DE3917318A1

DE3917318A1 - Formwerkzeug mit beliebig einstellbarer wirkflaeche durch modellabtastung

Info

Publication number: DE3917318A1
Application number: DE19893917318
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Koenig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-27
Filing date: 1989-05-27
Publication date: 1990-11-29

Description

Für die Feinstbearbeitung von Werkstücken reicht die übliche Schleifbearbeitung durch rotierende Werkzeuge nicht aus, da die abrasive Wirkung mit dem Werkzeugdurchmesser durch Ober flächenverminderung in der dritten Potenz bei kleiner werden den Durchmessern und in linearer Funktion durch Verminderung der Umfangsgeschwindigkeit abnimmt. Die Umfangsgeschwindigkeit ließe sich durch Drehzahlerhöhung ausgleichen, jedoch ist die Wärmeentwicklung durch Kühlmittel nicht abführbar. Auf diese Weise ergibt sich eine unterste Grenze, und die liegt bei einem Werkzeugdurchmesser von zirka 2 mm. Wenn jedoch abtra gende oder verformende Oberflächenbearbeitungen vorgenommen werden sollen, so sind oft Radien unter 0,5 mm erforderlich. Für diese Fälle ist dann eine kostspielige und großen Quali tätsschwankungen unterworfene Handarbeit nötig. Dieses wirkt sich insbesondere bei Serienteilen stark aus.

Das der Erfindung zugrunde liegende Werkzeug schafft eine Mög lichkeit, Oberflächen mit feinsten Strukturen zu versehen und diese Werkzeuge in automatischen Fertigungsstraßen einzuset zen. Ein Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 1.

Soll z. B. eine figürliche, menschliche Darstellung einen aus geprägten Gesichtsausdruck erhalten, so sind feinste Tiefenab stufungen und Radienübergänge erforderlich. Ein Figurrohling, mit Aufspannungsreferenzen 4, wird zunächst in den Maschinen aufnahmen 5 eingespannt und mit kleinstmöglichen Schleifwerk zeugen (z. B. 2 mm ⌀) in allen Oberflächenbereichen bearbeitet, bis auf eine Bearbeitungszugabe in den Bereichen, in denen noch eine Feinstbearbeitung erfolgen soll. Diese Bearbeitungs zugabe, dargestellt zwischen 7 und 8 (gepunkteter Bereich) in der Zeichnung, wird durch das der Erfindung zugrunde liegende Werkzeug 1 bearbeitet.

Der Werkzeugteilehalter 2 wird mit den Werkzeugteilen 1 zu nächst über ein Modell gebracht, das genau dem gewünschten Profil des Endproduktes entspricht. Die Spannvorrichtung 3 wird gelöst, so daß sich alle Werkzeugteile 1 am Modell aus richten. Dieses Modell entspricht der Kontur 8. Die Ausrich tung der einzelnen Werkzeugteile kann durch einen Medien druck 9 unterstützt werden. Nach Ausrichtung aller Werkzeug teile 1 wird die Spannvorrichtung 3 so angespannt, daß alle Werkzeugteile 1 in unveränderbarer Position zueinander ange ordnet bleiben. Die Verbindung der Werkzeugteile kann z. B. mit einem thermoplastischen Kleber verstärkt werden, der ebenso durch thermischen Einfluß lösbar ist, so daß nach Verschleiß der Werkzeugteile 1 ein Nachjustieren möglich ist. In einigen Fällen kann ein Nachschleifen in planer Einstellung des Werk zeuges nötig sein. Nach diesem Schleifvorgang wird das Werk zeug erneut auf dem Modell eingestellt. Oberhalb der einzelnen Werkzeugteile 1, im Halter 2, kann als Widerlager eine thermo plastische Masse eingebracht werden (nicht in der Zeichnung dargestellt), die eventuelle Bearbeitungskräfte auf die ein zelnen Werkzeugteile 1 abfängt. Das in dieser Weise einge stellte Werkzeug kommt gemäß Detail C zum Einsatz und nimmt über dem Werkstück zunächst Position 6 ein. Anschließend be wegt es sich durch Zustellung an die Kontur 7 heran. Entweder durch axiale Oszillation, evtl. unterstützt durch geringfügige Zirkulation oder durch Zuschaltung eines elektrischen Stromes, der bei leitenden Werkstoffen eine Funkenerosion hervorruft, bewegt sich das Werkzeug oder das Werkstück in Bearbeitungs richtung 9, bis es die Kontur 8 erreicht. Zum Abtransport des Erosionsabtrags kann in Längsrichtung der einzelnen Werkzeug teile 1 ein Mediumstrom gepreßt werden, der außerdem eine Kühlwirkung hat. Es können verschiedene Werkzeuge hinterein ander zum Einsatz kommen, die unterschiedliche Wirkungen und Abtragseigenschaften haben.

Die einzelnen Werkzeugteile 1 sind hierzu aus unterschied lichen Materialien hergestellt, z. B. Sintermetallstäbe, durch setzt mit Diamant, - mit SiC, - mit CBN oder Al₂O₃ oder Kupferdrähte bei Funkenerosion. Das Medium, welches parallel zu den einzelnen Werkzeugteilen 1 gepreßt wird, kann Abrasiv stoffe enthalten, die durch die Werkzeugteile 1 zur Wirkung gebracht werden. Es sind auch verschiedene Medien im Wechsel möglich.

Wichtig für diese Bearbeitungsmethode ist die nahezu toleranz lose Positionierung unter den einzelnen Werkzeugen, welches z. B. mit einer Maschine nach P 39 04 686.9-14 erreicht wird.

Claims

Formwerkzeug mit beliebig einstellbarer Wirkfläche durch Mo dellabtastung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl ver formungsbewirkender Werkzeugteile zu einem Gesamtwerkzeug der art verbunden sind, daß diese Verbindung zunächst eine Ver schiebbarkeit der Werkzeugteile in ihrer Längsrichtung zuein ander erlaubt, die bei Abtastung eines Modells für jedes Werk zeugteil eine Position zuläßt, die der Kontur des Modells ent spricht, und dann ein Einspannen sämtlicher Werkzeugteile be wirkt, so daß die Oberfläche des Modells negativ im der aus den Werkzeugteilen bestehenden Gesamtfläche des Werkzeugs ab gebildet ist, und das Werkzeug dann an einem Werkstück ansetz bar ist und durch mechanische ( auch elektrische ) Erosion oder/und die Verformung der Werkstückoberfläche, entsprechend der Modellvorgabe, vornimmt.