WO2002058875A1 - Elektrodenführung für erodiermaschinen sowie verfahren zum erodieren von werkstücken - Google Patents

Elektrodenführung für erodiermaschinen sowie verfahren zum erodieren von werkstücken Download PDF

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WO2002058875A1
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electrode guide
electrode
pressing part
guide according
holding part
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PCT/DE2002/000260
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Stephan Aurich
Carsten Brandt
Wilhelm Frank
Rüdiger GARN
Jens HÖRNIG
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02Wire-cutting
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    • B23H7/10Supporting, winding or electrical connection of wire-electrode
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23H7/10Supporting, winding or electrical connection of wire-electrode
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    • B23H7/26Apparatus for moving or positioning electrode relatively to workpiece; Mounting of electrode
    • B23H7/265Mounting of one or more thin electrodes

Definitions

  • the present invention relates to an electrode guide for eroding machines and a method for eroding workpieces.
  • Spark erosion machines are known in a variety of configurations in the prior art. Such machines are used, for example, to produce bores. Ceramic tubes are used as electrode guides, for example, or hard metal collets with a lateral clamping mechanism are used. With these known electrode guides, the tolerances of the clamping position of the electrode with respect to the axis of rotation are 5 ⁇ m, as a result of which they are relatively imprecise for producing microbores.
  • conical micro bores with a precisely defined front or rear width is particularly problematic.
  • Such micro bores have so far not been achieved in series production with an acceptable tolerance of 1 ⁇ m.
  • conical micro-holes can only be created to a limited extent through adjustments to the erosion parameters.
  • conical bores are generated by an increased removal rate as the depth of the bore increases, or a rotating wire electrode is excited to vibrate with increasing depth of the bore in order to describe a cone-shaped path.
  • tolerances in the range of 1 ⁇ m would be desirable.
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  • the groove-shaped recess is preferably V-shaped in section and formed either only in the holding part or only in the pressing part.
  • the pressing part is pressed against the holding part by means of a spring element or by means of a weight. Precise guidance can thus be ensured.
  • the pressure force of the pressure part can be adjusted. For example, at
  • Providing the pressing force by means of a weight can be arranged displaceably via a lever arm and exert a different force on the pressing part depending on its position.
  • the weight is preferably adjustable via a thread.
  • a spring plate can be provided as a spring element, the spring force of which can be adjusted via adjustable stops. The pressing force is selected in each case in such a way that the eroding process can run smoothly.
  • the electrode guide is preferably arranged in a rotating manner
  • the electrode is particularly preferably arranged in a rotating manner. If the electrode guide is also arranged to rotate, the electrode preferably rotates at the same speed as the electrode guide.
  • a pivoting device is also provided in order to pivot the electrode guide.
  • the electrode guide is preferably pivoted by a swivel angle of ⁇ 2 ° about an axis in the feed direction in which the electrode wire is arranged. With a rotating electrode falls the axis in the feed direction and the axis of rotation together.
  • the pivoting device allows the electrode guide to be set at an angle relative to the axis of rotation. This makes it possible, in particular, to produce bores which have a taper, it being possible for bores to be produced which decrease conically from the side of the electrode insertion (bores with a protrusion), and for bores which are based on flaring the side of the electrode entry (holes with a rear width).
  • the conical holes can be made with a smooth surface line.
  • an alignment device is further preferably provided.
  • the alignment device is particularly preferred in one
  • the alignment device can e.g. be constructed in such a way that it has four screws arranged in the rotary head, each of which abuts from a different side of the electrode guide and the electrode guide is centered between them. As a result, the position of the electrode guide can be moved in any radial direction parallel to the axis of rotation of the electrode.
  • the pressing part is advantageously formed with a further recess in its central region towards the electrode.
  • the electrode is pressed and guided against the holding part only over two regions of the pressing part.
  • the electrode is pressed against the holding part only at the two ends of the pressing part.
  • the electrode guide is particularly preferably arranged in the rotary head, which is mounted in a bridge. Precision bearings are used to support the rotary head.
  • the bridge is preferably mounted so as to be displaceable in the axial direction in a spindle of the eroding machine via play-free ball guides.
  • the electrode guide is preferably located axially between the spindle and the workpiece to be machined.
  • the stop is particularly preferably designed to be adjustable.
