WO2003082502A2 - Method for machining workpieces using a machining process, in particular an electrochemical machining process - Google Patents

Method for machining workpieces using a machining process, in particular an electrochemical machining process Download PDF

Info

Publication number
WO2003082502A2
WO2003082502A2 PCT/DE2003/000975 DE0300975W WO03082502A2 WO 2003082502 A2 WO2003082502 A2 WO 2003082502A2 DE 0300975 W DE0300975 W DE 0300975W WO 03082502 A2 WO03082502 A2 WO 03082502A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current
machining
voltage
value
workpiece
Prior art date
Application number
PCT/DE2003/000975
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2003082502A3 (en
Inventor
Gerhard Moeckl
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2003082502A2 publication Critical patent/WO2003082502A2/en
Publication of WO2003082502A3 publication Critical patent/WO2003082502A3/en

Links

Classifications

    • 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
    • B23H3/00Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
    • B23H3/02Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits

Definitions

  • the invention is based on a method for machining by means of a machining method, in particular the electrochemical machining method, according to the preamble of the main claim.
  • a voltage is applied between an electrode and a workpiece.
  • the voltage applied creates a current flow between the electrode and the workpiece through a working medium - the electrochemical material processing being an electrolyte solution - whereby material is removed or applied.
  • DE 40 40 590 Cl also discloses a method for machining workpieces using the electrochemical machining method. The current is regulated here. That is, the tension corresponding to that
  • Specification for the set current value is set. Particularly when there are several workpieces to be machined in parallel, the case may arise here that the resistance to the electrode, for example due to dirt between the electrode and the workpiece, is significantly higher than that of the others. As a result, a correspondingly lower current flows through this workpiece and there is a risk that too little material will be removed. The other workpieces, however, are then processed excessively. Electrochemical machining with a current control should therefore be limited to machining one workpiece.
  • the method according to the invention for machining by means of a machining method, in particular the electrochemical machining method, with the characterizing features of the main claim has the advantage that it can be estimated at the beginning of machining whether the parts are being machined correctly.
  • the resistance between the electrode and the workpiece must also be in a certain range Range lie so that the required current flows at a predetermined time for processing with a predetermined voltage curve. If the resistance is too high, the result at the end, especially when machining with a predetermined time, is too little machining. If the resistance is too low, too much material is removed or applied. So if you measure the current during the test process and compare it with a specified range, you know whether the machining is likely to deliver good parts or whether it - when exceeded or
  • An advantageous development of the invention consists in that when monitoring the current, much narrower limits can be set in which the current moves. This also results in a higher dimensional accuracy of the workpieces. In addition, the load on the electrode is lower, which means that it heats up less, which leads to an increase in service life. This is achieved by increasing the voltage after the test cycle to a predetermined value using a ramp. The current follows this rise and changes within much narrower limits.
  • Specify processing measure the current and compare with a predetermined range, which is formed by a lower limit and an upper limit. Processing should be interrupted if the measured current is outside the at least one predetermined range, this can prevent damage from excessively high currents or faulty parts due to insufficient processing.
  • the voltage can be increased to a larger value or reduced to a lower value via a ramp after the first value has been reached. By choosing the right ramps, a relatively constant current profile can be achieved.
  • Workpieces that are in order after processing are characterized by a certain resistance range in the gap between the electrode and the workpiece. This also results in a certain area in which the current must lie. This fact can be used for quality control by comparing the current measured at the end of the machining with a second predetermined range that is smaller than a predetermined range during the machining. If the current is in this range, the workpiece is OK.
  • the method can also be used particularly for machining with an electrode that is not moved relative to the workpiece during machining.
  • FIG. 1 shows the graphical course of the Voltage and current in an electrochemical material processing over time
  • Figure 2 shows the graph of the voltage and current in a second electrochemical material processing over time.
  • the principle of electrochemical material processing is based on the fact that a direct voltage is applied to two electrodes, which are in an aqueous electrolyte solution used as working fluid.
  • the workpiece to be treated is connected to the positive pole (anode) of a current source with the aid of a transmission element, while an electrode serving as a tool is connected to the negative pole (cathode) of the current source due to its electrically conductive properties.
