DE3917913C2 - Funkenerosive Drahtschneidemaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine funkenerosive Drahtschneidemaschine, mit der senkrechte und schräge Schnitte in massiven elektrisch leitenden Werkstücken hergestellt werden können.

Aus der DE-AS 20 52 123 ist eine funkenerosive Drahtschneidemaschine mit numerischer Bahnsteuerung für die Drahtelektrode be­ kannt, mit der neben Vertikalschnitten auch Schrägschnitte im aufgespannten Werkstück ausgeführt werden können. Eine in Fig. 3 dieser Druckschrift dargestellte Ausführung weist einen in einer horizontalen Koordinatenachse motorisch ver­ fahrbaren Tragrahmen auf, an dessen unterem Schenkel eine untere Drahtführung befestigt ist. Der obere Schenkel des C-förmigen Tragrahmens ist vertikal verstellbar am Mittel­ steg montiert und enthält an seiner Unterseite eine Längs­ führung, an der ein Halter für eine obere Drahtführung ver­ schiebbar montiert ist. Durch Verschieben des Halters kann die Position der oberen Drahtführung gegenüber der ortsfe­ sten unteren Drahtführung verstellt und damit eine gewünsch­ te Schräglage des aktiven Abschnitts der Drahtelektrode gewählt werden. Bei einer anderen in dieser Druckschrift be­ schriebenen Ausführung sind die obere und die untere Draht­ führung an je einem Kreuztisch montiert und damit in je zwei horizontalen Hilfs-Koordinatenachsen verfahrbar. Da jede Gleitführung mit einem gewissen Spiel behaftet ist, ergibt sich bei der Werkstückbearbeitung unter Belastung ein uner­ wünschter Addiereffekt dieser Führungsspiele, der die Ge­ nauigkeit der Bearbeitung beeinträchtigt. Ferner steht an den Kreuzschlitten der Drahtführungen nur ein beschränkter Raum für die Spülflüssigkeitszufuhr zur Verfügung.

Aus der JP 62-84 923 A ist eine funkenerosive Drahtschneidemaschine bekannt, welche die Verwendung von relativ kleinen Spül­ flüssigkeitsdüsen ermöglicht. An der vertikalen Stirnfläche eines horizontalen Ständerjochs ist ein Schlitten hochkant und in einer horizontalen Koordinatenachse verschiebbar mon­ tiert. An der unteren Schmalseite dieses Hochkantschlittens ist ein Querschlitten in einer zweiten horizontalen Koordi­ natenachse verschiebbar angeordnet, an dessen vorderer Schmalseite ein Pinolenhalter starr befestigt ist. Im Pino­ lenhalter ist eine Pinole in der vertikalen Koordinatenachse verschiebbar gelagert, an deren unterem Ende über einen Win­ kelträger eine obere Drahtführung für die Drahtelektrode starr befestigt ist. Durch diese Konstruktion soll eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit auch bei hohem Druck des Bearbei­ tungsfluids erreicht werden können. Da jedoch das Drahtfüh­ rungselement am vorderen Ende der frei auskragenden U-V-Ver­ schiebeeinheit fest montiert ist, ergeben sich Bearbeitungs­ ungenauigkeiten durch geringfügige Kippbewegungen in den re­ lativ kurz ausgeführten Linearführungen aufgrund der mecha­ nischen Drahtspannung und der unter hohem Druck zugeführten Arbeits- und Spülflüssigkeit. Jede Linearführung verfügt über eigene Führungsschienen, so daß sich die jeweils not­ wendigen Spiele zu einem Gesamtbetrag addieren.

In der DE 35 24 377 A1 ist eine funkenerosive Drahtschneidemaschine beschrieben, die ähnlich wie die vorstehend erläu­ terte Maschine konzipiert ist und ein C-förmiges Gestell aufweist, auf dessen unterem Schenkel ein Werkzeugtisch über einen Kreuztisch in zwei Koordinatenachsen verfahrbar mon­ tiert ist. Eine untere Drahtführung ist am Ende eines hori­ zontalen Tragarms befestigt. Die obere Drahtführung ist mit­ tels eines Kreuzschlittens in zwei horizontalen Hilfs-Ko­ ordinatenachsen verschiebbar am Ende einer in der vertikalen Koordinatenachse verstellbaren Pinole befestigt, die am Ende des oberen Schenkels des C-Gestells in einem Pinolenhalter gelagert ist. Auch bei dieser Ausführung ergeben sich uner­ wünscht große Fertigungstoleranzen durch einen Addiereffekt der Gleitführungsspule des Kreuzschlittens und durch Kipp- und Biegemomente, die auf die am freien Schenkelende mon­ tierte Drahtführung einwirken.