  • the rotary head is preferably driven by the spindle via a driver.
  • the electrode guide is advantageously produced from an Al 2 0 3 ceramic or from hard metal or from steel.
  • an electrode guide comprises a holding part and a pressing part, a groove-shaped recess being provided in the holding part and / or in the pressing part.
  • An electrode is arranged between the holding part and the pressing part.
  • the pressing part is pressed against the holding part by means of a pretensioning device.
  • the electrode is also arranged to rotate, with only the electrode being advanced for eroding and the electrode guide remaining at a defined distance from the workpiece in the direction of advance.
  • bores with a tolerance of + 1 ⁇ m can be produced according to the invention.
  • the electrode guide is preferably arranged in a rotating manner.
  • the electrode guide can preferably be pivoted by means of a pivoting device, so that the electrode guide and thus also the electrode emerging from the electrode guide is inclined to the axis of rotation.
  • conical bores can be produced both with a protrusion and with a rear width in a rotating electrode guide.
  • the electrode guide is displaced parallel to the axis of rotation of the electrode in such a way that the point of entry of the electrode on the workpiece, which was tilted by means of the swivel device, lies exactly on the axis of rotation of the electrode guide. If the electrode is now advanced, the rotating electrode is described as a conical movement, so that a conical bore with a rear width is produced, the central axis of the bore being located on the axis of rotation of the electrode guide. If a conical bore with a protrusion is to be produced, the electrode guide is displaced in the direction parallel to the axis of rotation in such a way that an entry position of the electrode in the workpiece is due to the large diameter of the bore (27) to be produced.
  • conical bores with a back width of 0 to 100 ⁇ m to a depth of 1 mm with a straight surface line.
  • parallel displacement or the pivoting of the electrode guide can also be carried out by an automatic control and can also be changed during the machining process.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of an eroding machine with an electrode guide according to the invention according to a first embodiment of the present invention
  • FIG 2 is an enlarged sectional view of the electrode guide according to the invention shown in Figure 1;
  • Figure 3 is an enlarged side view of the electrode guide according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a schematic representation of the invention
  • FIG. 5 is a schematic representation of the invention
  • FIG. 6 shows an enlarged side view of an electrode guide according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows an enlarged side view of an electrode guide according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a plan view of an electrode guide according to the invention according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 A first exemplary embodiment of an electrode guide according to the invention according to a first exemplary embodiment is described below with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the electrode guide 1 according to the invention includes a holding part 2 and a pressing part 3.
  • the pressing part 3 is pressed against the holding part 2 via a pretensioning device 6.
  • a rotating electrode 4 in the form of a wire is guided between the holding part and the pressing part.
  • the electrode 4 is driven by an electrode spindle 18.
  • a recess 25 is provided in the pressing part 3 (see FIG. 3), so that the electrode rests on the pressing part 3 only at its two ends.
  • the holding part 2 has a groove-shaped recess 5, which is V-shaped in section and partially receives the electrode 4. Exactly three contact points are thus provided between the electrode guide 1 and the electrode 4.
  • the pretensioning device 6 comprises a spring element 7, the spring force of which acts on the pressing part 3 via a fastening device 9.
  • the electrode 4 is securely in the electrode guide
  • the strength of the spring force can be adjusted using an adjusting screw 28.
  • a screw 29 is used to fix the spring element.
  • a pivot device 10 is further provided.
  • the pivoting device 10 comprises a first screw 12 and a second screw 13.
  • the electrode guide 1 can be pivoted about a pivot point 11.
  • the electrode guide 1 can be inclined at a certain angle relative to the axis of rotation X-X of the electrode 4.
  • an alignment device 14 is provided, which is adjustable via four adjusting screws 24. For reasons of a simplified representation, only one adjusting screw 24 is shown in FIG. Via the alignment device 14 the electrode guide 1 can be moved parallel to the axis of rotation XX.
  • the electrode guide 1 is arranged in a rotary head 15 via the alignment device 14.
  • the rotary head 15 is mounted in a bridge 17 by means of precision bearings 16.
  • the bridge 17 is mounted with two guide rods via play-free ball guides 20 in the spindle of the eroding machine so that it can be displaced in the axial direction.
  • the eroding spindle 18 drives the rotary head 15 via a driver 19.
