DE4316595A1 - Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere Werkzeugen, mittels einer an einem Grundrahmen gelagerten, rotierend antreibba­ ren, scheibenförmigen Elektrode.

Es gibt nebeneinander elektroerosiv wirkende Vorrichtungen mit rotierender scheibenförmiger Elektrode und solche mit Drahtelektrode. Letztere werden analog wie Bandsägen zum Durchtrennen von Werkstücken gebraucht, während mit scheiben­ förmigen Elektroden ähnlich wie mit Schleifscheiben gearbei­ tet wird. Die scheibenförmigen Elektroden können dabei zu­ sätzlich zur funkenerosiven Wirkung auch mechanisch abrasiv wirken.

Bei der Herstellung von Schneidwerkzeugen, z. B. Fräs- oder Drehwerkzeugen aus polykristallinem Diamant, braucht man häu­ fig beide Arten elektroerosiver Bearbeitung. Erst muß ein be­ stimmter Werkzeugkörper mittels Drahtelektrode auf ein be­ stimmtes Maß geschnitten und anschließend müssen bestimmte Flächen mittels einer scheibenförmigen Graphitelektrode oder elektrisch leitfähigen Schleifscheibe feinstbearbeitet wer­ den.

Üblicherweise setzt man hierzu getrennte Maschinen ein. Jede muß dann einen eigenen Grundrahmen und eine eigene Stromver­ sorgung mit zugehöriger Steuerung haben, so daß der Aufwand insgesamt sehr hoch ist. Selbst wenn man eine drahtfunken­ erosive Schneidvorrichtung und eine funkenerosive Schleifvor­ richtung zusammenbaut und die Stromversorgung und Steuerung teilweise gemeinsam nutzt, sind der Raumbedarf und der Auf­ wand für die Rahmen und elektrischen Teile der beiden Vor­ richtungen immer noch sehr groß.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche mit einfachsten Mitteln und auf kleinstem Raum wahlweise eine funkenerosive Bearbeitung mittels einer scheibenförmigen oder Drahtelektrode gestattet.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem Grundrahmen leicht lösbar ein Aufsetzrahmen mit Füh­ rungsorganen für eine Drahtelektrode befestigbar ist, welche elektrisch an die Stromzuführung der scheibenförmigen Elek­ trode anschließbar sind.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß die Vorrichtung zur drahtfunkenerosiven Bearbeitung nur noch aus einem verhält­ nismäßig kleinen und leichten Aufsetzrahmen zu bestehen braucht, welcher in einfacher Ausführung lediglich eine An­ triebsrolle mit Motor, eine Bremsrolle, Führungsrollen und zwei Führungsdüsen für den Draht zu tragen braucht. Alles an­ dere ist schon an der sonst mit scheibenförmiger Elektrode arbeitenden Vorrichtung vorhanden und kann genutzt werden, wenn der Aufsetzrahmen montiert ist.

Der elektrische Anschluß der Drahtelektrode ist besonders einfach, wenn er an der Antriebsspindel erfolgt. Dann genügen kurze Kabel zwischen einem auf die Antriebsspindel aufgesetz­ ten Wälzlager und den Drahtführungsdüsen.

Ebenfalls vorteilhaft ist die Lagerung des Aufsetzrahmens auf der Antriebsspindel. Sie ist tragfähig und genau, befindet sich in der Nähe der Werkstückhalterung und gestattet ohne weiteres eine Nachrüstung bereits ausgelieferter Vorrichtun­ gen mit scheibenförmiger Elektrode noch zusätzlich mit einer funkenerosiven Drahtschneidevorrichtung. Die drehsichere Festlegung des Aufsetzrahmens erfolgt dabei vorzugsweise an der Stelle, wo sonst ein Abrichtwerkzeug angebracht werden kann. Es bedarf also keiner Umgestaltung des Grundrahmens und grundsätzlich auch keiner Änderungen der Stromversorgung und -steuerung, denn man kann bei der Drahtelektrode mit densel­ ben Werten arbeiten wie bei einer scheibenförmigen Elektrode. Im Einzelfall gewünschte Optimierungen fallen kostenmäßig nicht ins Gewicht.

