DE3715844C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drahtführungsvorrichtung für die Drahtelektrode einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine, wobei die Drahtführungsvorrichtung Führungselemente mit V-förmiger Nut aufweist.

Eine derartige Drahtführungsvorrichtung ist aus der EP 01 48 954 A1 bekannt. Die aus der EP 01 48 954 A1 bekannte Drahtführungsvorrichtung weist V-förmige Führungselemente auf, die eine einfache "V"-Form haben. Die einfache "V"-Form ist ungünstig, wenn die Drahtelektrode nicht im rechten Winkel zu der Führungsfläche verläuft, was bei Schräg-Bearbeitung der Fall sein kann.

Unter Bezugnahme auf den Stand der Technik ist Fig. 1A eine Darstellung zur Erläuterung einer Drahtführungsvorrichtung in einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine und in der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Drahtelektrode, 2a und 2b bezeichnen ziehformartig ausgebildete Drahtführungen zur Halterung und Führung der Drahtelektrode 1, und 3a und 3b bezeichnen Stromversorgungselemente zur Zuführung elektrischer Leistung von einer (nicht dargestellten) Stromversorung zur Drahtelektrode 1. Ein Spiel zwischen der Drahtelektrode 1 und jeder der Drahtführungen 2a und 2b wird im allgemeinen auf etwa 2 bis 10 µm eingestellt. Wie aus Fig. 1A hervorgeht, werden die Stromversorgungselemente 3a und 3b im wesentlichen von der Drahtelektrode 1 in jeweils oberhalb und unterhalb der Drahtführungen 2a und 2b liegenden Abschnitten angedrückt, so daß die Drahtelektrode 1 an jeder der Drahtführungen 2a und 2b um einen Winkel (alpha) umgebogen wird.

Man unterscheidet im allgemeinen die in den Fig. 1A und 1B dargestellten Zustände, wobei in der Fig. 1A die Drahtelektrode 1 geradlinig durch die Drahtführungen 2a, 2b verläuft, wahrend in der Fig. 2b die Drahtelektrode 1 durch Bewegen der Drahtführung 2b relativ zu der Drahtführung 2a schräggestellt wird, was auch als Schrägbearbeitung bezeichnet wird. Der Abschrägwinkel (theta) der Drahtelektrode 1 wird infolge einer Relativbewegung zwischen den Drahtführungen 2a und 2b verursacht und ist entsprechend der Größe dieser Bewegung veränderlich. In diesem Falle wird die Lagebeziehung zwischen dem Stromversorungselement 3a und der Drahtführung 2a und jene zwischen dem Stromversorungselement 3b und der Drahtführung 2b nicht geändert.

Die Drahtführungen 2a, 2b bestehen im allgemeinen aus Edelsteinen, beispielsweise einem Diamanten, der ziehformartig ausgebildet ist und eine sehr geringe Größe aufweist (mit ebenfalls geringem Krümmungsradius). Ferner hat die Drahtelektrode 1 eine große Biegesteifigkeit, so daß, wenn die Drahtelektrode 1 tatsächlich um einen Winkel (theta) gemäß Fig. 1B abgeschrägt ist, eine Biegeverformung in der Drahtelektrode 1 verursacht wird, was zu einem Fehler (epsilon) führt.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Darstellung einer Drahtführung 3 und das Bezugszeichen 3a bezeichnet einen Diamanten, wobei ein geradliniger Abschnitt von etwa 0,2 bis 0,3 mm als Führungsabschnitt wirkt und im zentralen Abschnitt der Drahtführung ausgebildet ist, und der Abschrägwinkel sich allmählich, ausgehend vom geradlinigen Abschnitt, erweitert, so daß der Draht leicht eingeführt werden kann (ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai) JP 55-1 50 934 A). Bei einer derartigen, vorausgehend beschriebenen funkenerosiven Drahtschneidemaschine tritt in der Drahtelektrode 1 ein Biegeverformungsfehler (epsilon) auf, wobei, wenn der Abschrägwinkel (theta) groß wird, der Biegeverformungsfehler stark ansteigt. lst die Biegeverformung groß, so wird eine größere Kraft an der Grenzfläche zwischen der Drahtführung 1 und jeder der Drahtführungen 2a, 2b wirksam, was zu einem Ansteigen der an der Drahtelektrode 1 angreifenden Zugkraft führt. Infolgedessen tritt die Schwierigkeit auf, daß ein Bruch des Drahtes häufig bei der Bearbeitung eines Werkstückes verursacht wird, so daß es unvermeidlich ist, daß die Bearbeitungsenergie auf Kosten der Arbeitsgeschwindigkeit klein gemacht wird und daß die Bearbeitung nicht bei einem Werkstück mit einem Abschrägwinkel von etwa 30° erfolgen kann und ein Bruch des Drahtes allein infolge des Laufs der Drahtelektrode verursacht werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die vorausgehend aufgeführten Schwierigkeiten zu überwinden und der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drahtführungsvorrichtung zu schaffen, in der eine von der Drahtführung verursachte Biegeverformung der Drahtelektrode verhindert wird, auch wenn die Drahtführungsvorrichtung verläuft.