  • the composition of the electrolyte solution depends on the material of the component to be machined. For metals such. B. a sodium chloride or a sodium nitrate solution is selected. The electrochemical process itself is known from physics and is therefore not explained in more detail here. In addition to the composition of the electrolyte solution, the method of operation also depends on the current strength used, which in turn is to be matched to the material of the workpiece to be machined.
  • the top line represents the voltage and the bottom line the current.
  • the present invention is a machining in which the electrode or a plurality of electrodes are machined relative to the workpiece or Workpieces are not moved, this case is also conceivable.
  • Uprüf'- This is a test voltage that is applied at the beginning of the process. A short circuit between the workpiece and the electrode is detected early on using the test voltage Up r ⁇ f.
  • the test voltage Up ru f is applied before each machining process; the range is, for example, between 2V and 5V. The validity of the test voltage on the workpieces must be checked for the valid test.
  • ⁇ prüfmax- D it is a maximum current that may flow when the test voltage Up rü f is applied. If the actual current Iprüfmax exceeds this setpoint, the test is considered unsuccessful.
  • the range of the current iprüfmax is, for example, 2A to 5A.
  • UI This is a voltage value which, after a successful test taking into account the time tyi, is next approached via a ramp; i.e. there is a gradual increase in tension.
  • a ramp can run continuously or in small voltage levels.
  • U2 This is the final voltage value of the process. If there is a difference between Ul and U2, there is a successive change in voltage depending on the time ty2, also along a ramp. tj2 : This is the time for the process from reaching UI to reaching the final voltage value U2.
  • I max This is the upper current limit for time tg2 • If the current exceeds this value during the process or during the transition from Up r üf to UI to U2, the voltage source is switched off immediately.
  • Processing status limit max / min This is a window or area towards the end, for example a few seconds before the end or at the end of the processing. Here it is checked whether the current lies in the window defined with the processing status limit value max / min. This allows conclusions to be drawn about the workpiece geometry. The limit values are decisive for the dimensional accuracy and quality of the workpieces.
  • a voltage is applied between at least one electrode and at least one workpiece.
  • several workpieces can easily be processed in parallel.
  • current flows through the electrolyte solution between the electrode and the workpiece. It is important that the voltage for machining the workpiece is the control or command variable. The current follows this predefined variable and is monitored in the process. So it's a live process. If the current is at several Monitoring workpieces in parallel on each workpiece means that all workpieces can be machined well.
  • the voltage which may also be set while omitting the test procedure, must not be suddenly increased. Rather, it must be increased via a ramp to the predetermined value UI, at which significant processing then takes place. This means that there is no current spike, which protects the electrode. In addition, the current is during the actual processing time ty2 i n narrower limits.
  • the voltage is increased via a ramp to the larger value U2.
  • the ramp or voltage rise is specified so that the current remains as constant as possible. However, it is also possible that the voltage remains constant or is reduced to a lower value via a ramp after reaching the value UI. This is useful, for example, in processes in which material is applied and the distance between a workpiece and an electrode decreases.
  • the limit values I m i n and I max, with which the current is compared are. In order to avoid damage to the workpieces, the processing is stopped when the measured current lies outside the range specified by the limit values I m j_ n and I max . If the current exceeds or falls below the specified range at the end of the test process, processing should also be interrupted.
  • -'- min and d Imax can be fixed values during the entire process starting with tUl until the end of the process and as a variable be defined for each processing stage; that is, they can change over time.
  • FIG. Another window is visible towards the end of the test process.
  • This window is formed by an upper current value and a lower current value.
  • the upper current is advantageously lower than the maximum permissible current value I p rüfmax.
  • the lower current value is greater than zero. If the measured current at voltage u test is in the window towards the end of the test process, this means that the total resistance between the workpiece and the electrode formed by the lines, the workpiece, the electrode, etc., and in particular the working gap formed with the electrolyte solution has the correct value or is in a specified range.
  • This value or range which can be determined, for example, by reference measurements or can be calculated with the aid of a computer, makes it possible to conclude that, given a given voltage profile, a specific current profile and thus a specific degree of processing must be set up at the end. This makes it unnecessary to compare the current with the "Processing status limit max / min" area at the end of processing.
  • the described method is not only limited to electrochemical material processing with an electrolyte solution as the working medium.
  • the method can also be applied to the galvanic, electroerosive or spark erosive machining of a workpiece, the coating of a workpiece or the like, in which another working medium may be used. Not only does material have to be removed. Methods are also conceivable in which material is applied.

