DE3318090C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drahtschneide-Elektroentladungsein­ richtung mit einer Bearbeitungsströmungsmitteldüse, durch deren Mitte eine Drahtelektrode geführt ist und von der ein Bearbei­ tungsströmungsmittel koaxial zu der Drahtelektrode ausgespritzt werden kann. Und zwar betrifft die Erfindung hierin insbesondere eine Verbesserung einer Düse zum Zuführen eines Bearbeitungsströ­ mungsmittels in einen Bearbeitungsspalt zwischen einem Werkstück und einer Drahtelektrode.

In einer Drahtschneide-Elektroentladungseinrichtung ist es notwendig, ein Bearbeitungsströmungsmittel, wie beispiels­ weise Wasser, Kerosin oder dergleichen, in den Bearbeitungs­ spalt zwischen der Drahtelektrode für die Funkenerosion und einem Werkstück zuzuführen, um die elektrische Entladung darin zu bewirken.

Jedoch ist die Breite dieses Bearbeitungsspalts 0,05 mm oder weniger, und der Durchmesser der Drahtelektrode ist 0,2 bis 0,3 mm oder weniger, so daß es nicht leicht ist, das angemessene Bearbeitungsströmungsmittel in diesen Bearbei­ tungsspalt zuzuführen.

Es ist an sich ein konventionelles Verfahren und eine ent­ sprechende Einrichtung bekannt, worin eine Bearbeitungsströ­ mungsmitteldüse dazu verwendet wird, einen Bearbeitungsströ­ mungsmittelstrahlstrom zu erzeugen, der in den Bearbeitungs­ spalt gerichtet wird, worin die Funkenerosion gerade ausge­ führt wird, und zwar ist dieser Strahlstrom entlang der Drahtelektrode von der unteren Seite oder sowohl von der oberen als auch von der unteren Seite des Werkstücks her ausgebildet.

Die Bearbeitungsströmungsmitteldüse, die früher verwendet wurde, wurde gesondert von der Führungseinrichtung der Drahtelektrode vorgesehen, so daß dadurch bewirkt wurde, daß der Strahlstrom die Drahtelektrode kreuzt. Jedoch erge­ ben sich Schwierigkeiten insbesondere insofern, als die Reichweite des Strahlstroms im Bearbeitungsspalt zu kurz ist, als daß der Bearbeitungsspalt mit Bearbeitungsströ­ mungsmittel vollständig gefüllt wird, wenn die Tiefe des Werkstücks 20 bis 40 mm oder mehr beträgt; dadurch kann ei­ ne gasförmige Entladung verursacht werden, so daß die Fun­ kenerosion unmöglich gemacht wird.

Um das zu verhindern, wurde eine Bearbeitungsströmungsmit­ teldüse vorgeschlagen, in der die Drahtelektrode durch die Mitte der Öffnung hindurchgeht und der Strahlstrom so er­ zeugt wird, daß er die Drahtelektrode überlappt und entlang von deren Oberfläche fließt. Dieser Stand der Technik ist in der JP 50-54 538 von 1975 beschrieben.

Jedoch ergeben sich bei einer solchen Bearbeitungsströmungs­ mitteldüse nach dem Stande der Technik auch Schwierigkeiten insbesondere insofern, als Umgebungsluft in den Bearbeitungs­ spalt hineingesogen wird, so daß es unmöglich ist, das Auf­ treten von gasförmigen Entladungen perfekt zu verhindern. Daher wurde eine duale Koaxialdüse vorgeschlagen, die eine Hochdruckdüse zum Erzeugen eines dünnen Hochdruckstrahl­ stroms umfaßt, der entlang der Oberfläche der Drahtelektro­ de fließt, während er engen Kontakt mit derselben hält, und eine Niederdruckdüse, die koaxial auf der Außenseite der Hochdruckdüse angeordnet ist und einen Strahlstrom niedri­ geren Drucks für die Abgrenzung gegen Luft erzeugt. Diese duale Koaxialdüse ist in der JP 54-1 67 496 von 1979 beschrieben.

Außerdem wurde zusätzlich zu diesen Vorschlägen eine Anord­ nung vorgeschlagen, in der ein Werkstück in das Bearbeitungs­ strömungsmittel eingetaucht und das Bearbeitungsströmungs­ mittel außerdem mittels einer Düse ausgespritzt wird. Dieser Vorschlag ist in der JP 47-20-797 von 1972 beschrieben.

Die Ziele der vorstehend erwähnten verbesserten Düsen beste­ hen darin, einen Bearbeitungsströmungsmittelfluß zu erzeu­ gen, der entlang der Oberfläche der Drahtelektrode im Bear­ beitungsspalt fließt, und zu verhindern, daß Umgebungsluft in den Bearbeitungsspalt eintritt.

Aufgrund dieser Vorschläge kann zwar eine gewisse genügende Menge an Bearbeitungsströmungsmittel in den Bearbeitungs­ spalt zugeführt und das Auftreten von gasförmigen Entladun­ gen außerdem weitgehend verhindert werden.

Jedoch bringen selbst diese an sich bekannten Verfahren und Anordnungen insbesondere insofern Schwierigkeiten mit sich, als die Drahtelektrode aufgrund des Entladungsdrucks, der in dem Bearbeitungsspalt erzeugt wird, zu einer Bogen­ Form deformiert wird, so daß ein Kurzschluß zwischen dem Werkstück und der Drahtelektrode auftreten kann und die Be­ arbeitungsgenauigkeit, insbesondere an den Stellen, an de­ nen sich die Bearbeitungsrichtung plötzlich ändert, vermin­ dert werden kann.

Obwohl ein solcher Kurzschluß dadurch vermieden werden kann, daß man die Bearbeitungsgeschwindigkeit an dem Richtungsän­ derungspunkt, insbesondere an dem Wendepunkt der Bearbei­ tungsrichtung, vermindert, verursacht diese Gegenmaßnahme ihrerseits ein Überschneiden dieses Teils, da nämlich der Bearbeitungsspalt erweitert wird; infolgedessen ergeben sich insbesondere insofern Schwierigkeiten, als die Bearbeitungs­ genauigkeit in nachteiliger Weise vermindert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drahtschneide-Elektro­ entladungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, in der die bogenförmige Deformation der Drahtelektrode ausgeschaltet oder bis zu einem gewissen Ausmaß vermindert ist, und in der ein Bearbeitungs­ strömungsmittelstrahlstrom verwendet wird, so daß dadurch die Funkenerosion bei hoher Geschwindigkeit durchführbar, der mittlere Bearbeitungsstrom erhöht und die Bearbeitung mit hoher Genauigkeit selbst in den Teilen, die große oder star­ ke Krümmungen haben, ausführbar ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Drahtschneide-Elektroentladungs­ einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß eine Einrichtung zum Ausspritzen von zusätz­ lichem Bearbeitungsströmungsmittel vorgesehen ist, die fol­ gendes umfaßt:
eine Hilfsdüse, die einen Strahlstrom mit einer höheren Ge­ schwindigkeit, als demjenigen aus der Hauptdüse gegen die Rückseite der Drahtelektrode mittels deren ein Werkstück gerade bearbeitet wird, ausspritzen kann, wobei sich die Drahtelektrode in einem durch Funkenerosion ausgebildeten Schlitz befindet; und
eine Einrichtung zum Steuern des Strömungsmittelflusses von der Hilfsdüse so, daß der Strahlstrom von der Hilfsdüse stets der Rückseite der Drahtelektrode zugewandt ist.

Die mit der Erfindung zur Verfügung gestellte Drahtschneide- Elektroentladungseinrichtung weist Bearbeitungsströmungs­ mitteldüsen auf, welche nicht nur einen ko­ xialen zylindrischen Bearbeitungsströmungsmittelfluß, der entlang der Oberfläche der Drahtelektrode fließt, erzeugen können, sondern außerdem einen Strahlstrom, durch den ein Druck auf die Drahtelektrode in dem Schlitz ausgeübt werden kann, der auf der Rückseite der Drahtelektrode ausgebildet worden ist.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Linearität der Drahtelektrode verbessert wird, da dieser Strömungsmit­ teldruck dem Entladungsdruck entgegenwirkt, der auf der halbzylindrischen Oberfläche der Drahtelektrode, die in die Bearbeitungsbewegungsrichtung gewandt ist, erzeugt wird.

