WO2018206454A1 - Method and grinding and eroding machine for machining a workpiece - Google Patents

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WO2018206454A1
WO2018206454A1 PCT/EP2018/061577 EP2018061577W WO2018206454A1 WO 2018206454 A1 WO2018206454 A1 WO 2018206454A1 EP 2018061577 W EP2018061577 W EP 2018061577W WO 2018206454 A1 WO2018206454 A1 WO 2018206454A1
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WO
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grinding
tool
workpiece
eroding
erosion
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/061577
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German (de)
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Inventor
Kai REIBOLD
Original Assignee
Walter Maschinenbau Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/001—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces involving the use of electric current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING 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
    • B23H5/00—Combined machining
    • B23H5/04—Electrical discharge machining combined with mechanical working
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B24B1/002—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes using electric current
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/02—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding grooves, e.g. on shafts, in casings, in tubes, homokinetic joint elements
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    • B23H2600/00—Machining conditions
    • B23H2600/10—Switching of machining conditions during machining
    • B23H2600/12—Switching from rough cutting to finish machining

Definitions

  • the invention relates to a method and a combined grinding and EDM machine for machining a workpiece.
  • the workpiece is in particular ⁇ sondere to a product to be nachzubeindes or tool such as a drill, a milling cutter with or without inserts, a reamer, etc.
  • Such a method is known for example from DE 37 17 568 AI.
  • a method for the mechanical grinding of workpieces by means of electrically conductive grinding tools is proposed.
  • a workpiece is first machined by a first tool by Funkenerosi ⁇ on or erodierschleifend. Subsequently, a tool change takes place.
  • the workpiece is finished machining ⁇ tet in the same clamping means of a grinding tool.
  • the dressing has a plurality of electrodes in order to edit the grinding surface of the grinding ⁇ zeugs with one of the electrodes by spark erosion.
  • the individual electrodes are from each other
  • the method and the grinding and Erodiermaschi ⁇ ne are set up for machining a workpiece.
  • the workpiece is in particular a tool to be machined, for example a drill, a
  • the workpiece consists at least partially of hard or super hard materials, such as polycrystalline diamond (PCD) or cubic crystalline boron nitride (CBN).
  • PCD polycrystalline diamond
  • CBN cubic crystalline boron nitride
  • the combined grinding and EDM tool may have a corresponding contour on its outer circumference.
  • the outer ⁇ dimension of the grinding and EDM tool after Ero ⁇ dieren and before grinding is substantially unchanged, so that even with a machining of the workpiece under ei ⁇ nem angle (inclination of the tool longitudinal axis relative to the axis of rotation of the grinding and Erodierwerkmaschines) kei ⁇ ne so-called profile distortion.
  • the diameter of the eroding disc is changed relative to the grinding wheel during workpiece machining, other relative alignments or regression lativpositionen between the tool and the workpiece are set, as in eroding, for example, when editing a helix (eg a twist drill as a workpiece).
  • deviations may occur and the accuracy of workpiece machining decreases.
  • Such a profile distortion of the profile to be produced on the tool is inventively avoided by the same grinding and eroding tool is used both for eroding, as well as for subsequent grinding. Based on the operating parameters during erosion (voltage, current, etc.), the position and dimension of both the workpiece and the grinding and EDM tool are very accurately known before grinding. The grinding process is not only gentle, with low material removal , son ⁇ countries also with high precision.
  • the circumferential profile of the combined grinding and EDM tool can be arbitrary.
  • a radius of less than 1 mm and, for example, a radius of 0.5 mm may be present on the outer circumference.
  • the radius can connect two surface sections, between which an angle of max. 60 degrees is included.
  • the grinding can be performed by contour-parallel grinding, by piercing and / or a combination thereof.
  • the grinding and EDM tool is dressed after eroding and before grinding the workpiece by means of a dressing tool.
  • the dressing can be used to reduce or eliminate geometric deviations of the outer contour of the grinding and eroding tool which have arisen during erosion. to increase the precision of the grinding.
  • the dimension and / or contour geometry of the grinding and eroding tool is set with high accuracy in the same clamping of the grinding and eroding tool and is precisely specified and known for subsequent grinding.
  • the dressing tool can be as example ⁇ be an erosion tool.
  • the dressing is therefore preferably carried out by spark erosion.
  • the grinding and EDM may comprise eroding aufwei ⁇ sen, which can reverse the polarity so that optionally the abrasive ⁇ and erosion tool for spark erosion of the workpiece or the dressing tool to spark erosion in the grinding and erosion ⁇ tool can be used.
  • Such a dressing with ⁇ means of spark erosion is very gentle and can be so out ⁇ results in the outside diameter of the grinding and Erodierwerkmaschineschws is only reduced to the extent as it is erfor ⁇ sary.
  • the EDM and grinding the workpiece he ⁇ follows, in particular in the same setting of the grinding ⁇ and Erodierwerkmaschines.
  • the dressing of the grinding and Ero ⁇ dierwerkmaschines is preferably carried out in the same clamping, as the erosion and grinding of the workpiece. Also by this measure, the accuracy when grinding the workpiece can be increased.
  • the workpiece is preferably processed in a single clamping.
  • the grinding of the workpiece can be done in one or more passes. If several
  • the grinding of the workpiece can also be done by a pendulum grinding, in which the tool is moved relative to the workpiece transversely to a feed direction pendulum. By commuting, the wear of the
  • the outer dimension of the grinding and EDM tool can be determined before and / or during the grinding of the workpiece.
  • a measuring device may be present.
  • the measuring device can determine the outer dimension by different methods, for example touching or non-contact with a Tastein ⁇ direction, electrically by evaluation of a voltage and / or current between the grinding and eroding tool and the workpiece and / or visually, etc. Also any combination The above method can be used.
  • the outer dimension of the grinding and EDM tool changes or deviates from a desired dimension, such a deviation can be compensated by adjusting the delivery control technology. For example, during grinding of the workpiece, depending on electrical measured variables, it is possible to record on the grinding and eroding tool and / or on the workpiece and to use it to determine the outside dimension. This allows compensation by adjusting the position and / or orientation of the grinding and eroding tool relative to the workpiece during grinding.
  • the workpiece Before machining with the combined grinding and eroding tool, the workpiece can, so to speak, in one Preprocessing be pre-processed by another machining tool in one (eg roughing). In the further machining tool, it may be an erosion tool so that is removed in Vorbearbei ⁇ processing methods by eroding material from the workpiece.
  • an erosion machining of the workpiece can additionally be performed in supportive manner. This will be between the
  • the electrical relatively low-resistance connection between the grinding and eroding tool and the workpiece must be interrupted during grinding. If the grinding, for example, repeated feeding and removal of the grinding and EDM tool from the work ⁇ piece is performed, forms a spark gap to allow erosion.
  • the grinding and erosion tool can as Example ⁇ also distributed on the periphery arranged not have electrically conductive areas. If such a region comes into contact with the workpiece, the electrical connection between the workpiece abutting grinding and EDM tool and the workpiece is interrupted, so that a flashover can erode to form.
  • the polarity of the erosion voltage is preferably switchable. As already explained, this can be done a material erosion grinding and erosion tool in ⁇ play as during dressing. The switching over of the Po ⁇ ment can also be done during the machining of the workpiece, for example, to resharpen the tool. Since ⁇ at the workpiece is then used as a kind of Erodierelektro ⁇ de.
  • the grinding and EDM tool has in the Ausry ⁇ tion example an electrically conductive matrix, in the
  • the abrasive ⁇ particles are made of a hard or super hard material, such as diamond, polycrystalline diamond (PCD), Edelkorrund, silicon carbide, cubic crystalline boron nitride
  • An abrasive according to the invention and Erodiermaschi ⁇ ne has a control device. The combined
  • the control means is adapted to carry out the method explained before ⁇ standing and control.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram similar representation of a grinding and EDM machine according to an embodiment
  • Figure 2 is a schematic representation of an off ⁇ guidance example of a combined grinding and erosion ⁇ tool in a side view taken along an axis of rotation during erosion of the workpiece
  • Figure 3 is a schematic representation of the
  • FIG. 4 shows the grinding and eroding tool from FIGS. 2 and 3 in a side view along the axis of rotation during grinding of the workpiece;
  • Figure 5 is a schematic representation of a wei ⁇ cal embodiment of a grinding and eroding ⁇ zeugs in a side view along the axis of rotation and
  • Figure 6 is a flowchart of an exemplary embodiment of a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a grinding and eroding machine
  • the grinding and EDM machine 10 includes an axle assembly 11 which includes at least one preference and ⁇ , a plurality of translational and / or rotational Maschi ⁇ nenachsen.
  • About the axle assembly 11 is at least one combined grinding and eroding tool 12 and optionally at least one further machining tool 13 is moved relative to a workpiece 14 and aligned.
  • the workpiece 14 is clamped in a workpiece clamping device 15.
  • the at least one tool 12, 13 and / or the Maschinentschspan ⁇ n driving 15 are moved via the axle assembly 11. Which of the machine axes is used for the movement of the at least one tool 12, 13 and / or for the movement of the workpiece clamping device 15 depends on the consequent creten versions of the grinding and EDM machine 10 and may vary.
  • the axle assembly 11 has, for example, up to six machine axes and according to the example up to three tanslatorische machine axes x, y, z and up to three rotary machine axes rx, ry, rz.
  • the grinding and erosion tool 12 and we ⁇ ilias a further machining tool 13 are arranged at ⁇ play according to a common machine spindle 16 ⁇ which is translationally by means of the axle assembly 11 and / or rotationally movable and positionable.
  • the tools 12, 13 are driven about a rotation axis D. If a grinding takes place with a tool 12, 13, the relevant tool 12, 13 is driven about the axis of rotation D. When eroding with a tool 12, 13 it can be driven to rotate about the rotation axis D or stand still.
  • the grinding and eroding machine 10 has a control device 20.
  • the control device 20 controls the axle assembly 11. It also controls a motor, not shown, of the machine spindle 16 in order to drive the tools 12, 13, if necessary rotating.
  • the control device 20 is also communicatively connected to an operator interface 21, via which an operator can make inputs and transmit them to the control device 20.
  • the control device 20 can output information to the operator via the operator interface 21.
  • the operator interface 21 may comprise any input and / or output means such as a touch-sensitive screen ⁇ be.
  • the grinding and EDM has also ei ⁇ nen eroding 22.
  • the erosion generator generates a Erodiercontent between a designed as erosion tool led tool 12, 13 and the workpiece 14.
  • Flashover can be removed material on the workpiece 14.
  • the grinding and EDM machine 10 has except ⁇ a dressing tool 23, which is formed in theforementionedsbei ⁇ game by an erosion electrode 24. Via the erosion generator 22, an erosion voltage can be applied between the erosion electrode 24 and a tool 12, 13 of the grinding and eroding machine 10 in order to remove material from the relevant tool 12, 13.
  • the relevant tool 12, 13 can be dressed in this way and adapted to ei ⁇ ne predetermined desired geometry.
  • the eroding voltage can be reversed by the erosion generator 22.
  • the controller 20 may drive the erosion generator 22 to apply the desired erosion voltage and the desired polarity of the erosion voltage.
