HU178998B - Method for electric spark machining - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás elektroeróziós megmunkálásra tetszőleges keresztmetszetű hengeres nyílást tartalmazó munkadarabhoz, különösen fémek rúdsajtolására szolgáló szerszámokhoz.

Az elektroeróziós (vagy szikraforgácsoló) megmunkálás szokásos eljárásai során dielektromos folyadékban, például szénhidrogénekben szikrát hoznak létre vezető anyagú elektród és a megmunkálandó féltermék között. Az elektród külső vonala megfelel az eltávolítandó anyag lepusztításával előállítani kívánt alaknak.

Ismeretes, hogy az elektroerózióval előállított felületek felületi finomsága annál rosszabb, minél nagyobb a megmunkálási műveletek (vagy az anyageltávolítás) sebessége, vagyis minél gyorsabb a megmunkálás. Ismeretes továbbá, hogy az alkalmazott elektród elhasználódása arányos a sebességgel, és minél jobb minőségű felületet akarunk elérni, az elhasználódás annál nagyobb.

Ha bemélyedést kell elektroeróziós eljárással megmunkálni, közvetlenül nem lehet ezzel az eljárással nagyobb finomságú felületet előállítani, mivel a szükséges kis megmunkálási sebesség következménye a túl kis sebességű anyageltávolítás, és ezért megfelelően hosszú megmunkálási időre van szükség. Nem lehet a megfelelő alakot sem közvetlenül előállítani, mivel a megmunkálási műveletek során az elektród elhasználódik, de ezen túlmenően a dielektromos anyag áramoltatása is gondot okoz (egyes esetekben nincs áramlás, máskor pedig átlagos vagy gyors se2 bességekkel áramoltatják az elektród behatolási irányával ellentétesen), és mindezek a tényezők az elkészítendő bemélyedés növekedésének irányában hatnak. Ez az oka annak, hogy a hengeres elektród₅ dal általában kúpos bemélyedést kapunk. Ennek kiküszöbölésére általában több elektródot használnak, mégpedig a leggyakrabban hármat: egyet durvamegmunkálásra, egyet simításra és egyet finommegmunkálásra alkalmaznak. Az utóbbi kettő a fokozatosan ₁₀ csökkenő sebességek használatával csökkenti a bemélyedés felületi durvaságát és kúposságát. Az egymás után felhasznált elektródok méretei a kialakítandó bemélyedés méreteitől egyre kisebb mértékben térnek el. Éppen ezért figyelembe kell venni azt az 15 elektroeróziós megmunkálással kapcsolatban ismert feltételt, hogy az elektród és a munkadarab közötti távolság különbsége két eltérő megmunkálási sebesség mellett nem egyenlő azzal a különbséggel, amit az adott sebesség mellett az eltávolítandó anyag mi2o nimális mennyiségének megfelelően választott vonal és az előző lépésben nagyobb sebességgel kapott felületi durvaság teljes megszüntetésére (finomabbá alakítására) választott vonal között van. Ugyanilyen céllal és ugyanilyen, előnyösen átmenő-nyílás kiala25 látásához célszerű hosszú és lépcsőzetes méretezésű elektród felhasználása, amelynek különböző mértékben alulméretezett részei vannak a durvamegmunkáláshoz, a simításhoz és a finommegmunkáláshoz választott sebességeknek és leeresztési vonalak₃₀ nak megfelelően. A bonyolult alakú viszont gondo178998 kát és problémákat okoz a gyártásban valamint a szabályozásban, továbbá a magas költségeket sem szokták elfogadni, ezért más megoldást kell keresni. A szakemberek általánosan hajlanak akompromiszszum felé, és ha lehetséges, olyan szikraközt igyekeznek létrehozni, amely elegendően gyors megmunkálást tesz lehetővé, míg egyúttal kevéssé teljesülnek a nyílás alakjával és a felületi minőséggel kapcsolatos követelmények.

Ez a kompromisszum nem megfelelő alakot és felületi minőséget eredményez például a rúdsajtoló szerszámok esetében, ezért hosszadalmas és sok gonddal járó műveletet kell a végső megmunkáláshoz elvégezni. Ha az elektroeróziós megmunkálást hőkezelése előtt hajtják végre a megkeményedés hatásainak redukálására, a hőkezeléssel járó deformációk megszüntetése nagyon nehézkes.

