DE3229572C2

DE3229572C2 - Verfahren zum Planetär-Erodieren von Guß- und Schmiedeformen

Info

Publication number: DE3229572C2
Application number: DE19823229572
Authority: DE
Inventors: Ulrich Hans Dipl.-Wirtsch.-Ing. 5450 Neuwied Seuser
Original assignee: Ingersoll Maschinen und Werkzeuge GmbH
Current assignee: Ingersoll Maschinen und Werkzeuge GmbH
Priority date: 1982-08-07
Filing date: 1982-08-07
Publication date: 1985-08-01
Also published as: DE3229572A1

Abstract

Beim Planetärerodieren von Hohlformen wird die Lage der Elektrode in der Z-Achse so geregelt, daß der laterale Erodierspalt im wesentlichen konstant bleibt, wobei die Umlaufgeschwindigkeit ihrerseits von der Z-Auslenkung der Elektrode abhängig gemacht wird, um so bei optimalen Spülverhältnissen die Maschine mit wenig Totzeiten durch Kurzschlüsse oder Leerumläufe auszunutzen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Planetärerodieren von Hohlformen, d. h., von Werkstücken, bei denen keine Hinterschneidungen herauszuarbeiten sind und auch die Entforrr.barkeit der Guß- oder Schmiedeteile durch entsprechende Schräge der Formkonturen gewährleistet ist.

Bei bekannten Planetär-Erodierverfahren geht man so vor, daß mit der Erodierelektrode (im folgenden nur noch Elektrode) zunächst vertikal in den Materialblock hereingearbeitet wird, bis die Solltiefe erreicht ist. Danach wird die Elektrode um die Größe des Funkenspalts zurückgezogen, und die Elektroden erhalten relativ ?ur Hohlformhälftc eine orbitale Bewegung solcherart, daß mit dieser Planetärbewegung in der Horizontalebene die Formkonturen lateral herausgearbeitet werden. Zuletzt wird die verbliebene Stufe am Boden der Form wegerodiert, die durch das Zurückziehen der Elektrode stehengeblieben war.

Der kritische Abschnitt dieses Ablaufs ist das laterale Erodieren. Bei den bekannten Verfahren kann man dabei zwei Parameter variieren, nämlich die Zustellung, im folgenden als Radius bezeichnet mit der die Planetärbewegung durchgeführt wird, und die Umlaufgeschwindigkeit Die Vertikalpositron der Elektrode Wird dabei blockiert und rtur bei Kurzschluß freigegeben. '

Bei einer ersten bekannten Methode geht man so vor, daß der Radius in vorgegebenen Stufen vergrößert wird, wobei z. B. insgesamt vier Umläufe vorgesehen sind. Da der Abtrag je-nach der Steilheit der Frrmkon tür während des Umlaufs variiert wird die Umlaufge schwindigkeit so gesteuert, daß der Erodierspalt im wesentlichen konstant bleibt Bei beginnendem Kurzschluß wird die Elektrode nach innen zum Zentrum zurückgesetzt und die ursprüngliche Position nach Ende des Kurzschlusses wieder automatisch angefahren. Ein wesentlicher Nachteil dieses Vorgehens liegt darin, daß die Spülung gestört wird und daher die Maschine nicht die theoretisch mögliche Leistung erbringt Bei einer zweiten bekannten Methode geht man so vor, daß die Umlaufgeschwindigkeit konstant bleibt Die Zustellung erfolgt entweder in sehr kleinen Schritten oder in Abhängigkeit vom Erodierfortschritt Da die Umlaufgeschwindigkeit und die Zustellung auf die Stellen größten Abtrags derart einzustellen sind, daß dort möglichst wenige Kurzschlüsse eintreten, ist die Umlaufgeschwindigkeit natürlich an den weniger kritischen Stellen relativ zu langsam, so daß auch tiier die Maschine nicht die theoretisch mögliche Abtragsleistung erbringen kann. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens ist daß die Elektrode sofort an den Stellen, an denen wenig (oder kein) Material abzutragen ist auf maximalen Planetärradius erodiert und an anderen Stellen, an denen mehr Material abzutragen ist, nur langsame (oder durch Kurzschlüsse keine) Erodierfortschritte macht.

Dadurch, daß die Umlaufgeschwindigkeit beibehalten wird, die Elektrode aber wegen eines Kurzschlusses zum Zentrum zurückzieht, bleibt eine Erhebung stehen, die nur sehr langsam wegzuerodieren ist. Eine Geschwindigkeitsregelung kann, weil differenzierte Stcu- ersignale fehlen, nur für schnell/langsam (ohne Zwischenstufen) gebaut werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen zu schaffen, bei dem die Maschinenzeit durch Reduzierung der Kurzschlußzeiten und Verbesserung der Spülung optimal für den Materialabtrag ausgenützt werden kann, wobei sich — wie die Erfahrung gezeigt hat — gegenüber den beiden oben skizzierten bekannten Verfahren eine Zeiteinsparung von bis zu 30% er-

5o. gibt.

Die gemäß der Erfindung vorgesehene Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 definiert. Wie noch zu zeigen ist. erlaubt die Ausnutzung der Bewegung in der dritten — der vertikalen — Richtung eine bessere Nut zung der Maschinenzeit:

Zunächst wird, wie üblich, auf die Solltiefe der Hohlform erodiert, wobei die Elektrode keiner Planetärbewegung oder allenfalls einer mit nur sehr geringem Radius unterworfen wird. Die Elektrode wird dann, eben- falls wie bisher üblich, um die Breite des frontalen Erodicrspalts vertikal zurückgezogen (untere Endlage), die Parameter für die laterale (horizontale) Erosion werden vorgegeben und die Maschine wird eingeschaltet. Der Bedienmann, oder die Maschine selbst, beginnt dann, mit einer ersten Radiuszustellung von z. B. 10-^? mm und konstanter schneller Umlaufgeschwindigkeit und stellt nach jeder vollen Planetärbewegung diese Radiusvergrößerung an einem beliebigen Punkt des Planctarkrci-

ses zu, bis die Elektrode diejenige Stelle des Umlaufs erreicht, an der auf der Z-Achse die obere Endlage erreicht ist. Dies ist dann der Fall, wenn die Elektrode an der steilsten (oder abtragintensivsten) Formkontur erodiert und zwangsläufig über die Schräge der Hohlform etwas in Z-Richtung zurückzieht Diese obere Endlage ist um 0,01 —0,4 mm höher, als die untere Endlage. Diese Höhendifferenz wird je nach der Geometrie der Hohlform oder der gewünschten Abbildegenauigkeit vorher an der Maschine eingestellt Die Steuerung der Erosionsmaschine speichert die Richtung, in der die obere Endlage erreicht wurde, und vergrößert zukünftig den Radius nur an dieser Stelle.

Die obere Endlage signalisiert, daß die Elektrode, weil sie nicht in einen starkenKurzschluß führt, zurückgezogen wurde und daß dort dementsprechend viel Material abzutragen ist Ober die Geschwindigkeitsregelung ist die Bahngeschwindigkeit der Planetärbewegung automatisch dort langsam und in der unteren Endlage der Elektrode schnell (Leerlaufgeschwindigkeit). Die Steuersignale können von der vertikalen Achse abgenomrncn werden und regeln die Umlaufgeschwindigkeit über eine fesi programmierte Funktion. Nur w^r:ii solange planetärerodiert, ohne Radiusvergrößerung, bis die Elektrode auf dem gesamten Planetärkreis die untere Endlage erreicht hat Abschließend vergrößert die Maschine den Radius an der Stelle, an der zum ersten Mal die obere Endlage erreicht wurde, bis wieder diese obere Endlage in vertikaler Richtung erreicht ist Diese Radiusvergrößerung geschieht während des Planetärum- Iaufs und unter Strom. Anschließend wird, wie oben beschrieben, weiter erodiert Sobald der vorgegebene maximale Planetärkreis-Radius in der unteren Endlage erreicht ist schaltet die Maschine ab, oder auf ein nächstes gespeichertes Programm um; z. B. kann eine weitere Schlichtstufe für die Planetärerosion folgen oder die verbliebene Stufe im Grund der Hohlform wird noch abgetragen, wie dies auch bei den bisher üblichen Verfahren der Fall war. Der Kurzschlußrückzug der Pinole erfolgt nur in der Z-Achse. Eine Timerbewegung ist nur w in sehr seltenen Fällen nötig. Während den Versuchen wurde ohne Timerbewegung erodiert.

Das Ablaufdiagramm zeigt die Verfahrersführung, wobei sich die Auslegung der Steuerung für den Fachmann aus den Zusammenhängen ohne weiteres ergibt; moderne Softwarentechnik und Mikroprozessorelektronik ermöglicht die Eingabe der Daten, Abspeicherung der Betriebsparameter (Vertikalauslenkungen der Elektrode, zugehörige Positionen beim Umlauf usw.) und entsprechende Ansteuerung der Stellglieder.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Planetärerodieren von Guß- und Schmiedeformen mit von der Vertikalen abweichenden Wandungen, bei dem zunächst in Vertikalrichtung erodiert wird und die Erodierelektrode danach einer lateralen Planetärbewegung relativ zum Werkstück unterworfen wird, deren Radius, Auslenkung in vertikaler Richtung und Umlaufgeschwindigkeit steuerbar bzw. regelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der laterale Erodierspalt durch Vertikalbewegungen der Elektrode im wesentlichen konstant gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Planetärumlaufgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Höhenlage der Elektrode derart regelt, daß kleineren Höhenauslenkungen der Elektrode größere Umlaufgeschwindigkeiten zugeordnet sind.

3. Verfehlen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Vertikalbewegungen der Elektrode zwischen einer unteren Endlage und einer oberen Endlage zuläßt und an denjenigen Stellen des Planetärumlaufs, an denen die obere Endlage (untere Endlage) erreicht wird, die Umlaufgeschwindigkeit herabsetzt (heraufsetzt, Leerlaijgeschwindigkeit erreicht).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Höhendifferenz zwischen unterer Endlage und oberer Endlage im Bereich von 0,C; —0,4 mm vorgegeben werden kann.

5. Verfahren nach einem de Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß, sobald die untere Endlage auf vollem Planetärkreii errc'?ht ist, der Planetärradius an der Stelle vergrößert wird, an der beim ersten Erodiervorgang zuerst die obere Endlage erreicht wurde.

6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetärumlaufgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Höhenlage der Elektrode zwischen unterer Endlage und oberer Endlage über eine fest programmierte Funktion gesteuert wird.