DE3340980A1

DE3340980A1 - Verfahren und vorrichtung zur elektroentladungsbearbeitung mit rueckstandsbeseitigung

Info

Publication number: DE3340980A1
Application number: DE19833340980
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Tokyo Inoue
Original assignee: Inoue Japax Research Inc
Current assignee: Inoue Japax Research Inc
Priority date: 1982-11-11
Filing date: 1983-11-11
Publication date: 1984-05-17
Also published as: IT8349328A0; US4590352A; GB2129728B; GB8329985D0; JPS5988218A; GB2129728A; IT1168242B; FR2535999B1; FR2535999A1; JPH0244649B2

Description

Inoue-Japax Research Incorporated Yokohamashi, Kanagawaken, Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Elektroentladungsbearbeitung mit Rückstandsbeseitigung

Die Erfindung bezieht sich auf die Elektroentladungsbearbeitung (EDM) und insbesondere auf ein neues und verbessertes Elektroentladungsbearbeitungsverfahren nebst Vorrichtung zum Bearbeiten eines elektrisch leitenden Werkstücks mit einer Werkzeugelektrode, z. B. zur Bildung eines Hohlraums im Werkstück mittels der Werkzeugelektrode, die eine Bearbeitungsoberfläche wesentlicher Flächengröße hat, die eine dem zu bildenden Hohlraum komplementäre Form hat.

Das EDM-Verfahren dieser Art wurde gewöhnlich bisher in einem dielektrischen Fluid, wie z. B. Kerosin (Paraffin) oder Transformatoröl , durchgeführt, das in einem Arbeitstank enthalten war. Ein Werkstück wird in das dielektrische Fluid im Arbeitstank tief eingetaucht, und eine Werkzeugelektrode wird in das dielektrische Fluid ebenfalls eingetaucht und dem Werkstück unter Abstand gegenübergestellt. Der zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück begrenzte Bearbeitungsspalt ist so tief in das dielektrische

Fluid im Arbeitstank eingetaucht. Eine Folge elektrischer Entladungen wird zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück durch den Bearbeitungsspalt zur elektroerosiven Materialabtragung vom Werkstück erzeugt. Beim Fortschritt der Materialabtragung wird die Werkzeugelektrode in das Werkstück vorgerückt, bis die benötigte Tiefe eines gewünschten Hohlraums erreicht ist.

Obwohl das beschriebene herkömmliche Verfahren als allgemein befriedigend und für industrielle Zwecke annehmbar befunden wurde, besteht ein anhaltender Bedarf, die Abtragungsgeschwindigkeit und den allgemeinen Bearbeitungswirkungsgrad zu steigern. Außerdem sei erwähnt, daß das dielektrische Fluid der erwähnten Art hochentflammbar ist, so daß eine Anzahl von Maßnahmen erforderlich ist, um ein Feuer zu vermeiden bzw. ein Feuer, wenn es dennoch auftritt, zu bekämpfen. Andererseits war es beim Drahtschneid-EDM-Verfahren, d. h. einem in der Bearbeitungsart vom Hohlraumsenk-EDM sehr verschiedener EDM-Typ, die übliche Praxis, als das Bearbeitungsfluid reines oder destilliertes Wasser zu verwenden, das überhaupt nicht entflammbar ist. So wurden Versuche durchgeführt, das reine oder destillierte Wasser als Bearbeitungsfluid beim Hohlraumsenk-EDM-Verfahren zu verwenden. Es erwies sich jedoch, daß der mit dem Wasserfluid erhaltene Hohlraumsenk-Wirkungsgrad erheblich geringer als der mit Kerosin oder Transformatoröl erhältliche ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues und verbessertes EDM-Verfahren der beschriebenen Art zu entwickeln, das von der Feuergefahr völlig frei ist und doch die Durchführung des Hohlraumsenkens mit einem Wirkungsgrad ermöglicht, der mit dem mit Kerosin oder Trans-