Az elektroeróziós megmunkálással kapcsolatos felmerült problémák közül egyesek jobb megoldására, egyebek között ugyanazzal az elektróddal több megmunkálási ciklus végzésére más rendszereket is kidolgoztak. Ezek olyan rendszerek, amelyek lehetővé teszik az elektród oldalirányú körvonalú elmozdulását egy r sugár mentén (vagy a megmunkálandó munkadarab mozgatható). Az r sugár beállítható O-tól egy meghatározott értékig, figyelembe véve a szerszámmozgatás különböző vonalait. Az elektród bármilyen más ellenőrzött és beállítható elmozdulása is létrehozható és ez a beállíthatóság különböző okokból hasznos lehet (a megmunkálási feltételeket javíthatjuk az elektród és a munkadarab közötti tér jobb átmosásával, és például javíthatjuk a rövidzárral szembeni ellenállást) és többek között az elektroeróziós megmunkálás előrehaladása során a különböző helyzetekben a különböző elektródok hatásának felváltását. Az ezen rendszerek által megvalósítható különböző lehetőségekhez különböző eljárásokat kell használni.

Az első eljárásban a leeresztés első és az azt követő folyamatos körbevitel művelete időben teljesen elválik. Amikor az elektródot az előzetesen már elkészített lyukba engedjük, a gép szerszámának leereszkedő mozgását úgy vezérlik, hogy szikrázása csak a körkörös mozgás során lehetséges. Ez a mozgás az eltolási mozgást jellemző r sugár fokozatos szabályozása révén valósul meg, mégpedig nullától 0,01 mm körüli lépésekben emelkedik, amikor vizuálisan követjük a munkafolyamatot a szikraáram feszültségi és sűrűségi paramétereinek megfelelően, mégpedig egy előzetesen egy elérendő sebességek és vonalak szerint választott érték alatt. Ez az érték a megkívánt végállapotnak megfelelően egy vagy több lépésben is elérhető. A növekedést sokféle (elektromos és egyéb) eszközzel lehet előállítani, de lüktető impulzusos független kézi parancs útján is, amelynek kiadása csak bonyolult szabályozó eszközzel automatizálható.

Minden elektroeróziós folyamatban szükség van az elektród és a munkadarab közötti távolság nagy pontosságú szabályozására, különösen a finommegmunkálás sebességének elérésekor. Ha a távolság túl nagy, a szikra nem alakulhat ki, míg ha túlságosan kicsi, az elektród és a munkadarab közötti rövidzárlat jön létre, ami miatt a felületek tisztítása céljából a megmunkálást le kell állítani. A szabályozó rendszert nem alkalmazó eljárásokban, amelyek csak egyszerű leeresztéssel működnek, állandó kezelőszemélyre van szükség, akinek sok gonddal járó ellenőrző munkát kell végezni, míg a megmunkálás sebes$ sége nagyon kicsi a szokásos leeresztéses megmunkáláshoz viszonyítva, ami csak a simítás vagy a finommegmunkálás esetében elfogadható.

Másik hátrányt jelent az a tény, hogy a körkörös mozgatás fázisában az elektród szintje állandó és ₁₀ ezért a megmunkált falnak saját alakját adja át, beleértve saját elhasználódását is.

Egy másik módszerben a leeresztés és a folyamatos körkörös mozgatás szimultán műveletek, az r értéke állandó a teljes leeresztés során és értékét _I5 előzetesen a sebességeknek és a választott vonalnak megfelelően választják. Itt a művelet többször is megismételhető, amikor az r érték a sebességektől és a megkívánt végállapotnak megfelelően választott vonalaktól függően változik. Ez az eljárás több össze_2Q tett szabályozási problémát vet fel, amelyek csak bonyolult szervoszabályozó rendszerrel oldhatók meg. Mivel az elérendő nyílás különböző alakú lehet, nem kell feltétlenül hengeresnek lennie, a körkörös eltolás során az elektród vagy a megmun₂₅ kálandó munkadarab által bejárt körív mentén, az eltávolítandó fémmennyiség nem egyenletesen helyezkedik el, és ennek következtében előfordulhat, hogy a leeresztés nem hajtható végre állandó sebességgel a pálya minden kijelölt pontján. Az elektród megmun₃θ kálási mélysége ennek következtében a körkörös eltolás pályája mentén állandóan változik, és mivel az elektród és a munkadarab közötti távolságot nagy pontossággal kell beállítani, az erre a távolságra való leeresztést ellenőrző rendszer állandóan keresi az ₂₅ ideális értéket, amit csak egyszer-egyszer talál meg.

Ilyen feltételek mellett a holtidők nagyok és az átlagos szikraforgácsolási sebesség csak néhány százaléka annak, amire szükség lenne. Egyidejűleg az elektród hol a rövidzárási távolságig jut el, hol ₄₀ pedig túlságosan messze marad a munkadarabtól, de a nyílás anyagának lepusztítása sem mindig teljes. Mivel az elektród megmunkálási mélységeinek eltérései növekszenek a megmunkálási folyamat előrehaladásának arányában, és amikor a szikramegmunkálás ₄₅ alá vont zóna a leggyorsabban készül, az elektród a térbe ezen a ponton jut ki. Az elektród leeresztése azt jelenti, hogy a leeresztés sebessége a mozgás vége felé növekszik és ez fejezi be a műveletet. Mivel a körkörös mozgatás viszonylag lassú, nincs idő arra, _5p hogy az elektród és azok a körkörös szakaszok, ahol a munka hátramaradt, összeilleszkedjenek, összefoglalva és leegyszerűsítve azt mondhatjuk, hogy az elektród a körkörös mozgáspálya mentén áthalad az első lyukon és a munkáját nem teljesen végzi. Az ₅₅ említett hátrány furatszerű nyílásokra vonatkozik, de ugyanezekkel a feltételekkel kell számolnunk mélyítendő nyílás esetében is.