Abstract

The invention relates to a method for machining workpieces using a machining process, in particular an electrochemical machining process. According to said method, a voltage is applied between an electrode and a workpiece, in such a way that a current runs between the electrode and the workpiece via a working medium, in particular an electrolyte solution, in order to remove or deposit material. During the test operation, the current is compared with a predetermined range, which is formed by a lower limit value and an upper limit value. If the current lies within the range, the total resistance is satisfactory and a correct machining process can be expected.

Description

Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels eines Bearbeitungsverfahrens, insbesondere des elektrochemischen BearbeitungsVerfahrensMethod for machining workpieces using a machining method, in particular the electrochemical machining method
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Bearbeiten mittels eines Bearbeitungsverfahrens, insbesondere des elektrochemischen Bearbeitungsverfahrens, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention is based on a method for machining by means of a machining method, in particular the electrochemical machining method, according to the preamble of the main claim.
Bei einem derartigen Verfahren zum Bearbeiten vonIn such a method for editing
Werkstücken mittels eines Bearbeitungsverfahrens, wobei es sich um das elektrochemische Bearbeitungsverfahren handeln kann, wird eine Spannung zwischen einer Elektrode und einem Werkstück angelegt. Durch die angelegte Spannung wird ein Stromfluss zwischen der Elektrode und dem Werkstück durch ein Arbeitsmedium - wobei es sich bei der elektrochemischen Materialbearbeitung um eine Elektrolytlosung handelt - erzeugt, wodurch Material abgetragen oder aufgetragen wird.Workpieces by means of a machining method, which can be the electrochemical machining method, a voltage is applied between an electrode and a workpiece. The voltage applied creates a current flow between the electrode and the workpiece through a working medium - the electrochemical material processing being an electrolyte solution - whereby material is removed or applied.
Um sicherzustellen, dass zwischen dem Werkstück und derTo ensure that between the workpiece and the
Elektrode kein Kurzschluss besteht, wird zuerst eine kleine Prüfspannung angelegt und der dabei fließende Strom gemessen. Wird ein vorgegebener Wert nicht überschritten, kann die Bearbeitung beginnen. Der vorgegebene Wert ist ein oberer Grenzwert. Aus der DE 40 40 590 Cl ist auch ein Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels des elektrochemischen Bearbeitungsverfahren bekannt. Hierbei wird der Strom geregelt. Das heißt, dass die Spannung entsprechend derIf there is no short circuit in the electrode, a small test voltage is first applied and the current flowing is measured. If a specified value is not exceeded, processing can begin. The default value is an upper limit. DE 40 40 590 Cl also discloses a method for machining workpieces using the electrochemical machining method. The current is regulated here. That is, the tension corresponding to that
Vorgabe für den eingestellten Stromwert eingestellt wird. Besonders bei mehreren parallel zu bearbeitenden Werkstücken, kann hier der Fall eintreten, dass beispielsweise bei einem Werkstück der Widerstand zur Elektrode wesentlich - zum Beispiel durch Schmutz zwischen der Elektrode und dem Werkstück - höher ist als bei den anderen. Als Folge fließt ein entsprechend niedrigerer Strom durch dieses Werkstück und es besteht die Gefahr, dass zuwenig Material abgetragen wird. Die anderen Werkstücke hingegen werden dann übermäßig bearbeitet. Die elektrochemische Bearbeitung mit einer Stromregelung sollte daher auf Bearbeitungen von einem Werkstück beschränkt bleiben.Specification for the set current value is set. Particularly when there are several workpieces to be machined in parallel, the case may arise here that the resistance to the electrode, for example due to dirt between the electrode and the workpiece, is significantly higher than that of the others. As a result, a correspondingly lower current flows through this workpiece and there is a risk that too little material will be removed. The other workpieces, however, are then processed excessively. Electrochemical machining with a current control should therefore be limited to machining one workpiece.
Es gibt daneben noch elektrochemische Bearbeitungen, bei denen die Elektrode bewegt wird, so dass der Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück konstant bleibt. Dadurch bleibt der Widerstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück ungefähr konstant und somit auch der Strom.There are also electrochemical processes in which the electrode is moved so that the distance between the electrode and the workpiece remains constant. As a result, the resistance between the electrode and the workpiece remains approximately constant, and with it the current.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bearbeiten mittels eines Bearbeitungsverfahrens, insbesondere des elektrochemischen Bearbeitungsverfahrens, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass schon zu Beginn der Bearbeitung abgeschätzt werden kann, ob eine richtige Bearbeitung der Teile stattfindet. Vor der Bearbeitung muss hierzu der Widerstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück ebenfalls in einem bestimmten Bereich liegen, damit bei einer vorgegeben Zeit für die Bearbeitung bei einem vorgegebenen Spannungsverlauf der erforderliche Strom fließt. Ist der Widerstand zu hoch, ist das Ergebnis am Ende, insbesondere bei einer Bearbeitung mit einer vorgegebenen Zeit, eine zu geringe Bearbeitung. Ist der Widerstand zu niedrig, wird zuviel Material ab- oder aufgetragen. Misst man also während des Prüfvorgangs den Strom und vergleicht ihn mit einem vorgegebenen Bereich, weiß man, ob die Bearbeitung voraussichtlich gute Teile liefern wird oder ob sie - beim Überschreiten oderThe method according to the invention for machining by means of a machining method, in particular the electrochemical machining method, with the characterizing features of the main claim has the advantage that it can be estimated at the beginning of machining whether the parts are being machined correctly. Before machining, the resistance between the electrode and the workpiece must also be in a certain range Range lie so that the required current flows at a predetermined time for processing with a predetermined voltage curve. If the resistance is too high, the result at the end, especially when machining with a predetermined time, is too little machining. If the resistance is too low, too much material is removed or applied. So if you measure the current during the test process and compare it with a specified range, you know whether the machining is likely to deliver good parts or whether it - when exceeded or