formatoröl erreichbaren vergleichbar oder diesem sogar überlegen ist, und eine neue und verbesserte EDM-Vorrichtung zur Durchführung des neuen EDM-Verfahrens zu entwickeln.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird_x ist zunächst ein Elektrobearbeitungsverfahren zum Bearbeiten eines elektrisch leitenden Werkstücks, bei dem man eine Werkzeugelektrode dem Werkstück unter Abstand gegenüberstellt, um einen Bearbeitungsspalt dazwischen zu bilden, eine nichtentflammbare BearbeitungsflUssigkeit in den Bearbeitungsspalt einspritzt und darin elektrische Entladungen zur elektroerosiven Materialabtragung vom Werkstück und zur wenigstens teilweisen Zersetzung der eingespritzten Flüssigkeit unter sich dadurch ergebender Bildung von Bearbeitungsprodukten im Spalt erzeugt, wodurch die Bearbeitungsprodukte an Menge wachsen, mit dem Kennzeichen, daß man den Bearbeitungsspalt im wesentlichen direkt zu einem Bereich atmosphärischer Luft offen vorsieht, die Bearbeitungsprodukte aus dem Bearbeitungsspalt in diesen Bereich unter wenigstens teilweise wachsender Anhäufung als Rückstand auf einer dem Bearbeitungsspalt benachbarten Oberfläche des Werkstücks ausspritzt und

den wachsenden Rückstand mit einer Bürsteneinrichtung zur wesentlichen Beseitigung der angehäuften Bearbeitungsprodukte von der Oberfläche abwischt.

Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 12 gekennzeichnet.

Insbesondere ist die Bearbeitungsflüssigkeit eine Flüssigkeit auf Wasserbasis, und das Werkstück kann in einem

Arbeitstank so angeordnet werden, daß es in dem erwähnten Bereich von atmosphärischer Luft umgeben ist. Alternativ kann das Werkstück in einem Arbeitstank angeordnet sein, der mit einem Volumen der wässerigen Flüssigkeit so gefüllt ist, daß diese das darin angeordnete Werkstück gerade abdeckt. Dann sollte die Dicke der wässerigen Flüssigkeit über der Oberseite des Werkstücks vorzugsweise im Bereich von 2 bis 10 mm sein.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einer Einrichtung zum Positionieren einer Werkzeugelektrode in beabstandeter Gegenüberstellung mit einem Werkstück zur Bildung eines Bearbeitungsspaltes, einer Einrichtung zum Einspritzen einer Bearbeitungsflüssigkeit in den Bearbeitungsspalt und einer Stromquelle zur Erzeugung elektrischer Entladungen zur elektroerosiven Materialabtragung vom Werkstück und zur wenigstens, teilweisen Zersetzung der eingespritzten Flüssigkeit unter sich dadurch ergebender Bildung von Bearbeitungsprodukten im Spalt, wodurch die Bearbeitungsprodukte an Menge wachsen, mit dem Kennzeichen, daß der Bearbeitungsspalt zu einem Bereich der Atmosphäre im wesentlichen qeöffnet ist, daß die Bearbeitunqsprodukte aus dem Bearbeitungsspalt in diesen Bereich unter wenigstens teilweiser wachsender Anhäufung als Rückstand auf einer dem Bearbeitungsspalt benachbarten Oberfläche des Werkstücks ausspritzbar sind und daß eine Bürsteneinrichtung zur wesentlichen Beseitigung der angehäuften Bearbeitunqsprodukte von der Oberfläche durch Abwischen vorgesehen ist.

Vorzugsweise ist die Bürsteneinrichtunq eine Drehbürsteneinrichtunq.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung, z. T. als Seitenansicht und z. T. schematisch, zur Veranschaulichung eines Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung mit der Einrichtung zur Entfernung eines Rückstands von Bearbeitungsprodukten auf einer dem Bearbeitungsspalt benachbarten Werkstückoberfläche; und

Fig. 2 und 3 eine Seitenansicht und einen Grundriß, die schematisch eine EDM-Anordnung gemäß der Erfindung mit einer anderen Ausführungsart der Rückstandsentfernungseinrichtung veranschaulichen,

In Fig. 1 ist eine EDM-Vorrichtung 1 als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es wurde gefunden, daß die Erfindung besonders vorteilhaft zur Verwendung bei einem Senk-EDM-Verfahren zur Bildung eines Hohlraums einer erheblichen Oberflächenausdehnung, z. B. mehr als

2 cm , dient. Die dargestellte Vorrichtung 1 enthält ein a ~"

