DE1003879B - Werkstueckhalter fuer Elektro-Erosions-Geraete - Google Patents

Description

• Werkstückhalter für Elektro-Erosions-Geräte Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspannen von Werkstücken, die nach dem elektroerosiven Verfahren bearbeitet werden sollen.
• Beim elektroerosiven Verfahren zur Bearbeitung metallischer Werkstoffe wird in bekannter Weise die abtragende Wirkung elektrischer Funkentladungen z. B. dazu benutzt, um Bohrungen und Hohlräume in schwer verspanbare Metalle einzuarbeiten. Zur Erhöhung der Wirkung der Funkentladung erfolgt der Arbeitsvorgang unter einem geeigneten Dielektrikum, z. B. Petroleum, Transformatorenöl od. dgl.
• Da bei diesem Verfahren durch den Entladungsvorgang nicht nur eine Abtragung des Metalls, sondern zugleich auch eine Zersetzung und Verdampfung des Dielektrikums bewirkt wird, ergeben sich noch folgende Mängel des Verfahrens. Die erzeugten Gase stören die Entladung, da der Durchschlag des Gases höhere Spannungen erfordert als der Durchschlag der Flüssigkeit. Die Gasentwicklung ist besonders bei tiefen Bohrungen und komplizierten Querschnitten bedeutend. Da das Entweichen der Gase langsamer vor sich geht als die Aufladung der Kondensatoren, wird die Entladungsfolge verzögert, und die Leistung der Maschine wird nicht voll ausgenutzt. Außerdem wird durch die Gasentwicklung das Dielektrikum verdrängt, die Folge hiervon sind Ansammlungen von abgetragenen Metallteilchen und Rückständen des verdampften Dielektrikums. Diese bilden eine feste, schlackenartige, halbleitende Masse, die teilweise an den Elektroden haftet und die Ursache von Narben und Verzerrungen in den herzustellenden Hohlräumen ist.
• Zur Vermeidung der beschriebenen Mängel sind verschiedene Mittel angewendet worden. Man hat bei tiefen Bohrungen die Elektrode axial schwingend angeordnet oder die Elektrode mit einer axialen Bohrung, in anderen Fällen außen mit gewindeähnlichen Rillen versehen. Vibrierende Elektroden haben den Nachteil, daß sie zu Querschwingungen neigen, besonders bei unsymmetrischen Profilen, wodurch die Bohrungen im Werkstück ungenau werden.
• Längsbohrungen in der Elektrode oder Rillen auf ihrer Oberfläche verursachen in der Herstellung hohe Kosten und lassen sich bei dünnwandigen und komplizierten Querschnitten überhaupt nicht anbringen.
• Die Erfindung besteht nun darin, daß der Werkstückhalter derart ausgebildet ist, daß er rotiert und/oder axiale Schwingungen ausführt. Gemäß der Erfindung werden also die Schwierigkeiten auf folgende Weise überwunden: Die Vibrationsbewegung wird nicht wie bei den bekannten Geräten von der Elektrode, sondern vom Werks.tückträger ausgeführt, wodurch die Querschwingungen der Elektrode ausgeschaltet sind. Die Elektroden haben meist die Form dünner Nadeln aus Kupfer oder Messing, sie geraten daher auch bei hohen Drehzahlen infolge von Unwucht in Querschwingungen, deren Beseitigung schwierig ist. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung mit rotierendem Werkstückhalter ist dagegen eine Auswuchtung leicht möglich, wodurch sich die Querschwingungen beherrschen lassen.
• Durch die Rotation des Werkstückhalters ergibt sich noch ein: weiterer Vorteil, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Kopf des Werkstückhalters in der Art eines Kreiselpumpenläufers ausgebildet ist. Die Rotation saugt dann die Arbeitsflüssigkeit ab, dadurch wird ständig frisches Dielektrikum zwischen Elektrode und Werkstück hindurch gefördert.