  • the control device 20 can control the erosion generator 22 or an additional current and / or voltage source independent of the erosion generator 22 in order to apply a voltage or to generate a current flow for measuring purposes between the tool 12, 13 and the workpiece 14.
  • a dimension of the workpiece 14 before and / or during processing can be determined on the basis of the current relative position between the tool 12, 13 and the workpiece 14. This can be done for example by applying ei ⁇ ner measurement voltage between the grinding and eroding tool, wherein in a contact, a current flows, the ge can be measured. Also, by evaluating at least one electrical quantity during erosion, the position and thus the geometry of the workpiece 14 can be determined.
  • the grinding and eroding machine 10 may have a measuring device 25 in the embodiment, which may have a corresponding electrical measuring means 26 for measuring a voltage and / or a current.
  • the electrical measurement means 26 may be arranged stationary with respect to the Ma ⁇ schin base and optionally part of the STEU ⁇ er adopted 20 and / or the Erodiergenerators 22nd
  • the measuring device 25 may also include other measuring means, such as a tactile measuring means 27 and / or an optical measuring means 28.
  • the outer dimension of the grinding and eroding tool 12 can be determined exactly. This can be done before and / or during machining of the workpiece 14. Changes in the outer dimension can be compensated by the control device 20.
  • the measuring device 25 and the control device 20 are connected by communication. Depending on the type of execution of the measuring device 25, it may be movable and / or alignable via the axle arrangement 11, for example if it has a tactile measuring means 27 and / or an optical measuring means 28.
  • FIGS. 2 to 4 schematically an embodiment of a grinding and Erodierwerkmaschines veran illustrates ⁇ .
  • the grinding and EDM tool has an electrically conductive matrix 31, are incorporated in the abrasive particles 32 ( Figure 2).
  • the matrix 31 with the abrasive particles 32 incorporated therein is shown diagrammatically in FIGS.
  • the electrically conductive matrix 31 symbolized by a cross-hatching.
  • the abrasive particles 32 can be made (PCD), cubic boron nitride (CBN), fused alumina, silicon carbide or a ⁇ of the or super hard material from Dia ⁇ mant, polycrystalline diamond.
  • the workpiece 14 to be machined is also, by way of example, a tool that is entirely or partially made of a hard or superhard material that may correspond to one of the materials that make up the abrasive particles 32.
  • the tool may be a drill, a router with or inserts, a reamer, etc.
  • the grinding and eroding tool 12 tapers - according to the example symmetrical to a radial center plane - radially to the rotation axis D to the outside, at least in a peripheral region.
  • it may have a radius R, which is preferably smaller than 1.0 mm and more preferably at most 0.5 mm.
  • This peripheral region of the grinding and Erodierwerk ⁇ zeugs 12 can also be configured differently depending on the application. It is possible to use ⁇ small radii R and betragsmä ⁇ SSIG small angle so that workpieces 14 with very intricate geometries, such as twist drills or milling tools of small diameter with small konve ⁇ complexes and / or concave portions edit very accurate.
  • FIG 6 illustrates a preferred embodiment of a driving Ver ⁇ below, the run with the above ⁇ be written grinding and EDM machine 10 who can ⁇ .
  • the method is started in block S.
  • An ⁇ closing a Vorbearbeitungsbacter is carried out with the out as erosion tool ⁇ led machining tool 13 in a first process step VI.
  • the workpiece 14 is processed material removal with a relatively large material removal rate, so to speak in one
  • the workpiece 14 can be machined in one or more passes by erosion or spark erosion.
  • the control device applies an erosion voltage between the erosion tool 13 and the workpiece 14 via the erosion generator 22.
  • the eroding tool 13 and the workpiece 14 are moved relative to each other, so that one of the actual contour to be produced on the workpiece 14 remains approximately contoured with a first allowance.
  • the erosion tool 13 can be dressed by means of the dressing tool 23 after one or more passes of the erosion processing.
  • the outer dimension, and the geometry of the Ero ⁇ commanding tool 13 via the measuring device 25 can be determined who carried ⁇ and a corresponding dressing.
  • the dressing of the electrode 24 may be used, wherein the eroding 22 abuts a correspondingly umpoled Erodierposition between the erosion electrode 24 and the erosion tool 13 so that material is removed mainly at the Ero ⁇ commanding tool. 13
  • another dressing tool such as a rotary chisel to be used.
  • the tool is changed in a second method step V2, with which the workpiece 14 is further processed in the same clamping.
  • the subsequent processing preferably only the combined grinding and EDM tool 12 is used.
  • a third method step V3 is the
  • the grinding and eroding tool 12 can be driven around the rotation axis D ⁇ or alternatively stand still.
  • the erosion in the third process step V3 may analogously to Vorbearbei ⁇ processing methods carried out in one or more passes. Between several passes during erosion machining of the workpiece 14 or after completion of the erosion in the third method step V3, the grinding and EDM tool 12 can be measured by means of the measuring device 25 in an optional fourth method step and dressed in the presence of a devia ⁇ tion of a desired contour by means of the dressing tool 23 become.
  • the dressing is carried out in the embodiment described here, using the erosion electrode 24 wherein the erosion generator 22 applies a corresponding Erodier phenomena between the erosion electrode 24 and the grinding and Ero ⁇ commanding tool 12 such so that mainly Mate ⁇ rial is removed from the grinding and erosion tool 12th Dressing is performed with minimal material removal ⁇ .
  • the second allowance is removed in the fifth method ⁇ step V5 by grinding to bring the actual size with the nominal size in accordance. Since the same grinding and eroding tool 12 is used in the same setting for the EDM processing and the grinding in the method steps V3 and V5, the second oversize outer contour of the workpiece 14 and its position relative to the grinding and eroding tool 12 after the third method step V3 very well known, for example, with a maximum tolerance of 2 ⁇ . This makes it possible to remove only a small amount of material when grinding the workpiece 14. In other words, the second allowance is very small. This leads to the fact that with fibrous geometries, eg very small radii R, of the
  • Grinding and eroding tool 12 can be worked without the wear of the grinding and eroding tool 12 is too large. It can be very filigree areas with small convex or concave radii, undercuts or the like on the workpiece 14 edit.
  • the grinding in the fifth method step V5 can be contour-parallel and / or by piercing.
  • the second allowance remaining after the erosion machining in the third method step V3 can be measured in a grinding pass. or in several consecutive grinding passes.
  • the grinding and erosion tool 12 comprises an electrically conducting matrix 31, via the STEU ⁇ er owned 20 and nungs- an appropriately controlled voltage or current source, a voltage between the workpiece 14 and the grinding and erosion tool 12 are applied.
  • a voltage between the workpiece 14 and the grinding and erosion tool 12 are applied.
  • the desired material removal can be compensated for by a corresponding readjustment of the relative position or relative orientation between the grinding and eroding tool 12 and the workpiece 14 by driving the axle assembly 11. It is also possible during the
  • the grinding process in the fifth method step V5 can be supported in a modified embodiment of the method by spark erosion.
  • FIG. 5 a modified embodiment of the grinding ⁇ and erosion tool 12 is used, which is schematically illustrated in FIG. 5
  • the grinding and EDM tool is divided into circular arc-shaped processing sections, in which the electrically conductive matrix 31 is present with the abrasive particles 32 embedded therein.
  • the processing sections 35 are electrically isolated from each other.
  • a electrically non-conductive region 36 available between each two immediately adjacent processing sections 35 .
  • dimen ⁇ solution of the electrically non-conductive region 36 Minim ⁇ least as large as the contact area between the abrasive ⁇ and erosion tool 12 and the workpiece 14 in the
  • At least one of the following measures can also be taken to assist the grinding:
  • the erosion generator 22 can generate a pulsed current profile
  • the grinding and eroding tool 12 can be repeatedly moved away from the workpiece 14 and toward the workpiece 14 to allow sparking;
  • the erosion generator 22 can generate a constant or variable regulated current, preferably direct current, which assists in electrochemical (anodic / cathodic) grinding without sparking.
  • step V5 corresponds the actual size of the workpiece 14 - within the specified accuracy - the nominal size and the method is solveschlos ⁇ sen (end E).
  • the invention relates to a method and a grinding and EDM machine 10 for processing a work ⁇ piece 14.
  • a combined grinding and Ero ⁇ dierwerkmaschine 12 is used, in the same clamping for eroding the workpiece 14 and a subsequent grinding of the workpiece 14 is used.
  • the allowance at each point is about 2 to 3 ⁇ .
  • the fact that the same grinding and EDM tool 12 is used in the same setting for Ero ⁇ dieren and grinding, the subsequent grinding can be done with a very low Materialab ⁇ contribution . It can therefore very delicate memoriskontu- ren the grinding and Erodierwerkmaschines used and generated the corresponding ⁇ very delicate and complex geometries on the workpiece fourteenth

Abstract

The invention relates to a method and a grinding and eroding machine (10) for machining a workpiece (14). Here, a combined grinding and eroding tool (12) is used, which is used in the same setup for eroding the workpiece (14) and for subsequently grinding the workpiece (14). Following the eroding, an oversize remains on the workpiece (14) with respect to the nominal size to be produced, wherein the oversize measures about 2 to 3 μm at every point. Since the same grinding and eroding tool (12) in the same setup is used for eroding and grinding, the subsequent grinding can take place with very little removal of material. Therefore, very delicate circumferential contours of the grinding and eroding tool can be used and accordingly very delicate and complex geometries can be created on the workpiece (14).

Description

Verfahren und Schleif- und Erodiermaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks Method and grinding and EDM machine for machining a workpiece
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine kombinierte Schleif- und Erodiermaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks. Bei dem Werkstück handelt es sich insbe¬ sondere um ein herzustellendes oder nachzubearbeitendes Werkzeug, wie etwa einen Bohrer, einen Fräser mit oder ohne Wendeschneidplatten, eine Reibahle usw. The invention relates to a method and a combined grinding and EDM machine for machining a workpiece. When the workpiece is in particular ¬ sondere to a product to be nachzubearbeitendes or tool such as a drill, a milling cutter with or without inserts, a reamer, etc.
[0002] Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus DE 37 17 568 AI bekannt. Dort wird ein Verfahren zum mechanischen Schleifen von Werkstücken mittels elektrisch leitfähiger Schleifwerkzeuge vorgeschlagen. Ein Werkstück wird dabei zunächst mit einem ersten Werkzeug durch Funkenerosi¬ on oder erodierschleifend bearbeitet. Anschließend findet ein Werkzeugwechsel statt. Das Werkstück wird in derselben Aufspannung mittels eines Schleifwerkzeuges fertig bearbei¬ tet . Such a method is known for example from DE 37 17 568 AI. There, a method for the mechanical grinding of workpieces by means of electrically conductive grinding tools is proposed. A workpiece is first machined by a first tool by Funkenerosi ¬ on or erodierschleifend. Subsequently, a tool change takes place. The workpiece is finished machining ¬ tet in the same clamping means of a grinding tool.