Mschinenbett, auf dem ein Kreuztisch 3 montiert ist, der so beschaffen ist, daß er darauf einen in einer horizontalen oder X-Y-Ebene verschiebbaren Arbeitstank 4 trägt. Im Arbeitstank 4 ist ein elektrisch leitender Arbeitstisch in fester Lage gehalten, um ein Werkstück W fest darauf zu montieren. Das Werkstück W wird nach der Darstellung mit einer Werkzeugelektrode E in einem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet. Die Werkzeugelektrode E hat eine Bearbeitungsoberfläche S (einer Fläche z. B. von mehr als 2 cm ), die unter Abstand dem Werkstück W über einen

Bearbeitungsspalt G gegenübergestellt ist, wobei die Bearbeitungsoberfläche S dem Umriß eines im Werkstück W zu bearbeitenden Hohlraums komplementär ist. Die Werkzeugelektrode E wird von einem vertikalen Schaft 6 getragen, der vertikal durch eine Antriebseinheit 7 auf- und abbewegbar ausgelegt ist. Die letztere enthält einen auf eine §paltvariable, z. B. die Spannung durch den Bearbeitungsspalt, ansprechenden Servomechanismus zur Verschiebung der Werkzeugelektrode E derart, daß der Bearbeitungsspalt G im wesentlichen konstant beibehalten wird. Vorzugsweise enthält die Antriebseinheit 7 auch einen Elektroden-Hin- und -Herbewegungsmechanismus zum intermittierenden Zurückziehen der Werkzeugelektrode E, während sie durch den Servomechanismus vorgerückt wird. Die Werkzeugelektrode E ist elektrisch über den leitenden Schaft 6 mit einem Ausgangsanschluß einer EDM-Stromquelle verbunden, deren anderer Ausgangsanschluß elektrisch über den leitenden Arbeitstisch 5 mit dem Werkstück W verbunden ist.

Weiterjhat die Werkzeugelektrode E eine Mehrzahl von inneren Bohrungen 9, die jeweils am Bearbeitungsspalt G an beabstandeten Stellen an der Elektrodenbearbeitungsoberfläche S münden. Die inneren Bohrungen 9 laufen an ihren Quellenseiten in einem Einlaßkanal 10 zusammen, der durch den Schaft 6 zur Aufnahme eines nichtentflammbaren Bearbeitungsfelds F aus einem Behälter 11 verläuft. Eine Pumpe 12 ist vorgesehen, um das Bearbeitungsfeld F aas dem Behälter 11 zu ziehen, und speist es durch eine

kanal Leitung 13 in den Fluideinlaß 10. Ein Ventil 14 ist in der Leitung 13 vorgesehen und wird durch eine Steuereinheit reguliert, um den Volumenströmungsdurchsatz des in den Bearbeitungsspalt G durch die inneren Bohrungen 9 zugeführten

16 Fluids F zu steuern. Ein weiteres Ventil/ist vorgesehen, um einen Teil des durch die Pumpe 12 abgezogenen Fluids F in den Behälter 11 zurückzuführen, und kann reguliert werden, um den Abgabedruck des in den Bearbeitungsspalt G zugeführten Bearbeitungsfelds zu sti wird von einem Motor 17 angetrieben.

zugeführten Bearbeitungsfelds zu steuern. Die Pumpe 12

Das Bearbeitungsfluid F sollte bei der Durchführung vorliegender Erfindung aus einer Wasserbasis-FTüssigkeit bestehen, die wesentlich nichtentflammbar ist, jedoch vorzugsweise die Verwendung reinen oder destillierten Wassers allein ausschließt. So enthält die Bearbeitungsflüssigkeit F vorzugsweise einen geringen Anteil, etwa 0,1 bis 5 Gew. %, eines organischen Stoffes, möglicher-

te i i
weise auch einen kleinen An etwa 0,1 bis 5 Gew. %, eines Kohlenwasserstoffes, wie z. B. Kerosin oder Transformatoröl, und Rest Wasser. Das Wasser sollte vorzugsweise einen