  • the electrode guide 1 also rotates at the same speed as the electrode 4.
  • the electrode 4 can be clamped by means of an electrode clamp 23 and can thereby be pushed out of the electrode guide 1 stepwise or continuously in order to erode a bore in a workpiece 26.
  • the bridge 17 strikes an adjustable stop 21 which is arranged on a machine table 22.
  • the distance between the electrode 4 and the workpiece 26 can be continuously adjusted in accordance with the requirements of the eroding process.
  • the rotating electrode 4 is now advanced by means of the electrode clamp 23.
  • the likewise rotating electrode guide 1 remains at a defined distance A from the workpiece 26 (cf. FIG. 1).
  • the electrode clamp 23 does not influence the position of the electrode relative to the axis of rotation XX, so that the concentricity of the electrode 4 can be maintained with an accuracy of ⁇ 1 ⁇ m by the electrode guide 1.
  • the electrode guide 1 according to the invention also is suitable for standing electrodes and thus other hole shapes or recesses can also be produced, for example by means of profile electrodes.
  • conical bores and in particular conical bores with a rear width can also be produced by means of the electrode guide 1 according to the invention and the method according to the invention.
  • the bore is designed such that the bore diameter increases with increasing depth of the bore.
  • Such a bore 27 with rear width is e.g. shown in Figure 4.
  • the electrode guide 1 is first pivoted about the pivot point 11 by means of the screws 12, 13 of the pivoting device 10. The extent of the pivoting movement depends on the type of taper desired.
  • the electrode guide 1 is usually pivoted through an angle ⁇ of 0 ° to approximately 2 °. This will slightly bend the electrode wire.
  • the electrode guide 1 is then moved parallel to the axis of rotation X-X by means of the alignment device 14.
  • the electrode guide 1 is displaced parallel to the axis of rotation X-X until the point of entry of the electrode 4 into the workpiece 26 lies exactly on the original axis of rotation X-X (cf. FIG. 4).
  • the electrode guide 1 thus rotates about the axis of rotation X-X, its tip being close to the axis of rotation. If the rotating electrode 4 is now advanced, it describes a movement on a conical jacket, as a result of which a conical bore 27 with a rear width is produced.
  • FIG. 5 shows the production of a bore with a forerunner.
  • the electrode guide 1 is pivoted through an angle ⁇ and then moved parallel to the axis of rotation XX. In this case, however, the electrode guide 1 is shifted in parallel such that the entry point HS c

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrodenführung bzw. ein Verfahren zum Erodieren von Werkstücken. Die Elektrodenführung (1) stellt durch eine aus zwei Teilen (2, 3) bestehende Prismenführung mit einer Vorspannvorrichtung (6) eine spielfreie Führung einer Elektrode (4) bereit, wodurch Bohrungen mit einer Genauigkeit von 1µm herstellbar sind. Weiter ist eine Schwenkvorrichtung (10) zum Schwenken der Elektrodenführung und eine Ausrichtvorrichtung (14) zum Parallelverschieben der Elektrodenführung (1) vorgesehen, wodurch konische Bohrungen herstellbar sind.

Description

Beschreibung
Elektrodenführung für Erodiermaschinen sowie Verfahren zum Erodieren von Werkstücken
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrodenführung für Erodiermaschinen sowie ein Verfahren zum Erodieren von Werkstücken.
Funkenerosionsmaschinen sind in vielfältiger Ausgestaltung im Stand der Technik bekannt. Derartige Maschinen werden beispielsweise zur Erzeugung von Bohrungen eingesetzt. Hierbei werden als Elektrodenführungen beispielsweise Keramikröhrchen eingesetzt oder es werden Hartmetall-Spannzangen mit einem seitlichen Spannmechanismus verwendet. Bei diesen bekannten Elektrodenführungen liegen Toleranzen der Spannlage der E- lektrode zur Drehachse bei 5 μm, wodurch sie zur Erzeugung von Mikrobohrungen relativ ungenau sind.