[0003] DE 9 400 697 Ul beschreibt eine Abrichtvorrich¬ tung für Schleifscheiben. Die Abrichtvorrichtung weist mehrere Elektroden auf, um die Schleiffläche des Schleifwerk¬ zeugs mit einer der Elektroden durch Funkenerosion zu bearbeiten. Die einzelnen Elektroden sind voneinander DE 9 400 697 Ul describes a Abrichtvorrich ¬ tion for grinding wheels. The dressing has a plurality of electrodes in order to edit the grinding surface of the grinding ¬ zeugs with one of the electrodes by spark erosion. The individual electrodes are from each other
elektrisch isoliert. electrically isolated.
[0004] Ausgehend vom Stand der Technik kann es als Auf¬ gabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, ein Verfahren und eine Schleif- und Erodiermaschine zu schaffen, die eine sehr genaue Bearbeitung eines Werkstücks ermög¬ licht und insbesondere auch die Bearbeitung von filigranen und komplexen Geometrien an einem Werkstück ermöglicht. [0004] It can be considered on ¬ administration of the present invention Starting from the prior art to provide a method and a grinding and eroding, which allows a very precise machining of a workpiece ¬ light and in particular allows the processing of filigree and complex geometries on a workpiece.
[0005] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie eine kombinierte Schleif- und Erodiermaschine mit den Merkmalen des Pa¬ tentanspruches 14 gelöst. This object is achieved by a method with the features of claim 1 and a combined grinding and EDM machine with the features of Pa ¬ tentanspruches 14.
[0006] Das Verfahren und die Schleif- und Erodiermaschi¬ ne sind zur Bearbeitung eines Werkstücks eingerichtet. Bei dem Werkstück handelt es sich insbesondere um ein zu bearbeitendes Werkzeug, beispielsweise einen Bohrer, eine The method and the grinding and Erodiermaschi ¬ ne are set up for machining a workpiece. The workpiece is in particular a tool to be machined, for example a drill, a
Reibahle, einen Fräser mit oder ohne Wendeschneidplatten, usw. Das Werkstück besteht zumindest teilweise aus harten oder superharten Werkstoffen, wie etwa polykristalliner Diamant (PKD) oder kubisch kristallines Bornitrid (CBN). Reamer, a milling cutter with or without indexable inserts, etc. The workpiece consists at least partially of hard or super hard materials, such as polycrystalline diamond (PCD) or cubic crystalline boron nitride (CBN).
[0007] Zur Bearbeitung des Werkstücks wird ein kombi¬ niertes Schleif- und Erodierwerkzeug verwendet. Mit diesem kombinierten Schleif- und Erodierwerkzeug wird in einem ersten Schritt durch Erodieren ( funkenerosives Abtragen o- der Bearbeiten) eine Werkstückbearbeitung durchgeführt, wobei Material vom Werkstück derart abgetragen wird, dass ge¬ genüber dem Sollmaß bzw. der Sollgeometrie ein Aufmaß ver¬ bleibt. Dieses kombinierte Schleif- und Erodierwerkzeug wird anschließend dazu verwendet, das Werkstück schleifend zu bearbeiten, um das nach dem Erodieren noch vorhandene Aufmaß zu entfernen und das Istmaß des Werkstücks in Über¬ einstimmung mit dem Sollmaß zu bringen. Es findet zwischen dem Erodieren und dem anschließenden Schleifen somit kein Werkzeugwechsel statt. [0007] For the machining of the workpiece is a combinatorial ¬ ned grinding and erosion tool used. With this combined grinding and erosion tool (EDM removal o- the Edit) that ge ¬ genüber the desired dimension or the desired geometry, an allowance ver remains ¬ is carried out machining of the workpiece in a first step by cutting, wherein material is removed from the workpiece in such a manner. This combined grinding and EDM tool is then used to grind the workpiece to remove the existing after erosion oversize and bring the actual size of the workpiece in over ¬ agreement with the specified size. There is no tool change between the erosion and the subsequent grinding.
[0008] Dadurch, dass sowohl für das Erodieren, als auch für das Schleifen dasselbe Werkzeug verwendet wird, ist nach dem Erodiervorgang die exakte Werkstückgeometrie und insbesondere auch die exakte Geometrie des Schleif- und Erodierwerkzeugs bekannt, vorzugsweise mit einer Genauig¬ keit von 2 μιη. Da dasselbe Schleif- und Erodierwerkzeug zum Erodieren und auch zum anschließenden Schleifen verwendet wird, kann ein sehr exaktes Schleifen erfolgen. Das nach dem Erodieren vorhandene Aufmaß kann sehr gering sein, so dass auch bei sehr harten Werkstoffen des Werkstücks kein übermäßiger Verschleiß am kombinierten Schleif- und Ero¬ dierwerkzeug auftritt. Das Aufmaß und mithin der Material¬ abtrag beim Schleifen des Werkstücks beträgt vorzugsweise maximal 2 bis 3 μιη. The fact that is used for both the erosion, as well as for grinding the same tool is known the exact geometry of the workpiece and in particular the exact geometry of the grinding and Erodierwerkzeugs after the erosion process, preferably with a μιη Genauig ¬ speed of the second Since the same grinding and EDM tool is used for erosion and also for subsequent grinding, a very accurate grinding can be done. The existing after erosion oversize can be very low, so that even with very hard materials of the workpiece no excessive wear on the combined grinding and Ero ¬ dierwerkzeug occurs. The allowance and thus the material removal ¬ during grinding of the workpiece is preferably at most 2 to 3 μιη.
[0009] Durch die Verwendung desselben Werkzeugs zum Erodieren und zum anschließenden Schleifen lassen sich sehr kleine, filigrane Geometrien am Werkstück bearbeiten bzw. erzeugen, wie etwa konkave und/oder konvexe Geometrien mit sehr kleinen Radien. Das kombinierte Schleif- und Erodierwerkzeug kann an seinem Außenumfang eine entsprechende Kontur aufweisen. Beim Schleifen, bei dem das Schleif- und Erodierwerkzeug stark beansprucht werden kann, werden nur geringe Schichtdicken entfernt, so dass die Standzeit des Schleif- und Erodierwerkzeugs lang ist. By using the same tool for erosion and subsequent grinding can be very small, filigree geometries on the workpiece edit or produce, such as concave and / or convex geometries with very small radii. The combined grinding and EDM tool may have a corresponding contour on its outer circumference. When grinding, in which the grinding and EDM tool can be stressed, only small layer thicknesses are removed, so that the service life of the grinding and EDM tool is long.
[0010] Dadurch, dass zwischen dem Erodieren und dem Schleifen kein Werkzeugwechsel stattfindet, ist die Außen¬ abmessung des Schleif- und Erodierwerkzeugs nach dem Ero¬ dieren und vor dem Schleifen im Wesentlichen unverändert, so dass auch bei einer Bearbeitung des Werkstücks unter ei¬ nem Anstellwinkel (Neigung der Werkzeuglängsachse gegenüber der Rotationsachse des Schleif- und Erodierwerkzeugs) , kei¬ ne sogenannten Profilverzerrungen auftreten. Wird beispielsweise der Durchmesser der Erodierscheibe gegenüber der Schleifscheibe bei der Werkstückbearbeitung verändert, müssen beim Schleifen andere Relativausrichtungen oder Re- lativpositionen zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück eingestellt werden, als beim Erodieren, beispielsweise bei der Bearbeitung einer Helix (z.B. eines Spiralbohrers als Werkstück) . Abhängig von der Geometrie der Erodierscheibe und der Schleifscheibe können dabei Abweichungen auftreten und die Genauigkeit der Werkstückbearbeitung nimmt ab. Characterized in that no tool change takes place between the erosion and the grinding, the outer ¬ dimension of the grinding and EDM tool after Ero ¬ dieren and before grinding is substantially unchanged, so that even with a machining of the workpiece under ei ¬ nem angle (inclination of the tool longitudinal axis relative to the axis of rotation of the grinding and Erodierwerkzeugs) kei ¬ ne so-called profile distortion. If, for example, the diameter of the eroding disc is changed relative to the grinding wheel during workpiece machining, other relative alignments or regression lativpositionen between the tool and the workpiece are set, as in eroding, for example, when editing a helix (eg a twist drill as a workpiece). Depending on the geometry of the eroding disc and the grinding wheel, deviations may occur and the accuracy of workpiece machining decreases.
[0011] Eine solche Profilverzerrung des herzustellenden Profils am Werkzeug wird erfindungsgemäß vermieden, indem dasselbe Schleif- und Erodierwerkzeug sowohl zum Erodieren, als auch zum anschließenden Schleifen eingesetzt wird. Anhand der Betriebsparameter beim Erodieren (Spannung, Strom, usw.) sind die Position und die Dimension sowohl des Werkstücks, als auch des Schleif- und Erodierwerkzeugs vor dem Schleifen sehr exakt bekannt. Die Schleifbearbeitung erfolgt nicht nur schonend, mit geringem Materialabtrag, son¬ dern auch mit einer hohen Präzision. Such a profile distortion of the profile to be produced on the tool is inventively avoided by the same grinding and eroding tool is used both for eroding, as well as for subsequent grinding. Based on the operating parameters during erosion (voltage, current, etc.), the position and dimension of both the workpiece and the grinding and EDM tool are very accurately known before grinding. The grinding process is not only gentle, with low material removal , son ¬ countries also with high precision.
[0012] Das Umfangsprofil des kombinierten Schleif- und Erodierwerkzeugs kann beliebig sein. Vorzugsweise kann am Außenumfang ein Radius von weniger als 1 mm und beispielsweise ein Radius mit 0,5 mm vorhanden sein. Der Radius kann zwei Flächenabschnitte verbinden, zwischen denen ein Winkel von max . 60 Grad eingeschlossen wird. The circumferential profile of the combined grinding and EDM tool can be arbitrary. Preferably, a radius of less than 1 mm and, for example, a radius of 0.5 mm may be present on the outer circumference. The radius can connect two surface sections, between which an angle of max. 60 degrees is included.
[0013] Die Schleifbearbeitung kann durch konturparalleles Schleifen, durch Einstechen und/oder eine Kombination davon durchgeführt werden. The grinding can be performed by contour-parallel grinding, by piercing and / or a combination thereof.
[0014] Es kann vorteilhaft sein, wenn das Schleif- und Erodierwerkzeug nach dem Erodieren und vor dem Schleifen des Werkstücks mittels eines Abrichtwerkzeugs abgerichtet wird. Durch das Abrichten können Geometrieabweichungen der Außenkontur des Schleif- und Erodierwerkzeugs, die beim Erodieren entstanden sind, reduziert oder eliminiert wer- den, um die Präzision des Schleifens zu erhöhen. Während des Abrichtens wird die Dimension und/oder Konturgeometrie des Schleif- und Erodierwerkzeugs mit hoher Genauigkeit in derselben Aufspannung des Schleif- und Erodierwerkzeugs eingestellt und ist für die nachfolgende Schleifbearbeitung genau vorgegeben und bekannt. It may be advantageous if the grinding and EDM tool is dressed after eroding and before grinding the workpiece by means of a dressing tool. The dressing can be used to reduce or eliminate geometric deviations of the outer contour of the grinding and eroding tool which have arisen during erosion. to increase the precision of the grinding. During dressing, the dimension and / or contour geometry of the grinding and eroding tool is set with high accuracy in the same clamping of the grinding and eroding tool and is precisely specified and known for subsequent grinding.