• Außerdem ergibt das Arbeiten mit stillstehender Elektrode und rotierendem Werkstückhalter noch weitere Vorteile: Verschiebt man die Achse von Werkstückhalter und Elektrode parallel zueinander, so lassen sich mit derselben Elektrode Bohrungen von beliebig größerem Durchmesser als dem der Elektrode herstellen. Es entsteht dadurch auch ein größerer freier Querschnitt für den Durchfluß der Arbeitsflüssigkeit. Ferner kann man durch Neigen der Elektrodenachse um einen bestimmten Winkel konische Löcher mittels zylindrischer Elektrode herstellen, z. B. den Einlaufkonus und den Schmierkanal bei Ziehsteinen.
• In der Zeichnung ist ein Anwendungsbeispiel dargestellt. In einem Gehäuse 1 befindet sich der Elektromotor 2 sowie ein Magnetsystem, bestehend aus dem Eisenkern 3 und der Erregerspule 4. Der Motor setzt den Werkstückhalter 5 in Umlauf. Motor und Eisenkern sind durch zwei Membranen 6 im Gehäuse aufgehängt. Der Werkstückträger ist starr mit der Motorwelle gekuppelt. Durch Erregung der Spule werden Motor und Werkstückträger über den Magnetkern in axiale Schwingungen versetzt.
• Das Werkstück selbst - beispielsweise- ein Hartmetallziehstein - ist in der Skizze nicht dargestellt. Der Steinträger 5 besitzt unterhalb des eingespannten Werkstückes einen zylindrischen Hohlraum 7, von dem aus radial angeordnete Kanäle 8 nach außen führen. Die Zentrifugalkraft erzeugt in dem Dielektrikum unter dem Werkstück ein Vakuum. Da die Ziehsteinrohlinge aus Hartmetall in der Regel kleine vorgesinterte Löcher haben, wird durch diese das Dielektrikum in beständigem Strom abgesaugt, und die durch den elektrischen Funken entstehenden Gasblasen und Rückstände werden laufend entfernt. Die herausgeschleuderte, mit abgetragenen Stoffteilchen durchsetzte Arbeitsflüssigkeit fängt sich in einer Zentrifugentrommel 9. In dieser wird der mitgerissene Schlamm infolge seines größeren spezifischen Gewichtes festgehalten und die Flüssigkeit von den Verunreinigungen befreit. Durch Auswechseln der Trommel 9 wird der ausgeschleuderte Schlamm ohne Störung des Betriebes entfernt, während bei denn bisher üblichen Durchleiten der Arbeitsflüssigkeit durch Filter in kurzer Zeit Verstopfungen und zeitraubende Unterbrechungen der Arbeit eintraten. Somit werden gleichbleibend günstige Arbeitsbedingungen geschaffen.
• Die vorbeschriebene Anordnung ist speziell für die Herstellung runder Bohrungen geeignet. Handelt es sich um profilierte Bohrungen, so führt der Werkstückträger nur axiale Schwingungen aus. Das Vakuum unter dem Stein wird hier in bekannter Weise durch eine gesonderte Zentrifugalpumpe erzeugt. 10 ist eine der drei um 120° zueinander versetzten Stahlkugeln, mit denen das Werkstück durch die Überwurfkappe 11 festgespannt wird.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Werkstückhalter für Elektro-Erosions-Geräte, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter so ausgebildet ist, daß er rotiert und/oder axiale Schwingungen ausführt.
2. 2. Werkstückhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Kopf in der Art einer Kreiselpumpe derart ausgebildet ist, daß durch die Fliehkraft der Rotationsbewegung das als Dielektrikum dienende Mittel, z. B. C51, vom Werkstück laufend abgesaugt wird.
3. 3. Werkstückhalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer an ihm angebrachten Vorrichtung nach Art einer Zentrifugaltrommel (9) mit dem Dielektrikum die abgesaugten Rückstände abgeschleudert und aus dem Dielektrikum entfernt werden.
4. 4. Verfahren zur Funkenerosion unter Verwendung eines Werkstückhalters nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei feststehender exzentrisch angeordneter Elektrode zylindrische Bohrungen beliebigen Durchmessers bei rotierendem Werkstückhalter hergestellt werden können.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Neigung der Achse der feststehenden exzentrisch angeordneten Elektrode konische Bohrungen hergestellt werden.