A második módszer említett hátrányai még inkább kiütköznek párhuzamos oldalfalakkal vagy a kis ferdeségű kúpos falakkal jellemzett nyílások készítésekor. Ezek alapjában elkerülhetők, ha mint említettük szikragenerátor, a körkörös mozgatást ellenőrző készüléket és az elektród leeresztési sebességét szabályozó készüléket tartalmazó rendszerrel szereljük fel a megmunkáló berendezést, valamint a szabályozó egységet úgy alakítjuk ki, hogy az elektród minden pontjával kapcsolatban legyen, a pálya a megmunkálási feltételeknek (r és i) megfelelő függőleges tengelyű kúpfelületet ír le, az elektród minden pontjára a körmozgási pillanatnyi sugara nem állandó, hanem szabályozott értékű, a kúp alapjának R sugarát a megmunkálás feltételeinek (sebességek és vonalak) megfelelően választják és a leeresztés alatt rögzítik, a kúp tengelye körüli forgó mozgás sebessége a pálya mentén eltávolítandó anyag mennyiségétől függ.

Ez a bonyolult rendszer nehezen alkalmazható a hagyományos gépeken és ezért új gépek beszerzését igényli, amelyekben a körkörösen mozgó eszközt és a rendszer más funkcióival való kapcsolatait kezdettől fogva teljes egészében figyelembe vették.

A találmány szerinti eljárás kidolgozásával célunk az említett hátrányok kiküszöbölése volt. Egyszerű elektródot használunk az egész megmunkálási művelethez. Ez az elektród kivitelezhető lyukkészítő fejként, vagy körkörös mozgást végző fejként (az elektród megkívánt mozgásának átvitelére), vagy pedig kerületi mozgást végző munkadarab-befogással (a megkívánt mozgást az elektroerózióval megmunkálandó alkatrészre viszik át), és ezek kereskedelemben hozzáférhető anyagokból vagy más olyan rendszerekkel is kialakíthatók, amelyek lehetővé teszik az elektróddal, vagy a megmunkálandó tárggyal kapcsolatos oldalirányú eltolások vezérlését. A kidolgozott eljárás a hagyományos elektroeróziós megmunkálógépekhez is használható, a méret szerinti korlátozások figyelembevételével, amelyek csak a legkisebb gépek esetében fordulhatnak elő. Felhasználásának alapja, hogy csak az elektród és a munkadarab leeresztésének vezérlése szükséges, ami minden gépben megoldható. Éppen ezért az eljárás könnyen automatizálható.

Nagyon nagy pontosság érhető el a megkívánt alak tekintében, még a már használt elektródok segítségével is, mivel ezek elhasználódásuk során megőrzik eredetivel egyező alakjukat, továbbá a munkadarab bázissíkjaihoz viszonyítva a nyílás kiváló merőlegessége érhető el. A kapott felületi finomság annyira jó, hogy hagyományos polírozási vagy dörzsanyagos csiszolást eljárásokkal gyorsan eltávolítható. Mindezek következtében, továbbá amiatt, hogy nincs szükség javító megmunkálásra, lehetőség nyílik hőkezelt munkadarabok megmunkálására, ami kiküszöböli a leeresztéssel és más hőkezelési eljárásokkal járó deformációk, egyéb veszélyek elkerülését.

Az eljárás egyéb általános jellegű előnyei a fémek rúdsajtolásához készült szerszámok megmunkálása során tűnnek ki.

A sokkimenetű présszerszámok esetében a különböző nyílások geometriájában a méreti szórások nagyon kicsik. A csőszerű préselt termékek elkészítésére szolgáló présszerszámok esetében az egész szerszám precíziós megmunkálást igénylő része és a tartólap vagy tartóhíd elektroeróziós eljárással megmunkálható. Ugyanez nem végezhető el akkor, ha az elektroeróziós megmunkálás után hőkezelést kell alkalmazni, mert ekkor a pontossági követelmények betartása nehézségeket okozhat. Az eljárással présszerszám kúpos kialakítású részeinek elektroeróziós megmunkálása ugyanazzal az elektróddal is lehetséges.