[0015] Bei dem Abrichtwerkzeug kann es sich beispiels¬ weise um ein Erodierwerkzeug handeln. Das Abrichten erfolgt daher vorzugsweise durch Funkenerosion. Hierfür kann die Schleif- und Erodiermaschine einen Erodiergenerator aufwei¬ sen, der sich umpolen lässt, so dass wahlweise das Schleif¬ und Erodierwerkzeug zur Funkenerosion am Werkstück oder das Abrichtwerkzeug zur Funkenerosion am Schleif- und Erodier¬ werkzeug verwendet werden kann. Ein solches Abrichten mit¬ tels Funkenerosion ist sehr schonend und kann derart ausge¬ führt werden, dass der Außendurchmesser des Schleif- und Erodierwerkzeugs nur soweit verringert wird, wie es erfor¬ derlich ist. [0015] In the dressing tool can be as example ¬ be an erosion tool. The dressing is therefore preferably carried out by spark erosion. To this end, the grinding and EDM may comprise eroding aufwei ¬ sen, which can reverse the polarity so that optionally the abrasive ¬ and erosion tool for spark erosion of the workpiece or the dressing tool to spark erosion in the grinding and erosion ¬ tool can be used. Such a dressing with ¬ means of spark erosion is very gentle and can be so out ¬ results in the outside diameter of the grinding and Erodierwerkzeugs is only reduced to the extent as it is erfor ¬ sary.
[0016] Das Erodieren und Schleifen des Werkstücks er¬ folgt insbesondere in derselben Aufspannung des Schleif¬ und Erodierwerkzeugs. Das Abrichten des Schleif- und Ero¬ dierwerkzeugs erfolgt bevorzugt in derselben Aufspannung, wie das Erodieren und Schleifen des Werkstücks. Auch durch diese Maßnahme kann die Genauigkeit beim Schleifen des Werkstücks erhöht werden. [0016] The EDM and grinding the workpiece he ¬ follows, in particular in the same setting of the grinding ¬ and Erodierwerkzeugs. The dressing of the grinding and Ero ¬ dierwerkzeugs is preferably carried out in the same clamping, as the erosion and grinding of the workpiece. Also by this measure, the accuracy when grinding the workpiece can be increased.
[0017] Das Werkstück wird vorzugsweise in einer einzigen Aufspannung bearbeitet. The workpiece is preferably processed in a single clamping.
[0018] Das Schleifen des Werkstücks kann in einem oder auch in mehreren Durchgängen erfolgen. Wenn mehrere The grinding of the workpiece can be done in one or more passes. If several
Schleifdurchgänge ausgeführt werden, wird bei jedem Durch¬ gang ein Teil des nach dem Erodieren noch vorhandenen Auf- maßes abgetragen. Grinding passes are performed, is at each passage through a part of the still existing after erosion Measured removed.
[0019] Das Schleifen des Werkstücks kann auch durch ein Pendelschleifen erfolgen, bei dem das Werkzeug relativ zum Werkstück quer zu einer Vorschubrichtung pendelnd bewegt wird. Durch das Pendeln lässt sich der Verschleiß des The grinding of the workpiece can also be done by a pendulum grinding, in which the tool is moved relative to the workpiece transversely to a feed direction pendulum. By commuting, the wear of the
Schleif- und Erodierwerkzeugs verringern. Reduce grinding and eroding tool.
[0020] Die Außenabmessung des Schleif- und Erodierwerkzeugs kann vor und/oder während der Schleifbearbeitung des Werkstücks ermittelt werden. Hierfür kann eine Messeinrichtung vorhanden sein. Die Messeinrichtung kann die Außenabmessung durch unterschiedliche Verfahren ermitteln, beispielsweise berührend oder berührungslos mit einer Tastein¬ richtung, elektrisch durch Auswertung einer Spannung und/oder eines Stromes zwischen dem Schleif- und Erodierwerkzeug und dem Werkstück und/oder optisch, usw. Auch eine beliebige Kombination der vorstehend genannten Verfahren kann verwendet werden. The outer dimension of the grinding and EDM tool can be determined before and / or during the grinding of the workpiece. For this purpose, a measuring device may be present. The measuring device can determine the outer dimension by different methods, for example touching or non-contact with a Tastein ¬ direction, electrically by evaluation of a voltage and / or current between the grinding and eroding tool and the workpiece and / or visually, etc. Also any combination The above method can be used.
[0021] Wenn die Außenabmessung des Schleif- und Erodierwerkzeugs sich ändert oder von einer Sollabmessung abweicht, kann eine solche Abweichung durch Anpassung der Zustellung regelungstechnisch kompensiert werden. Beispielsweise können während der Schleifbearbeitung des Werkstücks abhängig von elektrischen Messgrößen an dem Schleif- und Erodierwerkzeug und/oder an dem Werkstück erfasst und zur Ermittlung der Außenabmessung verwendet werden. Dadurch lässt sich eine Kompensation durch eine Anpassung der Position und/der Ausrichtung des Schleif- und Erodierwerkzeugs relativ zum Werkstück während der Schleifbearbeitung durchführen . If the outer dimension of the grinding and EDM tool changes or deviates from a desired dimension, such a deviation can be compensated by adjusting the delivery control technology. For example, during grinding of the workpiece, depending on electrical measured variables, it is possible to record on the grinding and eroding tool and / or on the workpiece and to use it to determine the outside dimension. This allows compensation by adjusting the position and / or orientation of the grinding and eroding tool relative to the workpiece during grinding.
[0022] Vor der Bearbeitung mit dem kombinierten Schleifund Erodierwerkzeug kann das Werkstück sozusagen in einem Vorbearbeitungsverfahren durch ein weiteres Bearbeitungswerkzeug in einem vorbearbeitet werden (z.B. Schruppbearbeitung) . Bei dem weiteren Bearbeitungswerkzeug kann es sich um ein Erodierwerkzeug handeln, so dass im Vorbearbei¬ tungsverfahren Material vom Werkstück durch Erodieren abgetragen wird. Before machining with the combined grinding and eroding tool, the workpiece can, so to speak, in one Preprocessing be pre-processed by another machining tool in one (eg roughing). In the further machining tool, it may be an erosion tool so that is removed in Vorbearbei ¬ processing methods by eroding material from the workpiece.
[0023] Während der Schleifbearbeitung des Werkstücks kann zusätzlich unterstützend eine Erodierbearbeitung des Werkstücks ausgeführt werden. Dazu wird zwischen dem During the grinding machining of the workpiece, an erosion machining of the workpiece can additionally be performed in supportive manner. This will be between the
Schleif- und Erodierwerkzeug und dem Werkstück eine ent¬ sprechende Erodierspannung zum funkenerosiven Abtragen angelegt. Zur Funkenbildung muss beim Schleifen die elektrische relativ niederohmige Verbindung zwischen dem Schleifund Erodierwerkzeug und dem Werkstück unterbrochen werden. Wenn das Schleifen beispielsweise wiederholtes Zustellen und Entfernen des Schleif- und Erodierwerkzeugs vom Werk¬ stück durchgeführt wird, bildet sich eine Funkenstrecke, um ein Erodieren zu ermöglichen. Um eine Funkenbildung zu erreichen, kann das Schleif- und Erodierwerkzeug beispiels¬ weise auch am Umfang verteilt angeordnete elektrisch nicht leitfähige Bereiche aufweisen. Wenn ein solcher Bereich in Kontakt mit dem Werkstück gelangt, wird die elektrische Verbindung zwischen dem am Werkstück anliegenden Schleifund Erodierwerkzeug und dem Werkstück unterbrochen, so dass sich ein Funkenüberschlag zum Erodieren ausbilden kann. Grinding and eroding tool and the workpiece a ent ¬ speaking erosion applied voltage for spark erosion. For spark formation, the electrical relatively low-resistance connection between the grinding and eroding tool and the workpiece must be interrupted during grinding. If the grinding, for example, repeated feeding and removal of the grinding and EDM tool from the work ¬ piece is performed, forms a spark gap to allow erosion. In order to achieve sparks, the grinding and erosion tool can as Example ¬ also distributed on the periphery arranged not have electrically conductive areas. If such a region comes into contact with the workpiece, the electrical connection between the workpiece abutting grinding and EDM tool and the workpiece is interrupted, so that a flashover can erode to form.
[0024] Die Polung der Erodierspannung ist vorzugsweise umschaltbar. Wie bereits erläutert, kann dadurch ein Materialabtrag am Schleif- und Erodierwerkzeug erfolgen, bei¬ spielsweise während des Abrichtens. Das Umschalten der Po¬ lung kann auch während der Bearbeitung des Werkstücks erfolgen, beispielsweise um das Werkzeug nachzuschärfen . Da¬ bei dient dann das Werkstück sozusagen als Erodierelektro¬ de . [0025] Das Schleif- und Erodierwerkzeug hat beim Ausfüh¬ rungsbeispiel eine elektrisch leitende Matrix, in der The polarity of the erosion voltage is preferably switchable. As already explained, this can be done a material erosion grinding and erosion tool in ¬ play as during dressing. The switching over of the Po ¬ ment can also be done during the machining of the workpiece, for example, to resharpen the tool. Since ¬ at the workpiece is then used as a kind of Erodierelektro ¬ de. The grinding and EDM tool has in the Ausfüh ¬ tion example an electrically conductive matrix, in the
Schleifmittelpartikel eingebunden sind. Die Schleifmittel¬ partikel sind aus einem harten oder superharten Werkstoff, beispielsweise Diamant, polykristalliner Diamant (PKD) , Edelkorrund, Siliziumkarbid, kubisch kristallines BornitridAbrasive particles are involved. The abrasive ¬ particles are made of a hard or super hard material, such as diamond, polycrystalline diamond (PCD), Edelkorrund, silicon carbide, cubic crystalline boron nitride
(CBN), usw. (CBN), etc.
[0026] Eine erfindungsgemäße Schleif- und Erodiermaschi¬ ne weist eine Steuereinrichtung auf. Das kombinierte [0026] An abrasive according to the invention and Erodiermaschi ¬ ne has a control device. The combined
Schleif- und Erodierwerkzeug und/oder eine Werkstückspan¬ neinrichtung zum Einspannen des Werkstücks ist mittels ei¬ ner durch die Steuereinrichtung ansteuerbaren Achsanordnung bewegbar. Auf diese Weise kann mittels der Achsanordnung die Ausrichtung und Position des Schleif- und Erodierwerkzeugs relativ zum Werkstück eingestellt und geändert wer¬ den. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, das vor¬ stehend erläuterte Verfahren auszuführen und zu steuern. Grinding and eroding tool and / or a workpiece chip ¬ neinrichtung for clamping the workpiece is movable by means of ei ¬ ner controllable by the control device axle assembly. In this way, the orientation and position of the grinding and EDM tool can be adjusted relative to the workpiece and changed ¬ who by means of the axle assembly. The control means is adapted to carry out the method explained before ¬ standing and control.