In Fig. 3 der beiliegenden Zeichnungen ist eine bekannte funkenerosive Drahtschneidemaschine dargestellt, die einen portalförmigen Maschinenständer 7 und ein Bett 1 aufweist, auf dem ein Werkstücktisch 2 mit Spannmitteln 5 für ein Werkstück 6 in einer Linearführung 3a, 3b mittels eines Motortriebs 4 in der Y-Koordinatenachse verfahrbar montiert ist. Am Querhaupt des Maschinenständers 7 ist ein C-förmiger Tragrahmen 8, 30 mit seinem oberen biegesteif ausgeführten Schenkel an hori­ zontalen Führungsschienen 9 mittels eines Motortriebs 10 verstellbar montiert. Im oberen Schenkel des C-Rahmens 8 ist eine Pinole 11 in der vertikalen Koordinatenachse mittels eines Motortriebs 14 verstellbar angeordnet, an deren unte­ rem Ende eine obere Drahtführung 23 mit einer Spülflüssig­ keitsdüse über einen motorgetriebenen Kreuzschlitten 16 bis 20 in zwei horizontalen Hilfs-Koordinatenachsen U, V ver­ stellbar montiert ist. Am unteren Schenkel des C-Rahmens 8 befindet sich eine untere Drahtführung 13 mit einer Spül­ flüssigkeitsdüse. Die Drahtelektrode 12 läuft von einer Abzugsrolle 25 am oberen Schenkel des C-Rahmens 8 über Um­ lenkrollen und den beiden Drahtführungen 23, 13 zu einem Rollenpaar 25. Durch Verstellen der oberen Drahtführung 23 mittels des Kreuzschlittens 18, 21 kann der wirksame Ab­ schnitt in eine Schräglage zur Ausführung eines Schrägab­ schnitts gebracht werden. Die über die obere und untere Drahtführung 23, 13 zugeführte Arbeitsflüssigkeit wird mit relativ hohem Druck in den Arbeitsspalt eingespritzt. Dieser Flüssigkeitsdruck erzeugt entsprechend große Reaktionskräfte in den Drahtführungen, welche die Positioniergenauigkeit der Drahtelektrode im Arbeitsspalt aufgrund der sich addierenden Führungsspiele insbesondere im Kreuzschlitten beeinträchti­ gen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine funkenerosive Drahtschneidemaschine anzugeben, bei der die verstellbare Führung der Drahtelek­ trode ohne Vergrößerung der Abmessungen versteift werden kann, um die Bearbeitungsgeschwindigkeit sowie die Bearbei­ tungsgenauigkeit zu steigern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen funkenerosiven Drahtschneidemaschine wird eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit dadurch erreicht, daß die Linear­ führung für den G-Rahmen auch als Linearführung für den Pi­ nolenhalter und damit für die Drahtführung verwendet wird, wodurch das Gesamtspiel der wirksamen Gleitführungen ver­ mindert und auch bei erhöhtem Druck der Spül- bzw. Arbeits­ flüssigkeit die obere Drahtführung nicht aus ihrer einge­ stellten Position verschoben wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Aus­ führungsbeispiels der funkenerosiven Drahtschneidemaschine nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt II-II nach Fig. 1; und

Fig. 3 eine Perspektivansicht einer bekannten funkenerosiven Drahtschneidemaschine.

Die erfindungsgemäße funkenerosive Drahtschneidemaschine 1 nach Fig. 1 ist ähnlich wie die bekannte Maschine nach Fig. 3 aufgebaut, wobei gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen be­ zeichnet sind.

Ein dem Rahmen 8 in Fig. 3 entsprechender Rahmen 30 trägt zwei Lager 9b und ist von zwei Schienen 9a geführt. Gemäß Fig. 2 ist eine Vorschubspindel 35 mit einem Motor 10 ge­ koppelt und steht mit einer am Rahmen 30 angeordneten Mut­ ter (nicht gezeigt) in Schraubverbindung. Ein Lager 35a für die Vorschubspindel 35 ist am Ständer 7 angeordnet. Ein Finolenhalter 31 ist in einer im Rahmen 30 gebildeten Ausnehmung 32 angeordnet und wird von den Schienen 9a ge­ führt. Ein Motor 33 mit einer Bremse ist am Rahmen 30 be­ festigt. Eine Vorschubspindel 36 ist mit dem Motor 33 ge­ koppelt und in eine Mutter (nicht gezeigt) geschraubt, die am Pinolenhalter 31 angeordnet ist. Ein Lager 36a für die Vorschubspindel 36 ist am Rahmen 30 montiert. Der Bewe­ gungsmittelpunkt des Pinolenhalters 31 ist mit der Mitten­ lage der Ausnehmung 32 identisch. Ferner ist im Pinolen­ halter 31 eine in Z-Richtung verschiebbare Pinole 11 mon­ tiert. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist an der unteren Endplatte 15 der Pinole 11 eine aus den Führungsschienen 18a, dem Lager 18b und dem Motor 19 gebildete Verschiebe­ einheit 34 befestigt, an welcher die obere Drahtführung 23 in der U-Achse verschiebbar montiert ist.