Unterschreiten dieses Bereiches - abgebrochen werden muss.Falling below this range - must be canceled.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass bei der Überwachung des Stromes wesentlich engere Grenzen festgelegt werden können, in denen sich der Strom bewegt. Dies hat auch eine höhere Maßhaltigkeit der Werkstücke zur Folge. Außerdem ist die Belastung der Elektrode geringer, wodurch sie sich weniger erwärmt, was zu einer Erhöhung der Standzeit führt. Erreicht wird dies dadurch, dass die Spannung nach dem Prüfzyklus über eine Rampe auf einen vorgegebenen Wert erhöht wird. Der Strom folgt diesem Anstieg und verändert sich in wesentlich engeren Grenzen.An advantageous development of the invention consists in that when monitoring the current, much narrower limits can be set in which the current moves. This also results in a higher dimensional accuracy of the workpieces. In addition, the load on the electrode is lower, which means that it heats up less, which leads to an increase in service life. This is achieved by increasing the voltage after the test cycle to a predetermined value using a ramp. The current follows this rise and changes within much narrower limits.
Es ist vorteilhaft, den Spannungsverlauf während derIt is advantageous to change the voltage curve during the
Bearbeitung vorzugeben, den Strom zu messen und mit einem vorgegebenen Bereich, der durch einen unteren Grenzwert und einen oberen Grenzwert gebildet wird, zu vergleichen. Die Bearbeitung sollte abgebrochen werden, wenn der gemessene Strom außerhalb des mindestens einen vorgegebenen Bereichs liegt, dadurch können Beschädigungen durch zu hohe Ströme oder fehlerhafte Teile durch zu geringe Bearbeitung vermieden werden. In einer Weiterbildung kann die Spannung nach Erreichen des ersten Wertes über eine Rampe auf einen größeren Wert erhöht oder auf einen niedrigeren Wert gesenkt werden. Durch die richtige Wahl der Rampen, kann ein relativ konstanter Stromverlauf erzielt werden.Specify processing, measure the current and compare with a predetermined range, which is formed by a lower limit and an upper limit. Processing should be interrupted if the measured current is outside the at least one predetermined range, this can prevent damage from excessively high currents or faulty parts due to insufficient processing. In a further development, the voltage can be increased to a larger value or reduced to a lower value via a ramp after the first value has been reached. By choosing the right ramps, a relatively constant current profile can be achieved.
Werkstücke, die nach der Bearbeitung in Ordnung sind, zeichnen sich durch einen bestimmten Widerstandsbereich im Spalt zwischen Elektrode und Werkstück aus. Dies hat auch einen bestimmten Bereich zur Folge, in dem der Strom liegen muss. Diesen Umstand kann man sich für eine Qualitätskontrolle zu Nutze machen, in dem man den am Ende der Bearbeitung gemessenen Strom mit einem zweiten vorgegebenen Bereich verglichen wird, der kleiner ist als ein während der Bearbeitung vorgegebener Bereich. Liegt der Strom in diesem Bereich, ist das Werkstück in Ordnung.Workpieces that are in order after processing are characterized by a certain resistance range in the gap between the electrode and the workpiece. This also results in a certain area in which the current must lie. This fact can be used for quality control by comparing the current measured at the end of the machining with a second predetermined range that is smaller than a predetermined range during the machining. If the current is in this range, the workpiece is OK.
Es ist besonders vorteilhaft, mehrere Werkstücke parallel zu bearbeiten und den Strom durch jedes Werkstück zu messen.It is particularly advantageous to machine several workpieces in parallel and to measure the current through each workpiece.
Außerdem lässt sich das Verfahren besonders für Bearbeitungen mit einer Elektrode, die bei der Bearbeitung relativ zum Werkstück nicht bewegt wird, verwenden.The method can also be used particularly for machining with an electrode that is not moved relative to the workpiece during machining.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bearbeiten mittels eines Bearbeitungsverfahrens, insbesondere des elektrochemischen Bearbeitungsverfahrens, ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.Further advantages and advantageous developments of the method according to the invention for machining using a machining method, in particular the electrochemical machining method, result from the subclaims and the description.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 den graphischen Verlauf der Spannung und des Stromes bei einer elektrochemischen Materialbearbeitung über der Zeit und Figur 2 den graphischen Verlauf der Spannung und des Stromes bei einer zweiten elektrochemischen Materialbearbeitung über der Zeit.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows the graphical course of the Voltage and current in an electrochemical material processing over time and Figure 2 shows the graph of the voltage and current in a second electrochemical material processing over time.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Das Prinzip der elektrochemischen Materialbearbeitung beruht darauf, dass an zwei Elektroden, welche sich in einer als Arbeitsflüssigkeit verwendeten wässrigen Elektrolytlosung befinden, eine Gleichspannung angelegt wird. Dazu wird das zu behandelnde Werkstück mit Hilfe eines Übertragungselements mit dem Pluspol (Anode) einer Stromquelle verbunden, während eine als Werkzeug dienende Elektrode aufgrund ihrer elektrisch leitenden Eigenschaften mit dem Minuspol (Kathode) der Stromquelle verbunden wird.The principle of electrochemical material processing is based on the fact that a direct voltage is applied to two electrodes, which are in an aqueous electrolyte solution used as working fluid. For this purpose, the workpiece to be treated is connected to the positive pole (anode) of a current source with the aid of a transmission element, while an electrode serving as a tool is connected to the negative pole (cathode) of the current source due to its electrically conductive properties.