[0027] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen: Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
[0028] Figur 1 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung einer Schleif- und Erodiermaschine gemäß eines Ausführungsbeispiels, 1 is a schematic block diagram similar representation of a grinding and EDM machine according to an embodiment,
[0029] Figur 2 eine schematische Darstellung eines Aus¬ führungsbeispiels eines kombinierten Schleif- und Erodier¬ werkzeugs in einer Seitenansicht entlang einer Drehachse beim Erodieren des Werkstücks, [0030] Figur 3 eine schematische Darstellung des [0029] Figure 2 is a schematic representation of an off ¬ guidance example of a combined grinding and erosion ¬ tool in a side view taken along an axis of rotation during erosion of the workpiece, Figure 3 is a schematic representation of the
Schleif- und Erodierwerkzeugs aus Figur 2 in einer Ansicht rechtwinklig zur Drehachse beim Abrichten mit einem Abrichtwerkzeug, Grinding and EDM tool of Figure 2 in a view at right angles to the axis of rotation when dressing with a dressing tool,
[0031] Figur 4 das Schleif- und Erodierwerkzeug aus den Figuren 2 und 3 in einer Seitenansicht entlang der Drehachse beim Schleifen des Werkstücks, FIG. 4 shows the grinding and eroding tool from FIGS. 2 and 3 in a side view along the axis of rotation during grinding of the workpiece;
[0032] Figur 5 eine schematische Darstellung eines wei¬ teren Ausführungsbeispiels eines Schleif- und Erodierwerk¬ zeugs in einer Seitenansicht entlang der Drehachse und Figure 5 is a schematic representation of a wei ¬ cal embodiment of a grinding and eroding ¬ zeugs in a side view along the axis of rotation and
[0033] Figur 6 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbei¬ spiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. [0033] Figure 6 is a flowchart of an exemplary embodiment of a method according to the invention.
[0034] In Figur 1 ist eine Schleif- und ErodiermaschineFIG. 1 shows a grinding and eroding machine
10 stark vereinfacht, schematisch in einem Blockschaltbild veranschaulicht. Die Schleif- und Erodiermaschine 10 weist eine Achsanordnung 11 auf, die wenigstens eine und vorzugs¬ weise mehrere translatorische und/oder rotatorische Maschi¬ nenachsen enthält. Über die Achsanordnung 11 wird wenigstens ein kombiniertes Schleif- und Erodierwerkzeug 12 und gegebenenfalls wenigstens ein weiteres Bearbeitungswerkzeug 13 relativ zu einem Werkstück 14 bewegt und ausgerichtet. Das Werkstück 14 ist in einer Werkstückspanneinrichtung 15 eingespannt . 10 greatly simplified, schematically illustrated in a block diagram. The grinding and EDM machine 10 includes an axle assembly 11 which includes at least one preference and ¬, a plurality of translational and / or rotational Maschi ¬ nenachsen. About the axle assembly 11 is at least one combined grinding and eroding tool 12 and optionally at least one further machining tool 13 is moved relative to a workpiece 14 and aligned. The workpiece 14 is clamped in a workpiece clamping device 15.
[0035] Zur Positionierung und Ausrichtung des wenigstens einen Werkzeugs 12, 13 relativ zum Werkstück 14 kann das wenigstens eine Werkzeug 12, 13 und/oder die Werkstückspan¬ neinrichtung 15 über die Achsanordnung 11 bewegt werden. Welche der Maschinenachsen für die Bewegung des wenigstens einen Werkzeugs 12, 13 und/oder für die Bewegung der Werkstückspanneinrichtung 15 verwendet wird, hängt von den kon- kreten Ausführungen der Schleif- und Erodiermaschine 10 ab und kann variieren. Die Achsanordnung 11 weist beispielsweise bis zu sechs Maschinenachsen auf und beispielsgemäß bis zu drei tanslatorische Maschinenachsen x, y, z und bis zu drei rotatorische Maschinenachsen rx, ry, rz. For positioning and alignment of the at least one tool 12, 13 relative to the workpiece 14, the at least one tool 12, 13 and / or the Werkstückspan ¬ neinrichtung 15 are moved via the axle assembly 11. Which of the machine axes is used for the movement of the at least one tool 12, 13 and / or for the movement of the workpiece clamping device 15 depends on the consequent creten versions of the grinding and EDM machine 10 and may vary. The axle assembly 11 has, for example, up to six machine axes and according to the example up to three tanslatorische machine axes x, y, z and up to three rotary machine axes rx, ry, rz.
[0036] Das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 und das we¬ nigstens eine weitere Bearbeitungswerkzeug 13 sind bei¬ spielsgemäß an einer gemeinsamen Maschinenspindel 16 ange¬ ordnet, die mittels der Achsanordnung 11 translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar und positionierbar ist. Über die Maschinenspindel 16 können die Werkzeuge 12, 13 um eine Drehachse D angetrieben werden. Wenn mit einem Werkzeug 12, 13 eine Schleifbearbeitung stattfindet, wird das betreffende Werkzeug 12, 13 um die Drehachse D angetrieben. Beim Erodieren mit einem Werkzeug 12, 13 kann es um die Drehachse D drehend angetrieben werden oder stillstehen. [0036] The grinding and erosion tool 12 and we ¬ nigstens a further machining tool 13 are arranged at ¬ play according to a common machine spindle 16 ¬ which is translationally by means of the axle assembly 11 and / or rotationally movable and positionable. About the machine spindle 16, the tools 12, 13 are driven about a rotation axis D. If a grinding takes place with a tool 12, 13, the relevant tool 12, 13 is driven about the axis of rotation D. When eroding with a tool 12, 13 it can be driven to rotate about the rotation axis D or stand still.
[0037] Die Schleif- und Erodiermaschine 10 hat eine Steuereinrichtung 20. Die Steuereinrichtung 20 steuert die Achsanordnung 11 an. Sie steuert auch einen nicht dargestellten Motor der Maschinenspindel 16 an, um die Werkzeuge 12, 13 gegebenenfalls rotierend anzutreiben. Die Steuerein¬ richtung 20 ist außerdem mit einer Bedienerschnittstelle 21 kommunikationsverbunden, über die eine Bedienperson Eingaben vornehmen und an die Steuereinrichtung 20 übermitteln kann. Die Steuereinrichtung 20 kann über die Bedienerschnittstelle 21 Informationen an die Bedienperson ausgeben. Die Bedienerschnittstelle 21 kann beliebige Ein- und/oder Ausgabemittel aufweisen, beispielsweise einen be¬ rührungsempfindlichen Bildschirm. The grinding and eroding machine 10 has a control device 20. The control device 20 controls the axle assembly 11. It also controls a motor, not shown, of the machine spindle 16 in order to drive the tools 12, 13, if necessary rotating. The control device 20 is also communicatively connected to an operator interface 21, via which an operator can make inputs and transmit them to the control device 20. The control device 20 can output information to the operator via the operator interface 21. The operator interface 21 may comprise any input and / or output means such as a touch-sensitive screen ¬ be.
[0038] Die Schleif- und Erodiermaschine hat außerdem ei¬ nen Erodiergenerator 22. Der Erodiergenerator erzeugt eine Erodierspannung zwischen einem als Erodierwerkzeug ausge- führten Werkzeug 12, 13 und dem Werkstück 14. Durch [0038] The grinding and EDM has also ei ¬ nen eroding 22. The erosion generator generates a Erodierspannung between a designed as erosion tool led tool 12, 13 and the workpiece 14. By
Funkenüberschlag kann Material am Werkstück 14 abgetragen werden . Flashover can be removed material on the workpiece 14.
[0039] Die Schleif- und Erodiermaschine 10 weist außer¬ dem ein Abrichtwerkzeug 23 auf, das beim Ausführungsbei¬ spiel durch eine Erodierelektrode 24 gebildet ist. Über den Erodiergenerator 22 kann zwischen der Erodierelektrode 24 und einem Werkzeug 12, 13 der Schleif- und Erodiermaschine 10 eine Erodierspannung angelegt werden, um Material am betreffenden Werkzeug 12, 13 abzutragen. Das betreffende Werkzeug 12, 13 kann auf diese Weise abgerichtet und an ei¬ ne vorgegebene Sollgeometrie angepasst werden. The grinding and EDM machine 10 has except ¬ a dressing tool 23, which is formed in the Ausführungsbei ¬ game by an erosion electrode 24. Via the erosion generator 22, an erosion voltage can be applied between the erosion electrode 24 and a tool 12, 13 of the grinding and eroding machine 10 in order to remove material from the relevant tool 12, 13. The relevant tool 12, 13 can be dressed in this way and adapted to ei ¬ ne predetermined desired geometry.
[0040] Abhängig davon, ob an einem Werkstück 14 oder an einem Werkzeug 12, 13 Material abgetragen werden soll, kann die Erodierspannung durch den Erodiergenerator 22 umgepolt werden. Die Steuereinrichtung 20 kann den Erodiergenerator 22 zum Anlegen der gewünschten Erodierspannung und der gewünschten Polung der Erodierspannung ansteuern. Depending on whether material is to be removed on a workpiece 14 or on a tool 12, 13, the eroding voltage can be reversed by the erosion generator 22. The controller 20 may drive the erosion generator 22 to apply the desired erosion voltage and the desired polarity of the erosion voltage.
[0041] Die Steuereinrichtung 20 kann den Erodiergenerator 22 oder eine vom Erodiergenerator 22 unabhängige zusätzliche Strom- und/oder Spannungsquelle ansteuern, um zu Messzwecken zwischen dem Werkzeug 12, 13 und dem Werkstück 14 eine Spannung anzulegen bzw. einen Stromfluss zu erzeugen . The control device 20 can control the erosion generator 22 or an additional current and / or voltage source independent of the erosion generator 22 in order to apply a voltage or to generate a current flow for measuring purposes between the tool 12, 13 and the workpiece 14.
[0042] Durch Auswerten wenigstens einer elektrischen Messgröße kann anhand der aktuellen Relativposition zwischen dem Werkzeug 12, 13 und dem Werkstück 14 eine Abmessung des Werkstücks 14 vor und/oder während der Bearbeitung ermittelt werden. Das kann beispielsweise durch Anlegen ei¬ ner Messspannung zwischen dem Schleif- und Erodierwerkzeug erfolgen, wobei bei einem Kontakt ein Strom fließt, der ge- messen werden kann. Auch kann durch Auswerten wenigstens einer elektrischen Größe beim Erodieren die Position und mithin die Geometrie des Werkstücks 14 ermittelt werden. By evaluating at least one electrical measured variable, a dimension of the workpiece 14 before and / or during processing can be determined on the basis of the current relative position between the tool 12, 13 and the workpiece 14. This can be done for example by applying ei ¬ ner measurement voltage between the grinding and eroding tool, wherein in a contact, a current flows, the ge can be measured. Also, by evaluating at least one electrical quantity during erosion, the position and thus the geometry of the workpiece 14 can be determined.