3 5 spezifischen Widerstand im Bereich von 10 bis 10 0hm.cm haben. Der organische Stoff kann fest, etwa in pulveriger Form, sein, ist jedoch vorzugsweise eine wasserlösliche organische Flüssigkeit, die weiter vorzugsweise ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel ist. Ein bevorzugtes Beispiel des wasserlöslichen organischen Stoffes zur Verwendung im Rahmen der Erfindung ist ein Siliconöl und insbesondere ein polyätherdenaturiertes Siliconöl. Andere Beispiele des wasserlöslichen organischen Stoffes zur erfindungsgemäßen Verwendung umfassen Äthylenglycol, Polyäthylenglycol , Propylen'glycol , Glyzerin, Distylenglycol, PolyaTkyläther und einen höheren (Fett)Alkohol.

Der Kreuztisch 3 wird von einem X-Achsenmotor 18 und einem Y-Achsenmotor 19 angetrieben, um den Arbeitstank 4 und damit den darin befestigten Arbeitstisch 5 zu verschieben

und so das Werkstück W in einem X-Y-Planar- oder -Horizontalkoordinatensystem relativ zu einer Vertikalachse der Werkzeugelektrode E oder der Längsachse des Schaftes 6 zu positionieren. Die Motoren 18 und 19 können auch angetrieben werden, um das Werkstück W translatorisch längs einer vorgewählten Orbitalbahn in der X-Y-Ebene bei einem Eridbearbeitungsschritt zu verschieben. So werden die

W Werkzeugelektrode E und das Werkstück in einem ersten oder Rohbearbeitungsschritt relativ durch die Antriebseinheit 7 verschoben, um das Eindringen der Werkzeugelektrode in das Werkstück W zu bewirken, bis die erforderliche Tiefe des Hohlraums erreicht ist, und in einem zweiten oder Endbearbeitungsschritt relativ durch die Motoren 18 und 19 verschoben, um eine wirksame translatorische Bewegung der Werkzeugelektrode E in der X-Y-Ebene senkrecht zur Richtung des Eindringens zu bewirken. Vorzugsweise werden sowohl zur Positionierungs- als auch zur Translationsbewegung des Werkstücks W die Motoren 18 und 19 unter den Steuerbefehlen einer numerischen Steuereinheit 20 angetrieben.

Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung ist es

wesentlich, daß der zwischen der Werkzeugelektrode E und

G dem Werkstück W begrenzte Bearbeitungsspalt im wesentlichen offen zu einem oder angrenzend an einen Bereich atmosphärischer Luft im Arbeitstank 4 gehalten wird, was im Gegensatz zur herkömmlichen Anordnung steht, bei der der Bearbeitungsspalt G tief in das Bearbeitungsfluid eingetaucht oder tief unterhalb dessen Oberfläche im Arbeitstank angeordnet ist.

Unter der angegebenen oder zur Luft offenen Spaltbe-

dingung wird das Bearbeitungsfluid F beim erfindungsgemäßen Verfahren mit einem ausreichenden Volumenströmungsdurchsatz. vorzugsweise zwischen 10 und 1000 cm /min und ganz besonders

von 5 bis 500 cm /min, vom Behälter 11 in den Bearbeitungsspalt G zugeführt, und man läßt es aus dem Bearbeitungsspalt G direkt in die atmosphärische Luft gelangen oder spritzen. Eine Folge elektrischer Impulse wird von der EDM-Stromquelle 8 zwischen der Werkzeugelektrode E urld dem Werkstück W angelegt, um gesonderte, zeitlich beabstandete elektrische Entladungen durchden Bearbeitungsspalt G in der Gegenwart des Bearbeitungsfluids F zu erzeugen und dadurch elektroerosiv Material vom Werkstück W abzutragen. Das §pritzende Bearbeitungsfluid F, das darin die Spalt-EDM-Produkte und Funken mitführt, ist dargestellt und mit der Bezugsziffer 21 bezeichnet^ Die Spritzer 21 des Bearbeitungsfluids F außerhalb des EDM-Spalts können ggf. durch Schwerkraft direkt auf den Boden des Arbeitstanks 4 und auch zunächst direkt auf das Werkstück W fallen und über dieses fließend dann auf den Boden des Arbeitstanks 4 gelangen. Das Fluid F fließt dann aus dem Arbeitstank 4 in eine Abflußeinheit oder ein Becken 22 heraus.