Die Zusammensetzung der Elektrolytlosung ist abhängig vom Material des zu bearbeitenden Bauteils. Bei Metallen z. B. wird eine Natriumchlorid- oder eine Natriumnitratlösung gewählt. Der elektrochemische Prozeß an sich ist aus der Physik bekannt und somit hier nicht näher erläutert. Die Arbeitsweise ist neben der Zusammensetzung der Elektrolytlosung auch von der verwendeten Stromstärke abhängig, die wiederum auf das Material des zu bearbeitenden Werkstücks abzustimmen ist.The composition of the electrolyte solution depends on the material of the component to be machined. For metals such. B. a sodium chloride or a sodium nitrate solution is selected. The electrochemical process itself is known from physics and is therefore not explained in more detail here. In addition to the composition of the electrolyte solution, the method of operation also depends on the current strength used, which in turn is to be matched to the material of the workpiece to be machined.
In der Figur 1 ist der Verlauf der Spannung und des Stroms während einer elektrochemischen Bearbeitung eines Werkstücks über der Zeit dargestellt. Die obere Linie stellt die Spannung dar und die untere den Strom.1 shows the course of the voltage and the current during electrochemical machining of a workpiece over time. The top line represents the voltage and the bottom line the current.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Bearbeitung, bei der die Elektrode oder mehrere Elektroden bei der Bearbeitung relativ zum Werkstück oder den Werkstücken nicht bewegt werden, wobei diese Fall auch denkbar ist.The present invention is a machining in which the electrode or a plurality of electrodes are machined relative to the workpiece or Workpieces are not moved, this case is also conceivable.
Für die verwendeten Abkürzungen in der Figur 1 gilt:The following applies to the abbreviations used in FIG. 1:
Uprüf'- Dies ist eine PrüfSpannung, die am Anfang des Prozesses angelegt wird. Anhand der Prüfspannung Upr^f wird ein Kurzschluss zwischen dem Werkstück und der Elektrode frühzeitig erkannt. Die PrüfSpannung Upruf wird vor jedem Bearbeitungsvorgang angelegt; der Bereich liegt beispielsweise zwischen 2V und 5V. Zur gültigen Prüfung muss das Anliegen der Prüfspannung an den Werkstücken überprüft werden.Uprüf'- This is a test voltage that is applied at the beginning of the process. A short circuit between the workpiece and the electrode is detected early on using the test voltage Up r ^ f. The test voltage Up ru f is applied before each machining process; the range is, for example, between 2V and 5V. The validity of the test voltage on the workpieces must be checked for the valid test.
ϊprüfmax- D es ist ein maximaler Strom, der beim Anliegen der PrüfSpannung Upf fließen darf. Sollte der tatsächliche Strom Iprüfmax diesen Sollwert überschreiten, so gilt die Prüfung als nicht erfolgreich. Der Bereich des Stromes iprüfmax liegt beispielsweise bei 2A bis 5A.ϊprüfmax- D it is a maximum current that may flow when the test voltage Up f is applied. If the actual current Iprüfmax exceeds this setpoint, the test is considered unsuccessful. The range of the current iprüfmax is, for example, 2A to 5A.
tprüf: Dies ist die Zeit, während der die PrüfSpannung Uprü anliegt.tp r üf: This is the time during which the test voltage Up r ü is applied.
UI : Dies ist ein Spannungswert, der nach erfolgreicher Prüfung unter Berücksichtigung der Zeit tyi als nächstes über eine Rampe angefahren wird; d.h. es findet ein sukzessiver Spannungsanstieg statt. Eine Rampe kann im vorliegenden Fall stetig verlaufen oder in kleinen Spannungsstufen.UI: This is a voltage value which, after a successful test taking into account the time tyi, is next approached via a ramp; i.e. there is a gradual increase in tension. In the present case, a ramp can run continuously or in small voltage levels.
U2 : Dies ist der Spannungsendwert des Prozesses. Besteht eine Differenz zwischen Ul und U2, erfolgt hier eine sukzessive Spannungsänderung abhängig von der Zeit ty2 ebenfalls entlang einer Rampe. tj2 : Dies ist die Zeit für den Prozess vom Erreichen von UI bis zum Erreichen des Spannungsendwertes U2.U2: This is the final voltage value of the process. If there is a difference between Ul and U2, there is a successive change in voltage depending on the time ty2, also along a ramp. tj2 : This is the time for the process from reaching UI to reaching the final voltage value U2.
-'-min1 Dies st ein unterer Stromgrenzwert während der eigentlichen Bearbeitung bzw. während der Zeit tj2 ■-'- min 1 This is a lower current limit during the actual processing or during the time tj2 ■
Unterschreitet der Strom während der Bearbeitung, wenn sich die Spannung von UI auf U2 erhöht, diesen Stromwert I in so wird die Bearbeitung des Werkstückes abgebrochen. Nach einer vorgegebenen Zahl an derartigen Fehlern wird die Bearbeitung stillgesetzt.If the current falls below the current value I i n during machining when the voltage increases from UI to U2, the machining of the workpiece is interrupted. After a predetermined number of such errors, processing is stopped.
Imax: Dies ist der obere Stromgrenzwert für der Zeit tg2 • Überschreitet der Strom während des Prozesses bzw. beim Übergang von Uprüf nach UI nach U2 diesen Wert, so wird unverzüglich die Spannungsquelle abgeschaltet.I max : This is the upper current limit for time tg2 • If the current exceeds this value during the process or during the transition from Up r üf to UI to U2, the voltage source is switched off immediately.
Bearbeitungsstatus Grenzwert max/min: Dies ist ein Fenster oder Bereich gegen Ende, zum Beispiel wenige Sekunden vor dem Ende, oder am Ende der Bearbeitung. Hier wird überprüft, ob der Strom in dem mit BearbeitungsStatus Grenzwert max/min festgelegten Fenster liegt. Dadurch kann auf die Werkstückgeometrie geschlossen werden. Die Grenzwerte sind mitentscheidend für Maßhaltigkeit und Güte der Werkstücke.Processing status limit max / min: This is a window or area towards the end, for example a few seconds before the end or at the end of the processing. Here it is checked whether the current lies in the window defined with the processing status limit value max / min. This allows conclusions to be drawn about the workpiece geometry. The limit values are decisive for the dimensional accuracy and quality of the workpieces.