Die Montage und der Abbau des Aufsetzrahmens mit den Draht­ führungen lassen sich besonders leicht bewerkstelligen mit einem am Grundrahmen gelagerten, um eine vertikale Achse schwenkbaren Tragarm und einem über dem Schwerpunkt des Auf­ setzrahmens an diesem angebrachten Tragorgan, welches sich leicht mit dem Tragarm kuppeln läßt. Dann braucht zum Wechsel von einer drahtfunkenerosiven Bearbeitung zu einer solchen mit rotierender scheibenförmiger Elektrode nur eine Klemmung gelöst, der Aufsetzrahmen von der Antriebsspindel abgezogen und beiseite geschwenkt zu werden, dann eine scheibenförmige Elektrode auf die Antriebsspindel aufgesetzt und der Werk­ stückhalter die kurze Entfernung von der Stelle, wo die Bear­ beitung mit dem Draht stattgefunden hat, zur scheibenförmigen Elektrode hin zu verfahren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in Seitenansicht den oberen Teil des Grundrahmens einer Vorrichtung zur fun­ kenerosiven Bearbeitung von Werkstücken mittels einer rotie­ rend antreibbaren, scheibenförmigen Elektrode, die jedoch ab­ genommen ist und auf deren Antriebsspindel ein Aufsetzrahmen mit Führungsorganen für eine Drahtelektrode gelagert ist.

In der Zeichnung ist der obere Teil des Grundrahmens 10 der Vorrichtung mit Blick auf das vordere Stirnende der Antriebs­ spindel 12 für eine scheibenförmige Elektrode dargestellt, die in der gezeichneten Situation abgenommen ist. Die Spindel ist an einem Schlitten 14 gelagert, der in der Höhe verstellt werden kann. Ein in Richtung der X-Achse und der Y-Achse ver­ fahrbarer Werkstückträger 16 hält die zu bearbeitenden Werk­ stücke 18 eingespannt und führt sie normalerweise an die nicht gezeigte scheibenförmige Elektrode heran. Darüberhinaus können Schwenkmechanismen vorgesehen sein, um die Antriebs­ spindel 12 um eine horizontale Achse und das Oberteil des Werkstückhalters 16 um eine vertikale Achse in eine bestimmte Drehwinkelstellung zu bringen. Auf weitere Einzelheiten der Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung von Werkzeugen mittels einer rotierenden, scheibenförmigen Elektrode braucht nicht näher eingegangen zu werden, da diese seit langem be­ kannt ist.

Die Zeichnung zeigt die bekannte Vorrichtung in Verbindung mit einem Aufsetzrahmen 20, mit dessen Hilfe drahtfunken­ erosive Schneidoperationen ausgeführt werden können. Der Auf­ setzrahmen 20 besteht im Ausführungsbeispiel hauptsächlich aus verschraubten Aluminiumplatten und hat in Draufsicht von oben im wesentlichen eine L-Form mit einem kürzeren vorderen Schenkel 22 und einem längeren seitlichen Schenkel 24. Am vorderen Schenkel 22 ist ein Lager 26 mit einer zur Antriebs­ spindel 12 passenden Lagerbohrung vorgesehen, welche nach Ab­ nahme der nicht gezeigten scheibenförmigen Elektrode das Auf­ stecken des Aufsetzrahmens 20 auf das vordere Ende der An­ triebsspindel 12 gestattet. Eine nicht gezeigte Isolierung sorgt dafür, daß der Aufsetzrahmen 20 gegen die unter elek­ trischer Spannung stehende Antriebsspindel 12 isoliert ist.

Die Antriebsspindel 12 trägt das Gewicht des Aufsetzrahmens 20. Um ihn auch gegen Drehung auf der Antriebsspindel 12 zu fixieren, ist am vorderen Schenkel 22 des Aufsetzrahmens 20 eine Klemmhalterung 28 angebracht, durch die er oberhalb der Antriebsspindel 12 am Schlitten 14 leicht lösbar festgeklemmt werden kann, und zwar an derjenigen Stelle, wo sonst ein Ab­ richtwerkzeug zum Abrichten der scheibenförmigen Elektrode festgeklemmt wird. Weitere Befestigungsmittel zur Halterung des Aufsetzrahmens 20 sind nicht erforderlich, können aber im Bedarfsfall vorgesehen werden.

Die den seitlichen Schenkel 24 bildende Platte des Aufsetz­ rahmens 20 trägt hier nur angedeutete Antriebs-, Brems- und Führungsrollen 30, 31, 32, 33 zum Abziehen einer Drahtelek­ trode 34 von einer Vorratsrolle, die hinter der Maschine an­ geordnet ist, und zum Zurückleiten des gebrauchten Drahts nach hinten unten in einen Abfallbehälter. Mittels der Rollen 30, 31, 32, 33 wird der Draht 34 zwei Führungsdüsen 36, 38 zugeführt, die am vorderen Schenkel 22 mit vertikalem Zwi­ schenabstand gehaltert sind und mit ihren zum Drahtdurchmes­ ser passenden Bohrungen fluchten. Im Bereich zwischen den Führungsdüsen 36, 38 führt der Werkstückhalter 16 das zu be­ arbeitende Werkstück 18, z. B. einen Drehstahl, an die Draht­ elektrode 34 heran, um einen bestimmten Schneidvorgang auszu­ führen.

Die Stromzuführung zur Drahtelektrode 34 erfolgt über Mes­ sing- oder Kupferbuchsen, die mit den Düsen 36, 38 verbunden sind, so daß sie ständig in Berührung mit dem Draht 34 ste­ hen. Der elektrische Anschluß der mit den Düsen 36, 38 ver­ bundenen Kontaktbuchsen geschieht über Kabel 40, 42, die am anderen Ende an ein elektrisch leitend auf die Antriebsspin­ del 12 aufgesetztes Kugellager 44 angeschlossen sind. Somit erhält die Drahtelektrode 34 dieselbe Spannung, wie sonst eine auf der Antriebsspindel 12 sitzende scheibenförmige Elektrode. Der Außenring des Wälzlagers 44 ist an dem Auf­ setzrahmen 20 bzw. dem damit verbundenen Lager 26 festgelegt.

Oberhalb des Schwerpunkts des Aufsetzrahmens 20 ragt ein mit diesem fest verbundener Bolzen 46 senkrecht nach oben, der an seinem Ende mit einem Kopf 48 versehen ist. An der linken Seite der Vorrichtung ist am Grundrahmen 10 ein im wesentli­ chen L-förmiger Tragarm 50 um eine vertikale Achse drehbar gelagert. Sein horizontaler Schenkel hat ein Gelenk 52 mit vertikaler Drehachse, und an seinem freien Ende ist ein nach außen offener Einführschlitz vorhanden, der breiter ist als der Schaft des Bolzens 46, aber schmaler als dessen Kopf 48. Mittels des Bolzens 46 als Tragorgan kann der Aufsetzrahmen 20 am Tragarm 50 aufgehängt und nach Lösen der Klemmeinrich­ tung 28 von der Antriebsspindel 12 abgezogen und auf die lin­ ke Seite des Grundrahmens 10 geschwenkt werden. Dort stört er nicht, wenn zuvor mittels der Drahtelektrode 34 geschnittene Werkzeuge anschließend mit einer auf die Antriebsspindel auf­ gesetzten scheibenförmigen Elektrode fertig bearbeitet wer­ den.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung von Werk­ stücken, insbesondere Werkzeugen, mittels einer an einem Grundrahmen gelagerten, rotierend antreibbaren, schei­ benförmigen Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Grundrahmen (10) leicht lösbar ein Aufsetzrahmen (20) mit Führungsorganen (30-30, 36, 38) für eine Drahtelektrode (34) befestigbar ist, welche elektrisch an die Stromzu­ führung der scheibenförmigen Elektrode anschließbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsorgane (36, 38) der Drahtelektrode (34) elek­ trisch an die Antriebsspindel (12) der scheibenförmige Elektrode anschließbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsorgane (36, 38) der Drahtelektrode (34) über Kabel (40, 42) und ein auf die Antriebsspindel (12) der scheibenförmigen Elektrode gesetztes Kugellager (44) an deren Stromzuführung anschließbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Aufsetzrahmen (20) im montierten Zustand über eine elektrische Isolierung auf der An­ triebsspindel (12) oder auf einem Lager der Antriebsspin­ del (12) gelagert und an anderer Stelle (28) am Grundrah­ men (10) gegen Drehung gehalten ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsetzrahmen (20) an einer oberhalb der Antriebs­ spindel (12) angeordneten Befestigungseinrichtung (28) für ein Abrichtwerkzeug am Grundrahmen (10) gegen Drehung festlegbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß am Grundrahmen (10) ein beweg­ barer Tragarm (50, 52) gelagert ist, an welchem der Auf­ setzrahmen (20) anhängbar und in eine Stellung mit Ab­ stand zur Antriebsspindel (12) bewegbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (50, 52) um eine senkrechte Achse verschwenk­ bar und leicht lösbar mit einem im wesentlichen über dem Schwerpunkt des Aufsetzrahmens (20) an diesem angebrach­ ten Tragorgan (46, 48) kuppelbar ist.