Oberhalb der Werkzeugelektrode E und des Werkstücks W innerhalb des Arbeitstanks 4 ist eine Abdeckung 23 in der Form eines nach unten geöffneten Kastens oder Schirms angeordnet, um das verbrauchte Bearbeitungsfluid F, die Spalt-EDM-Produkte und Funken zu sammeln, die aus dem Bearbeitungsspalt G herausspritzen. Man läßt die durch die Abdeckung 23 erfaßten Stoffe durch Schwerkraft teilweise auf das Werkstück W und teilweise auf den Boden des Arbeitstanks 4 fallen und von da aus dem Arbeitstank 4 in die Abflußeinheit 22 fließen. Der Arbeitstank 4 hat

eine ausreichend hohe Wand, so daß der Bearbeitungsspalt G ausreichend unter deren Oberende angeordnet ist und so die Spritzer sämtlich darin erfaßt werden. Um dies zu sichern, ist außerdem ein nach innen vorspringendes Schutzblech 24 um das Oberende des Arbeitstanks 4 vorgesehen. Außerdem werden Gase und Nebel, die aus dem Bearbeitungsspalt G kommen und der Abdeckung 23 entweichen, in einem mit einem Gebläse 26 verbundenen Ventilator 25 erfaßt. Das Gebläse 26 wird verwendet, um die Gase und Nebel aus dem Arbeitstank 4 abzuziehen. Eine Gasbehandlungseinheit 27 kann vorgesehen sein, um diese Gase und Nebel zwecks ihrer Beseitigung oder Abgabe nach Harmlosmachung zu filtrieren und zu behandeln.

Die Werkzeugelektrode E kann aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder einer Wolframlegierung bestehen, wie es üblich ist, doch wurde gefunden jklaß sie vorzugsweise aus einer Kohlenstoff(Graphit)- oder Sinterkohlenstoff (Graphit)-Metall (z. B. Kupfer oder Eisen)-Mischung zusammengesetzt sein sollte. Es wurde allgemein gefunden, daß ein Elektrodenmaterial mit höherer Wärmekapazität oder geringerer Wärmeleitung zu bevorzugen ist.

Während die EDM-StromquelIe 8 der Art sein kann, die eine gleichmäßige Folge von EDM-Impulsen erzeugt, wurde als zu bevorzugen gefunden, eine Stromquelle 8 zu verwenden, die sich zur Lieferung einer Folge von zeitlich beabstandeten Reihen elektrischer Impulse eignet, wie z. B. in der US-PS 4 288 675 beschrieben ist. Das Bearbeitungsfeld F wird in den Bearbeitungsspalt G vorzugsweise durch die eine oder mehreren inneren Bohrungen 9 in der Werkzeugelektrode E zugeführt, obwohl es auch durch einen

oder mehrere im Werkstück W gebildete Kanäle oder mittels einer oder mehrerer in der Nähe des Bearbeitungsspalts angeordneter Düsen zugeführt werden kann.

Das Bearbeitungsfluid F kann entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich in den Bearbeitungsspalt G eingeführt werden. Weiter kann die intermittierende Zufuhr des Bearbeitungsfelds F in den Bearbeitungsspalt G vorteilhaft mit der Hin- und Herbewegung oder der intermittierenden Zurückziehung der Werkzeugelektrode E synchronisiert werden, so daß das Bearbeitungsfluid F in den Bearbeitungsspalt G selektiv während der Zeitdauer zugeführt wird, in der die Werkzeugelektrode E zurückgezogen ist.

Die Vorrichtung J_ enthält gemäß einem weiteren wichtigen Merkmal der Erfindung eine Einrichtung 28 zur BeZi '
seitigung eines Rückstands von Bearbeitungsprodukten 21 auf einer an den Bearbeitungsspalt G angrenzenden Werkstückoberfläche. Die mengenmäßig anwachsenden und aus dem Bearbeitungsspalt G in den Atmosphärenbereich ausgespritzten Spalt-Bearbeitungsprodukte 21 neigen zur wachsenden Anhäufung als Rückstand 21' auf einer an den Bearbeitungsspalt G angrenzenden Oberfläche des Werkstücks W. Ein solcher Rückstand 21' neigt zur Bildung, wo die Volumenströmung der in den Bearbeitungsspalt G eingespritzten Bearbeitungsflüssigkeit F zu begrenzen ist. Wenn sich der Rückstand 21' bildet, werden weitere Bearbeitungsprodukte im Bearbeitungsspalt G blockiert, an einer glatten Ausspritzung in den Atmosphärenbereich gehindert und somit zum Verweilen im Bearbeitungsspalt G gezwungen, wodurch ein Kurzschlußzustand darin verursacht wird. Weiter neigt der Bearbeitungsentladungsstrom zum Nebenschluß durch den Rückstand 21',