A találmány szerinti eljárásban az első lépés dur5 vamegmunkálás (nagyolás) az elektródnak a nyílás alkotójával párhuzamos egyszerű leeresztésével, majd az elektródot a munkadarab fölé emeljük, az elektródot az alkotóra merőlegesen r távolságra úgy toljuk el, hogy a P pont Pj-be menjen át, ebben a 10 helyzetben az elektródot a megmunkálandó nyílásba eresztjük le, újból kiemeljük, az elektródot eltoljuk oly módon, hogy a Pj pont a P₂ pontig a P pont körül r sugarú körívet írjon le, az elektródot leeresztjük, majd felemeljük és az eltolással együtt a 15 műveleteket n-szer ismételjük, amíg egy teljes körülfoTdulást végzünk.

A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módjában n simító megmunkálási lépést r sugarú körkörös eltolással és n’ finommegmunkálási 20 lépést r’ sugarú körkörös eltolással hajtunk végre oly módon, hogy r’ kissé nagyobb mint r. Ebben az esetben előnyös a simító megmunkálás során az elektródot mélyebbre engedni a nyílásba, mint a durvamegmunkálás során, és mélyebbre beegedni a 25 finommegmunkálás során, mint a simításkor. Ekkor az elektród teljesen besüllyedhet a megmunkált nyílásba, amennyire ez csak lehetséges, amivel a megmunkált nyílás falainak párhuzamosságát érhetjük el. A végső megmunkálásban előnyös a dielektromos fo3θ lyadék áramoltatása és ez tovább javítja a megmunkált nyílás falainak párhuzamosságát.

Egyes esetekben előnyös lehet a durvamegmunkálás sebességével r sugarú eltolást végezni, a simítás műveleteit r’ sugarú eltolással, a finommegmunkálá35 séét r” sugarú eltolással végezni. A háromlépéses megmunkálással szemben lehetséges a kétlépéses is, amikor a durvamegmunkálást finommegmunkálás követi, vagy akár nagyobb számú r sugarú lépés végzése, amikor állandó csökkenő sebességgel végez40 zük a megmunkálást az állandóan csökkenő felületi érdesség elérésére. Az r különböző értékei mindenkor a sebességektől és a kiválasztott vonalvezetéstől függ, kivéve azt az esetet, amikor azonos durvamegmunkálási sebességgel körkörös eltolást végzünk az 45 első durvamegmunkálási szakaszban alkalmazottnak megfelelően, amikor nem volt körkörös mozgás és ahol az r értéke ennek megfelelően csak attól a növekedéstől függ, amennyivel az első durvamegmunkálási szakasz után a kapott nyílás nagyobb lett. 50 Meg kell jegyezni, hogy ha ezt a növekedést a megmunkálásban figyelembe kell venni, az első durva szakasz kívánság szerint, vagy a P pontnak, vagy a Pi pontnak megfelelő helyzetben is elvégezhető.

A találmány tárgyát a továbbiakban egy példa55 kénti foganatosítási mód alapján, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az

1. ábra a munkadarab keresztmetszete megmunkálás előtt, a

2. ábra a munkadarab és az elektród keresztmetszete a durvamegmunkálás befejezésekor, a

3. ábra az elektródmozgás diagramja a simító megmunkáláskor, a

4. ábra a munkadarab és az elektród keresztmet65 szete a simító megmunkálás végén, míg az

5. ábra a munkadarab és az elektród keresztmetszete a finommegmunkálás befejezésekor.

Az 1. ábrán présszerszám készítésére szánt 1 fémdarab látható, amelynek 2 síklapja van. Ebben elektroeróziós eljárással C szélességű nyílást kell készíteni, amelynek oldalfalai párhuzamosak és a 2 síklapra merőlegesek. Ez lesz a szerszám nyílása, amely csatlakozik a szerszám hézagát alkotó előzőleg már elkészített 3 hézagnyíláshoz. Ha lehetséges, előnyös előzetesen egy 4 nyílás nagyoló elkészítése, tetszőleges hagyományos eljárással.

Az elektroeróziós durvamegmunkálás (2. ábra) kezdetekor 5 elektród a 4 nyílás tengelyében, vagy az 5 elektród 6 előtolásának irányát kijelölő 6 tengely mentén helyezkedik el.