Besonders problematisch ist neben der Herstellung von Mikrobohrungen insbesondere auch die Herstellung von konischen Mikrobohrungen mit genau definierter Vor- bzw. Hinterweite. Derartige Mikrobohrungen können in der Serienfertigung mit einer akzeptablen Toleranz von 1 μm bisher nicht erreicht werden. Insbesondere konische Mikrobohrungen können nur bedingt durch Einstellungen an den Erodierparametern erzeugt werden. Z.B. werden konische Bohrungen durch eine mit zunehmender Tiefe der Bohrung erhöhte Abtragleistung erzeugt oder eine rotierende Drahtelektrode wird mit zunehmender Tiefe der Bohrung zum Schwingen angeregt, um eine kegelmantelförmige Bahn zu beschreiben. Mit derartigen Verfahren können jedoch nur Bohrungen mit ungenauen Abmessungen und relativ großen Toleranzen von über 5μm erhalten werden. Beispielsweise bei der Herstellung von Mikrobohrungen für Kraftstoffeinspritz- ventile wären jedoch Toleranzen im Bereich von 1 μm wünschenswert. Somit besteht eine Notwendigkeit für eine Elekt- w uo t t H H in o o Lπ O in
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HJ 1
Um genau drei Kontaktstellen zwischen der Elektrode und der Elektrodenführung aufzuweisen, ist die nutförmige Aussparung bevorzugt im Schnitt V-förmig ausgebildet und entweder nur im Halteteil oder nur im Andrückteil gebildet.
Um eine sichere und kontinuierliche Führung der Elektrode in der Elektrodenführung bereitzustellen, wird das Andrückteil mittels eines Federelements oder mittels eines Gewichtes ge- gen das Halteteil gedrückt. Somit kann eine genaue Führung gewährleistet werden.
Um jeweils optimale Andrückkräfte für Elektroden mit unterschiedlichen Durchmessern bereitzustellen, ist die Andrück- kraft des Andrückteils einstellbar. Beispielsweise kann bei
Bereitstellen der Andrückkraft mittels eines Gewichtes dieses verschiebbar über einen Hebelarm angeordnet sein und abhängig von seiner Lage eine unterschiedliche Kraft auf das Andrückteil ausüben. Um eine feine Einstellung zu ermöglichen ist das Gewicht vorzugsweise über ein Gewinde verstellbar. Weiter kann beispielsweise ein Federblech als Federelement vorgesehen sein, dessen Federkraft über verstellbare Anschläge einstellbar ist. Die Andrückkraft wird jeweils derart gewählt, dass der Erodierprozess störungsfrei ablaufen kann.
Vorzugsweise ist die Elektrodenführung rotierend angeordnet
Besonders bevorzugt ist die Elektrode rotierend angeordnet. Falls die Elektrodenführung auch rotierend angeordnet ist, dreht sich die Elektrode vorzugsweise mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Elektrodenführung.
Um die Elektrodenführung zu schwenken ist weiter eine Schwenkvorrichtung vorgesehen. Vorzugsweise wird die Elektro- denführung dabei um einen Schwenkwinkel von ± 2° um eine Achse in Vorschubrichtung geschwenkt, in welcher der Elektroden- draht angeordnet ist. Bei einer rotierenden Elektrode fällt dabei die Achse in Vorschubrichtung und die Drehachse zusammen. Durch die Schwenkvorrichtung ist die Elektrodenführung in einem Winkel relativ zur Drehachse einstellbar. Dadurch ist es insbesondere möglich, Bohrungen zu erzeugen welche ei- ne Konizität aufweisen, wobei sowohl Bohrungen erzeugt werden können, welche sich ausgehend von der Seite der Elektrodeneinführung konisch verringern (Bohrungen mit einer Vorweite) , als auch Bohrungen erzeugt werden, welche sich ausgehend von der Seite der Elektrodeneinführung konisch erweitern (Bohrun- gen mit einer Hinterweite) . Dabei können die konischen Bohrungen mit einer glatten Mantellinie hergestellt werden. Somit können erfindungsgemäß insbesondere Bohrungen von Einspritzdüsen für Kraftstoffeinspritzventile mit höchster Genauigkeit hergestellt werden.
Um die Elektrodenführung auch parallel zur Achse in Vorschubrichtung bzw. parallel zur Drehachse verschieben zu können, ist weiter bevorzugt eine Ausrichtvorrichtung vorgesehen.
Besonders bevorzugt ist die Ausrichtvorrichtung in einem
Drehkopf angeordnet. Dabei kann die Ausrichtvorrichtung z.B. derart aufgebaut sein, dass sie vier im Drehkopf angeordnete Schrauben aufweist, welche jeweils von einer anderen Seite der Elektrodenführung anliegen und die Elektrodenführung zwi- sehen sich zentrieren. Dadurch kann die Position der Elektrodenführung in beliebiger radialer Richtung parallel zur Drehachse der Elektrode verschoben werden.
Vorteilhaft ist das Andrückteil in seinem mittleren Bereich zur Elektrode hin mit einer weiteren Aussparung gebildet. Dadurch wird die Elektrode nur über zwei Bereiche des Andrückteils gegen das Halteteil gedrückt und geführt. Mit anderen Worten wird die Elektrode nur an den beiden Enden des Andrückteils gegen das Halteteil gedrückt. Besonders bevorzugt ist die Elektrodenführung im Drehkopf angeordnet, welcher in einer Brücke gelagert ist. Zur Lagerung des Drehkopfes werden dabei Präzisionslager verwendet.
Vorzugsweise ist die Brücke über spielfreie Kugelführungen in einer Spindel der Erodiermaschine in Achsrichtung verschiebbar gelagert.
Die Elektrodenführung liegt vorzugsweise axial zwischen der Spindel und dem zu bearbeitenden Werkstück.
Um einen Vorschub der Brücke zu begrenzen, ist vorteilhaft ein Anschlag vorgesehen ist.
Besonders bevorzugt ist der Anschlag verstellbar ausgebildet.
Um einen einfachen Aufbau des Drehkopfs zu ermöglichen , wird der Drehkopf bevorzugt über einen Mitnehmer von der Spindel angetrieben.
Vorteilhaft wird die Elektrodenführung aus einer Al203- Keramik oder aus Hartmetall oder aus Stahl hergestellt.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erodieren von Aus- sparungen, insbesondere von Mikrobohrungen, in Werkstücken umfasst eine Elektrodenführung ein Halteteil und ein Andrückteil, wobei eine nutförmige Aussparung im Halteteil und/oder im Andrückteil vorgesehen ist. Eine Elektrode ist zwischen dem Halteteil und dem Andrückteil angeordnet. Das Andrückteil wird mittels einer Vorspannvorrichtung gegen das Halteteil gedrückt. Die Elektrode ist weiterhin rotierend angeordnet, wobei zum Erodieren nur die Elektrode vorgeschoben wird und die Elektrodenführung in einem definierten Abstand zum Werkstück in Vorschubrichtung verbleibt. Somit können erfindungs- gemäß Bohrungen mit einer Toleranz von + lμm hergestellt werden. Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die E- lektrodenführung rotierend angeordnet .
Vorzugsweise kann die Elektrodenführung mittels einer Schwenkvorrichtung geschwenkt werden, so dass die Elektrodenführung und damit auch die aus der Elektrodenführung austretende Elektrode zur Drehachse schräg gestellt ist. Dadurch können bei einer rotierenden Elektrodenführung insbesondere konische Bohrungen sowohl mit einer Vorweite als auch mit ei- ner Hinterweite hergestellt werden. Um Bohrungen mit einer
Hinterweite herzustellen, wird die Elektrodenführung parallel zur Drehachse der Elektrode verschoben und zwar derart, dass der Eintrittspunkt der Elektrode am Werkstück, welche mittels der Schwenkvorrichtung schräg gestellt wurde, genau auf der Drehachse der Elektrodenführung liegt. Wenn nun die Elektrode vorgeschoben wird, wird beschreibt die rotierende Elektrode eine Kegelmantelbewegung, so dass eine konische Bohrung mit einer Hinterweite erzeugt wird, wobei die Mittelachse der erzeugten Bohrung auf der Drehachse der Elektrodenführung liegt. Wenn eine konische Bohrung mit einer Vorweite hergestellt werden soll wird die Elektrodenführung in Parallel- richtung zur Drehachse derart verschoben, dass eine Eintrittsposition der Elektrode in das Werkstück am großen Durchmesser der herzustellenden Bohrung (27) liegt. Somit können erfindungsgemäß z.B. konische Bohrungen mit einer Hinterweite von 0 bis lOOμm auf eine Bohrungstiefe von 1mm mit gerader Mantellinie hergestellt werden. Es sei angemerkt, dass die Parallelverschiebung bzw. das Schwenken der Elektrodenführung auch durch eine automatische Steuerung vorgenommen werden kann und auch während des Bearbeitungsprozesses verändert werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist: Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer Erodiermaschine mit einer erfindungsgemäßen Elektrodenführung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung der in Figur 1 dargestellten erfindungsgemäßen Elektrodenführung;
Figur 3 eine vergrößerte Seitenansicht der Elektrodenführung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 4 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Elektrodenführung bei der Herstellung einer Bohrung mit einer Hinterweite;
Figur 5 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Elektrodenführung bei der Herstellung einer Bohrung mit einer Vorweite;
Figur 6 eine vergrößerte Seitenansicht einer Elektrodenführung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Figur 7 eine vergrößerte Seitenansicht einer Elektrodenfüh- rung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Figur 8 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Elektrodenführung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Elektrodenführung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel beschrie- ben. Wie in Figur 1 gezeigt, u fasst die erfindungsgemäße Elektrodenführung 1 ein Halteteil 2 und ein Andrückteil 3. Das Andrückteil 3 wird über eine Vorspannvorrichtung 6 gegen das Halteteil 2 gedrückt. Zwischen dem Halteteil und dem Andrück- teil wird eine rotierende Elektrode 4 in Form eines Drahtes geführt. Die Elektrode 4 wird über eine Elektrodenspindel 18 angetrieben.
Im Andrückteil 3 ist eine Aussparung 25 vorgesehen (vgl. Fi- gur 3) , so dass die Elektrode am Andrückteil 3 nur an deren beiden Enden anliegt. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, weist das Halteteil 2 eine nutförmige Aussparung 5 auf, welche im Schnitt V-förmig gebildet ist und die Elektrode 4 teilweise aufnimmt. Somit sind zwischen der Elektrodenführung 1 und der Elektrode 4 genau drei Kontaktstellen vorgesehen.
Wie insbesondere aus Figur 3 ersichtlich, umfasst die Vorspannvorrichtung 6 ein Federelement 7, deren Federkraft über eine Befestigungsvorrichtung 9 auf das Andrückteil 3 wirkt. Dadurch wird die Elektrode 4 sicher in der Elektrodenführung
1 geführt ohne dass ein Spiel der Elektrode 4 in der Elektrodenführung 1 möglich ist. Die Stärke der Federkraft kann über eine Justierschraube 28 eingestellt werden. Eine Schraube 29 dient zur Fixierung des Federelements.
Wie in Figur 3 gezeigt, ist weiter eine Schwenkvorrichtung 10 vorgesehen. Die Schwenkvorrichtung 10 umfasst eine erste Schraube 12 und eine zweite Schraube 13. Durch Einstellung ü- ber die Schrauben kann die Elektrodenführung 1 um einen Schwenkpunkt 11 geschwenkt werden. Dadurch kann die Elektrodenführung 1 relativ zur Drehachse X-X der Elektrode 4 in einem bestimmten Winkel geneigt werden.
Weiterhin ist eine Ausrichtvorrichtung 14 vorgesehen, welche über vier Justierschrauben 24 einstellbar ist. Aus Gründen einer vereinfachten Darstellung ist in Figur 1 nur eine Justierschraube 24 dargestellt. Über die Ausrichtvorrichtung 14 kann die Elektrodenführung 1 parallel zur Drehachse X-X verschoben werden.
Die Elektrodenführung 1 ist über die Ausrichtvorrichtung 14 in einem Drehkopf 15 angeordnet. Der Drehkopf 15 ist mittels Präzisionslager 16 in einer Brücke 17 gelagert. Die Brücke 17 ist mit zwei Führungsstangen über spielfreie Kugelführungen 20 in der Spindel der Erodiermaschine in Achsrichtung überfedert verschiebbar gelagert. Die Erodierspindel 18 treibt da- bei den Drehkopf 15 über einen Mitnehmer 19 an. Somit rotiert auch die Elektrodenführung 1 mit der gleichen Drehzahl wie die Elektrode 4. Die Elektrode 4 kann mittels einer Elektro- denklemmung 23 geklemmt werden und dadurch schrittweise oder kontinuierlich aus der Elektrodenführung 1 heraus geschoben werden, um eine Bohrung in einem Werkstück 26 zu erodieren.
Zum Erodieren schlägt die Brücke 17 an einem einstellbaren Anschlag 21 an, welcher an einem Maschinentisch 22 angeordnet ist. Dadurch kann der Abstand der Elektrode 4 zum Werkstück 26 entsprechend den Anforderungen des Erodierprozesses stufenlos eingestellt werden. Zum Erodieren wird nun die rotierende Elektrode 4 mittels der Elektrodenklemmung 23 vorgeschoben. Dabei bleibt die ebenfalls rotierende Elektrodenführung 1 in einem definierten Abstand A zum Werkstück 26 stehen (vgl. Figur 1) . Beim Vorschieben der Elektrode beeinflusst die Elektrodenklemmung 23 die Lage der Elektrode zur Drehachse X-X nicht, so dass der Rundlauf der Elektrode 4 durch die Elektrodenführung 1 auf < lμm genau eingehalten werden kann. Ebenfalls erfolgt keine Beeinflussung der Elektrodenlage wäh- rend des Erodierprozesses aufgrund des Antriebs über den Mitnehmer 19 durch die abgekoppelte Erodierspindel 18. Somit können insbesondere Mikrobohrungen mit höchster Genauigkeit hergestellt werden. Durch die rotierende Elektrode 4 werden auch etwa vorhandene minimale Formfehler der Elektrode 4 nicht auf die Bohrungsform übertragen, da die Elektrode rotiert und damit die Kreisform der Bohrung verbessert. Es sei angemerkt, dass die erfindungsgemäße Elektrodenführung 1 auch für stehende Elektroden geeignet ist und damit auch andere Lochformen bzw. Aussparungen, z.B. mittels Profilelektroden, hergestellt werden können.
Weiterhin können mittels der erfindungsgemäßen Elektrodenführung 1 und dem erfindungsgemäßen Verfahren auch konische Bohrungen und insbesondere konische Bohrungen mit einer Hinterweite hergestellt werden. Bei konischen Bohrungen mit einer Hinterweite ist die Bohrung derart ausgebildet, dass der Boh- rungsdurchmesser mit zunehmender Tiefe der Bohrung zunimmt.
Eine derartige Bohrung 27 mit Hinterweite ist z.B. in Figur 4 dargestellt .
Zur Herstellung der in Figur 4 gezeigten Bohrung mit Hinter- weite wird zuerst die Elektrodenführung 1 mittels der Schrauben 12, 13 der Schwenkvorrichtung 10 um den Schwenkpunkt 11 geschwenkt . Der Umfang der Schwenkbewegung hängt dabei von der Art der gewünschten Konizität ab. Üblicherweise wird die Elektrodenführung 1 um einen Winkel α von 0° bis ca. 2° ge- schwenkt. Dadurch wird der Elektrodendraht leicht gebogen. Anschließend wird die Elektrodenführung 1 mittels der Ausrichtvorrichtung 14 parallel zur Drehachse X-X verschoben. Dabei wird die Elektrodenführung 1 so weit parallel zur Drehachse X-X verschoben, bis der Eintrittspunkt der Elektrode 4 in das Werkstück 26 genau auf der ursprünglichen Drehachse X- X liegt (vgl. Figur 4). Somit rotiert die Elektrodenführung 1 um die Drehachse X-X, wobei ihre Spitze nahe der Drehachse liegt. Wenn nun die rotierende Elektrode 4 vorgeschoben wird, beschreibt sie eine Bewegung auf einem Kegelmantel, wodurch eine konische Bohrung 27 mit einer Hinterweite erzeugt wird.
In Figur 5 ist die Herstellung einer Bohrung mit einer Vorweite dargestellt. Wie bei der Herstellung einer Bohrung mit einer Hinterweite wird die Elektrodenführung 1 um eine Winkel α geschwenkt und anschließend parallel zur Drehachse X-X verschoben. Hierbei erfolgt eine Parallelverschiebung der E- lektrodenführung 1 allerdings derart, dass der Eintrittspunkt HS c
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Claims

Patentansprüche
1. Elektrodenführung für eine Elektrode (4) einer Erodiermaschine, wobei die Elektrodenführung (1) einen Halteteil (2) und einen Andrückteil (3) umfasst, wobei eine nutfδrmige Aussparung (5) im Halteteil (2) oder im Andrückteil (3) ausgebildet ist, das Andrückteil (3) mittels einer Vorspannvorrichtung (6) gegen das Halteteil (2) vorgespannt ist und die Elektrode (4) zwischen dem Andrückteil (3) und dem Halteteil (2) angeordnet und spielfrei geführt ist.
2. Elektrodenführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine nutförmige Aussparung (5) im Andrückteil und im Halteteil ausgebildet ist.
3. Elektrodenführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nutförmige Aussparung (5) im Schnitt V-förmig ausgebildet ist.
4. Elektrodenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannvorrichtung (6) zum Andrücken des Andrückteils (3) gegen das Halteteil (2) als Federelement (7) oder als Gewicht (8) ausgebildet ist .
5. Elektrodenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückkraft des Andrückteils (3) einstellbar ist.
6. Elektrodenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenführung (1) rotierend angeordnet ist.
7. Elektrodenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da- durch gekennzeichnet, dass die Elektrode (4) rotie- rend -^ 3aτnιrgτ(e-.oιτr-Hdnnet i i Qsft-
8. Elektrodenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenführung (1) weiter eine Schwenkvorrichtung (10) umfasst, um die Elektrodenführung zu schwenken.
9. Elektrodenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausrichtvorrichtung (14) vorgesehen ist, um die Elektrodenführung (1) parallel zu einer Drehachse (X-X) zu verschieben.
10. Elektrodenführung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass die Ausrichtvorrichtung (14) in einem Drehkopf (15) angeordnet ist.
11. Elektrodenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Andrückteil (3) in seinem mittleren Bereich zur Elektrode (4) hin mit einer weiteren Aussparung (25) gebildet ist.
12. Elektrodenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenführung im Drehkopf (15) angeordnet ist, welcher in einer Brücke (17) gelagert ist.
13. Elektrodenführung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (17) über spielfreie Kugelführungen (20) in einer Spindel (18) der Erodiermaschine in Achsrichtung (X-X) verschiebbar gelagert ist.
14. Elektrodenführung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag (21) zur Begrenzung des Vorschubs der Brücke (17) vorgesehen ist.
15. Elektrodenführung nach Anspruch 14, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Anschlag (21) verstellbar angeordnet ist .
16. Elektrodenführung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkopf (15) über einen Mitnehmer (19) von der Spindel (18) angetrieben wird.
17. Elektrodenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenführung
(1) aus einer Al203-Keramik oder aus Hartmetall oder aus Stahl hergestellt ist.
18. Elektrodenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenführung axial zwischen der Spindel (18) und dem zu bearbeitenden Werkstück (26) angeordnet ist.
19. Verfahren zum Erodieren von Aussparungen (27), insbesondere Mikrobohrungen, in Werkstücken (26) gekennzeichnet durch eine Elektrodenführung (1) umfassend einen Halteteil
(2) und einen Andrückteil (3) , wobei eine nutförmige Aussparung (5) im Halteteil (2) und/oder im Andrückteil (3) vorge- sehen ist, wobei eine Elektrode (4) zwischen dem Halteteil
(2) und dem Andrückteil (3) angeordnet ist und spielfrei geführt ist, die Elektrode (4) rotierend angeordnet ist und das Andrückteil (3) mittels einer Vorspannvorrichtung (6) gegen das Halteteil (2) gedrückt wird, wobei zum Erodieren nur die Elektrode (4) vorgeschoben wird und die Elektrodenführung (1) in einem definierten Abstand zum Werkstück (26) in Vorschubrichtung verbleibt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Elektrodenführung (1) rotierend angeordnet ist.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenführung (1) axial zwi- sehen einer Spindel (18) und dem Werkstück (26) angeordnet ist .
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenführung (1) mittels einer Schwenkvorrichtung (10) geschwenkt wird, so dass die E- lektrodenführung zur Drehachse (X-X) schräg gestellt ist.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenführung (1) zur Herstellung von konischen Bohrungen in Parallelrichtung zur Drehachse (X-X) verschiebbar ist, so dass eine Eintrittsposition der Elektrode (4) in das Werkstück (26) am Schnittpunkt der Drehachse (X-X) mit dem Werkstück (26) oder am großen Durchmesser der herzustellenden Bohrung (27) liegt.
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