[0043] Die Schleif- und Erodiermaschine 10 kann beim Ausführungsbeispiel eine Messeinrichtung 25 aufweisen, die ein entsprechendes elektrisches Messmittel 26 zur Messung einer Spannung und/oder eines Stromes aufweisen kann. Das elektrische Messmittel 26 kann stationär bezüglich der Ma¬ schinenbasis angeordnet und optional Bestandteil der Steu¬ ereinrichtung 20 und/oder des Erodiergenerators 22 sein. Zu der Messeinrichtung 25 können auch andere Messmittel gehören, wie zum Beispiel ein taktiles Messmittel 27 und/oder ein optisches Messmittel 28. The grinding and eroding machine 10 may have a measuring device 25 in the embodiment, which may have a corresponding electrical measuring means 26 for measuring a voltage and / or a current. The electrical measurement means 26 may be arranged stationary with respect to the Ma ¬ schin base and optionally part of the STEU ¬ ereinrichtung 20 and / or the Erodiergenerators 22nd The measuring device 25 may also include other measuring means, such as a tactile measuring means 27 and / or an optical measuring means 28.
[0044] Mittels der Messeinrichtung 25 kann beispielsweise die Außenabmessung des Schleif- und Erodierwerkzeugs 12 exakt bestimmt werden. Dies kann vor und/oder während der Bearbeitung des Werkstücks 14 erfolgen. Veränderungen in der Außenabmessung können durch die Steuereinrichtung 20 kompensiert werden. Die Messeinrichtung 25 und die Steuereinrichtung 20 sind kommunikationsverbunden . Abhängig von der Art der Ausführung der Messeinrichtung 25 kann diese über die Achsanordnung 11 bewegbar und/oder ausrichtbar sein, beispielsweise wenn sie ein taktiles Messmittel 27 und/oder ein optisches Messmittel 28 aufweist. By means of the measuring device 25, for example, the outer dimension of the grinding and eroding tool 12 can be determined exactly. This can be done before and / or during machining of the workpiece 14. Changes in the outer dimension can be compensated by the control device 20. The measuring device 25 and the control device 20 are connected by communication. Depending on the type of execution of the measuring device 25, it may be movable and / or alignable via the axle arrangement 11, for example if it has a tactile measuring means 27 and / or an optical measuring means 28.
[0045] In den Figuren 2 bis 4 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Schleif- und Erodierwerkzeugs veran¬ schaulicht. Das Schleif- und Erodierwerkzeug hat eine elektrisch leitende Matrix 31, in die Schleifmittelpartikel 32 eingebunden sind (Figur 2) . Die Matrix 31 mit den darin eingebundenen Schleifmittelpartikeln 32 ist in den Figuren 1 bis 5 schematisch durch die punktierte Fläche des [0045] In the figures 2 to 4 schematically an embodiment of a grinding and Erodierwerkzeugs veran illustrates ¬. The grinding and EDM tool has an electrically conductive matrix 31, are incorporated in the abrasive particles 32 (Figure 2). The matrix 31 with the abrasive particles 32 incorporated therein is shown diagrammatically in FIGS
Schleif- und Erodierwerkzeugs 12 veranschaulicht. In dem schematisch vergrößerten Ausschnitt in Figur 2 ist die elektrisch leitende Matrix 31 durch eine Kreuzschraffur symbolisiert. Die Schleifmittelpartikel 32 können aus Dia¬ mant, polykristallinem Diamant (PKD) , kubisch kristallinem Bornitrid (CBN) , Edelkorund, Siliziumkarbid oder einem an¬ deren oder superharten Werkstoff hergestellt sein. Grinding and eroding tool 12 illustrated. By doing schematically enlarged section in Figure 2, the electrically conductive matrix 31 symbolized by a cross-hatching. The abrasive particles 32 can be made (PCD), cubic boron nitride (CBN), fused alumina, silicon carbide or a ¬ of the or super hard material from Dia ¬ mant, polycrystalline diamond.
[0046] Bei dem zu bearbeitenden Werkstück 14 handelt es sich beispielsgemäß ebenfalls um ein Werkzeug, das ganz o- der teilweise aus einem harten oder superharten Werkstoff hergestellt ist, der einem der Werkstoffe entsprechen kann, aus denen auch die Schleifmittelpartikel 32 bestehen. Bei dem Werkzeug kann es sich um einen Bohrer, einen Fräser mit oder Schneidplatten, eine Reibahle usw. handeln. The workpiece 14 to be machined is also, by way of example, a tool that is entirely or partially made of a hard or superhard material that may correspond to one of the materials that make up the abrasive particles 32. The tool may be a drill, a router with or inserts, a reamer, etc.
[0047] Das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 verjüngt sich - beispielsgemäß symmetrisch zu einer Radialmittelebene - radial zu der Drehachse D nach außen, zumindest in einem Umfangsbereich . Am Außenumfang kann es einen Radius R aufweisen, der vorzugsweise kleiner ist als 1,0 mm und weiter vorzugsweise maximal 0,5 mm beträgt. An den Radius können sich zwei relativ zueinander geneigt verlaufende Außenflä¬ chen 33, 34 des Schleif- und Erodierwerkzeugs 12 anschlie¬ ßen, die jeweils die Form der Mantelfläche eines Kegel¬ stumpfes aufweisen und zwischen denen ein Winkel α eingeschlossen ist, der beispielsgemäß maximal 60° beträgt. Die Kontur dieses Umfangsbereichs des Schleif- und Erodierwerk¬ zeugs 12 kann abhängig von der Anwendung auch anders ausgestaltet sein. Es lassen sich kleine Radien R und betragsmä¬ ßig kleine Winkel α verwenden, so dass Werkstücke 14 mit sehr filigranen Geometrien, beispielsweise Spiralbohrer kleinen Durchmessers oder Fräswerkzeuge mit kleinen konve¬ xen und/oder konkaven Bereichen, sehr genau bearbeiten. [0048] Anhand der Figuren 2 bis 4 in Verbindung mit der Figur 6 wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Ver¬ fahrens nachfolgend erläutert, das mit der vorstehend be¬ schriebenen Schleif- und Erodiermaschine 10 ausgeführt wer¬ den kann. The grinding and eroding tool 12 tapers - according to the example symmetrical to a radial center plane - radially to the rotation axis D to the outside, at least in a peripheral region. On the outer circumference, it may have a radius R, which is preferably smaller than 1.0 mm and more preferably at most 0.5 mm. The radius of which two relatively inclined extending Außenflä ¬ chen 33 can, 34 of the grinding and Erodierwerkzeugs 12 subsequently ¬ SEN, each having the shape of the lateral surface of a cone ¬ blunt and between which an angle α included, which, for example in accordance with a maximum of 60 ° is. The contour of this peripheral region of the grinding and Erodierwerk ¬ zeugs 12 can also be configured differently depending on the application. It is possible to use α small radii R and betragsmä ¬ SSIG small angle so that workpieces 14 with very intricate geometries, such as twist drills or milling tools of small diameter with small konve ¬ complexes and / or concave portions edit very accurate. [0048] Referring to Figures 2 to 4 in conjunction with FIG 6 illustrates a preferred embodiment of a driving Ver ¬ below, the run with the above ¬ be written grinding and EDM machine 10 who can ¬.
[0049] Das Verfahren wird im Block S gestartet. An¬ schließend wird in einem ersten Verfahrensschritt VI ein Vorbearbeitungsverfahren mit dem als Erodierwerkzeug ausge¬ führten Bearbeitungswerkzeug 13 durchgeführt. Dabei wird das Werkstück 14 materialabtragend mit einer relativ großen Materialabtragsrate bearbeitet, sozusagen in einem The method is started in block S. An ¬ closing a Vorbearbeitungsverfahren is carried out with the out as erosion tool ¬ led machining tool 13 in a first process step VI. In this case, the workpiece 14 is processed material removal with a relatively large material removal rate, so to speak in one
Schruppprozess . Bei diesem Vorbearbeitungsverfahren kann das Werkstück 14 in einem oder in mehreren Durchgängen durch Erodieren bzw. funkenerosives Abtragen bearbeitet werden. Die Steuereinrichtung legt über den Erodiergenerator 22 eine Erodierspannung zwischen dem Erodierwerkzeug 13 und dem Werkstück 14 an. Gleichzeitig wird das Erodierwerkzeug 13 und das Werkstück 14 relativ zueinander bewegt, so dass eine der am Werkstück 14 herzustellenden Istkontur angenäherte Kontur mit einem ersten Aufmaß verbleibt. Roughing process. In this pre-machining method, the workpiece 14 can be machined in one or more passes by erosion or spark erosion. The control device applies an erosion voltage between the erosion tool 13 and the workpiece 14 via the erosion generator 22. At the same time, the eroding tool 13 and the workpiece 14 are moved relative to each other, so that one of the actual contour to be produced on the workpiece 14 remains approximately contoured with a first allowance.
[0050] Während des Vorbearbeitungsverfahrens im ersten Verfahrensschritt VI kann das Erodierwerkzeug 13 mittels des Abrichtwerkzeugs 23 nach einem oder mehreren Durchgängen der Erodierbearbeitung abgerichtet werden. Gegebenenfalls kann die Außenabmessung und die Geometrie des Ero¬ dierwerkzeugs 13 über die Messeinrichtung 25 ermittelt wer¬ den und ein entsprechendes Abrichten erfolgen. Bei dem Abrichten kann die Elektrode 24 verwendet werden, wobei der Erodiergenerator 22 eine entsprechend umgepolte Erodierspannung zwischen der Erodierelektrode 24 und dem Erodierwerkzeug 13 anliegt, so dass Material hauptsächlich am Ero¬ dierwerkzeug 13 abgetragen wird. Anstelle der Elektrode 24 kann auch ein anderes Abrichtwerkzeug, wie etwa ein Dreh- meißel verwendet werden. During the pre-machining process in the first method step VI, the erosion tool 13 can be dressed by means of the dressing tool 23 after one or more passes of the erosion processing. Optionally, the outer dimension, and the geometry of the Ero ¬ commanding tool 13 via the measuring device 25 can be determined who carried ¬ and a corresponding dressing. In the dressing of the electrode 24 may be used, wherein the eroding 22 abuts a correspondingly umpoled Erodierspannung between the erosion electrode 24 and the erosion tool 13 so that material is removed mainly at the Ero ¬ commanding tool. 13 Instead of the electrode 24, another dressing tool, such as a rotary chisel to be used.
[0051] Nachdem das Vorbearbeitungsverfahren abgeschlossen ist, wird in einem zweiten Verfahrensschritt V2 das Werkzeug gewechselt, mit dem das Werkstück 14 in derselben Aufspannung weiter bearbeitet wird. Für die nachfolgende Bearbeitung wird vorzugsweise ausschließlich das kombinierte Schleif- und Erodierwerkzeug 12 verwendet. After the Vorbearbeitungsverfahren is completed, the tool is changed in a second method step V2, with which the workpiece 14 is further processed in the same clamping. For the subsequent processing, preferably only the combined grinding and EDM tool 12 is used.