Az elektródot a 6 tengely mentén engedjük lefelé, mégpedig addig eresztjük be a 3 hézagnyílásba, hogy kúpos része teljes egészében átérjen, de legfeljebb egy kis résszel szabad ezen túlengedni. Ezt az első szakaszt a lehető leggyorsabban hajtjuk végre, a teljes rendelkezésre álló teljesítmény által megengedett sebességgel, vagy pedig, ami gyakoribb, az elektród jellegétől és más jellemzőktől meghatározott maximális lehetséges sebességgel. Ekkor az elektródot felemeljük a munkadarab fölé és a 6 tengelyre merőlegesen eltoljuk oly módon, hogy P pont (3. ábra) tőle r távolságra levő Pj pontba menjen át. Ekkor kezdhető meg az átlagos sebességű simító megmunkálás. Az elektródot a 6 tengellyel párhuzamosan leengedjük, mégpedig a durvamegmunkálást jellemző távolságnál nagyobb mértékben, amivel új felületrész megmunkálása válik lehetővé, majd kiemeljük a munkadarabon kívülre. Ezután az elektródot körvonal mentén eltoljuk oly módon, hogy Pi pontból olyan P₂ pontba kerüljön, amely a 6 tengelyre merőlegesen P pont körül húzott r sugarú kör mentén helyezkedik el. Ekkor a műveleteket n-szer megismételjük, amíg a P pont körül az r sugarú kört egy-egy ív megtételével teljesen bejárjuk. A Pj, P₂, P₃,..., Pn-íjPn pontok között az ívhossz tetszőlegesen kicsire választható. A simító megmunkálás esetén lehet például n = 20 a választás. Mivel az elektród nagy sebességgel végzett kihúzásának időtartama jelentéktelen a leeresztés során végzett munka időtartamához viszonyítva, 75 ... 95%-os hatásfok érhető el azzal a módszerrel összehasonlítva, amikor ugyanezt az anyagmennyiséget az elektród egyetlen egyszerű leeresztésével távolitják el (például olyan elektródot választanak, amelynek pótlólagos külső rétege van és így vastagsága mindenütt r nagyságú, a találmány szerinti eljárásban használthoz viszonyítva).

Ugyanez a módszer alkalmazható a finommegmunkálás folyamataihoz (5. ábra), de ekkor a sebesség kisebb és az alkalmazott r’ sugár valamivel nagyobb az r sugárnál, amivel figyelembe lehet venni a kiválasztott vonalak és az előállításhoz alkalmazott sebességekkel elérhető vonalak közötti különbségeket. Előnyös, ha valamivel rövidebb körívszakaszok mentén mozgatjuk az elektródot, tehát a körívet n-nél nagyobb, például 2n lépésszámban tesszük meg. Ilyen választással a finommegmunkálás esetében n’ = 40, és így rendkívül nagy, a milliméter századrészét kitevő pontossággal megmunkált dara bokát kapunk. Előnyös, az n és n’ olyan megválasztása, hogy minden lépés között elegendően kicsi legyen a távolság a rövidzárlatok lehetőségének csökkentésére és az anyag rendszeres eltávolítására. A lépések nagysága feleljen meg az elektród és a munkadarab közötti távolságoknak, a megválasztott megmunkálási sebességnek.

A könnyebb megértés kedvéért a folyamat részletes leírását csak lyukvágó vagy körkörösen mozgó megmunkálófej esetére adjuk. Ezek befogása lehetővé teszi az elektród körkörös mozgatását a 6 tengelyre merőleges síkban. Vannak berendezések, amelyekben a befogás a munkadarab térbeli körkörös mozgatását végzi, amikor az elektródot az elektroeróziós megmunkálásnak kitett munkadarab járja körül, de a megmunkálás eredménye pontosan ugyanaz. Az eljárás megvalósítható természetesen minden olyan rendszerben, ahol az elektród vagy a megmunkálandó munkadarab ellenőrizhető módon egy tengelyhez viszonyítva oldalirányú mozgást végezhet.

Az előállított munkadarab felületi érdessége anynyira kicsi lehet, amennyire csak ezt az elektroeróziós megmunkálás lehetővé teszi, feltéve, hogy elegendően kis felületi érdességű elektródot alkalmazunk, de lehetséges a folyamat olyan irányítása is, hogy korlátos számú megmunkálási műveletet végzünk és végül például 2 μ-os felületi érdességgel megelégszünk. Ez az érdesség könnyen megszüntethető hagyományos polírozással, vagy rövid időtartamú dörzsanyagos csiszolással. Ezek alapján az elektroeróziós eljárás elektródjának vonalvezetését és a sebességeket optimálisan lehet meghatározni, mégpedig úgy, hogy az elektród méreteit az előállítandó nyíláshoz képest kisebbre választjuk, a megmunkáláshoz megfelelő r és r’ sugarakat veszünk fel. Az elektród elhasználódását is a lehetőség szerint legjobban figyelembe kell venni a sebesség megválasztásakor.