Bei dem Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels des elektrochemischen Bearbeitungsverfahrens wird eine Spannung zwischen mindestens einer Elektrode und mindestens einem Werkstück angelegt. Beim vorliegenden Verfahren können leicht mehrere Werkstücke parallel bearbeitet werden. Zum Abtragen von Material fließt Strom zwischen der Elektrode und dem Werkstück durch die Elektrolytlosung. Wichtig ist, dass die Spannung zur Bearbeitung des Werkstücks die Steuerungs- oder Führungsgröße ist . Dieser vorgegebenen Größe folgt der Strom und wird dabei überwacht. Es ist also ein spannungsgeführter Prozess. Wird der Strom bei mehreren parallel zu bearbeitenden Werkstücken an jedem Werkstück überwacht, ist eine gute Bearbeitung aller Werkstücke gewährt.In the method for machining workpieces by means of the electrochemical machining method, a voltage is applied between at least one electrode and at least one workpiece. With the present method, several workpieces can easily be processed in parallel. To remove material, current flows through the electrolyte solution between the electrode and the workpiece. It is important that the voltage for machining the workpiece is the control or command variable. The current follows this predefined variable and is monitored in the process. So it's a live process. If the current is at several Monitoring workpieces in parallel on each workpiece means that all workpieces can be machined well.
Die Spannung, die gegebenenfalls auch unter Auslassen des Prüfvorganges eingestellt wird, darf nicht schlagartig erhöht werden. Sie muss vielmehr über eine Rampe auf den vorgegebenen Wert UI, bei dem dann eine nennenswerte Bearbeitung erfolgt, erhöht werden. Dadurch entsteht keine Stromspitze, wodurch die Elektrode geschont wird. Außerdem bewegt sich der Strom während der eigentlichen Bearbeitungszeit ty2 in engeren Grenzen.The voltage, which may also be set while omitting the test procedure, must not be suddenly increased. Rather, it must be increased via a ramp to the predetermined value UI, at which significant processing then takes place. This means that there is no current spike, which protects the electrode. In addition, the current is during the actual processing time ty2 i n narrower limits.
Nach Erreichen des Wertes UI wird die Spannung über eine Rampe auf den größeren Wert U2 erhöht. Die Rampe bzw. der Spannungsanstieg wird so vorgegeben, dass der Strom möglichst konstant bliebt. Es ist aber auch möglich, dass die Spannung konstant bliebt oder nach Erreichen des Wertes UI über eine Rampe auf einen niedrigeren Wert gesenkt wird. Dies ist zum Beispiel sinnvoll bei Prozessen, bei denen Material aufgetragen wird und der Abstand zwischen einem Werkstück und einer Elektrode abnimmt. Wichtig hierbei sind auch die Grenzwerte Imin und Imax, mit denen der Strom verglichen wird. Um eine Beschädigung der Werkstücke zu vermeiden, wird die Bearbeitung abgebrochen, wenn der gemessene Strom außerhalb des durch die Grenzwerte Imj_n und Imax vorgegebenen Bereichs liegt. Über- oder unterschreitet der Strom am Ende des Prüfvorgangs den vorgegebenen Bereich, sollte auch die Bearbeitung abgebrochen werden.After the value UI has been reached, the voltage is increased via a ramp to the larger value U2. The ramp or voltage rise is specified so that the current remains as constant as possible. However, it is also possible that the voltage remains constant or is reduced to a lower value via a ramp after reaching the value UI. This is useful, for example, in processes in which material is applied and the distance between a workpiece and an electrode decreases. Importantly also, the limit values I m i n and I max, with which the current is compared are. In order to avoid damage to the workpieces, the processing is stopped when the measured current lies outside the range specified by the limit values I m j_ n and I max . If the current exceeds or falls below the specified range at the end of the test process, processing should also be interrupted.
Auch ist es möglich, nach dem Erreichen der Spannung U2 weitere derartige Bearbeitungsstufen anzuschließen.It is also possible to connect further processing stages of this type after the voltage U2 has been reached.
-'-min und Imax können feste Werte während des Gesamtprozesses beginnend mit tUl bis Prozessende sein sowie als Variable für jede Bearbeitungsstufe definiert werden; d.h., dass sie sich über der Zeit ändern können.-'- min and d Imax can be fixed values during the entire process starting with tUl until the end of the process and as a variable be defined for each processing stage; that is, they can change over time.
In der Figur 2 ist eine Bearbeitung mit einer zusätzlichen Überprüfung dargestellt. Gegen Ende des Prüfvorgangs ist ein weiteres Fenster erkennbar. Dieses Fenster wird durch einen oberen Stromwert und einen unteren Stromwert gebildet. Der obere Strom ist vorteilhafterweise niedriger als der maximal zulässige Stromwert Iprüfmax- Der untere Stromwert ist größer als Null. Liegt der gemessene Strom bei der Spannung uPrüf gegen Ende des PrüfVorgangs in dem Fenster, bedeutet dies, dass der Gesamtwiderstand, der durch die Leitungen, das Werkstück die Elektrode etc. sowie insbesondere den mit der Elektrolytlosung gebildeten Arbeitsspalt zwischen dem Werkstück und der Elektrode einen richtigen Wert hat oder in einem vorgegebenen Bereich liegt. Durch diesen Wert oder Bereich, der zum Beispiel durch Referenzmessungen ermittelbar oder rechnergestützt berechenbar ist, lässt sich schließen, dass sich bei einem vorgegebenen Spannungsverlauf ein bestimmter Stromverlauf und somit am Ende ein bestimmter Bearbeitungsgrad einstellen muss. Dadurch ist der Vergleich des Stromes mit dem Bereich „Bearbeitungsstatus Grenzwert max/min" am Ende der Bearbeitung verzichtbar.A processing with an additional check is shown in FIG. Another window is visible towards the end of the test process. This window is formed by an upper current value and a lower current value. The upper current is advantageously lower than the maximum permissible current value I p rüfmax. The lower current value is greater than zero. If the measured current at voltage u test is in the window towards the end of the test process, this means that the total resistance between the workpiece and the electrode formed by the lines, the workpiece, the electrode, etc., and in particular the working gap formed with the electrolyte solution has the correct value or is in a specified range. This value or range, which can be determined, for example, by reference measurements or can be calculated with the aid of a computer, makes it possible to conclude that, given a given voltage profile, a specific current profile and thus a specific degree of processing must be set up at the end. This makes it unnecessary to compare the current with the "Processing status limit max / min" area at the end of processing.