Die Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Drahtführungsvorrichtung dadurch gelöst, daß die beiden Drahtberührungsflächen der V-förmigen Nut zylinderförmig nach außen gewölbt sind, wobei die Längsachsen der die Drahtberührungsflächen bildenden Zylinder sich schneiden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Darstellungen zur Erläuterung des Betriebs einer Funkenerosionsmaschine mit üblichen Drahtführungsvorrichtungen,

Fig. 2 eine Kurve, die die Beziehung zwischen einem Abschrägwinkel (theta) und einem Biegeverformungsfehler (epsilon) bei der üblichen Funkenerosionsmaschine angibt,

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt einer bekannten Elektrodenführung,

Fig. 4 Darstellungen einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, wobei Fig. 4A einen Grundriß angibt, Fig. 4B einen Querschnitt längs der Linie (A-A), in Fig. 4A, 4C einen Querschnitt längs der Linie (B-B), in Fig. 4A, und Fig. 4D eine erläuternde Darstellung einer Lagebeziehung zwischen einer Drahtelektrode und einer Drahtführungsvorrichtung,

Fig. 5 Darstellungen zur Erläuterung des Betriebs der erfindungsgemäßen Ausführungsform, und

Fig. 6 eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einem Abschrägwinkel (theta) und einer Arbeitsgeschwindigkeit (F) angibt.

Ausführungsform, wobei Fig. 4A einen Grundriß, Fig. 4B einen Querschnitt längs der Linie (A-A) in Fig. 4A, Fig. 4C einen Querschnitt längs der Linie (B-B) in Fig. 4A und Fig. 4D eine erläuternde Darstellung der Lagebeziehung zwischen einer Drahtelektrode 1 und einer Drahtführungsvorrichtung 14 darstellt. In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 14 die gesamte Drahtführungsvorrichtung, 15 bezeichnet die kreisförmige, zylindrische Fläche und 16 bezeichnet einen Körper, der die kreisförmige zylindrische Fläche aufweist. Die kreisförmige zylindrische Fläche 15 ist mit einem Krümmungsradius r gemäß Fig. 4B gekrümmt. wie aus Fig. 4D hervorgeht, ist die Drahtelektrode 1 hinsichtlich der anfänglichen Einstellung einfach, verglichen mit der üblichen ziehförmigen Führung (wobei das Spiel zwischen der Drahtelektrode und der Führung auf 5 bis 10 µm eingestellt ist) und das Spiel ist 0. Bei einer Schräg-Bearbeitung mit abgeschrägt verlaufender Drahtelektrode 1 wird die Drahtelektrode 1 längs der gekrümmten Form gebogen, wenn sie im rechten Winkel zur kreisförmigen zylindrischen Fläche 15 abgeschrägt verläuft und die Drahtelektrode wird längs einer Ellipse gebogen, wenn sie in anderen Richtungen schräggestellt wird.

Da r 5 mm gewählt wird, ist der Krümmungsradius r der kreisförmigen zylindrischen Fläche 15 viel größer als jener der üblichen ziehförmigen Führung (wobei im wesentlichen r angenähert 0,1 bis 0,5 mm beträgt), wodurch der Einfluß der Biegekraft verringert wird. Der Werkstoff der kreisförmigen zylindrischen Fläche 15 ist ein Saphir.

In der in der vorausgehend beschriebenen Weise aufgebauten Drahtführungsvorrichtung für die Drahtelektrode einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine wird die Drahtelektrode 1 geradlinig durch Drahtführungen 14a, 14b gehalten und durch die Stromversorgungselemente 13a, 13b unter einem Andruckwinkel β gemäß Fig. 5A angedrückt. In diesem Falle sind die jeweiligen Krümmungsradien an den Berührungsabschnitten der Drahtelektrode 1 und jeder der Drahtführungen 14a, 14b und zwischen der Drahtelektrode und jedem der Stromversorgungselemente 13a, 13b jeweils gemäß den Fig. 4B und 4C gleich r. In diesem Falle wird, selbst wenn die Drahtelektrode 1 (bei einer Schräg-Bearbeitung) gemäß Fig. 5B schräggestellt ist, die Drahtelektrode 1 längs des Krümmungsradius r der Drahtführungen 14a, 14b umgebogen, so daß die Schräg-Bearbeitung unter einem Winkel (theta) durchgeführt werden kann. Es braucht nicht erwähnt zu werden, daß ein Fehler (epsilon), wie er in Fig. 1B dargestellt ist, nicht verursacht wird. In Fig. 5B muß, wenn der Abschrägwinkel (theta) ist, der Andruckwinkel immer β theta sein.

Fig. 6 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einem Abschrägwinkel (theta) und einer Arbeitsgeschwindigkeit (F) angibt, wobei der Verlauf 17 die Beziehung in einer üblichen Drahtführungsvorrichtung für die Drahtelektrode einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine und der Verlauf 18 die Beziehung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Bei der üblichen Maschine tritt ein Bruch einer Drahtelektrode häufig infolge eines Anstiegs der Zugkraft, des Ringelns und Verformung wegen eines Umbiegens der Drahtelektrode entsprechend dem Anstieg des Abschrägwinkels (theta) auf, was zu einem raschen Absenken der Arbeitsgeschwindigkeit (F) führt, wie aus dem Verlauf 17 in der Darstellung ersichtlich ist. Im Gegensatz hierzu ändert sich erfindungsgemäß die Arbeitsgeschwindigkeit (F) wenig gegenüber der Arbeitsgeschwindigkeit (F) bei einem Abschrägwinkel theta = 0, selbst wenn der Abschrägwinkel (theta) erhöht wird, so daß es möglich ist, eine mit hoher Geschwindigkeit erfolgende Bearbeitung in einem Bereich durchzuführen, wo der Abschrägwinkel (theta) groß ist, wie aus dem Verlauf (18) der Darstellung hervorgeht.

Obgleich die Ausführungsform den Fall angibt, in welchem ein Saphir für die kreisförmige zylindrische Fläche 15 verwendet wird, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern es kann jeder Werkstoff verwendet werden, solange er eine große Beständigkeit gegen Abnützung aufweist.

Als Ergebnis von Versuchen, die vom Erfinder der vorliegenden Anordnung durchgeführt worden sind, hat sich ergeben, daß, falls die kreisförmige zylindrische Fläche 15 und der Körper 16 aus dem gleichen Werkstoff bestehen, die Produktion einfach und kostengünstig ist. In diesem Falle kann als Werkstoff ein Edelstein, wie beispielsweise ein Saphir, ein Rubin oder dergleichen, verwendet werden, oder ein keramischer Werkstoff, wie beispielsweise Siliciumnitrid und vorzugsweise wird als Werkstoff ein Isolierwerkstoff verwendet.

Bei der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform wird der Andruckwinkel gemäß Fig. 5B mit β theta gewählt, vorzugsweise entsprechend den Versuchen mit β ≈ 30°.

Erfindungsgemäß wird, wie vorausgehend beschrieben wurde, die Drahtführungsvorrichtung als kreisförmige zylindrische Fläche ausgebildet, die V-förmig angeordnet ist, so daß der günstige Effekt vorliegt, daß der Anstieg der Zugkraft ein Ringeln und eine Verformung infolge der Biegekraft, die durch die Schrägführung der Drahtelektrode verursacht werden, bei der Drahtelektrode verhindert werden, wodurch ein Bruch der Drahtelektrode verhindert wird, selbst wenn die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht wird. Ferner ist die günstige Wirkung vorhanden, daß die Einstellung der Drahtelektrode leicht erfolgen kann.

Claims (2)

1. Drahtführungsvorrichtung für die Drahtelektrode einer funkenerosiven Drahtschneidemaschine, wobei die Drahtführungsvorrichtung Führungselemente (6, 16) mit V-förmiger Nut aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drahtberührungsflächen (5, 15) der V-förmigen Nut zylinderförmig nach außen gewölbt sind, wobei die Längsachsen der die Drahtberührungsflächen bildenden Zylinder sich schneiden.

2. Drahtführungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen V-förmigen Führungselemente, die am oberen und unteren Abschnitt der Drahtführungsvorrichtung (4, 14) zum Halten und Führen der Drahtelektrode (1) vorgesehen sind, in gleicher Richtung orientiert sind.