A finommegmunkálás művelete kialakítható úgy is, hogy az elektród mélyebbre ereszkedik a nyílásba, mint a simítás során, és teljesen el is hagyhatja az elektroeróziós eljárással megmunkált nyílást (ez szükséges lehet ahhoz, hogy a lehető leghosszabb ideig folytassuk a megmunkálást), tehát az elektród munkája nem szűnik meg azon a szinten, ahol oldalfelületei az előző műveletek során már használatban voltak, vagy pedig az áramműveletek miatt lekoptak, hanem folytatódik tovább és ezen szint alatt fejeződik be. Az elektród oldalfelületének felső zónája azt a szakaszt jelenti, amelynek felülete a munkadarab elektroeróziós megmunkálása során lepusztult, a következő zóna a simító megmunkálás során lepusztult felületi rész, az ezt követő zóna a finommegmunkálás alatt alig romlott felületi minőségű rész, míg a felső zóna az elektród érintetlenül maradt része. Ilyen megoldás révén lehetővé válik a finommegmunkálás elvégzése az elektród külső felületének felső részével, és ez a rész csak részlegesen használódik el, ezért a finommegmunkálás végén átmérője nagyobb (anyaga kevésbé lepusztult), mint az alsó rész. Ténylegesen ez a rész nagyon közel áll az eredeti méretekhez, ami biztosítja, hogy az előállított nyílás falai nagyon pontosan merőlegesek a homlokfelületre, illetve kúposságuk rendkívül kicsi.

Az eljárás megvalósításának alapfeltétele, hogy az elektród falai teljesen párhuzamosak legyenek és az elektródot a megmunkálandó felületre merőlegesen eresszük le, vagyis befogásának biztosítani kell a munkadarab felületéhez viszonyított pontos merőlegességet (vagy a leeresztést biztosító tengellyel való párhuzamosságot), továbbá hogy olyan felfüggesztést alkalmazzunk, amelynek vastagsága mindenütt kisebb mint az elektródé, hogy ily módon elkerülhető legyen az elektroeróziós eljárással készült nyílásba való behatoláskor a befogás alakjának átadása. A fentiekben ismertetett geometriai jellemzés általában jól teljesül a már használatos elektródok esetében, mivel az ajánlott módszer (vagyis az elektród teljes leeresztése a nyílásba apró lépésenként) az elektród felületének korlátolt nagyságú lepusztulását idézi elő a flnommegmunkálás során, ez egyenletesen jön létre vízszintes síkokban, mégpedig oly módon, hogy az egyes magassági szinteken a párhuzamosság fennmaradása biztosított. Mindez lehetővé teszi, hogy az elektródot a feltételektől függően 2...15 alkalommal felhasználjuk, mindannyiszor a nyílás jó pontossággal állítható elő, és a kapott furatok méretszórása kicsi. Amíg a megmunkálás minőségi követelményei teljesíthetőek maradnak, az elektród lepusztulása, illetve deformációja nem okoz gondot, de ezek alapján kell eldönteni az elektród esetleges leselejtezését.

A készített nyílások párhuzamosságát, illetve merőlegességét a finommegmunkálás során áramoltatott dielektromos folyadék jelenléte javíthatja. Az eljárás nehézkesen használható, mivel a megmunkálás során nehezen eltávolítható gázok keletkeznek. Ezek a gázok a résekben és bemélyedésekben felhalmozódnak, hajlamosak helyi mikrorobbanások előidézésére, ami miatt a munkadarab vagy az elektród néhány századmilliméterrel eltolódhat, és ez lerontja a megmunkálás elérhető pontosságát. Ezt a hátrányt úgy kerülhetjük ki, hogy a munkafolyamatba beillesztjük a gáztalanítás folyamatát, amikor a gázokat az elektród irányába eltávolítjuk, mégpedig legalább olyan mértékben, hogy a robbanás veszélyét kiküszöböljük.

Ilyen feltételek között az elkészült nyílásnak a munkadarab homlokfelületére merőleges falai tökéletesen merőlegesek, és ennek következtében összetartásuk olyan pontosságú, ami összehasonlítható a szerszámgép tengelyének leeresztési, pontosságával. Ha a tengelyt 0,02 mm/m tűréssel eresztjük le a homloklapra merőleges egyeneshez viszonyítva, akkor az elektroeróziós megmunkálással a présszerszámpk átlagosan 20 ... 30 mm hosszúságú nyílásait tekintve teljesen elhanyagolható a kúposság mértéke.