so daß eine unerwünscht streuende Bearbeitung im Werkstück W auftritt.

Die gezeigte Rückstandsbeseitigungseinrichtung 28 weist eine Drehtrommel 29 mit elektrisch nichtleitenden Borsten, allgemein zähen und flexiblen Elementen₇30 auf, die an deren Umfangsflache ausgebildet oder eingebettet sind. Die Trommel 29 wird um ihre horizontal erstreckte Achse von einem (nicht dargestellten) Motor gedreht, um den Rückstand 21' mit den Elementen 30 in einen Behälter oder eine Leitung 31 zu fegen oder zu bürsten, die unter Saugwirkung gesetzt und durch eine Leitung 33 mit einer Zyklon- oder Trenneinrichtung 32 verbunden ist. So werden die von der Werkstückoberfläche abgefegten oder abgebürsteten und abgewischten Bearbeitungsprodukte 21 in einem fluidisierten Zustand unter Saugwirkung in die Zykloneinrichtung 32 durch deren Einlaß 32a gefördert, und in der Zykloneinrichtung werden sie in feste, flüssige und gasförmige Bestandteile getrennt, die in einem Sammler 32b erfaßt, durch einen Flüssigkeitsauslaß 32c abgegeben bzw. durch einen Gasauslaß 32d abgeblasen werden. Die den Besen oder die Bürste bildenden Elemente 30 können magnetisierte Elemente sein, um die Beseitigung der ferromagnetischen Bestandteile im Rückstand 21' zu erleichtern. So kann jedes Element eines sein, das aus Kunstharz besteht, in welchem Dauermagnetteilchen verteilt sind. Statt der Dauermagnetteilchen können magnetisierbare Teilchen zur Magnetisierung durch einen äußeren Elektro- oder Dauermagnet verteilt sein, der in der Bürsteneinrichtung 28 angeordnet ist. Die Einrichtung 28 ist vorzugsweise um den Bearbeitungsspalt G drehbar angeordnet, um eine vollständige Entfernung des Rückstands 21' auf der Werkstückoberfläche zu sichern.

Beispiel I

Unter Verwendung einer"Graphitwerkzeugelektrode mit

3 einem spezifischen Widerstand von 3,0 χ 10 Ohm.cm wurde ein aus SKD-11 (japanische Industrienormen) bestehendes Werkstück W in einem ersten Versuch nach dem bekannten EDM-Verfahren und in einem zweiten Versuch unter Verwendung der allgemein in Fig. 1 gezeigten neuen EDM-Anordnung bearbeitet. Bei jedem Versuch wurde die Werkzeugelektrode positiv gepolt, und das Werkstück wurde negativ gepolt. Der zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück gebildete Bearbeitungsspalt hatte eine

2
Maximalfläche von 50,24 cm . Die Bearbeitungsbedingungen waren so festgelegt, daß eine Oberflächenrauhigkeit von 50 bis 60 MmRmax auf dem bearbeiteten Werkstück mit einem relativen Elektrodenverschleiß von 1 bis 2 % erhalten wurde.

Beim ersten Versuch mit der herkömmlichen EDM-Anordnung wurde der zwischen der Werkzeugelektrode und dem Werkstück gebildete Bearbeitungsspalt tief in ein dielektrisches Fluid eingetaucht, das aus einem Kohlenwasserstofföl der Kerosin gruppe bestand, wie es gewöhnlich an einer Tankstelle erhältlich ist. Die Bearbeitung lief mit einer Durchschnittsabtragungsgeschwindigkeit von 2,5 g/min ab. Da das Bearbeitungsfeld eine entflammbare Flüssigkeit war, mußte Sorgfalt zur Vermeidung eines möglichen Feuers geübt werden.

Beim zweiten Versuch bestand das Bearbeitungsfeld aus einer Flüssigkeit auf Wasserbasis, die aus 1 Gew. % eines wasserlöslichen Siliconöls, insbesondere eines

polyätherdenaturierten Siliconöls, und dem Rest im wesentlichen reinem oder destilliertem Wasser mit einem spezi-

4
fischen Widerstand von 3 χ 10 Ohm.cm bestand. Eine solche flüssigkeit ist überhaupt nicht entflammbar. Die Bearbeitungsflüssigkeit wurde in den Bearbeitungsspalt

3 mit einem Volumenströmungsdurchsatz von 50 bis 100 cm /min eingeführt. Man fand, daß die Bearbeitung mit einer Durchschnittsabtrag .ungsgeschwindigkeit von 3,9 g/min,

en
d. h. mehr als 50 % höher als der nach dem herkömmlichen EDM-Verfahren ablief, um den gleichen Oberflächenendzustand mit dem gleichen Elektrodenverschleißverhältnis zu erzielen.

Aus den obigen Versuchen ersieht man, daß nicht nur das EDM-Verfahren nach der vorstehend erläuterten neuen Art völlig frei von Feuersgefahr ist, sondern daß es auch einen höheren Bearbeitungswirkungsgrad als das beschriebene herkömmliche EDM-Verfahren hat.

Anhand der Fig. 2 und 3, wo die gleichen wie die in Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bestandteile oder Teile bezeichnen, wird eine andere Art der Rückstandsentfernungseinrichtung beschrieben, die vier Einheiten 34 aufweist, die jeweils längs der vier Seiten einer im Querschnitt quadratischen Werkzeugelektrode E angeordnet sind. Ein fest auf dem Arbeitstisch 5 mittels einer Klemme 35 montiertes Werkstück W wird nach der Darstellung in einer vorstehend beschriebenen Weise mittels dieser Elektrode E bearbeitet. Jede Einheit 34 weist einen Endlosriemen 36 auf, an dessen gesamten Außenfläche zähe oder selbsttragende und flexible Bürstelemente 37 in der Form von Federn, Borsten, Fäden oder Bändern gebildet

sind, die aus einem Kunstharz, wie ζ. Β. "Nylon" bestehen. Der Endlosriemen 36 wird auf einem Paar von Rollen gehalten, deren eine Rolle 38 freydrehbar ist und deren andere Rolle 39 von einem Motor 40 über eine Transmission 41 gedreht wird. Die Achse 42 für die Rolle 39 ist auf einem Träger 43 gelagert, der fest auf dem Arbeitstisch 5 montiert ist. Der Motor 40 und die Transmission 41 sind auf einem Bock 44 befestigt, der seinerseits auf dem Arbeitstisch 5 montiert ist. Die Achse 42 und die Achse 45 für die drehbare Rolle werden fest von einem Träger 46 getragen, der anhebbar an einem Stift 47 mit einer Kolbenstange 48 verbunden ist, die von einem Zylinder 49 vorragt, welch letzerer fest auf dem Arbeitstisch 5 montiert ist. Bei maximal herausragender Kolbenstange 48 wird die Einheit mit dem Endlosriemen 36 zur Aufrechtstenung, d. h. von der Werkstückoberfläche weg, gedreht, wie durch eine Strichel1inie 36' angedeutet ist. Bei in den Zylinder 49, wie dargestellt, zurückgezogener Kolbenstange 48 wird die Einheit mit dem Endlosriemen 36 in Bürstenanlage mit der Werkstückoberfläche gebracht. Jede Drehbürsteneinheit 34 arbeitet durch Speisen des zugehörigen Motors 40 und streift Rückstand 21' aus dem Bereich des Bearbeitungsspalts G ab.

Claims

Ansprüche

f\ .j Elektroentladungsbearbeitungsverfahren zum Bearbeiten eines elektrisch leitenden Werkstücks, bei dem man eine Werkzeugelektrode dem Werkstück unter Abstand gegenüberstellt, um einen Bearbeitungsspalt dazwischen zu bilden, eine nichtentflammbare BearbeitungsflUssigkeit in den Bearbeitungsspalt einspritzt und darin elektrische Entladungen zur elektroerosiven Materialabtragung vom Werkstück und zur wenigstens teilweisen Zersetzung der eingespritzten Flüssigkeit unter sich dadurch ergebender Bildung von Bearbeitungsprodukten im Spalt erzeugt, wodurch die Bearbeitungsprodukte an Menge wachsen,

dadurch gekennzeichnet, daß man den Bearbeitungsspalt (G) im wesentlichen direkt zu einem Bereich atmosphärischer Luft offen vorsieht, die Bearbeitungsprodukte (21) aus dem Bearbeitungsspalt (G) in diesen Bereich unter wenigstens teilweise wachsender Anhäufung als Rückstand (21') auf einer dem Bearbeitungsspalt (G) benachbarten Oberfläche des Werkstücks (W) ausspritzt und

den wachsenden Rückstand (21') mit einer Bürsteneinrichtung (28; 34) zur wesentlichen Beseitigung der angehäuften Bearbeitungsprodukte (21') von der Oberfläche abwischt.

581-(A 1493)-TF
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (W) zur Bildung eines Hohlraums darin bearbeitet wird und die Werkzeugelektrode (E) eine zum Hohlraum komplementäre Bearbeitungsoberflächenform (S) aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsoberfläche (S) eine Fläche von mehr als 2 cm hat.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bearbeitungsflüssigkeit eine wässerige Flüssigkeit verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, .

daß die wässerige Flüssigkeit in den Bearbeitungsspalt (G) mit einem Volumenströmungsdurchsatz im Bereich von

3
10 bis 1000 cm /min eingespritzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (W) in einem Arbeitstank (4) so angeordnet wird, daß es in dem Bereich von atmosphärischer Luft umgeben ist.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (W) in einem Arbeitstank (4) angeordnet wird,

der mit einem derartigen Volumen der wässerigen Flüssigkeit (F) gefüllt ist, daß sie gerade das darin angeordnete Werkstück (W) abdeckt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der wässerigen Flüssigkeit liber der Oberseite des Werkstücks (W) im Bereich von 2 bis 10 mm liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wässerige Flüssigkeit aus 0 bis 5 Gew. % wenigstens eines Kohlenwasserstoffes, 1 bis 5 Gew. % wenigstens eines von Kohlenwasserstoffen verschiedenen organischen Stoffes und Rest im wesentlichen Wasser besteht.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Stoff wenigstens einer der Gruppe Siliconöl, Äthylenglycol, Polyäthylenglycol, Propylenglycol, Glyzerin, Disthylenglycol, Polyalkyläther und ein höherer (Fett-)Alkohol ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliconöl ein polyäthylendenaturiertes Siliconöl ist.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der organische Stoff ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel ist.
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einer Einrichtung zum Positionieren einer Werkzeugelektrode in beabstandeter Gegenüberstellung mit einem Werkstück zur Bildung eines Bearbeitungsspaltes, einer Einrichtung zum Einspritzen einer Bearbeitungsflüssigkeit in den Bearbeitungsspalt und einer Stromquelle zur Erzeugung elektrischer Entladungen zur elektroerosiven Materialabtragung vom Werkstück und zur wenigstens teilweisen Zersetzung der eingepritzten Flüssigkeit unter sich dadurch ergebender Bildung von Bearbeitungsprodukten im Spalt, wodurch die Bearbeitungsprodukte an Menge wachsen,

dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsspalt (G) zu einem Bereich der Atmosphäre im wesentlichen geöffnet ist,

daß die Bearbeitungsprodukte (21) aus dem Bearbeitungsspalt (G) in diesen Bereich unter wenigstens teilweiser wachsender Anhäufung als Rückstand (21') auf einer dem Bearbeitungsspalt (G) benachbarten Oberfläche des Werkstücks (W) ausspritzbar sind und

daß eine Bürsteneinrichtung (28; 34) zur wesentlichen Beseitigung der angehäuften Bearbeitungsprodukte (21') von der Oberfläche durch Abwischen vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

daß die Bürsteneinrichtung (28; 34) eine Drehbürsteneinrichtung ist.