Das beschriebene Verfahren ist nicht nur auf die elektrochemische Materialbearbeitung mit einer Elektrolytlosung als Arbeitsmedium beschränkt. Möglich ist die Anwendung des Verfahrens auch auf die galvanische, elektroerosive oder funkenerosive Bearbeitung eines Werkstücks, das Beschichten eines Werkstücks oder dergleichen, bei dem ggf. ein anderes Arbeitsmedium verwendet wird. Auch muss nicht nur Material abgetragen werden. Es sind auch Verfahren denkbar, bei denen Material aufgetragen wird. The described method is not only limited to electrochemical material processing with an electrolyte solution as the working medium. The method can also be applied to the galvanic, electroerosive or spark erosive machining of a workpiece, the coating of a workpiece or the like, in which another working medium may be used. Not only does material have to be removed. Methods are also conceivable in which material is applied.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels eines Bearbeitungsverfahrens, insbesondere des elektrochemischen Bearbeitungsverfahrens, bei dem eine Spannung zwischen mindestens einer Elektrode und mindestens einem Werkstück angelegt wird, so dass zum Abtragen oder Auftragen von Material ein Strom zwischen der mindestens einen Elektrode und dem mindestens einen Werkstück durch ein Arbeitsmedium, insbesondere einer Elektrolytlosung, fließt, wobei ein PrüfVorgang mit einer PrüfSpannung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Prüfvorgangs der Strom mit einem vorgegebenen Bereich, der durch einen unteren Grenzwert und einen oberen Grenzwert gebildet wird, verglichen wird.1. Method for machining workpieces by means of a machining method, in particular the electrochemical machining method, in which a voltage is applied between at least one electrode and at least one workpiece, so that a current between the at least one electrode and the at least one for removing or applying material Workpiece flows through a working medium, in particular an electrolyte solution, a test process being carried out with a test voltage, characterized in that during the test process the current is compared with a predetermined range, which is formed by a lower limit value and an upper limit value.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung beim Überschreiten oder Unterschreiten des Bereichs abgebrochen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the processing is terminated when the range is exceeded or undershot.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung über eine Rampe auf einen vorgegebenen Wert (UI) zur Bearbeitung des Werkstücks erhöht wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage is increased via a ramp to a predetermined value (UI) for machining the workpiece.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung nach Erreichen des ersten Wertes (Ul) über eine Rampe auf einen größeren Wert (U2) erhöht wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the voltage after reaching the first Value (Ul) is increased via a ramp to a larger value (U2).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung nach Erreichen des ersten Wertes (Ul) über eine Rampe auf einen niedrigeren Wert gesenkt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the voltage is reduced to a lower value after reaching the first value (Ul) via a ramp.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung nach Erreichen des ersten Wertes (Ul) über eine Rampe auf einen größeren Wert (U2) so erhöht wird oder über eine Rampe auf einen niedrigeren Wert so gesenkt wird, dass ein im Wesentlichen konstanter Stromverlauf erzielt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that after reaching the first value (U1) the voltage is increased via a ramp to a larger value (U2) or is reduced via a ramp to a lower value, that an essentially constant current profile is achieved.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsverlauf während der Bearbeitung vorgegeben wird und dass der Strom gemessen und mit mindestens einem vorgegebenen Bereich, der durch einen unteren Grenzwert (Imin) und einen oberen Grenzwert (Imaχ) gebildet wird, verglichen wird.7. A method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the voltage curve is determined during the machining and that measured the power and having at least a predetermined range defined by a lower limit value (I m i n) and an upper limit value ( I ma χ) is formed, compared.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung abgebrochen wird, wenn der gemessene Strom außerhalb des mindestens einen vorgegebenen Bereichs liegt.8. The method according to claim 7, characterized in that the processing is stopped when the measured current is outside the at least one predetermined range.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein gegen oder am Ende der Bearbeitung gemessener Strom mit einem zweiten vorgegebenen Bereich verglichen wird, der vorzugsweise kleiner ist als ein während der Bearbeitung vorgegebener Bereich.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a current measured against or at the end of the processing is compared with a second predetermined range, which is preferably smaller than a predetermined range during processing.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Prüfvorgangs der Strom mit einem vorgegebenen Bereich verglichen wird und die Bearbeitung beim Überschreiten oder Unterschreiten dieses Bereiches abgebrochen wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that at the end of the test process, the current is compared with a predetermined range and the Processing is interrupted when this area is exceeded or undershot.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Werkstücke parallel bearbeitet werden und der Strom durch jedes Werkstück gemessen wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that several workpieces are processed in parallel and the current through each workpiece is measured.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Elektrode bei der Bearbeitung relativ zum mindestens einen Werkstück nicht bewegt wird. 12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the at least one electrode is not moved during processing relative to the at least one workpiece.
PCT/DE2003/000975 2002-04-03 2003-03-25 Method for machining workpieces using a machining process, in particular an electrochemical machining process WO2003082502A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002114619 DE10214619C5 (en) 2002-04-03 2002-04-03 Method for processing workpieces by means of a machining method, in particular the electrochemical machining method
DE10214619.5 2002-04-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2003082502A2 true WO2003082502A2 (en) 2003-10-09
WO2003082502A3 WO2003082502A3 (en) 2003-12-18