A nagyon jó merőlegességi jellemzők következtében az ‘ elektroeróziós eljárás jól használható különösen a munkadarab vastagságával növekvő szélességű nyílások készítésére oly módon, hogy a megmunkált nyílás falaitól kissé eltérő irányú megmunkálást végzünk. A fémek hidegsajtolásához készült présszerszámok esetében az elektroerózió irányának megválasztásával optimális megmunkálási feltételeket állíthatunk elő. A présszerszámok esetében az általában az ábrákon bemutatott irány, vagyis a fém áteresztésének iránya a szerszámban, de semmi akadálya nincs annak, hogy ha szükséges, más irányt válasszunk, vagyis az elektródot a szükséges falirány5 bán eresszük le. Ez az a lehetőség, amit az úgynevezett hidas présszerszámokban alkalmazunk, amikor csőszerű egymástól elválasztott szakaszokat készítünk elektroeróziós eljárással és ebben az esetben az elektródot ellenkező irányban kell bevezetni, 10 mint később a fémet a szerszámba. A préseléshez viszonyítva ellentétes irányú elektroeróziós megmunkálás lehetővé teszi a kúpos nyílások kialakítását a megmunkálás szempontjából legkedvezőbb pontokban, a. hagyományos megmunkálási eljárásokkal 15 szemben. Ilyen feltételek között a komplett egyenes és kúpos nyílások, illetve furatok előállíthatok elektroerózióval közvetlenül a megmunkálatlan felületről indulva, vagy pedig egy már előkészített nyers nyílás alapján. A kúpos nyílás elektroeróziós előállítása a durvamegmunkálás (nagyolás) sebességével végezhető. Ennek a sebességét úgy lehet megválasztani, amit az elektród vagy a szerszámgép lehetővé tesz és ami a legkisebb elfogadható pontosságot biztosítja, mivel a furatokhoz viszonyítva kisebb felületi finomság is elegendő, de ha szükséges, egy simító megmunkálási szakasz is beiktatható. A kúpos nyílás kialakítható függőleges, és egyenes vonalú körvonallal, de ha ezt a szerszám kimenete irányában bővülő átmérővel kell kialakítani, akkor ezen a módon is elkészíthető. Más esetekben lényeges az r értékét úgy választani, hogy az -figyelembe vegye a kúpos nyílásnak azokhoz a nyílásméretekhez viszonyított növekedését, amit az elektród mozgatásával létre tudunk hozni.

A kapott nyílás méreteinek pontossága századmilliméteres, még akkor is, ha többszörösen felhasznált elektróddal készült, és méretei eleget tesznek az ismertetett kritériumoknak. Mivel az elektród lepusztulását figyelembe kell venni, ezért, ha ugyanazzal az elektróddal több azonos méretű nyílást kell előállítani, lényeges olyan egyre növekvő r és r’ sugarak választása, amelyek az elektródról levélő anyagmennyiséget figyelembe veszik. Ez a lehetőség rendkívül fontos, ha szűk tűréshatárokat kell betartani akár egy, akár sorozatban készített több nyílás esetében (jól megválasztott központosítással) és akkor is, ha többnyílású szerszámokat kell előállítani, amelyek nyílásai csak nagyon kis méretszórással rendelkezhetnek, hiszen ez nagyon fontos feltétele a jó minőségű szerszámnak. Ezzel kapcsolatban meg kell jegyezni, hogy a kapott nyílások méretpontossága kissé eltér az elektród méretpontosságától, amit az elektród külső falának a párhuzamosságtól való eltérése, befogásának pontatlansága okoz, tehát ezeket a tényezőket különös gonddal kell figyelembe venni a nagy pontosságú megmunkálás feltételei között.

Meg kell jegyezni, továbbá, hogy a lépésről-lépésre végzett megmunkálás és az elektród lehetséges visszahúzása gáztalanítás céljából biztosítja az elektród és a munkadarab közötti tér alapos kimosását a dielektromos folyadékkal.

A kapott felületek megmunkálási minősége és finomsága lehetővé teszi, hogy az elektroeróziós eljárást hőkezelt szerszámok anyagának megmunkálására használjuk. Ha viszont a hőkezelés sófürdőben történik, az elektród útja mentén jelenlevő sómaradványok komolyan zavarják az elektroeróziós megmunkálás menetét. Az elektroeróziós megmunkálás ugyanis nem képes a sóval fedett pontokon áthatolni, és mivel a szerszámgép ezt nem veszi figyelembe, hanem tovább ereszti le az elektródot, az elektród a sórétegnek ütközik, emiatt eltolódhat, vagy deformálódhat. Mivel ennek ellenére a megmunkálás folyamata folytatódik, az elektród a munkadarabban a kijelölt iránytól eltér és a munkadarab anyagában javíthatatlanul hibás nyílás jön létre. Éppen ezért a hőkezelés utáni elektroeróziós megmunkálásra kijelölt anyagot a sómaradványoktól gondosan meg kell tisztítani, vagy a hőkezelést semleges atmoszférában esetleg vákuum alatt kell elvégezni.

A találmány szerinti eljárás az ismert fúrófejes, a körkörös mozgást végző befogófejeken, a kereskedelemben kapható általánosan ismert szerszámbefogókon kívül minden más olyan megmunkálási rendszerben megvalósítható, amelynek meghajtása biztosítja az elektród vagy a munkadarab körkörös, illetve tetszőleges oldalirányú egyenesvonalú eltolását az elektroeróziós megmunkálás alatt, az eljárás alkalmazható ezen kívül a hagyományos elektroeróziós szerszámgépekben is, kivéve a legkisebb mérettartományokat, ahol alkalmazhatósága korlátolt.

A hagyományos eszközök felhasználásával a rendszer körkörös elmozdulása könnyen felosztható szabályozható nagyságú lépésekre, ez kombinálható a gép tengelyének mozgásával, tehát lépésenként automatikusan végzett műveleti ciklust kapunk, amelyben a ciklusok ismétlése teljes körbefordulási vagy szükséges elmozdulást eredményez. A szerszámgép a mozgás végén leállítható és áthelyezhető, a megmunkálás folyamatában szükség esetén különböző gyakorisággal gáztalanítás végezhető az előbbiekben ismertetett módon. A durvamegmunkálás és a simítás, illetve a simítás és a finommegmunkálás fázisai közötti átmenet azonban kézi szabályozást igényel, amikor a kezelő végzi el a szükséges beállításokat.

Claims (13)

1. Szabadalmi igénypontok:

   1. Eljárás tetszőleges keresztmetszetű hengeres nyílást tartalmazó munkadarab elektroeróziós megmunkálására, amikor is a munkadarabon kívül elhelyezett egyetlen elektródot alkalmazunk, azzal jellemezve, hogy az elektródnak a megmunkálandó nyílás alkotójával párhuzamos leeresztésével majd felemelésével durvamegmunkálást végzünk, az elektródot az alkotóra merőlegesen r távolságra, P pontból a Pi pontba eltoljuk, hogy az elektródot az alkotó mentén leeresztjük a durvamegmunkált nyílásba és felemeljük, az elektródot többször egymás után elmozdítjuk oly módon, hogy a Pj pontból indulva a P pont körül r sugarú kört újon le, az elektródot minden megmunkálási pontban a nyílás alkotójával párhuzamosan leeresztjük és felemeljük, és a műveletet n-szer ismételjük, amíg az eltolás egy teljes körülfordulási tesz ki.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az elektród leeresztését az eltolás után ugyanakkora vagy kisebb sebességgel végezzük, mint a durvamegmunkálás alatt.
3. 5 3. Az 1. és 2. igénypont szerinti eljárás foganato- sítási módja, azzal jellemezve, hogy legalább egy simító megmunkálási ciklust végzünk, amelynek során r sugarú körkörös eltolásokkal n elektroeróziós megmunkálási szakaszt hajtunk végre, továbbá legei alább egy finommegmunkálási szakaszt végzünk a durvamegmunkálásnál kisebb sebességgel, amelynek során r’ sugarú körkörös eltolásokkal n’ eíektroeróziós megmunkálási szakaszt hajtunk végre, ahol n’ és r⁵ rendre nagyobb, mint n és r.

   5 4. A 3. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az elektródot a nyílásba egyre mélyebbre eresztjük a durvamegmunkálás, a simítás, majd a finommegmunkálás során.

   0 5. A 4. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az elektródot teljesen az elektroeróziós megmunkálással készült nyílás mögé eresztjük.
4. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás foganatosítási

   5 módja, azzal jellemezve, hogy az elektródot olyan befogószerszámba fogjuk be, amelynek a megmunkálandó nyílásba eső szakasza kisebb átmérőjű, mint az elektród.
5. 7. Az 1 —6. igénypontok szerinti eljárás foganato0 sítási módja, azzal jellemezve, hogy a P₍ és

   P₂,..., P_n.i és P_n pontok közötti eltolást tetszőleges vonalú eltolással hajtjuk végre.
6. 8. Az 1—7. igénypontok szerinti eljárás foganato-

   5 sítási módja, azzal jellemezve, hogy a munkadarabot a megmunkálás során oldalirányban, míg az elektródot hosszirányban mozgatjuk.
7. 9.. Az 1-8. igénypontok szerinti eljárás foganato} sítási módja, azzal jellemezve, hogy a finommegmunkálás során szivattyúzással dielektromos folyadékot áramoltatunk.
8. 10. A 9. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a finommegmunkálás í során meghatározott gyakorisággal gáztalanítást végzünk és az elektródot a gáztalanítás idejére eltávolítjuk.
9. 11. Az 1-10. igénypontok szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a megmun-

   I kálást előzetesen hőmegmunkált munkadarabon hajtjuk végre.
10. 12. Az 1-11. igénypontok szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az elektroeróziós megmunkálás után a munkadarabot políro- ; zással vagy dörzsanyagos csiszolással alakítjuk a kívánt felületi minőségűre.
11. 13. Az 1—12. igénypontok szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a fémek j hidegsajtoló préssszerszámaiban egyenes és kúpos nyílásokat készítünk.
12. 14. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás csőszerű termékek előállítására szolgáló présszerszámok gyártásához, amikor is gyűrű alakú ; nyílást és a gyűrű alakú nyílásban belső magot alakíaz eltolás r nagyságát rendre az elektród oldalfalán az előző nyílás megmunkálása során lepusztult réteg vastagságát figyelembe véve megnövelt értéknek választjuk és ily módon lényegében azonos nyílásokat állítunk elő.

    tünk ki, azzal jellemezve, hogy a két részt a megmunkálási művelet előtt nagy pontossággal egyesítjük egy komplett szerszámmá.
13. 15. A 13. és 14. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy 5