[0052] In einem dritten Verfahrensschritt V3 wird dasIn a third method step V3 is the
Schleif- und Erodierwerkzeug 12 dazu verwendet, durch Ero¬ dieren Material am Werkstück 14 abzutragen. Dabei kann das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 um die Drehachse D ange¬ trieben werden oder alternativ stillstehen. Das Erodieren im dritten Verfahrensschritt V3 kann analog zum Vorbearbei¬ tungsverfahren in einem oder mehreren Durchgängen erfolgen. Zwischen mehreren Durchgängen beim Erodierbearbeiten des Werkstücks 14 oder nach Abschluss des Erodierens im dritten Verfahrensschritt V3 kann das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 mittels der Messeinrichtung 25 in einem optionalen vierten Verfahrensschritt gemessen und bei Vorliegen einer Ab¬ weichung von einer gewünschten Kontur mittels des Abrichtwerkzeugs 23 abgerichtet werden. Wie es vorstehend im Zu¬ sammenhang mit dem Bearbeitungswerkzeug 13 beschrieben wurde, erfolgt das Abrichten bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel mit Hilfe der Erodierelektrode 24 wobei der Erodiergenerator 22 eine entsprechende Erodierspannung zwischen der Erodierelektrode 24 und dem Schleif- und Ero¬ dierwerkzeug 12 derart anlegt, so dass hauptsächlich Mate¬ rial von dem Schleif- und Erodierwerkzeug 12 abgetragen wird. Das Abrichten erfolgt mit geringstmöglichem Material¬ abtrag . Abrasive and erosion tool 12 used to erosion by Ero ¬ dieren material on the workpiece 14. In this case, the grinding and eroding tool 12 can be driven around the rotation axis D ¬ or alternatively stand still. The erosion in the third process step V3 may analogously to Vorbearbei ¬ processing methods carried out in one or more passes. Between several passes during erosion machining of the workpiece 14 or after completion of the erosion in the third method step V3, the grinding and EDM tool 12 can be measured by means of the measuring device 25 in an optional fourth method step and dressed in the presence of a devia ¬ tion of a desired contour by means of the dressing tool 23 become. As described above in to ¬ connexion with the machining tool 13, the dressing is carried out in the embodiment described here, using the erosion electrode 24 wherein the erosion generator 22 applies a corresponding Erodierspannung between the erosion electrode 24 and the grinding and Ero ¬ commanding tool 12 such so that mainly Mate ¬ rial is removed from the grinding and erosion tool 12th Dressing is performed with minimal material removal ¬.
[0053] In derselben Aufspannung des Schleif- und Ero¬ dierwerkzeugs 12 sowie des Werkstücks 14 wird anschließend in einem fünften Verfahrensschritt V5 eine Schleifbearbei- tung des Werkstücks 14 durch das Schleif- und Erodierwerk¬ zeug 12 vorgenommen. Die Drehzahl bei der Schleifbearbei- tung um die Drehachse D ist größer als bei der Erodierbearbeitung, beispielsweise mindestens um den Faktor 2 bis 5. Nach dem Erodierbearbeiten im dritten Verfahrensschritt V3 verbleibt an dem Werkstück 14 ein zweites Aufmaß gegenüber dem gewünschten Istmaß des Werkstücks 14, wobei das zweite Aufmaß kleiner ist als das erste Aufmaß und beispielsweise maximal 2 bis 3 ym beträgt. In the same clamping of the grinding and Ero ¬ dierwerkzeugs 12 and the workpiece 14 is then made a Schleifbearbei- processing of the workpiece 14 through the grinding and Erodierwerk ¬ convincing 12 in a fifth method step V5. The speed during the grinding process about the axis of rotation D is greater than in the case of erosion processing, for example by a factor of 2 to 5. After the erosion machining in the third method step V3, a second oversize relative to the desired actual dimension of the workpiece 14 remains on the workpiece 14, wherein the second allowance is smaller than the first allowance and, for example, at most 2 to 3 ym.
[0054] Das zweite Aufmaß wird in dem fünften Verfahrens¬ schritt V5 durch Schleifen entfernt, um das Istmaß mit dem Sollmaß in Übereinstimmung zu bringen. Da für das Erodierbearbeiten und das Schleifbearbeiten in den Verfahrensschritten V3 und V5 dasselbe Schleif- und Erodierwerkzeug 12 in derselben Aufspannung verwendet wird, ist die das zweite Aufmaß aufweisende Außenkontur des Werkstücks 14 und dessen Position relativ zum Schleif- und Erodierwerkzeug 12 nach dem dritten Verfahrensschritt V3 sehr genau bekannt, beispielsweise mit einer Toleranz von maximal 2 μιη. Dadurch ist es möglich, beim Schleifbearbeiten des Werkstücks 14 nur wenig Material abzutragen. Mit anderen Worten ist das zweite Aufmaß sehr klein. Dies führt dazu, dass mit fi- ligraden Geometrieen, z.B. sehr kleinen Radien R, des The second allowance is removed in the fifth method ¬ step V5 by grinding to bring the actual size with the nominal size in accordance. Since the same grinding and eroding tool 12 is used in the same setting for the EDM processing and the grinding in the method steps V3 and V5, the second oversize outer contour of the workpiece 14 and its position relative to the grinding and eroding tool 12 after the third method step V3 very well known, for example, with a maximum tolerance of 2 μιη. This makes it possible to remove only a small amount of material when grinding the workpiece 14. In other words, the second allowance is very small. This leads to the fact that with fibrous geometries, eg very small radii R, of the
Schleif- und Erodierwerkzeugs 12 gearbeitet werden kann, ohne dass der Verschleiß des Schleif- und Erodierwerkzeugs 12 zu groß wird. Es lassen sich sehr filigrane Bereiche mit kleinen konvexen oder konkaven Radien, Hinterschneidungen oder dergleichen am Werkstück 14 bearbeiten. Grinding and eroding tool 12 can be worked without the wear of the grinding and eroding tool 12 is too large. It can be very filigree areas with small convex or concave radii, undercuts or the like on the workpiece 14 edit.
[0055] Das Schleifen im fünften Verfahrensschritt V5 kann konturparallel und/oder durch Einstechen erfolgen. Das nach dem Erodierbearbeiten im dritten Verfahrensschritt V3 noch verbleibende zweite Aufmaß kann in einem Schleifdurch- gang oder in mehreren aufeinanderfolgenden Schleifdurchgän- gen entfernt werden. The grinding in the fifth method step V5 can be contour-parallel and / or by piercing. The second allowance remaining after the erosion machining in the third method step V3 can be measured in a grinding pass. or in several consecutive grinding passes.
[0056] Da das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 eine elektrisch leitende Matrix 31 aufweist, kann über die Steu¬ ereinrichtung 20 und eine entsprechend angesteuerte Span- nungs- oder Stromquelle eine Spannung zwischen dem Werkstück 14 und dem Schleif- und Erodierwerkzeug 12 angelegt werden. Durch Messung der Spannung und/oder des Stromes und anhand der bekannten Achspositionen der Maschinenachsen der Achsanordnung 11 kann überwacht werden, ob sich die Außenkontur des Schleif- und Erodierwerkzeugs 12 während der Schleifbearbeitung verändert. Wird eine solche Veränderung festgestellt, kann der gewünschte Materialabtrag durch eine entsprechende Nachregelung der Relativposition bzw. Relativausrichtung zwischen dem Schleif- und Erodierwerkzeug 12 und dem Werkstück 14 durch Ansteuern der Achsanordnung 11 kompensiert werden. Es ist auch möglich, während der [0056] Since the grinding and erosion tool 12 comprises an electrically conducting matrix 31, via the STEU ¬ ereinrichtung 20 and nungs- an appropriately controlled voltage or current source, a voltage between the workpiece 14 and the grinding and erosion tool 12 are applied. By measuring the voltage and / or the current and the known axis positions of the machine axes of the axle assembly 11 can be monitored whether the outer contour of the grinding and eroding tool 12 changed during grinding. If such a change is detected, the desired material removal can be compensated for by a corresponding readjustment of the relative position or relative orientation between the grinding and eroding tool 12 and the workpiece 14 by driving the axle assembly 11. It is also possible during the
Schleifbearbeitung im fünften Verfahrensschritt V5, insbesondere zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schleifdurchgän- gen, das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 mittels der Mess¬ einrichtung 25 zu vermessen und gegebenenfalls abzurichten. Grinding process in the fifth method step V5, in particular between two successive Schleifdurchgän- gene to measure the grinding and EDM tool 12 by means of the measuring ¬ device 25 and optionally dress.
[0057] Die Schleifbearbeitung im fünften Verfahrensschritt V5 kann bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel des Verfahrens durch Funkenerosion unterstützt werden. The grinding process in the fifth method step V5 can be supported in a modified embodiment of the method by spark erosion.
Hierfür wird eine abgewandelte Ausführungsform des Schleif¬ und Erodierwerkzeug 12 eingesetzt, die schematisch in Figur 5 veranschaulicht ist. Am Außenumfang ist das Schleif- und Erodierwerkzeug in kreisbogenförmige Bearbeitungsabschnitte unterteilt, in denen die elektrisch leitfähige Matrix 31 mit den darin eingebetteten Schleifmittelpartikeln 32 vorhanden ist. Die Bearbeitungsabschnitte 35 sind elektrisch voneinander isoliert. Hierfür ist jeweils zwischen zwei unmittelbar benachbarten Bearbeitungsabschnitten 35 ein elektrisch nicht leitfähiger Bereich 36 vorhanden. In Um- fangsrichtung um die Drehachse D betrachtet, ist die Abmes¬ sung des elektrisch nicht leitfähigen Bereichs 36 mindes¬ tens so groß wie die Kontaktfläche zwischen dem Schleif¬ und Erodierwerkzeug 12 und dem Werkstück 14 bei der For this purpose, a modified embodiment of the grinding ¬ and erosion tool 12 is used, which is schematically illustrated in FIG. 5 On the outer circumference, the grinding and EDM tool is divided into circular arc-shaped processing sections, in which the electrically conductive matrix 31 is present with the abrasive particles 32 embedded therein. The processing sections 35 are electrically isolated from each other. For this purpose, between each two immediately adjacent processing sections 35 a electrically non-conductive region 36 available. In the circumferential direction about the rotation axis D considered is dimen ¬ solution of the electrically non-conductive region 36 Minim ¬ least as large as the contact area between the abrasive ¬ and erosion tool 12 and the workpiece 14 in the
Schleifbearbeitung . Wenn das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 mit einem Bearbeitungsbereich 35 in Kontakt ist mit dem Werkstück 14, kann sich zwischen dem Schleif- und Erodierwerkzeug 12 und dem Werkstück 14 keine Funkenentladung ausbilden. Kommt ein elektrisch nicht leitender Bereich 36 mit dem Werkstück 14 in Kontakt, kann eine angelegte Erodierspannung zwischen dem Schleif- und Erodierwerkzeug 12 und dem Werkstück 14 zu einer Funkenbildung zwischen einem benachbarten Bearbeitungsbereich 35 und dem Werkstück 14 führen. Auf diese Weise kann gleichzeitig eine Schleifbearbei¬ tung ausgeführt werden, die durch eine Erodierbearbeitung unterstützt wird. Die Standzeit des Schleif- und Erodier¬ werkzeugs 12 kann dadurch weiter verlängert werden. Grinding. When the grinding and eroding tool 12 is in contact with a work area 35 with the work piece 14, no spark discharge can form between the grinding and eroding tool 12 and the work piece 14. If an electrically non-conductive region 36 comes into contact with the workpiece 14, an applied erosion voltage between the grinding and eroding tool 12 and the workpiece 14 can lead to sparking between an adjacent processing region 35 and the workpiece 14. In this way, at the same time a Schleifbearbei ¬ tion can be performed, which is supported by a eroding. The service life of the grinding and EDM ¬ tool 12 can be further extended.
[0058] Alternativ oder zusätzlich zum Ausführungsform des Schleif- und Erodierwerkzeugs 12 aus Figur 5 kann auch wenigstens eine der folgenden Maßnahmen getroffen werden, um das Schleifen zu unterstützen: Alternatively or in addition to the embodiment of the grinding and eroding tool 12 of Figure 5, at least one of the following measures can also be taken to assist the grinding:
- der Erodiergenerator 22 kann einen gepulsten Stromverlauf erzeugen; und/oder the erosion generator 22 can generate a pulsed current profile; and or
- das Schleif- und Erodierwerkzeug 12 kann wiederholt vom Werkstück 14 weg und an das Werkstück 14 heran bewegt werden, um eine Funkenbildung zu ermöglichen; the grinding and eroding tool 12 can be repeatedly moved away from the workpiece 14 and toward the workpiece 14 to allow sparking;
- der Erodiergenerator 22 kann einen konstant oder variable geregelten Strom, vorzugsweise Gleichstrom, erzeugen, der ohne Funkenbildung das Schleifen elektrochemisch (anodisch/kathodisch) unterstützt. The erosion generator 22 can generate a constant or variable regulated current, preferably direct current, which assists in electrochemical (anodic / cathodic) grinding without sparking.
[0059] Nach dem fünften Verfahrensschritt V5 entspricht das Istmaß des Werkstücks 14 - innerhalb der vorgegebenen Genauigkeit - dem Sollmaß und das Verfahren ist abgeschlos¬ sen (Ende E) . [0059] After the fifth method step V5 corresponds the actual size of the workpiece 14 - within the specified accuracy - the nominal size and the method is abgeschlos ¬ sen (end E).
[0060] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schleif- und Erodiermaschine 10 zur Bearbeitung eines Werk¬ stücks 14. Dabei wird ein kombiniertes Schleif- und Ero¬ dierwerkzeug 12 eingesetzt, das in derselben Aufspannung zum Erodieren des Werkstücks 14 und zu einem anschließenden Schleifen des Werkstücks 14 verwendet wird. Nach dem Ero¬ dieren verbleibt ein Aufmaß an dem Werkstück 14 gegenüber dem herzustellenden Sollmaß, wobei das Aufmaß an jeder Stelle etwa 2 bis 3 μιη beträgt. Dadurch, dass für das Ero¬ dieren und das Schleifen dasselbe Schleif- und Erodierwerkzeug 12 in derselben Aufspannung verwendet wird, kann das anschließende Schleifen mit einem sehr geringen Materialab¬ trag erfolgen. Es können daher sehr filigrane Umfangskontu- ren des Schleif- und Erodierwerkzeugs eingesetzt und dem¬ entsprechend sehr filigrane und komplexe Geometrien am Werkstück 14 erzeugt werden. The invention relates to a method and a grinding and EDM machine 10 for processing a work ¬ piece 14. In this case, a combined grinding and Ero ¬ dierwerkzeug 12 is used, in the same clamping for eroding the workpiece 14 and a subsequent grinding of the workpiece 14 is used. After Ero ¬ dieren an allowance remains on the workpiece 14 against the nominal dimension to be produced, the allowance at each point is about 2 to 3 μιη. The fact that the same grinding and EDM tool 12 is used in the same setting for Ero ¬ dieren and grinding, the subsequent grinding can be done with a very low Materialab ¬ contribution . It can therefore very delicate Umfangskontu- ren the grinding and Erodierwerkzeugs used and generated the corresponding ¬ very delicate and complex geometries on the workpiece fourteenth
Bezugs zeichenliste : Reference sign list:
10 Schleif- und Erodiermaschine10 grinding and eroding machine
11 Achsanordnung 11 axle arrangement
12 Schleif- und Erodierwerkzeug 12 grinding and eroding tool
13 Bearbeitungswerkzeug 13 machining tool
14 Werkstück  14 workpiece
15 Werkstückspanneinrichtung 15 workpiece clamping device
16 Maschinenspindel 16 machine spindle
20 Steuereinrichtung 20 control device
21 Bedienerschnittstelle  21 operator interface
22 Erodiergegerator  22 Erodedgergerator
23 Abrichtwerkzeug  23 dressing tool
24 Erodierelektrode  24 erosion electrode
25 Messeinrichtung  25 measuring device
26 elektrisches Messmittel 26 electrical measuring device
27 taktiles Messmittel 27 tactile measuring equipment
28 optisches Messmittel  28 optical measuring device
31 elektrisch leitende Matrix31 electrically conductive matrix
32 Schleifmittelpartikel 32 abrasive particles
33 Außenfläche  33 outer surface
34 Außenfläche  34 outer surface
35 Bearbeitungsabschnitt Winkel  35 Processing section Angle
D Drehachse  D rotation axis
E Ende des Verfahrens  E end of the procedure
R Radius  R radius
S Start des Verfahrens  S Start of the procedure
Vi erster Verfahrensschritt Vi first process step
V2 zweiter VerfahrensschrittV2 second process step
V3 dritter Verfahrensschritt V4 vierter Verfahrensschritt V5 fünfter Verfahrensschritt V3 third process step V4 fourth process step V5 fifth process step

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Verfahren zur Bearbeitung eines zu bearbeitenden Werkstücks (14) in einer Schleif- und Erodiermaschine (10) mit einem kombinierten Schleif- und Erodierwerkzeug (12), mit folgenden Schritten: A method of machining a workpiece (14) to be machined in a grinding and eroding machine (10) with a combined grinding and eroding tool (12), comprising the following steps:
- Verwenden des kombinierten Schleif- und Erodierwerkzeugs (12) zum Erodieren des Werkstücks (14), wobei ge¬ genüber dem Sollmaß ein Aufmaß verbleibt, - Use of the combined grinding and Erodierwerkzeugs (12) for eroding the workpiece (14), ge ¬ genüber remains the desired dimension, an allowance,
- Verwenden des kombinierten Schleif- und Erodierwerkzeugs (12) zum Schleifen des Werkstücks (14), um das nach dem Erodieren vorhandene Aufmaß zu eliminieren und das Istmaß des Werkstücks (14) in Übereinstimmung mit dem Sollmaß zu bringen. - Using the combined grinding and eroding tool (12) for grinding the workpiece (14) to eliminate the existing after erosion oversize and bring the actual size of the workpiece (14) in accordance with the nominal size.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schleif- und Erodier¬ werkzeug (12) nach dem Erodieren und vor dem Schleifen des Werkstücks (14) mittels einem Abrichtwerkzeug (23) abgerichtet wird. characterized in that the grinding and erosion ¬ tool (12) after the erosion and before the grinding of the workpiece (14) by means of a dressing tool (23) is dressed.
3. Verfahren nach Anspruch 2, 3. The method according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Abricht¬ werkzeug (23) um ein Erodierwerkzeug handelt und dass das Abrichten durch Funkenerodieren erfolgt. characterized in that it is in the dressing ¬ tool (23) about an erosion tool is and that the dressing takes place by spark erosion.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, 4. The method according to claim 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Abrichten des Schleif¬ und Erodierwerkzeugs (12) in derselben Aufspannung erfolgt wie das Erodieren und Schleifen des Werkstücks (14) mittels des Schleif- und Erodierwerkzeugs (12). characterized in that the dressing of the grinding ¬ and Erodierwerkzeugs (12) takes place in the same setting as the eroding and grinding of the workpiece (14) by means of the grinding and Erodierwerkzeugs (12).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (14) in ei¬ ner Aufspannung bearbeitet wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the workpiece (14) is machined in egg ¬ ner clamping.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifen des Werk¬ stücks (14) in einem oder mehreren Durchgängen erfolgt und bei mehreren Durchgängen in jedem der Durchgänge ein Teil des nach dem Erodieren vorhandenen Aufmaßes abgetragen wird. characterized in that the grinding of the work ¬ piece (14) takes place in one or more passes and at several passes in each of the passages, a portion of the existing after erosion oversize is removed.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass das die Außenabmessung des Schleif- und Erodierwerkzeugs (12) vor und/oder während der Schleifbearbeitung des Werkstücks (14) ermittelt wird .  characterized in that the outer dimension of the grinding and eroding tool (12) is determined before and / or during the grinding of the workpiece (14).
8. Verfahren nach Anspruch 7, 8. The method according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Außenabmessung des Schleif- und Erodierwerkzeugs (12) während der Schleif¬ bearbeitung des Werkstücks (14) ermittelt wird abhängig von elektrischen Messgrößen an dem Schleif- und Erodierwerkzeugs (12) und/oder dem Werkstück (14). characterized in that the outer dimension of the grinding and EDM tool (12) during the grinding ¬ machining of the workpiece (14) is determined depending on electrical variables on the grinding and eroding tool (12) and / or the workpiece (14).
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (14) vor der Bearbeitung mit dem Schleif- und Erodierwerkzeug (12) durch ein weiteres Bearbeitungswerkzeug in einem Vorbe¬ arbeitungsverfahren vorbearbeitet wird. characterized in that the workpiece (14) before processing with the grinding and EDM tool (12) is pre-processed by a further processing tool in a Vorbe ¬ processing method.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass während der Schleifbear¬ beitung gleichzeitig eine Erodierbearbeitung des Werkstücks (14) mittels des Schleif- und Erodierwerkzeugs (12) ausgeführt wird. characterized in that is carried out during the grinding Bear ¬ processing simultaneously a discharge machining of the workpiece (14) by means of the grinding and Erodierwerkzeugs (12).
11. Verfahren nach Anspruch 10, 11. The method according to claim 10,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schleif- und Erodier¬ werkzeug (12) am Umfang verteilt angeordnete elektrisch nicht leitfähige Bereiche (36) aufweist. characterized in that the grinding and EDM ¬ tool (12) distributed on the circumference arranged electrically non-conductive regions (36).
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 12. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Polung der Erodierspannung zwischen dem Schleif- und Erodierwerkzeug (12) und dem Werkstück (14) umschaltbar ist.  characterized in that the polarity of the erosion stress between the grinding and EDM tool (12) and the workpiece (14) is switchable.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 13. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schleif- und Erodier¬ werkzeug (12) eine elektrisch leitende Matrix (31) auf¬ weist, in der Schleifmittelpartikel (32) eingebunden sind . characterized in that the grinding and EDM ¬ tool (12) has an electrically conductive matrix (31) ¬ , are incorporated in the abrasive particles (32).
14. Schleif- und Erodiermaschine (10), mit einer Steuereinrichtung (20), mit einem kombinierten Schleif- und Erodierwerkzeug (12) , mit einer durch die Steuereinrichtung (20) ansteuerbaren Achsanordnung (11) zur Positionierung und Bewegung des Schleif- und Erodierwerkzeugs (12) und/oder des zu bearbeitenden Werkstücks (14), wobei die Steuereinrichtung (20) dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche aus zuführen . 14. grinding and eroding machine (10), with a control device (20), with a combined grinding and EDM tool (12), with an actuatable by the control device (20) axle assembly (11) for positioning and movement of the grinding and eroding tool (12) and / or the workpiece to be machined (14), wherein the control device (20) is adapted to perform the method according to any one of the preceding claims.
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