Family

ID=28051054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2003/000975 WO2003082502A2 (en) 2002-04-03 2003-03-25 Method for machining workpieces using a machining process, in particular an electrochemical machining process

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10214619C5 (en)
WO (1) WO2003082502A2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3448024A (en) * 1966-02-18 1969-06-03 Steel Improvement & Forge Co T Proximity detector for electrochemical machining
US4814052A (en) * 1987-03-21 1989-03-21 Aeg-Elotherm Gmbh Method for the electrochemical processing of workpieces
DE4040590C1 (en) * 1990-12-19 1992-04-23 Fritz-Herbert 8940 Memmingen De Frembgen
US6214200B1 (en) * 1998-04-06 2001-04-10 U.S. Philips Corporation Method and arrangement for the electrochemical machining of a workpiece

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD127621A1 (en) * 1976-10-05 1977-10-05
EP0800431B1 (en) * 1994-12-28 1999-04-07 SKF INDUSTRIAL TRADING & DEVELOPMENT COMPANY B.V. Method of electrochemical machining and bearing manufactured with said method
DE19840471A1 (en) * 1998-09-04 2000-03-09 Schmid Gmbh & Co Geb Apparatus for removal of coating from an article comprises devices which monitor voltage and/or current or potential variation, and are electrically connected to the control system of the apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3448024A (en) * 1966-02-18 1969-06-03 Steel Improvement & Forge Co T Proximity detector for electrochemical machining
US4814052A (en) * 1987-03-21 1989-03-21 Aeg-Elotherm Gmbh Method for the electrochemical processing of workpieces
DE4040590C1 (en) * 1990-12-19 1992-04-23 Fritz-Herbert 8940 Memmingen De Frembgen
US6214200B1 (en) * 1998-04-06 2001-04-10 U.S. Philips Corporation Method and arrangement for the electrochemical machining of a workpiece

Also Published As

Publication number Publication date
DE10214619C5 (en) 2011-04-21
DE10214619A1 (en) 2003-10-16
DE10214619B4 (en) 2007-07-12
WO2003082502A3 (en) 2003-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10311659B4 (en) Apparatus and method for optimized electrohydraulic pressure pulse generation
DE2739427C2 (en) Process for pulse electroplating of metal on a workpiece
EP1915806A1 (en) Method and device for detecting an overload in hand tools
DE112008003926T5 (en) Electric wire electric discharge machine and electric wire electric discharge machining method
DE10085264B4 (en) Wire discharge machining method and apparatus
WO1998035823A1 (en) Method for operating an electric press
DE112004002662B4 (en) Electric-discharge machining device
DE112008003599T5 (en) Electric discharge device
DE112008003709T5 (en) Power source control unit of an electric discharge device
DE2214485C2 (en) Method for controlling the operating states of electrical discharge machining machines
DE10214618B4 (en) Method for processing workpieces by means of a machining method, in particular the electrochemical machining method
DE112011105907B4 (en) CONTROL DEVICE FOR CONTROLLING AN ELECTRICAL DISCHARGE MACHINE
DE10334478B4 (en) Method and apparatus for resistance welding
WO2003082502A2 (en) Method for machining workpieces using a machining process, in particular an electrochemical machining process
DE10084876B4 (en) EDM power system
DE19840471A1 (en) Apparatus for removal of coating from an article comprises devices which monitor voltage and/or current or potential variation, and are electrically connected to the control system of the apparatus
DE19882531B4 (en) Positioning device for an electrical discharge machine and associated method
EP0491220B1 (en) Electric current control method used for electrochemical machining
EP1381717B1 (en) Method and device for machining workpieces by electrochemically removing material
DE112017005583T5 (en) Power supply control device for a spark erosion machine
EP1706522B1 (en) Method for the electrochemical removal of layers from components
EP2461933B1 (en) Method for electrochemical processing of a workpiece
DE19708023B4 (en) Electrode feeder and method for electro-erosive machining
DE1294165B (en) Circuit arrangement for regulating the electrode advance in electrical discharge machines
DE2257026A1 (en) ADAPTIVE SPARK DETECTION DEVICE FOR ELECTROCHEMICAL PROCESSING SYSTEM

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): BR IN JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP