DE3332119C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drahtführung für die Drahtelek­ trode einer Funkenerosions-Bearbeitungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Drahtführung ist aus der JP-OS 55-1 25 943 be­ kannt. Bei dieser Drahtführung ist ein Führungskörper aus Dia­ mant in einen einstückigen, ganz aus Metall bestehenden Hüll­ körper eingebettet. Der Führungskörper hat eine beidseits sich konisch weitende Durchtrittsöffnung für die Drahtelek­ trode. In stirnseitig vor dem Führungskörper liegenden Mate­ rialschichten des Hüllkörpers sind konische Öffnungen vorge­ sehen, die axial mit der Durchtrittsöffnung in den Führungs­ körper ausgerichtet sind und auf den Führungskörper hin zu­ sammenlaufen. Die konischen Öffnungen gehen stufenlos in die konischen Erweiterungen der Durchtrittsöffnung in dem Füh­ rungskörper über.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Drahtführung, daß die Herstellung der beiderseits sich konisch weitenden Durch­ trittsöffnung in dem Führungskörper aus Diamant sehr aufwen­ dig ist. Die Einbettung des Führungskörpers in einen Hüllkör­ per, der insgesamt aus Metall besteht, bringt weiterhin die Gefahr mit sich, daß elektrische Entladungserscheinungen zwi­ schen der Drahtführung und einem zu schneidenden Werkstück auftreten können. Auch der Führungshalter, in dem die Draht­ führung einsitzt, ist an seiner Stirnseite nicht abge­ schirmt, so daß elektrische Entladungserscheinungen auch zwi­ schen dem Werkstück und den beidseits davon befindlichen Füh­ rungshaltern auftreten können, wenn sich die Führungshalter dicht vor der Werkstückoberfläche befinden. Es besteht des­ halb die Gefahr, daß sich die Durchtrittsöffnung in dem Füh­ rungskörper mit erodiertem Material, Staub, Abrieb usw. zu­ setzt, was zu Betriebsstörungen führen kann, die Schnittge­ schwindigkeit und Schnittgenauigkeit beeinträchtigen und kurze Wartungsintervalle erforderlich machen.

Aus der JP-OS 56-76 337 ist eine als Verbundkörper aufgebau­ te Drahtführung bekannt, zu der ein zweiteilig aufgebauter Hüllkörper und zwei Führungskörper gehören, die insbesondere aus Diamant bestehen können. Die Führungskörper sind unter Verwendung von Sintermaterial in je ein becherförmiges Halb­ teil des Hüllkörpers eingebettet. Die Halbteile werden nach dem Sintern mit Passung zusammengesetzt und miteinander ver­ bunden.

Die Führungskörper haben je eine beidseits sich konisch wei­ tende Durchtrittsöffnung für die Drahtelektrode. Das Halb­ teil des Hüllkörpers und das Sintermaterial, das den Füh­ rungskörper in dem Halbteil hält, weisen jeweils ineinander übergehende konische Öffnungen auf, die in die konische Er­ weiterung der Durchtrittsöffnung in dem Führungskörper über­ gehen.

Die Herstellung dieser bekannten Drahtführung ist höchst auf­ wendig, da der Führungskörper durch das Sintermaterial in dem becherförmigen Halbteil des Hüllkörpers positioniert wer­ den muß. Dabei ist nur sehr schwer eine exakte Ausrichtung der beiden Führungskörper zu erreichen, die aber wegen der Passung der Halbteile erforderlich ist. Beide Führungskörper werden in getrennten Arbeitsgängen in die Halbteile eingesin­ tert, worauf sich eine Nachbearbeitung unter Herstellung der konischen Öffnungen wenigstens an der Berührungsfläche der Halbteile anschließen muß, bevor die Halbteile dann maßgenau zusammengesetzt werden. Darüber hinaus ist auch die doppelte Abstützung der Drahtelektrode an zwei Führungskörpern mit einer dazwischen befindlichen Aufweitung der Durchtrittsöff­ nung nicht unproblematisch, da die Gefahr besteht, daß sich die Durchtrittsöffnung mit erodiertem Material, Abrieb, Staub oder ähnlichem zusetzt, insbesondere bei elektrischen Überschlägen auf das Werkstück.

Aus der US-PS 42 33 486 ist eine Drahtführung mit einem unge­ kapselten Führungskörper bekannt, der unter anderem aus Dia­ mant bestehen kann. Der Führungskörper sitzt am freien Ende eines Halters. Er ist entweder rundum geschlossen oder teil­ weise offen und hat eine Durchtrittsöffnung, die quer zu der Laufrichtung der Drahtelektrode gesehen ein Dreiecksprofil und in Laufrichtung der Drahtelektrode eine konvex gekrümmte Wand hat. Eine solche Durchtrittsöffnung aus einem Diamant­ körper herauszuarbeiten, ist höchst aufwendig.

Aus der FR-OS 24 87 237 ist ein Führungskörper bekannt, der aus Saphir besteht und in einem Führungshalter eingesetzt ist. Die Durchtrittsöffnung in dem Saphirkörper selbst ist konisch angefast. Eine solche Fase ist bei einem Edelstein nur sehr schwer herzustellen.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drahtführung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die konstruktiv unaufwendig ist und verbesserte elektrische Isolationseigenschaften sowie geringere Störan­ fälligkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung sieht eine Einbettung des Führungskörpers aus Diamant in einem zweiteilig aufgebauten, aus Grundteil und Deckel bestehenden Hüllkörper vor. Der Deckel besteht dabei aus nichtleitendem Material, wodurch die elektrischen Isola­ tionseigenschaften der erfindungsgemäßen Drahtführung erheb­ lich verbessert und elektrische Überschläge zum Werkstück hin vermieden werden. Besonders vorteilhaft ist weiterhin, daß die bei der Erfindung vorgesehene rein zylindrische Durchtrittsöffnung in dem Führungskörper sich vergleichswei­ se einfach herstellen läßt und eine präzise Führung der Drahtelektrode gewährleistet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den ver­ bleibenden Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht einer be­ kannten EDM-Vorrichtung, wobei die Beziehung zwi­ schen den Führungshaltern und der Drahtelektrode dar­ gestellt ist,

Fig. 2 eine Längsschnittansicht eines bekannten Füh­ rungshalters mit einem Diamant-Führungsteil,

Fig. 3 eine Längsschnittansicht einer bekannten Saphir- Drahtführung,

Fig. 4 eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Drahtführung,

Fig. 5 eine Längsschnittansicht einer EDM-Vorrichtung, bei der die Beziehung zwischen der Drahtelektrode und den beiden Führungshaltern entsprechend der Erfindung dargestellt ist,

Fig. 6 eine Längsschnittansicht einer Vorrichtung mit Benutzung von Führungshaltern entsprechend einer anderen Ausführung der Erfindung,

Fig. 7 bis 10 Längsschnittansichten verschiedener Ausführungsbeispiele von Führungshaltern entsprechend der Erfindung.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Führungsteil besitzt der nachfolgend als Dia­ mantkörper bezeichnete Führungskörper (21) in seinem Mittelbereich eine zylindrische Durchtrittsöff­ nung (22) mit einem Durchmesser von ca. 0,1 bis 0,5 mm, vor­ zugsweise 0,15 bis 0,3 mm, und meist bevorzugt von 0,17 bis 0,25 mm, z. B. ca. 0,21 mm. Die Durchtrittsöffnung (22) dient als Füh­ rung für eine Drahtelektrode. Ein Deckel (23) ist an einer Seite des Diamantkörpers (21) angeordnet. Der Deckel (23) besitzt eine kegelstumpfförmige Öffnung (24), deren engster Abschnitt (24 a) den gleichen Durchmesser wie die Durchtrittsöffnung (22) des Diamantkörpers (21) besitzt. Der Deckel (23) kann aus ei­ nem leicht bearbeitbaren nichtleitenden Material wie Saphir, Rubin, Keramik oder dergl. hergestellt sein. Der engste Ab­ schnitt (24 a) der kegelstumpfförmigen Öffnung (24) des Deckels (23) sollte mit der Durchtrittsöffnung (22) des Diamantkörpers (21) in Verbindung stehen.

An der anderen Seite des Diamantkörpers (21) ist ein Grund­ teil (25) angeordnet. Das Grundteil (25) wird vorzugsweise aus einem Metallmaterial, beispielsweise aus SUS 304 herge­ stellt. Das Grundteil besitzt eine kegelstumpfförmige Öff­ nung (26), deren engster Abschnitt (26 a) den gleichen Durch­ messer (z. B. 0,21 mm) wie die Durchtrittsöffnung (22) des Diamantkörpers (21) besitzt. Der engste Abschnitt (26 a) der kegelstumpfförmi­ gen Öffnung (26) des Grundteils (25) sollte in einer Stellung gehalten werden, in der der engste Abschnitt (26 a) mit der Durchtritts­ öffnung (22) des Diamantkörpers (21) in Verbindung ist.

Der Deckel (23), der Diamantkörper (21) und das Grundteil (25) werden mit Hilfe von gesintertem Material (27) anein­ ander befestigt oder miteinander verbunden, wobei dieses Material zwischen der Innenfläche des Deckels (23) und der des Grundteils (25) vorhanden ist, wodurch die nachfolgend als Führungsteil bezeichnete Drahtführung (30) gebildet oder zusammengehalten wird.

Wie Fig. 5 zeigt, wird das Führungsteil (30) mittels eines Klebers in einem Hohlraum (33) befestigt, der an einem Ende des mit einer Führungsöffnung (32) für die Drahtelektrode versehenen Führungshalters (31) vorgesehen ist. Es ist auch möglich, das Führungsteil (30) mit dem Hohlraum (33) des Führungshalters (31) durch Verstemmen zu verbinden. Die Außen­ fläche des Führungshalters (31) wird vorzugsweise mit einem nichtleitenden Harzfilm überzogen.

Die eben beschriebene Ausführung der Erfindung besitzt folgende Vorteile. Durch die zwei kegelstumpf­ förmigen Öffnungen (24) (26), von denen sich jeweils der Ab­ schnitt mit größtem Durchmesser an der jeweiligen Außenfläche des Führungsteiles (30) befindet, fällt es einer Bedienungs­ person sehr leicht, den Vorgang des Einsetzens oder Durchführens der Drahtelektrode (3) in bzw. durch die Öff­ nung durchzuführen. Außerdem bestehen der Deckel (23) und das Grundteil (25) aus leichter bearbeitbaren Materialien, so daß die Herstellung und der Zusammenbau des Führungsteils (30) erleichtert ist.

Die Drahtelektrode (3) wird beispielsweise mit einer hohen Geschwindigkeit von ca. 80 mm/sec bewegt. Wenn nun die EDM- Vorrichtung zum Schneiden des Werkstückes (5) betrieben wird, unterliegt deshalb die Wand der Durchtrittsöffnung (22) einer starken Reibwirkung der Drahtelektrode (3). Da jedoch die Wand der Durchtritts­ öffnung (22) in dem sehr harten Diamantkörper liegt, ist die Verschleißrate der Wand sehr gering. Damit besitzt das erfindungsgemäße Führungsteil (30) eine zufriedenstellende Standfestigkeit. Da außerdem die Außenfläche des Führungs­ halters vorzugsweise mit einem nichtleitenden Film beschich­ tet ist, wird eine Elektroerosion des Halters vermieden.

Bei der erwähnten Ausführung der Erfindung kann die aus Sin­ termaterial bestehende Verbindungsmasse auch durch andere Verbindungs- oder Befestigungseinrichtungen ersetzt werden, wie z. B. Kleber oder mechanischen Eingriff. Beispielsweise ist in dem Endabschnitt des Führungshalters (111) in Fig. 10 ein zylindrischer Hohlraum (113) so ausgebildet, daß der Hohl­ raum (113) mit der Öffnung (112) zum Durchführen der Draht­ elektrode (142) in Verbindung steht. Ein metallisches Grund­ teil (114) mit einer kegelstumpfförmigen Öffnung (115) wird in den Hohlraum (113) des Führungshalters (111) eingesetzt. Dann wird ein Diamantkörper (117) mit einer Durchtrittsöffnung (118) zum Durchstecken der Drahtelektrode in den Hohlraum (116) des Metall-Grundteils (114) eingesetzt. Danach wird ein nicht­ leitender Deckel (119) mit einer kegelstumpfförmigen Öffnung (120) auf den Diamantkörper (117) aufgesetzt. Danach wird die Frontkante der Wand des Hohlraums (113) über den nichtleiten­ den Deckel (119) so gebogen, daß der nichtleitende Deckel (119), der Diamantkörper (117) und das metallische Grund­ teil (114) innig verbunden und in dem Hohlraum (113) durch die gebogene Frontkante (111 a) der Hohlraumwand befestigt sind.

Es folgt nun eine Beschreibung der anderen Ausführungen der Erfindung, die in Fig. 6 bis 9 dargestellt sind. Fig. 7 zeigt einen metallischen Führungshalter (131), in welchem ein Füh­ rungsteil-Stützbereich in Form eines zylindrischen Hohlraumes (133) so ausgebildet wird, daß der Durchmesser des Hohlraumes im wesentlichen der gleiche wie der des nicht­ leitenden Deckels (139) ist. Bei dieser Ausführung ist es wichtig, daß die Frontseite des Deckels (139) über die Front­ kante (131 a) der Hohlraumwand des metallischen Führungshal­ ters (131) vorsteht.

Fig. 8 zeigt einen metallischen Führungshalter (131), in wel­ chem ein Hohlraum (133) ausgebildet ist. Andererseits ist ein nichtleitender Deckel (139) so ausgestaltet, daß der untere Abschnitt (139 a) den gleichen Durchmesser wie der Hohlraum (133) des Führungshalters (131) besitzt, und ein Einschnitt (141) an der Außenfläche des Deckels (139) ausgebildet ist, während der obere Abschnitt (139 b) der zylindrischen Fläche des Deckels (139) einen größeren Durchmesser als der untere Abschnitt (139 a) besitzt. Infolge der beschriebenen besonde­ ren Form des Deckels (139) kann der Deckel dadurch an dem Führungshalter (131) befestigt werden, daß die Frontkante (131 a) des Führungshalters (131) in den Einschnitt (141) des Deckels (139) hineingebogen und eingefügt wird.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführung, bei der der obere Ab­ schnitt (139 b) des nichtleitenden Deckels (139) einen klei­ neren Durchmesser als der untere Abschnitt (139 a) aufweist, so daß der obere Abschnitt (139 b) über die Frontkante (131 a) des Führungshalters (131) vorsteht und an dem Führungsteil (131) mit Hilfe dessen nach innen gebogener Frontkante (131 a) befestigt ist.

Fig. 6 zeigt eine EDM-Vorrichtung, bei der zwei Führungshal­ ter (a) (b) mit der Ausführung und dem Aufbau, wie er in einer der Fig. 6 bis 9 dargestellt ist, benutzt wird, und bei der eine Drahtelektrode (142) zum Schneiden eines Werkstückes (143) mittels der Führungshalter (a) (b) bewegt werden kann. Bei dieser Vorrichtung sind den beiden Seitenflächen des Werk­ stückes (143) die nichtleitenden Deckel (139) (139′) zugewendet, so daß kein elektrisches Entladungsphänomen zwischen dem Werkstück (143) und einem der Führungshalter (a) (b) auf­ treten kann, auch wenn die Führungshalter in enger Nach­ barschaft zu dem Werkstück (143) angeordnet sind. Aus die­ sem Grunde tritt kein elektrischer Überschlag zwischen den beiden Deckeln (139) (139′) auf, so daß die die Drahtelektrode führenden Öffnungen (138) (138′) nicht mit Abriebteilen, fei­ nen Partikeln und dergl. verstopft werden. Es ist also mit dieser EDM-Vorrichtung möglich, ein Werkstück glatt und mit hoher Bearbeitungsgenauigkeit störungsfrei zu schneiden. Auch braucht bei dieser Vorrichtung nicht so häufig ein Wartungsvorgang durchgeführt werden.

Claims (7)

1. Drahtführung für die Drahtelektrode einer Funkenerosions- Bearbeitungsvorrichtung mit einem Führungskörper aus Diamant, der eine Durchtrittsöffnung für die Drahtelektrode aufweist und in einen Hüllkörper eingebettet ist, der auf beiden Seiten des Führungskörpers je eine konische, sich zu der Durchtrittsöffnung verjüngende und darin übergehende Öffnung hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüllkörper zweigeteilt ist, dergestalt, daß an einer Seite des Führungskörpers (21) ein Deckel (23) aus elektrisch nichtleitendem Material, und an der anderen Seite des Füh­ rungskörpers (21) ein Grundteil (25) aus Metall befestigt sind, und daß die Durchtrittsöffnung (22) in dem Führungs­ körper (21) zylindrisch ist und an den jeweils eng­ sten Abschnitt (24 a, 26 a) der konischen Öffnungen (24, 26) in Deckel (23) und Grundteil (25) angrenzt.

2. Drahtführung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Führungskörper (21), der Deckel (23) und das Grundteil (25) durch Sintermaterial oder einen Kleber miteinander verbunden sind.

3. Drahtführung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Führungskörper (21), der Deckel und das Grundteil (25) durch mechanischen Eingriff miteinan­ der verbunden sind.

4. Drahtführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper (21), der Deckel (23) und das Grundteil (25) in einen Führungs­ halter (31) eingebaut sind.

5. Drahtführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Füh­ rungshalters (31) mit einem elektrisch nichtleitenden Film beschichtet ist.

6. Drahtführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (23) über die Vorderkante des Führungshalters (31) vorsteht.

7. Drahtführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (23) aus Saphir, Rubin oder Keramik besteht.