3227666A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56115155A JPS5822628A (ja) 1981-07-24 1981-07-24 放電加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3227666A1 true DE3227666A1 (de) 1983-02-10

Family

ID=14655682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823227666 Withdrawn DE3227666A1 (de) 1981-07-24 1982-07-23 Verfahren und vorrichtung zur elektrischen entladungsbearbeitung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4491714A (de)
JP (1) JPS5822628A (de)
DE (1) DE3227666A1 (de)
FR (1) FR2510015B1 (de)
GB (1) GB2103984B (de)
IT (1) IT1196551B (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5822628A (ja) * 1981-07-24 1983-02-10 Inoue Japax Res Inc 放電加工方法
JPS6186130A (ja) * 1984-10-04 1986-05-01 Mitsubishi Electric Corp 放電加工装置
JPS62148123A (ja) * 1985-12-18 1987-07-02 Mitsubishi Electric Corp 放電加工装置
US4731515A (en) * 1986-10-22 1988-03-15 Systems Research Laboratories, Inc. Method of making powders by electro-discharge machining in a cryogenic dielectric
JPH01121490A (ja) * 1987-11-05 1989-05-15 Unitika Um Glass Kk ベネシャンブラインド及びその製造方法
US4927547A (en) * 1988-10-26 1990-05-22 Sune Backman Method of filtering the effluent from a wire EDM process
DE19641273C2 (de) * 1996-10-07 2000-08-10 Laser Walzen Center Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen strukturierter Oberflächen, insbesondere an zylindrischen Walzen
US6344624B1 (en) 1998-10-16 2002-02-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Wire electric discharge machine
JP2005335027A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Fanuc Ltd 放電加工機、及び加工液冷却装置
US9149880B2 (en) 2010-04-21 2015-10-06 Mitsubishi Electric Corporation Electrical discharge machine and electrical discharge machining method
JP2013132735A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Fanuc Ltd 不活性ガスを加工液に溶解させるワイヤ放電加工機及びワイヤ放電加工方法
CN106938358B (zh) * 2017-05-16 2019-03-15 无锡微研股份有限公司 一种用于不同直径电极夹持的蠕动复合主轴机构
CN109014455B (zh) * 2018-06-22 2020-03-06 株式会社沙迪克 放电加工装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE511509A (de) * 1947-04-10
GB821718A (en) * 1956-12-05 1959-10-14 Wickman Ltd Electro-erosion of metals
US3433729A (en) * 1966-02-16 1969-03-18 Lev Mikhailovich Proskuryakov Apparatus for producing hydrogen and oxygen
US3420759A (en) * 1966-03-16 1969-01-07 Inoue K Electromachining using an electrolyte having substantially the same resistivity as the electrode
US3541290A (en) * 1967-01-21 1970-11-17 Inst Politehnic Timisoara Process and device for the electroerosive machinery of workpieces under a pressurized dielectric
US3616436A (en) * 1967-06-13 1971-10-26 Georg Haas Oxygen stream dispenser
US3553415A (en) * 1968-10-23 1971-01-05 Force J Electric discharge machining employing gas dispersed in a liquid dielectric
US3626137A (en) * 1970-03-25 1971-12-07 Amsted Ind Inc Method of electrical discharge machining
GB1369496A (en) * 1971-10-18 1974-10-09 Vyzk Ustav Mech Method and an apparatus for the control of the passage of the working medium for electric machining processes
US4013863A (en) * 1973-02-07 1977-03-22 U.S. Philips Corporation Method of finishing a workpiece of a non-conducting material, particularly diamond, by means of spark erosion
JPS5754263B2 (de) * 1973-05-16 1982-11-17
CH560574A5 (de) * 1973-09-11 1975-04-15 Agie Ag Ind Elektronik
US3939321A (en) * 1973-11-19 1976-02-17 Lockheed Aircraft Corporation Portable electrical discharge metalworking machine
US3994790A (en) * 1974-02-15 1976-11-30 Inoue-Japan Research Inc. Method of treating a waste gas