Die Arbeitsweise der funkenerosiven Drahtschneidemaschine nach Fig. 1, 2 wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein Werkstück 6 mit parallelen Ober- und Unterseiten er­ läutert.

Das Werkstück 6 wird auf dem Spannblock 5 festgelegt, und die obere Führung 23 wird in der Ausgangslage für die Be­ arbeitung positioniert. Der Motor 33 ist abgeschaltet und gebremst, so, daß die Vorschubspindel 36 stillsteht und damit der Pinolenhalter 31 über die Vorschubspindel 36 starr mit dem Rahmen 30 verbunden ist. Um elektrische Ent­ ladungen in der Luft zu vermeiden und anfallende Abtrags­ produkte zu entfernen, wird Arbeitsflüssigkeit aus den oberen und unteren Führungen 23, 13 koaxial zur Draht­ elektrode 12 zugeführt. Danach wird die Stromzufuhr ein­ geschaltet. Der Tisch 2 und der Rahmen 30 werden jeweils so verschoben, daß die Drahtelektrode 12 im Werkstück 6 einen Vertikalschnitt ausführt.

Zur Herstellung eines Schrägschnitts werden der Pinolen­ halter 31 und die V-Verschiebeeinheit 34 betätigt, um die relative Lage der oberen Führung 23 zur unteren Führung 13 zu verstellen.

Bei dieser Ausführung ist der Motor 33 nach einer Verstel­ lung abgebremst, um eine Verdrehung der Vorschubspindel 36 zu verhindern, so daß der Pinolenhalter 31 und der Rahmen 30 während der Bearbeitung gemeinsam bewegt werden. Die Vorschubspindel 36 kann jedoch auch durch andere geeignete Mittel an einer unerwünschten Verdrehung gehindert werden.

Der Motor 33 und das Lager 36a können auch am Ständer 7 montiert sein, so daß der Pinolenhalter 31 und der Rahmen 30 unabhängig voneinander bewegt werden können. Die Pinole 11 kann motorisch oder auch manuell verschoben werden.

Da bei der beschriebenen Maschinenausführung die U-Achse mit der X-Achse identisch ist und die Linearführung 9 auch der Linearführung für den Pinolenhalter 31 dient, wird die Biegesteifigkeit der Führungen gegenüber bekannten Maschi­ nen verbessert. Demzufolge kann der Druck der Arbeitsflüs­ sigkeit erhöht werden, was die Bearbeitungsgeschwindigkeit steigert. Ferner ergibt sich insgesamt eine verbesserte Bearbeitungsgenauigkeit.

Claims (4)

1. Funkenerosive Drahtschneidemaschine, bestehend aus

• - einem Maschinenständer (7),
• - einem in einer horizontalen Koordinatenachse (Y) mo­ torisch verschiebbaren Werkstücktisch (2) mit Spann­ mitteln (5) zur Festlegung eines Werkstücks (6),
• - einem an Führungsschienen (9a) des Maschinenständers (7) in einer horizontalen Koordinatenachse (X) moto­ risch verschiebbar montierten Tragrahmen (30), an dem eine untere Drahtführung (13) sowie Antriebs- und Führ­ elemente (24, 25) für die Drahtelektrode (12) montiert sind,
• - einem im oberen Teig des Tragrahmens (30) in einer ho­ rizontalen Hilfs-Koordinatenachse (U) verstellbar ange­ ordneten Pinolenhalter (31), der an den Führungsschie­ nen (9a) des Maschinenständers (7) geführt ist, und
• - einer im Pinolenhalter (31) in der vertikalen Koordina­ tenachse (Z) verschiebbar geführten Pinole (11), an der eine obere Drahtführung (23) in einer zweiten horizon­ talen Hilfs-Koordinatenachse (V) verstellbar montiert ist.

2. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb (33, 36) für den Pinolenhalter (31) am Tragrahmen (30) montiert ist.

3. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für den Pinolenhalter (31) am Ständer (7) montiert ist.

4. Funkenerosive Drahtschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pinolenhalter (31) in einem Ausschnitt (32) im oberen Querholm des Tragrahmens (30) montiert ist.