In einer Ausführungsform der Erfindung haben die Bearbei­ tungsströmungsmitteldüsen einzelne flache Öffnungen von Stromlinienform oder dergleichen, oder eine Reihenanordnung aus einer Mehrzahl von kreisförmigen Öffnungen, und sie werden so gesteuert, daß die Längsmittellinie stets in die Bearbeitungsbewegungsrichtung gewandt ist.

In einer anderen Ausführungsform umfassen die Bearbeitungs­ strömungsmitteldüsen eine Hauptdüse, in deren Mitte sich die Drahtelektrode befindet und durch deren Mitte diese Drahtelektrode hindurchgeht, und eine Gruppe aus einer An­ zahl von Unterdüsen, die symmetrisch und radial um den Um­ fang der Hauptdüse herum angeordnet sind. Die Hauptdüse liefert einen Strahlstrom, der die Oberfläche der Draht­ elektrode immer wäscht, und die Unterdüsen sind so ausge­ bildet und/oder angeordnet und/oder gesteuert, daß nur die­ jenigen Unterdüsen, die in die Richtung weisen bzw. deren Öffnungen in der Richtung liegen, welche der Bearbeitungs­ bewegungsrichtung, gesehen von der Hauptdüse aus, entgegen­ gesetzt ist, jeweils die Strahlströme erzeugen.

In einer weiteren anderen Ausführungsform wird eine andere Unterdüse dazu benutzt, einen intensiven Strahlstrom in den Schlitz aus- bzw. hineinzuspritzen, der durch Funkenerosion ausgebildet worden ist, und es wird außerdem eine an sich bekannte Bearbeitungsströmungsmitteldüse zum Erzeugen eines zylindrischen filmartigen Strahlstroms entlang der Oberflä­ che der Drahtelektrode benutzt.

Die vorstehenden sowie verschiedene andere Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden Be­ schreibung, in der anhand der Figuren der Zeichnung bevor­ zugte Ausführungsformen in näheren Einzelheiten erläutert sind, ersichtlich; es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, die den grundsätzlichen Aufbau einer an sich bekannten Drahtschneide-Elektro­ entladungseinrichtung nach dem Stande der Technik ver­ anschaulicht, wobei aus Darstellungsgründen Teile weg­ gebrochen sind;

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Querschnitts­ ansicht einer Bearbeitungsströmungsmitteldüse, wie sie in der Drahtschneide-Elektroentladungseinrichtung der Fig. 1 vorgesehen ist;

Fig. 3 eine Erläuterungsansicht, die den bogenförmigen Deformationszustand der Drahtelektrode zeigt, der in der Drahtschneide-Elektroentladungseinrichtung nach den Fig. 1 und 2 verursacht wird;

Fig. 4 bis 8 gegenüber dem Maßstab der Fig. 1 ver­ größerte Ansichten, die jeweils die Öffnungsteile der Spitze in verschiedenen Ausführungsformen von Bearbei­ tungsströmungsmitteldüsen zeigen, welche in einer Draht­ schneide-Elektroentladungseinrichtung nach der vorliegen­ den Erfindung verwendet werden;

Fig. 9 eine Erläuterungsansicht, die die Drahtelektro­ denform in einer Drahtschneide-Elektroentladungseinrich­ tung nach der Erfindung zeigt;

Fig. 10 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht, die den Hauptteil einer Ausführungsform einer Drahtschneide- Elektroentladungseinrichtung gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 11 eine Erläuterungsansicht, die den Hauptteil ei­ ner anderen Ausführungsform einer Drahtschneide-Elektro­ entladungseinrichtung nach der Erfindung zeigt;

Fig. 12 eine teilweise vergrößerte perspektivische An­ sicht, die den Zustand eines Teils zeigt, der gerade be­ arbeitet wird, und zwar gesehen von der unteren Oberflä­ che des Werkstücks her, in einer weiteren unterschiedli­ chen Ausführungsform einer Drahtschneide-Elektroentla­ dungseinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 13 eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die Einzelheiten der in Fig. 12 gezeigten Ausführungs­ form veranschaulicht;

Fig. 14 eine vergrößerte perspektivische Teildarstel­ lung, die Einzelheiten der die Bearbeitungsströmungsmit­ teldüse drehenden Einrichtung zeigt, welche in der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform verwendet wird;

Fig. 15 eine Querschnittsansicht, die den Hauptteil ei­ ner anderen Ausführungsform zeigt, welche ähnlich wie die in Fig. 13 gezeigte Einrichtung aufgebaut ist;

Fig. 16 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seiten­ ansicht, die eine Ausführungsform zeigt, in der die Be­ arbeitungsströmungsmitteldüsen jeweils am oberen und un­ teren Teil des Werkstücks vorgesehen sind; und

Fig. 17 eine Kurvendarstellung, welche die mit der Er­ findung erzielbare Wirkung anhand eines Beispiels veran­ schaulicht.

In der nun folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausfüh­ rungsformen der Erfindung sei zunächst auf die Fig. 1 bis 3 Bezug genommen, in der mit 1 eine Unterlage bzw. ein Ge­ stell einer elektrischen Entladungseinrichtung bezeichnet ist; 2 ist ein X-Y-Kreuztisch, der einen in der X-Achsen­ richtung bewegbaren Tisch 2A und einen in der Y-Achsenrich­ tung bewegbaren Tisch 2 B umfaßt. Mit 3 ist ein Motor zum Be­ wegen des bewegbaren Tisches 2 A in der X-Achsenrichtung be­ zeichnet; 4 ist ein Motor zum Bewegen des bewegbaren Tisches 2B in der Y-Achsenrichtung; 5 ist ein Arbeitsströmungsmittel­ aufnahmebehälter; 6 ist ein Arbeitstisch, auf dem ein Werk­ stück 7 befestigt ist; 8 ist eine Säule, die auf einem Ende der Unterlage 1 montiert ist; 9 und 10 sind ein oberer Arm und ein unterer Arm, die mittels der Säule 8 gehaltert sind; 11 ist Arbeitskopf, der erhöht bzw. aufwärts und abwärts be­ wegbar an dem oberen Arm 9 angebracht ist; 12 und 13 sind Drahtelektrodenführungen, die an dem Arbeitskopf 11 bzw. am unteren Arm 10 angebracht sind; 14 ist eine Speicher- bzw. Vorratstrommel für eine Drahtelektrode 15; 16 ist eine Auf­ wickeltrommel für die Drahtelektrode 15; 17 ist eine Draht­ elektrodenauszieheinrichtung, die eine Haspel, Drehwinde o. dgl. und eine Klemm- bzw. Ausführrolle o. dgl. umfaßt; 18 ist eine Bremseinrichtung, die eine Ausführ- bzw. Klemmrol­ le und eine Bremstrommel zum Anwenden bzw. Erzeugen einer Spannungskraft durch Bremsen der Drahtelektrode 15, die von der Vorratsrolle 14 abgezogen wird, umfaßt; 19 und 20 sind Arbeitsströmungsmitteldüsen, die an dem Arbeitskopf 11 bzw. am unteren Arm 10 angebracht sind; 21 und 22 sind Arbeits­ strömungsmittelzuführrohre zum jeweiligen Zuführen der vor­ bestimmte Drücke aufweisenden Arbeitsströmungsmittel von einer Arbeitsströmungsmittelvorratsquelle (nicht gezeigt) zu den Arbeitsströmungsmitteldüsen 19 und 20; 23 ist ein Pfeil, der die Bearbeitungsbewegungsrichtung anzeigt, die dem Werkstück 7 verliehen wird; 7A ist ein Schlitz, der durch Funkenerosion ausgebildet worden ist; und 7B ist eine Kurve, die den Umriß der Bearbeitungsoberfläche des Werk­ stücks 7 zeigt, das in der Bearbeitungsbewegungsrichtung geschnitten worden ist.

Die Drahtelektrodenführungen 12 und 13 sind an dem Arbeits­ kopf 11 bzw. dem unterem Arm 10 so angebracht, daß die Draht­ elektrode 15, die zwischen denselben gespannt ist, gerade­ aus gerichtet bzw. einfach und unkompliziert verläuft. Ent­ sprechend sind die Arbeitsströmungsmitteldüsen 19 und 20 an dem Arbeitskopf 11 bzw. dem unterem Arm 10 so angebracht, daß der vorstehend erwähnte gerade Teil der Drahtelektrode 15 durch die Mittellinie bzw. die Achse ihrer Düsenöffnungen hindurchgeht.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, geht die Drahtelektrode 15 durch die Mitten der Düsenöffnungen 19A und 20A dieser an sich be­ kannten Strömungsmitteldüsen. Das Arbeitsströmungsmittel wird aus den ringförmigen Öffnungen, die sich um den Umfang der Drahtelektrode 15 herum erstrecken, herausgespritzt und überlappt bzw. umgibt die Drahtelektrode 15 koaxial, so daß dadurch ein Hochgeschwindigkeitsstrahlstrom erzeugt wird, der in schichtartiger Form längs der Oberfläche der Draht­ elektrode fließt. Das ermöglicht es, daß die Drahtelektro­ de 15 an dem entsprechenden Teil das Werkstück 7 durch Fun­ kenerosion durchschneidet.

Die Drahtelektrode 15, die von der Vorratstrommel 14 abge­ zogen wird, geht durch die Bremseinrichtung 18, die Draht­ elektrodenführung 13, die Arbeitsströmungsmitteldüsen 20 und 19 und die Drahtelektrodenführung 12 hindurch und wird mittels der Drahtelektrodenauszieheinrichtung 17 abgezogen und dann um die Aufwickeltrommel 16 herumgewickelt. Während­ dessen wird ein vorbestimmter Betrag an Arbeitsströmungsmit­ tel von den Arbeitsströmungsmittelzuführrohren 21 und 22 her zugeführt und herausgespritzt. Spannungsimpulse werden zwi­ schen das Werkstück 7 und die Drahtelektrode 15 von einer an sich bekannten Leistungsimpulszuführeinrichtung (nicht gezeigt) zugeführt. Die Motoren 3 und 4 werden mittels ei­ ner Stromquelle in Übereinstimmung mit bzw. unter Steuerung durch eine numerische Steuereinrichtung (nicht gezeigt) ange­ trieben. Auf diese Weise wird das Werkstück 7 zu einer ge­ wünschten Form zugeschnitten und bearbeitet.

Jedoch ist jetzt der Strömungsmitteldruck in dem Arbeits­ spalt zwischen dem Werkstück 7 und der Drahtelektrode 15 hö­ her als auf der Rückseite bzw. höher als auf der Rückseite der Drahtelektrode, nämlich höher als der Strömungsmittel­ druck in dem Schlitz 7A. Der in den Arbeitsspalt, welcher auch als Bearbeitungsspalt bezeichnet wird, aus den Düsen herausgespritzte Strömungsmittelfluß fließt mit entspre­ chender Wahrscheinlichkeit nach dem Schlitz 7A zu, der durch die Funkenerosion ausgebildet worden ist, wie durch die Stromlinien 19B und 20B in Fig. 3 angedeutet ist, um so wegzufließen. Außerdem kann die elektrische Entladung, die in dem Bearbeitungsspalt bewirkt wird, den Strömungsmittel­ druck im Bearbeitungsspalt mehr und mehr erhöhen. Daher wird die Drahtelektrode 15 im Bearbeitungsabschnitt zwischen den Arbeitsströmungsmitteldüsen 19 und 20 nicht perfekt gerade gehalten sondern so deformiert, daß sie bogenförmig ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Das führt jedoch zu einem Nach­ teil, wie er weiter oben bereits beschrieben worden ist.

Gemäß der Erfindung wird ein größerer Betrag an Arbeits­ strömungsmittel heftig bzw. zwangsweise in den Schlitz 7A auf der Rückseite der Drahtelektrode im Vergleich mit der Menge an Arbeitsströmungsmittel injiziert, das in den Bear­ beitungsspalt zwischen das Werkstück 7 und die Drahtelek­ trode 15 injiziert wird. Demgemäß wird in dem Schlitz 7A ein Gegendruck eines gewissen Ausmaßes erzeugt, der gegen den Entladungsdruck wirkt bzw. dem Entladungsdruck wider­ stehen kann, welcher in dem Bearbeitungsspalt bewirkt wird. Dieser Gegendruck wirkt auf die Rückseite der Drahtelektro­ de 15 in der Weise, daß er die bogenförmige Deformation be­ schränkt und den Bearbeitungsspalt von Luft und Gasen be­ freit sowie diesen Bearbeitungsspalt mit Arbeitsströmungs­ mittel füllt, so daß dadurch die Linearität der Drahtelek­ trode 15 verbessert und der elektrische Bearbeitungsstrom erhöht wird.

Es können verschiedene Verfahren und Einrichtungen als Mit­ tel zum überschüssigen Zuführen des Arbeitsströmungsmittels in den Spalt 7A vorgesehen sein.

Eine erste Ausführungsform, die zu diesem Zweck vorgeschla­ gen wird, ist in den Fig. 4 bis 8 gezeigt, und diese Aus­ führungsform besteht darin, eine Düse zu verwenden, die ei­ ne nichtkreisförmige Öffnung hat oder eine Öffnung (bzw. Öffnungen), welche symmetrisch zu der Richtung ist (sind), die senkrecht zur Bearbeitungsbewegungsrichtung ist, jedoch, wie die Fig. 4 bis 8 zeigen, asymmetrisch zur Drahtelek­ trode 15 in der Bearbeitungsbewegungsrichtung, die durch die Pfeile 23A angedeutet ist, ausgebildet ist (sind).

Es sei zunächst auf Fig. 4 Bezug genommen, aus der ersicht­ lich ist, daß die Düsenöffnung 19A bzw. 20A sehr flach el­ liptisch ausgebildet ist. Diese Düse ist so angeordnet, daß die Drahtelektrode 15 durch ein Ende der langgestreckten Öff­ nung hindurchgeht. Wie weiter unten beschrieben ist, wird die Position der Arbeitsströmungsmitteldüse so gesteuert, daß die Hauptachse der Öffnung stets mit der Bearbeitungs­ bewegungsrichtung 23A übereinstimmt.

In Fig. 5 ist eine flache, jedoch stromlinienförmige Düsen­ öffnung 19A bzw. 20A gezeigt, bei der ein distales Ende schmäler als das andere Ende ist, welches die Drahtelektro­ de 15 aufnimmt.

Die Fig. 6 zeigt eine löffelartige Düsenöffnung 19A bzw. 20A, die aus einem kreisförmigen Kopfteil 19a bzw. 20a und einem relativ dünnen, langgestreckten "Handgriffteil" 19b bzw. 20b besteht. Diese Düsenöffnung ist so angeordnet, daß die Drahtelektrode durch die Mitte des Kopfteils hindurch­ geht, und die Breite des Handgriffteils ist im wesentlichen gleich derjenigen des zu bearbeitenden bzw. herauszuarbei­ tenden Schlitzes.

Es sei nun auf die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform Be­ zug genommen, wonach die Arbeitsströmungsmitteldüse eine Mehrzahl von kreisförmigen Öffnungen 19c bzw. 20c und 19d bzw. 20d von unterschiedlichen Abmessungen bzw. Durchmessern aufweist, die in einer Reihe angeordnet sind. Die Drahtelek­ trode 15 geht durch die Mitte des größten kreisförmigen Teils hindurch. Die Fig. 8 zeigt Düsenöffnungen in der Wei­ se, daß diese eine Mehrzahl von dünnen Rohren 19e bzw. 20e und 19f bzw. 20f umfassen. In diesen Düsen, die in den Fig. 7 und 8 gezeigt sind, sind die jeweiligen Durchmesser der Hilfsöffnungen 19d bzw. 20d und der dünnen Rohre 19f bzw. 20f so festgesetzt, daß sie kleiner als die Durchmesser der Öffnung 19c bzw. 20c und des dünnen Rohrs 19e bzw. 20e sind, durch welche die Drahtelektrode 15 hindurchgeht. Die drei Öffnungen 19d bzw. 20d und die drei dünnen Rohre 19f bzw. 20f sind so angeordnet, daß die Durchmesser der äußeren Öff­ nungen bzw. Rohre allmählich kleiner werden, bezogen auf die Durchmesser der inneren Öffnungen bzw. Rohre, je weiter die Öffnungen bzw. Rohre von der Drahtelektrode 15 entfernt sind.

Diese Arbeitsströmungsmitteldüsen sind so eingestellt, daß ihre mittigen Achsen stets mit der Bearbeitungsbewegungs­ richtung 23A übereinstimmen, oder mit anderen Worten gesagt, die dünnen langgestreckten Öffnungen oder die Hilfsöffnun­ gen sind jeweils dem Schlitz zugewandt bzw. gegenüber ange­ ordnet, der durch die Funkenerosion erzeugt worden ist, in­ dem die jeweiligen Richtungen der mittigen Achsen um die Drahtelektrode 15 herum mittels einer geeigneten Einrich­ tung, zum Beispiel mittels einer in Fig. 10 gezeigten Ein­ richtung, gesteuert werden. Infolgedessen werden, wie in Fig. 9 gezeigt ist, Arbeitsströmungsmittelflüsse 19Y bzw. 20Y, die in den Schlitz 7A auf der Rückseite der Drahtelek­ trode 15 injiziert werden, zusammen mit Arbeitsströmungs­ mittelflüssen 19X bzw. 20X erzeugt, welche die Drahtelektro­ de 15 einhüllen. Auf diese Weise wirkt ein Gegendruck auf die Drahtelektrode 15, der gegen den elektrischen Entla­ dungsdruck gerichtet ist und zu einer Verbesserung der Linea­ rität der Drahtelektrode 15 und des Zustands des Arbeitsströ­ mungsmittelflusses in dem Bearbeitungsspalt führt.

Es sei nun die in Fig. 10 gezeigte Ausführungsform be­ schrieben. In Fig. 10 sind nur die obere Arbeitsströmungs­ mitteldüse 19 und eine Einrichtung zum Steuern der Drehung derselben veranschaulicht. Jedoch sind auch eine untere Ar­ beitsströmungsmitteldüse 20 und eine Einrichtung zum Steuern der Drehung derselben auf der unteren Seite des Werkstücks 7 nahezu symmetrisch zu der dargestellten Düse und Einrichtung vorgesehen.

In Fig. 10 ist mit 12′ eine ziehwerkzeugartige Elektroden­ führung bezeichnet, die anstelle der Drahtelektrodenführung 12 in Fig. 1 vorgesehen ist. Die Arbeitsströmungsmitteldü­ se 19 hat die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform, und sie umfaßt einen Bearbeitungsströmungsmitteltank 19L, einen Zahnradabschnitt 19N für die Drehung, einen Arbeitsströ­ mungsmittelzuführkanal 19M und Düsenöffnungen 19a und 19b.

Weiter ist in Fig. 10 ein Halter 24 zum Halten der Arbeits­ strömungsmitteldüse 19 derart, daß diese sich frei um die Drahtelektrode 15 drehen kann, dargestellt; 25 ist ein fle­ xibles Rohr bzw. ein Schlauch zum Zuführen des Arbeitsströ­ mungsmittels, das bzw. der mit dem Arbeitsströmungsmittel­ zuführkanal 19M verbunden ist; mit 26 ist ein Stirnzahnrad zum Eingriff mit dem Zahnradabschnitt 19N zum Zwecke der Drehung bezeichnet; 27 ist eine Zahnradwelle bzw. -achse desselben; 28 ist eine umgekehrte Riemenscheibe, die an der Zahnradachse 27 befestigt ist; 29 ist ein Servomotor; 30 ist eine Hauptantriebsriemenscheibe, die an der Motorachse angebracht ist; 31 ist ein Riemen; 32 ist eine Kodierungs­ platte; 33 ist ein Aufnehmer; 34 ist ein Umwandler; 35 ist eine numerische Steuereinrichtung; 36 ist eine Vorschub­ richtungsberechnungsschaltung; und 37 ist ein Servoverstärker.

Die numerische Steuereinrichtung 35 dient dazu, gewünschte Zweikomponenten-Bearbeitungsvorschubbewegungen in den X-Y- Richtungen des Werkstücks 7 durch eine Bearbeitungsbewegungs­ einrichtung (nicht gezeigt) zu erzeugen, und zwar in einer an sich bekannten Weise, so daß dadurch das Werkstück 7 in einer vorbestimmten Form zu- bzw. ausgeschnitten und/oder bearbeitet werden kann.

Ein Befehlssignal, das einem Bearbeitungsbewegungsmotor durch die numerische Steuereinrichtung 35 zugeführt wird, und ein Signal einer Kodiereinrichtung 34 zum Beobachten des Betriebs des Bearbeitungsbewegungsmotors werden außer­ dem in die Vorschubrichtungsberechnungsschaltung 36 einge­ geben. Die Vorschubrichtungsberechnungsschaltung 36 berech­ net die Tangentialrichtung des Umrisses des Teils, das ge­ genwärtig gerade bearbeitet wird, d.h. die Bearbeitungsbewe­ gungsrichtung, und zwar erfolgt diese Berechnung auf der Ba­ sis der in die Vorschubrichtungsberechnungsschaltung einge­ gebenen Daten. Diese Richtung wird dann mit der Winkelinfor­ mation der Arbeitsströmungsmitteldüse 19 verglichen, die vom Umwandler 34 an die numerische Steuereinrichtung 35 ge­ geben wird, so daß dadurch der Servomotor 29 durch den Ser­ voverstärker 37 so gedreht wird, daß stets beide überein­ stimmen.

Die Drehung des Servomotors 29 wird durch die Hauptantriebs­ riemenscheibe 30, den Riemen 31, die umgekehrte Riemenschei­ be 28, die Zahnradachse 27 und das Stirnzahnrad 26 auf die Arbeitsströmungsmitteldüse 19 übertragen. Die Drehrichtung der Arbeitsströmungsmitteldüse 19 wird so gesteuert, daß der "Handgriffteil" 19b der Düsenöffnung stets die obere Öffnung des Schlitzes 7A, der gerade herausgearbeitet wor­ den ist, überlappt bzw. über diese obere Öffnung zu liegen kommt.

In dieser Ausführungsform wird die Bearbeitungsbewegungsrich­ tung auf der Basis der Betriebszustände des Bearbeitungsbe­ wegungsmotors gesteuert, so daß dadurch der Drehwinkel der Bearbeitungsströmungsmitteldüse 19 gesteuert wird. Jedoch ist es auch möglich, die Daten über die Bearbeitungsbewe­ gungsrichtung vorher in einem numerischen Steuerprogramm zu­ speichern und mit der Steuerung des Bearbeitungsbewegungs­ motors, der auch als Werkstückbewegungsmotor bezeichnet wer­ den kann, zu synchronisieren, so daß dadurch die Richtung der Bearbeitungsströmungsmitteldüse gesteuert wird.

Als nächstes sei die in Fig. 11 gezeigte Ausführungsform beschrieben.

In dieser Ausführungsform wird eine stationär ortsfest vor­ gesehene Bearbeitungsströmungsmitteldüse verwendet. Nach Fig. 11 geht die Drahtelektrode 15 durch eine Öffnung 19g einer Hauptdüse hindurch, und mit 19-1, 19-2, 19-3, . . . 19-16 sowie 19-1′, 19-2′, . . . 19-8′ sind jeweilige Öffnungen von Hilfsdüsen bezeichnet, die radial und symmetrisch um die Hauptdüse 19g herum angeordnet sind; 38, 38-1, 38-2, . . . 38-16 sind Solenoidventile; 39 ist ein Bearbeitungs­ strömungsmitteltank; 40 ist eine Bearbeitungsströmungsmit­ telpumpe; 41 ist ein manuell betreibbares Ventil; und 42 ist eine Steuerschaltung.

Die Hilfsdüsen 19-1′, 19-3, 19-5, . . . 19-15 sind jeweils und entsprechend mit je einer der Hilfsdüsen 19-1, 19-2′, . . . 19-8′, welche einwärts auf dem gleichen Radius angeord­ net sind, durch Rückschlagventile (nicht gezeigt) verbunden. Die Hilfsdüsen 19-2, 19-4, 19-6, . . . 19-16 sind jeweils mit je zwei inneren, ihnen am nächsten befindlichen Hilfsdüsen 19-1′ und 19-2′; 19-2′ und 19-3′; 19-3′ und 19-4′; . . .; 19-8′ und 19-1′ durch Rückschlagventile verbunden. Das Bear­ beitungsströmungsmittel kann jeweils jeder Hauptdüse 19g und jeder der Hilfsdüsen 19-1, 19-2, 19-3, . . . 19-16 durch die Solenoidventile 38, 38-1, 38-2, . . . 38-16 bzw. die Pum­ pe 40 zugeführt werden.

Das Solenoidventil 38 wird während der Funkenerosion geöff­ net, so daß es kontinuierlich Bearbeitungsströmungsmittel zu der Hauptdüse 19g zuführt.

Die Steuerschaltung 42 berechnet die Bearbeitungsbewegungs­ richtung, die der gegenwärtigen Bearbeitung zugrundeliegt, in der gleichen Weise, wie weiter oben beschrieben, und auf der Basis dieser Richtung öffnet sie ein entsprechendes So­ lenoidventil 38-i (i= 1, 2, . . . oder 16), so daß das Bear­ beitungsströmungsmittel selektiv der Hilfsdüse bzw. den Hilfsdüsen zugeführt wird, die sich in der um 180° gegenüber der Bearbeitungsbewegungsrichtung entgegengesetzten Rich­ tung befindet bzw. befinden.

Die Öffnungsformen, -dimensionen, -anordnungen sowie die Drücke des herauszuspritzenden Strömungsmittels oder der­ gleichen dieser Hilfsdüsen sollten so angeordnet bzw. bemessen sein, daß ihre Strahlströme wirksam in den Schlitz 7A injiziert werden, der durch die Funkenerosion ausgebil­ det worden ist, und zwar derart, daß genügend Druck auf der Rückseite der Drahtelektrode 15 entsteht und daß das Ein­ treten von Umgebungsluft vollständig ausgeschaltet wird, so daß dadurch stabile Bearbeitungsbedingungen erzielt wer­ den. Zu diesem Zweck ist ein Teil der Hilfsdüsen in der Öff­ nung der Hauptdüse vorgesehen.

In dieser Ausführungsform kann der Zweck der vorliegenden Erfindung ohne Drehen der Düse selbst erreicht werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß in dieser Ausführungsform 36 oder 72 oder mehr Hilfsdüsen nötigenfalls auf einem Umfang bzw. Kreisumfang vorgesehen sein können, und daß das Ver­ fahren bzw. die Anordnung ihrer matrixartigen Verbindung frei bzw. in geeigneter Weise abgeändert werden kann. Eine solche Anordnung, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, kann in Kombination mit einer Anordnung vorgesehen sein, in der die Düse selbst gedreht wird.

Als nächstes sei die in den Fig. 12 bis Fig. 14 gezeigte An­ ordnung beschrieben.

In dieser Anordnung wird eine Hilfsdüse verwendet, deren Po­ sition durch Drehung um die Drahtelektrode gesteuert wird und deren Höhenwinkel in der Vertikalebene, in der sich die Drahtelektrode befindet, gesteuert wird, so daß dadurch die Spitze dieser Hilfsdüse in den Schlitz eingeführt wird, des­ sen Breite ein wenig größer als der Durchmesser der Hilfsdü­ se ist.

In den Fig. 12 bis 14 ist mit 101 ein Werkstück bezeich­ net; 101a ist ein Startloch, in das die Drahtelektrode vor der Funkenerosion eingeführt worden ist; 102 ist eine Draht­ elektrode; 103 ist ein herausgearbeiteter Schlitz; 103a ist ein Pfeil, der die Bearbeitungsbewegungsrichtung andeutet; 101b ist eine Bearbeitungsoberfläche; 104 ist ein Hauptbe­ arbeitungsströmungsmittelschauer bzw. -strahl; 105 ist ei­ ne Hilfsbearbeitungsströmungsmitteldüse; 106 ist ein Hilfs­ bearbeitungsströmungsmittelstrahlstrom; 107 ist eine Haupt­ düse; 102A ist eine ziehtrichterartige Führung, durch die die Drahtelektrode 102 eingeführt und geführt wird; 102B ist ein Halter hierfür; 108 ist eine Steuereinrichtung; 109 ist ein Schaltermechanismus; 151 ist eine Haltewelle der Hilfsbearbeitungsströmungsmitteldüse 105; und 160 ist eine Drehpositionssteuereinrichtung für die Hilfsbearbeitungs­ strömungsmitteldüse 105 zum Drehen derselben um die Draht­ elektrode 102. Diese Steuereinrichtung 160 umfaßt ein zy­ lindrisches Halteteil 161, das an einem unteren Arm 170 der elektrischen Entladungseinrichtung befestigt ist, sowie La­ ger 163a und 163b, Zahnräder 164 und 165, und einen Motor 166.

Mit 171 ist ein vertikaler Hin-und-Herbewegemechanismus der Haltewelle 151 der Hilfsbearbeitungsströmungsmitteldüse 105 bezeichnet; 172 ist eine Betätigungseinrichtung hierfür; 173 und 174 sind Betriebsschalter- bzw. -umschaltungs-Befehlsein­ gangsanschlüsse; 175 ist ein Drehkodierer; 180 ist eine Hö­ henwinkelsteuereinrichtung für die Hilfsbearbeitungsströ­ mungsmitteldüse 105, die einen Motor 162 umfaßt, der an ei­ nem Befestigungsteil 151a befestigt ist, das auf dem oberen Ende der Haltewelle 151 montiert ist, und die weiter ein Dü­ senbefestigungsteil 163 umfaßt, das an der Welle 162a des Motors 162 befestigt ist.

Die Steuereinrichtung 108 macht die Drehpositionssteuerein­ richtung 160, den vertikalen Hin-und-Herbewegungsmechanis­ mus 171 und die Höhenwinkelsteuereinrichtung 180 entspre­ chend der Dicke des Werkstücks 101 und entsprechend anderer vorbestimmter Bearbeitungsbedingungen operativ bzw. betä­ tigt dieselben so, daß die Position, die Höhe und der Hö­ henwinkel der Haltewelle 151 eingestellt werden. Beim Star­ ten der Funkenerosion wird die Spitze der Hilfsbearbeitungs­ strömungsmitteldüse 105 korrekt in den Bearbeitungsschlitz 103 eingeführt, und das Bearbeitungsströmungsmittel, das von der Spitze dieser Bearbeitungsströmungsmitteldüse aus­ gespritzt wird, wird so gesteuert, daß es etwa dem mittigen Punkt der Bearbeitungsoberfläche 101b in dem Schlitz 103 zugewandt ist, so daß dadurch ein angemessener Druck des Strahlstroms auf die Drahtelektrode 102 ausgeübt wird.

Wenn die Funkenerosion fortschreitet, dann dreht die Steuereinrichtung 108 den Motor 166 gemäß einem vorbestimm­ ten Programm so, daß die Spitze der Hilfsbearbeitungsströ­ mungsmitteldüse 105 stets dem Schlitz 103 nachläuft, so daß sie der Spur der Drahtelektrode 102 folgt.

Der Öffnungsdurchmesser der Hauptdüse 107 ist generell so festgesetzt, daß er stets nahezu gleich der Breite des Schlitzes 103 oder etwas größer als diese Breite ist. Der Arbeitsströmungsmittelschauer 104, der unabhängig von der Bearbeitungsbewegungsrichtung ausgespritzt wird, ist so, daß er die Drahtelektrode 102 einhüllt. Jedoch wird auf der unmittelbaren Rückseite der Drahtelektrode 102 mittels der Hilfsbearbeitungsströmungsmitteldüse 105 der Hilfsbearbei­ tungsströmungsmittelstrahlstrom 106 erzeugt, der generell einen höheren Druck hat, als es der Strahldruck an der Haupt­ düse ist. Durch diesen Druck des Hilfsbearbeitungsströmungs­ mittelstrahlstroms 106 wird die bogenförmige Deformation der Drahtelektrode 102 korrigiert.

Es sei nun auf Fig. 15 Bezug genommen, die eine weitere Aus­ führungsform veranschaulicht.

In Fig. 15 ist mit 101 ein Werkstück bezeichnet; 111 und 112 sind ein oberer und unterer Arm, die an der Säule der elektrischen Entladungseinrichtung gehaltert sind; 113 und 114 sind Arbeitsköpfe, die relativ zu den Armen 111 und 112 gehaltert sind; 115 ist eine Höhenpositionierungseinstell­ einrichtung des oberen Arbeitskopfes 113; 116 und 177 sind Gehäuse für die Bearbeitungsströmungsmitteldüsen, die an den Arbeitsköpfen 113 und 114 angebracht sind. Diese Gehäu­ se 116 bzw. 117 haben Öffnungen 116A und 117A, durch die die Bearbeitungsströmungsmitteldüsen 118 und 119 verschieb­ bar eingefügt sind, sowie kleine Öffnungen 116B und 117B, die auf den gegenüberliegenden Seiten derselben ausgebildet sind, und Kanäle 116C und 117C, die mit einem Bearbeitungs­ strömungsmittelzuführungsrohr bzw. -schlauch verbunden wer­ den. 118A und 119A sind Federn; 120 und 121 sind Führungs­ halter, die jeweils Bearbeitungsströmungsmitteldurchfluß­ öffnungen 120A und 121A haben und die in den Gehäusen 116 und 117 befestigt sind, damit sie Positionierungsführungen 122 und 123 halten, welche vorzugsweise ziehwerkzeugartig ausgebildet sind und durch welche die Drahtelektrode 102 hindurchgeht. 124 ist eine Stromzuführungsrolle; 124A ist eine Spannrolle; 125 ist eine Stromzuführungsrolle/Führungs­ rolle; 126 und 127 sind Führungsrollen; 128 ist ein Zahn­ rad; 129 ist ein Lager; 130 ist eine Drehscheibe, die mit­ tels eines Kupplungsteils 131 integral an das Zahnrad 128 angekuppelt ist; 132 ist ein Zahnrad, das an der Ausgangs­ welle des Motors 166 so befestigt ist, daß es in Eingriff mit dem Zahnrad 128 ist; 133 ist ein Träger zum Halten des Hilfsbearbeitungsströmungsmitteldüsenmechanismus; 162 ist ein Neigungswinkelsteuermotor der Hilfsbearbeitungsströ­ mungsmitteldüse; 134A ist ein Ritzelzahnrad, das an der Aus­ gangswelle des Motors 132 angebracht ist; 134B ist ein Stirn­ zahnrad, das sich mit dem Zahnrad 134A in Eingriff befindet; 135 ist ein Schieber, der verschiebbar an dem Träger 133 ge­ haltert ist; 136 und 137 sind Verbindungsglieder, die mit­ tels eines Stifts 138 verdrehbar und gegenseitig gekoppelt sind. Das erstere Verbindungsglied 136 ist drehbar an dem Schieber 135 befestigt, während das letztere Verbindungs­ glied 137 an dem Stirnzahnrad 134B befestigt ist. 139 ist ein Befestigungsteil zum Verbinden der Arbeitsströmungsmit­ teldüse 105 mit dem Verbindungsglied 136, und 140 sind Pfeile, welche die Dreh- und Bewegungsrichtungen der Ar­ beitsströmungsmitteldüse 105 zeigen.

In dieser Ausführungsform sind die Bearbeitungsströmungsmit­ teldüsen 118 und 119, die als Hauptdüsen verwendet werden, verschiebbar in den Gehäusen 116 und 117 gehaltert. Während der Funkenerosion wirken der Druck des Bearbeitungsströmungs­ mittels und die elastischen Kräfte, die sich aufgrund der Federn 118A und 119A ergeben, auf diese Düsen 118 und 119, deren Spitzen die Gleichgewichtsposition einnehmen, aufgrund deren sie die obere und untere Oberfläche des Werkstücks 101 weich berühren oder sich an diese beiden Oberflächen annä­ hern, so daß dadurch ein zylindrischer Strahlstrom erzeugt wird, der koaxial zu der Drahtelektrode 102 ist.

Der Ort der Hilfsbearbeitungsströmungsmitteldüse 105 wird mittels Drehen der Drehscheibe 130 durch die Zahnräder 132 und 128 mittels des Motors 166 eingestellt. Der Neigungswin­ kel der Düse 105 wird mittels Drehen der Zahnräder 134A und 134B durch die Verbindungsglieder 136 und 137 mittels des Motors 162 eingestellt. Infolgedessen können die gleiche Wirkung und der gleiche Effekt erzielt werden, wie es in der Ausführungsform der Fall ist, die in den Fig. 13 und 14 gezeigt ist.

Wie oben beschrieben, wird in diesen Ausführungsformen die Spitze der Hilfsbearbeitungsströmungsmitteldüse in den Schlitz eingeführt, und ein numerisches Steuerprogramm, in dem die notwendigen Daten vorher aufgezeichnet worden sind, wird dazu benutzt, damit diese Düse dem Laufweg der Drahtelektro­ de glatt, sanft und stoßfrei folgt, während der Abstand zwi­ schen der Drahtelektrode und der Spitze der Hilfsbearbei­ tungsströmungsmitteldüse aufrechterhalten wird, vorzugswei­ se auf einem Wert von ungefähr 1 mm. Jedoch kann es möglich und zu bevorzugen sein, einen angemessenen Annäherungs- oder Berührungsfühler an der Spitze der Hilfsbearbeitungsströmungs­ mitteldüse oder von deren Halter oder dergleichen vorzugse­ hen, so daß dadurch die Spitzen der Bearbeitungsströmungs­ mitteldüse bzw. -düsen so aufgelöst bzw. bewegt und ge­ steuert werden, daß sie nicht in starken Kontakt mit dem Werkstück kommen.

Der Neigungswinkel dieser Hilfsbearbeitungsströmungsmittel­ düse wird auf der Basis der Erfahrung entsprechend der Dicke des Werkstücks und den Bearbeitungsbedingungen angemes­ sen festgelegt bzw. eingestellt. Wenn sich die Bearbeitungs­ bedingungen ändern, und wenn sich die Bearbeitungsrichtung plötzlich während der Funkenerosion ändert, oder in anderen Fällen, kann der Neigungswinkel der Hilfsbearbeitungsströ­ mungsmitteldüse in angemessener Weise verändert werden.

Obwohl der mittels dieser Hilfsbearbeitungsströmungsmittel­ düse erzeugte Strahlstrom so eingestellt wird, daß er gene­ rell dem mittigen Teil der Dicke des Werkstücks zugewandt ist, kann dieser Strahlstrom dann, wenn festgestellt wird, daß die elektrische Entladung an einer spezifischen Stelle der Drahtelektrode konzentrisch aufgetreten ist, auf diese spezifische Stelle gerichtet werden.

Diese Hilfsbearbeitungsströmungsmitteldüsen können einzeln oberhalb und unterhalb des Werkstücks in der gleichen Weise wie die Hauptdüse vorgesehen sein. Die Fig. 16 zeigt eine solche Ausführungsform, in der oberhalb des Werkstücks 101 je eine Hauptbearbeitungsströmungsmitteldüse 107 bzw. 107′ und je eine Hilfsbearbeitungsströmungsmitteldüse 105 bzw. 105′ vorgesehen ist. In diesem Falle wird der Strömungsmit­ teldruck der Hauptdüse, die unterhalb des Werkstücks vorge­ sehen ist, auf ein solches Ausmaß eingestellt, daß der Strahlstrom im Bearbeitungsspalt fast die obere Oberfläche des Werkstücks erreichen kann, und der Strömungsmitteldruck der Hilfsbearbeitungsströmungsmitteldüse wird so einge­ stellt, daß er noch höher als der vorgenannte Druck ist. Der Druck der unteren Hauptdüse wird auf ein solches Ausmaß eingestellt, daß der Strahlstrom, der von der unteren Haupt­ düse ausgespritzt wird, mit dem Strahlstrom, der von der oberen Düse erzeugt wird, zusammenfließt, ohne ihn kräftig bzw. zwangsweise zurückzudrücken, und daß eine Zumischung von Umgebungsluft verhindert werden kann. Eventuell wird der Druck des Strahlstroms, der von der unteren Düse her kommt, auf einen Wert von etwa dem 1,3- bis zum 4fachen des Werts der oberen Düse eingestellt.

Wenn jedoch das Werkstück dünn ist, wird die Hilfsbearbei­ tungsströmungsmitteldüse nur unterhalb des Werkstücks vor­ gesehen.

Die mit der vorliegenden Erfindung erzielbare Wirkung ist in einem Beispielsfall in Fig. 17 veranschaulicht. Die in Fig. 17 eingezeichnete Kurve I, die als verhältnismäßig dicke durchgehende Linie dargestellt ist, ist diejenige Kurve, welche die Beziehung zwischen der Strömungsgeschwin­ digkeit des Strahlstroms, der von der Hilfsbearbeitungsströ­ mungsmitteldüse herkommt, und dem mittleren elektrischen Be­ arbeitungsstrom angibt, wenn die Hilfsbearbeitungsströmungs­ mitteldüse zusammen mit der Hauptdüse verwendet wird. Die Kurve II, die in dünnen gestrichelten Linien eingezeichnet ist, ist diejenige Kurve, welche die Beziehung zwischen der Strömungsgeschwindigkeit des Strahlstroms, der von der Haupt­ düse herkommt, und dem mittleren elektrischen Bearbeitungs­ strom angibt, wenn nur die Hauptdüse verwendet wird, also ohne daß die erwähnte Hilfsdüse verwendet wird. Dieses Ver­ suchsbeispiel wurde mit der in Fig. 15 gezeigten Ausfüh­ rungsform erhalten; die Testbedingungen waren folgende:

Drahtelektrode: 6 : 4 Messingdraht, der einen Durchmesser von 0,2 mm hatte
Bewegungsgeschwindigkeit der Drahtelektrode: etwa 2,5 m/min
Drahtelektrodenspannung: ungefähr 1 kg
Werkstück: SKD 11, das eine Dicke von 20 mm hatte
Kapazität des Lei­ stungskondensators: ungefähr 1,5 µF
Unbelastete Stromver­ sorgungsspannung: ungefähr 134 V
Spitzenstrom: ungefähr 15 A
Spannungsimpuls- Einschaltzeit: ungefähr 7 µs
Spannungsimpuls- Ausschaltzeit: ungefähr 10 µs
Durchmesser der Hauptdüse: ungefähr 0,6 mm
Strömungsgeschwindig­ keit des Strahlstroms von der Hauptdüse: ungefähr 0,6 m/s
Durchmesser der Hilfsdüse: ungefähr 0,23 mm

Es sei darauf hingewiesen, daß sich aus Fig. 17 ersehen läßt, daß es die Verwendung der Hilfsbearbeitungsströmungs­ mitteldüse ermöglicht, den mittleren elektrischen Bearbei­ tungsstrom um etwa 60% besser bzw. höher einzustellen als einen bzw. den an sich bekannten Grenzwert.

Obwohl die Bohrungen bzw. Innendurchmesser und die Drücke der oberen und unteren Hauptdüsen in diesem Test identisch sind, ist es generell zu bevorzugen, den Strahldruck der un­ teren Hauptdüse größer als denjenigen der oberen Hauptdüse einzustellen und weiter die Strahlgeschwindigkeit der Hilfs­ bearbeitungsströmungsmitteldüse so einzustellen, daß sie das Zweifache oder das Mehrfache der Strahlgeschwindigkeit der Hauptdüse beträgt. Es ist außerdem wünschenswert, daß im Gegensatz zur Hauptdüse die Strahlgeschwindigkeit der oberen Hilfsbearbeitungsströmungsmitteldüse größer als die­ jenige der unteren ist.

Wie vorstehend beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Erfindung die Linearität der Drahtelektrode und die Bearbei­ tungsgenauigkeit verbessert, und es wird verhindert, daß Umgebungsluft in den Bearbeitungsspalt eintritt, und außer­ dem werden die Gase und die Erosionsprodukte, die aufgrund der Funkenerosion erzeugt werden, leistungsfähig und voll­ ständig aus dem Bearbeitungsspalt entfernt. Daher kann, wie in Fig. 17 veranschaulicht ist, der mittlere elektrische Bearbeitungsstrom entsprechend der Strömungsgeschwindigkeit des Strahlstroms, der von der Hilfsbearbeitungsströmungs­ mitteldüse herkommt, erhöht werden, was zu einer höheren Bearbeitungsgeschwindigkeit im Verhältnis zu diesem mittle­ ren elektrischen Bearbeitungsstrom bzw. entsprechend diesem mittleren elektrischen Bearbeitungsstrom führt.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschrie­ benen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, son­ dern sie läßt sich im Rahmen des Gegenstands der Erfindung, wie er in den Ansprüchen angegeben ist, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er den gesamten Unter­ lagen zu entnehmen ist, mit Erfolg abwandeln und ausführen.

Kurz zusammengefaßt wird mit der Erfindung eine Drahtschnei­ de-Elektroentladungseinrichtung zur Verfügung gestellt, in der eine Bearbeitungsströmungsmitteldüse gemäß der Erfindung einen intensiven Strahlstrom auf der Rückseite der Draht­ elektrode erzeugt, nämlich in dem Schlitz, der durch die Funkenerosion ausgebildet worden ist, wie auch einen an sich bekannten zylindrischen filmartigen Strahlstrom ent­ lang der Oberfläche der Drahtelektrode. Auf diese Weise wirkt der Strahlstromdruck auf die halbzylindrische Ober­ fläche der Drahtelektrode, die der Bearbeitungsbewegungs­ richtung abgewandt ist, in der Weise ein, daß er dem Entla­ dungsdruck entgegenwirkt, der auf der halbzylindrischen Oberfläche in der Bearbeitungsbewegungsrichtung erzeugt wird, was zu einer Verbesserung der Linearität der Draht­ elektrode führt.

In einer Ausführungsform der Erfindung haben die Bearbei­ tungsströmungsmitteldüsen einzelne flache Öffnungen von Stromlinienform oder dergleichen, oder sie sind als eine Anordnung von einer Mehrzahl von kreisförmigen Öffnungen ausgebildet, und sie werden so gesteuert, daß die Längsmit­ tellinie stets in die Bearbeitungsbewegungsrichtung weist.

In einer anderen Ausführungsform umfassen die Bearbeitungs­ strömungsmitteldüsen eine Hauptdüse, in deren Mitte sich die Drahtelektrode befindet und durch diese Mitte hindurch geht, sowie eine Gruppe aus einer Anzahl von Unterdüsen, die symmetrische und radial um den Umfang der Hauptdüse an­ geordnet sind. Die Hauptdüse liefert einen Strahlstrom, der die Oberfläche der Drahtelektrode immer abwäscht, und die Sub- bzw. Unterdüsen sind so aufgebaut und/oder angeordnet bzw. gesteuert, daß nur diejenigen Sub- bzw. Unterdüsen, welche in der Richtung verlaufen bzw. gewandt sind, die der Bearbeitungsbewegungsrichtung, gesehen von der Hauptdüse, entgegengesetzt ist, die Strahlströme erzeugen.

In einer noch anderen Ausführungsform wird eine andere Sub- bzw. Unterdüse dazu benutzt, einen intensiven Strahlstrom in den Schlitz zu spritzen, der mittels der Funkenerosion ausgebildet worden ist, und es wird außerdem eine an sich bekannte Bearbeitungsströmungsmitteldüse zum Erzeugen ei­ nes zylindrischen filmartigen Strahlstroms entlang der Oberfläche der Drahtelektrode benutzt.

Claims (9)

1. Drahtschneide-Elektroentladungseinrichtung mit einer Bearbeitungsströmungsmitteldüse, durch deren Mitte eine Drahtelektrode hindurch geführt ist und von der ein Bearbeitungs­ strömungsmittel koaxial zu der Drahtelektrode ausgespritzt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Ausspritzen von zusätzlichem Bearbei­ tungsströmungsmittel vorgesehen ist, die folgendes umfaßt:
eine Hilfsdüse (19b, 20b; 19d, 20d; 19f, 20f; 19-1 bis 19-16, 19-1′ bis 19-8′; 105, 105′), die einen Strahlstrom mit einer höheren Geschwindigkeit, als es demjenigen aus der Hauptdüse (19a, 20a; 19c 20c; 19e, 20e; 19g; 107, 107′; 118, 119) gegen die Rückseite der Drahtelektrode (15; 102), mittels deren ein Werkstück (7; 101) gerade bearbeitet wird, ausspritzen kann, wobei sich die Drahtelektrode (15; 102) in einem durch Funkenerosion ausgebildeten Schlitz (7A; 103) befindet; und eine Einrichtung (36; 38-1 bis 38-16; 42; 108) zum Steuern des Strömungsmittelflusses von der Hilfsdüse (19b, 20b; 19d, 20d; 19f, 20f; 19-1 bis 19-16, 19-1′ bis 19-8′; 105, 105′) so, daß der Strahlstrom von der Hilfsdüse (19b, 20b; 19d, 20d; 19f, 20f; 19-1 bis 19-16, 19-1′ bis 19-8′; 105, 105′) stets der Rückseite der Drahtelektrode (15; 102) zuge­ wandt ist.

2. Drahtschneide-Elektroentladungseinrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Hilfsdüse (19b, 20b) einen dünnen langgestreck­ ten Schwanzteil umfaßt, der integral mit der Öffnung der Hauptdüse (19a, 20a) zum Erzeugen eines zu der Drahtelektrode (15) koaxialen zy­ lindrischen Strahlstroms ausgebildet ist, wobei die Hilfs­ düse (19b, 20b) drehbar um die Drahtelektrode (15) herum ge­ haltert ist, und wobei die Einrichtung (36) zum Steuern des Strömungsmittelflusses von der Hilfsdüse (19b, (20b) die Dreh­ position der Düse (19, 20) steuert.

3. Drahtschneide-Elektroentlandungseinrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Hilfsdüse (19d, 20d) eine Mehrzahl von kleinen Öffnungen umfaßt, die in einer Reihe zusammen mit der Öff­ nung der Hauptdüse (19c, 20c) angeordnet sind, wobei die kleinen Öffnungen an bzw. in einem Teil (19A, 20A) ausgebildet sind, das die Öff­ nung der Hauptdüse (19c, 20c) zum Erzeugen ei­ nes zu der Drahtelektrode (15) koaxialen zylindrischen Strahlstroms bildet, wobei das gemeinsame Teil (19A, 20A), welches diese Düsen (19c, 20c, 19d, 20d) umfaßt, drehbar um die Drahtelektrode (15) herum gehaltert ist, und wobei die Einrichtung (36) zum Steuern des Strömungsmittelflusses von der Hilfsdüse (19d, 20d) die Drehposition des gemeinsamen Teils (19A, 20A) steuert.

4. Drahtschneide-Elektroentladungseinrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsdüse (19f, 20f) eine Mehrzahl von Rohrteilen umfaßt, die in einer Reihe in engem Kon­ takt miteinander angeordnet sind, wobei die Rohrteile paral­ lel zu einem Rohrteil sind, das die Öffnung der Hauptdüse (19e, 20e) zum Erzeu­ gen eines zu der Drahtelektrode (15) koaxialen zylindri­ schen Strahlstroms bildet, wobei die Öffnung der Hilfsdüse (19f, 20f) als eine Mehrzahl von kleinen Öffnungen ausgebil­ det ist, die in einer Reihe zusammen mit der Öffnung der an sich bekannten Düse (19e, 20e) angeordnet sind, wobei ferner die Rohrteile, welche die Hilfsdüse (19f, 20f) bilden, dreh­ bar um die Drahtelektrode (15) herum gehaltert sind, und wobei die Einrichtung (36) zum Steuern des Strömungsmittel­ flusses von der Hilfsdüse (19f, 20f) die Drehposition der Hilfsdüse (19f, 20f) steuert.

5. Drahtschneide-Elektroentladungseinrichtung nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtung (36; 38-1 bis 38-16; 42; 108) zum Steuern des Strömungsmittelflusses die Bearbeitungsbe­ wegungsrichtung auf der Basis eines Bearbeitungsbewegungs­ befehlssignals für das Werkstück (7; 101) berechnet, so daß sie dadurch die Drehposition der Hilfsdüse (19b, 20b; 19d, 20d; 19f, 20f; 19-1 bis 19-16, 19-1′ bis 19-8′; 105, 105′) auf der Basis ihres Ergebnisses steuert.

6. Drahtschneide-Elektroentladungseinrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsdüse (19-1 bis 19-16 und 19-1′ bis 19-8′) ein Teil um­ faßt, das eine Mehrzahl von Öffnungen hat, die radial und symmetrisch um die Öffnungen der Hauptdüse (19g) zum Erzeugen eines zu der Drahtelektrode (15) koaxialen zylindrischen Strahlstroms angeordnet sind, und daß die Einrichtung (38-1 bis 38-16, 42) zum Steuern des Strömungsmittelflusses von der Hilfsdü­ se (19-1 bis 19-16 und 19-1′ bis 19-8′) ein oder mehrere automatische Öffnungs/Schließ-Ventile (38-1 bis 38-16) um­ faßt, das bzw. die wahlweise mit der Öffnung bzw. den Öff­ nungen der Hilfsdüse (19-1 bis 19-16 und 19-1′ bis 19-8′) verbunden werden, sowie eine Einrichtung (42) zum Steuern des Öffnens und Schließens des automatischen Öffnungs/ Schließ-Ventils bzw. der automatischen Öffnungs/Schließ- Ventile (38-1 bis 38-16).

7. Drahtschneide-Elektroentladungseinrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsdüse (105) drehbar um die Drahtelektrode (102) herum gehaltert ist, so daß der Winkel zu der Drahtelektrode (102) einstellbar ist, wobei die Hilfsdüse (105) eine einzige dün­ ne Düse gebildet wird, deren Spitze auf den Schlitz (103) gerichtet ist, welcher durch Funkenerosion auf der Rücksei­ te der Drahtelektrode (102) ausgebildet worden ist, und wo­ bei die Einrichtung (108) zum Steuern des Strömungsmittel­ flusses von der Hilfsdüse (105) die Drehposition und/oder den Neigungswinkel der Hilfsdüse (105) so steuert, daß der Strömungsmittelfluß von der Hilfsdüse (105) stets auf die Rückseite der Drahtelektrode (102) gerichtet ist.

8. Drahtschneide-Elektroentladungseinrichtung nach An­ spruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (108) zum Steuern des Strömungsmittelflusses von der Hilfsdüse (105) die Drehposition und/oder den Nei­ gungswinkel der Hilfsdüse (105) gemäß einem vorbestimmten Programm steuert.

9. Drahtschneide-Elektroentladungseinrichtung nach An­ spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsdüse (105) oder deren Halter (168) einen Annäherungs- oder Berührungsfühler aufweist, und daß die Einrichtung (108) zum Steuern des Strömungsmittelflusses von der Hilfsdüse (105) die Drehposition und/oder den Neigungswinkel der Hilfsdüse (105) gemäß einem Signal von dem Annäherungs- oder Berührungsfühler steuert.