JPS5916896B2 (ja) * 1975-11-05 1984-04-18 三菱重工業株式会社 ホウデンカコウエキ
GB1548817A (en) * 1976-05-14 1979-07-18 Inoue Japax Res Electrical discharge maschining
GB1552311A (en) * 1977-03-10 1979-09-12 Inoue Japax Res Electrolytic gernaration of hydrogen and oxygen
JPS53121293A (en) * 1977-03-30 1978-10-23 Mitsubishi Electric Corp Discharge machining method of dull roll
JPS5853978B2 (ja) * 1977-07-07 1983-12-02 株式会社井上ジャパックス研究所 放電加工方法
US4289947A (en) * 1978-03-02 1981-09-15 Inoue-Japax Research Incorporated Fluid jetting system for electrical machining
US4263112A (en) * 1980-06-20 1981-04-21 Frosch Robert A Cell and method for electrolysis of water and anode therefor
JPS5822628A (ja) * 1981-07-24 1983-02-10 Inoue Japax Res Inc 放電加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5822628A (ja) 1983-02-10
GB2103984B (en) 1985-07-31
IT8248886A0 (it) 1982-07-26
US4491714A (en) 1985-01-01
IT1196551B (it) 1988-11-16
FR2510015B1 (fr) 1986-02-07
JPH0329529B2 (de) 1991-04-24
FR2510015A1 (fr) 1983-01-28
GB2103984A (en) 1983-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0068522B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur synthetischen Herstellung von Ozon durch Elektrolyse und deren Verwendung
DE3227666A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur elektrischen entladungsbearbeitung
DE60132089T2 (de) Vorrichtung zur behandlung von gasen miitels plasma
US3553415A (en) Electric discharge machining employing gas dispersed in a liquid dielectric
DE2818971A1 (de) Verbesserte vorrichtung und verbessertes verfahren zur abtrennung eines metalles aus einem salz
DE1440260A1 (de) Elektrolytisches Elektro-Erosions-Verfahren mit heissem Elektrolyten
EP0393192A1 (de) Einrichtung zur elektrochemischen behandlung von erzeugnissen
DE1521090C3 (de) Vorrichtung zur elektrolytischen Herstellung oder Teilherstellung einer Schneidkante an einem Rasierklingenband
DE3225424C2 (de)
DE3310995A1 (de) Edm-verfahren und -vorrichtung
DE3115329A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur elektroerosiven bearbeitung mit gesteuerter zufuhr eines fluessigen bearbeitungsmediums in den bearbeitungsspalt
DE4391902C2 (de) Verfahren zur Zubereitung von wäßriger Arbeitsflüssigkeit für die Funkenerodierbearbeitung
DE19601698A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abbau organischer, radioaktive Metallionen enthaltender Lösungen
DE3241780C2 (de) Verfahren zum funkenerosiven Senkerodieren
DE1298388B (de) Verfahren und Vorrichtung zur elektrolytischen Bearbeitung eines metallenen Werkstoffes
DE112006000860T5 (de) Elektroentladungsbearbeitungsgerät und Elektroentladungsbearbeitungsverfahren
DE2112955A1 (de) Verfahren zur Bearbeitung eines elektrisch leitenden Werkstueckes mittels elektrischer Ladung
DE2506378A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum behandeln von abgasen
DE4126349C2 (de) Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Methanol und Methan durch Reduktion von Kohlendioxid
DE2318780A1 (de) Vorrichtung zur elektrochemischen bearbeitung
DE3109722A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum elektroerosiven schneiden eines elektrisch leitenden werkstueckes
DE3240469C2 (de)
DE1615497A1 (de) Verfahren zur Trennung einer Elektrode vom Werkstueck beim elektrochemischen Raeumziehen von OEffnungen und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens
DE3237784C2 (de)
DE1496300C3 (de) Brennstoffelement mit einem Gasumlaufsystem

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination