DE102008047237A1 - Method and device for machining a workpiece by wire spark erosion and new dielectric for it - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird ein Dielektrikum für die Metallbearbeitung mittels Funkenerosion, umfassend als Hauptkomponente ein Kohlenwasserstoffgemisch sowie als Nebenkomponente eine leitfähigkeitsverbessernde Komponente. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels Drahtfunkenerosion beschrieben, bei dem ein Draht als Werkzeug durch das zu bearbeitende Werkstück gezogen wird, wobei auf den Draht eine leitfähigkeitsverbessernde Komponente aufgebracht wird, und eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels Drahtfunkenerosion, umfassend eine Halterung für das zu bearbeitende Werkstück, Mittel zum Führen und Ziehen des Drahtes durch das Werkstück sowie eine Dosiereinrichtung, mit der eine solche leitfähigkeitsverbessernde Komponente auf den Draht aufgebracht werden kann.A dielectric for metal working by means of spark erosion is described, comprising as main component a hydrocarbon mixture and as minor component a conductivity-improving component. Furthermore, a method of machining a workpiece by wire spark erosion is described in which a wire is pulled as a tool through the workpiece to be machined, wherein a conductivity-improving component is applied to the wire, and a device for machining a workpiece by means of wire spark erosion, comprising a holder for the workpiece to be machined, means for guiding and drawing the wire through the workpiece and a metering device with which such a conductivity-improving component can be applied to the wire.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels Drahtfunkenerosion sowie eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels Drahtfunkenerosion. Ausserdem wird ein Dielektrikum und dessen Verwendung in dem genannten Verfahren bzw. in der genannten Vorrichtung beschrieben.The The present invention relates to a method for processing a Workpiece by wire spark erosion and a device for machining a workpiece by wire spark erosion. Moreover becomes a dielectric and its use in said process or described in said device.
Elektroerosive Verfahren finden insbesondere zur hochpräzisen Materialbearbeitung Verwendung. Dabei wird ein zu bearbeitendes, elektrisch leitendes Werkstück in einer nicht leitenden Flüssigkeit (Dielektrikum) bearbeitet. Ein ebenfalls elektrisch leitendes Werkzeug wird in die Nähe des Werkstoffes gebracht, welches gegenüber dem Werkstück eine in der Regel negative elektrische Spannung aufweist. Es kommt zu zahlreichen kleinen elektrischen Entladungen zwischen Werkzeug und Werkstück, also zur Bildung von Funken, die vom Werkstück Material abtragen. Zu den bekannten elektroerosiven Verfahren zählen insbesondere:
- • Das Drahterodieren; hierbei wird als Werkzeug ein dünner Metalldraht verwendet. Mit Hilfe des Drahterodierens können auch in schwer oder nicht spanbare Werkstoffe großer Dicke sehr feine Schnitte eingebracht werden.
- • Das Senk- bzw. Bohrerodieren; hier werden Stäbe oder Negativformen als Werkzeug verwendet. Damit lassen sich sowohl Sack- als auch Durchgangslöcher erzeugen. Wenn beim Drahterodieren nicht am Rand eines Werkstücks gestartet werden kann, so kann man mit Hilfe des Startlocherodierens eine Startbohrung schaffen.
- • wire eroding; Here, a thin metal wire is used as a tool. With the help of wire EDM very fine cuts can be made even in difficult or non-chipping materials of great thickness.
- • The sinker drilling; here rods or negative molds are used as a tool. This can be used to create both blind and through holes. If wire erosion can not be started on the edge of a workpiece, you can create a start hole using the start hole erosion.
Bei der nicht leitenden Flüssigkeit, in der die Bearbeitung des Werkstücks erfolgt, handelt es sich klassisch meist um deionisiertes Wasser oder auch um Öl. Insbesondere bei der Drahterosion haben sich allerdings der Einsatz von Ölen und anderen Kohlenwasserstoffen als Dielektrikum als nicht immer sehr geeignet erwiesen. Der physikalische Erosionsprozess funktioniert zwar, jedoch ist die Abtraggeschwindigkeit gering und damit das Verfahren unwirtschaftlich. Die Ursache liegt vermutlich an der geringen Wärmeleitfähigkeit des Öls bzw. anderer Kohlenwasserstoffe sowie daran, dass der Funkenspalt sehr klein ist und es in der Folge zu Prozessentartungen wegen mangelndem Flüssigkeitsaustausch und mangelndem Abtransport der Abtragsprodukte aus dem Arbeitsspalt kommt.at the non-conductive liquid in which the processing of the workpiece, it is classically mostly to deionized water or even to oil. Especially at The wire erosion, however, have the use of oils and hydrocarbons other than dielectric than always proved very suitable. The physical erosion process works Although, but the removal rate is low and thus the Procedure uneconomical. The cause is probably due to the low thermal conductivity of the oil or other hydrocarbons and the fact that the spark gap is very small and it subsequently leads to process degeneration due to lack of fluid exchange and lack of removal of the removal products from the working gap comes.
Auch mit den bisher verwendeten wässrigen Dielektrika für die Drahterosion sind diverse Nachteile verbunden, so z. B. die unvermeidbare Korrosion der bearbeiteten Stahlwerkstoffe. Bei der Stahlbearbeitung müssen deshalb nichtionische Korrosionsinhibitoren eingesetzt werden. Diese schützen aber nur bedingt vor Korrosion. Ein weiteres Problem beim Drahterodieren von Hartmetallen mit deionisiertem Wasser als Dielektrikum resultieren aus Kobalt-Auswaschungen (Cobalt-Leaching) beim Erosionsprozess, was sich sehr negativ auf die Qualität der bearbeiteten Teile auswirken kann, insbesondere, wenn es sich beispielsweise um Matrizen und Stempel für Hochleistungs-Schnittwerkzeuge handelt. Bei der Bearbeitung von schwermetall-, beispielsweise chromhaltigen Werkstücken lässt sich darüber hinaus die Bildung von giftigen Schadstoffen nicht vermeiden, was ggf. problematische Entsorgungsmaßnahmen der Abtragprodukte notwendig macht.Also with the previously used aqueous dielectrics for The wire erosion are associated with various disadvantages, such. B. the unavoidable corrosion of machined steel materials. In the Steelwork therefore requires non-ionic corrosion inhibitors be used. These protect but only limited Corrosion. Another problem with wire erosion of hard metals with deionized water as the dielectric resulting from cobalt leaching (Cobalt leaching) during the erosion process, which is very negative the quality of the machined parts can affect, in particular, for example, dies and punches for high-performance cutting tools is. In the treatment of heavy metal, such as chromium-containing Workpieces can be more than that avoid the formation of toxic pollutants, which may problematic disposal measures of the removal products necessary.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine neue, alternative Vorgehensweise zur Werkstoffbearbeitung mittels Funkenerosion bereitzustellen, bei der die genannten Probleme nicht oder nur in verringertem Maß aufweist.Of the present invention was based on the object, a new alternative To provide a procedure for material processing by means of spark erosion, in which the problems mentioned not or only to a reduced extent.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Dielektrikum und das Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dielektrikums finden sich in den Ansprüchen 2 bis 8. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens findet sich in Anspruch 10. Des weiteren von der vorliegenden Erfindung umfasst ist die Vorrichtung gemäß Anspruch 11. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.These Task is solved by the dielectric and the method with the features of claims 1 and 9. Preferred embodiments of the Dielectric according to the invention can be found in the Claims 2 to 8. A preferred embodiment of the method according to the invention can be found in Claim 10. Further encompassed by the present invention is the device according to claim 11. The wording all claims are hereby incorporated by reference made to the content of this description.
Ein erfindungsgemäßes Dielektrikum umfasst als Hauptkomponente ein Kohlenwasserstoffgemisch sowie als Nebenkomponente eine leitfähigkeitsverbessernde Komponente, die vorzugsweise in einem Anteil zwischen 0,00001 Gew.-% und 10 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,0001 Gew.-% und 5 Gew.-%, in dem Dielektrikum enthalten ist.One Dielectric according to the invention comprises as main component a hydrocarbon mixture and as a minor component a conductivity improving Component preferably in a proportion of between 0.00001% by weight and 10% by weight, in particular between 0.0001% by weight and 5% by weight, contained in the dielectric.
Eine leitfähigkeitsverbessernde Komponente im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Komponente, die in der Lage ist, die elektrische Leitfähigkeit des Dielektrikums als ganzes zu erhöhen. Die leitfähigkeitsver bessernde Komponente kann eine einzige chemische Verbindung oder bevorzugt auch eine Mischung mehrerer Verbindungen umfassen.A conductivity-improving component according to the present Invention is a component that is capable of electrical Increase the conductivity of the dielectric as a whole. The conductivity-improving component can be a single chemical Compound or preferably also a mixture of several compounds include.
Die leitfähigkeitsverbessernde Komponente enthält vorzugsweise mindestens eine Verbindung mit mindestens einer funktionellen Gruppe ausgewählt aus -OH, -COOH, -NH2, -NHR, -SH und -SO3H oder ein oder mehrere Derivate davon, wobei R Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl oder Arylalkylrest bedeutet und wobei ein oder mehrere Kohlenstoffatome auch durch Heteroatome substituiert sein können. Unter einem Derivat soll dabei insbesondere ein Salz einer der in Frage kommenden Verbindungen verstanden werden.The conductivity-improving component preferably contains at least one compound having at least one functional group selected from -OH, -COOH, -NH 2 , -NHR, -SH and -SO 3 H or one or more derivatives thereof, where R is alkyl, aryl, Alkylaryl or arylalkyl radical and wherein one or more carbon atoms may also be substituted by heteroatoms. A derivative should be understood to mean in particular a salt of one of the compounds in question.
Neben den genannten funktionellen Gruppen kann die mindestens eine Verbindung ggf. auch weitere funktionelle Gruppen aufweisen, die keinen Wasserstoff tragen, wie z. B. -OR, -COOR, -SO3R, -SiO2R, -NRR', -CHO und -CO-R, wobei R und R' unabhängig voneinander Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl oder Arylalkylreste bedeuten und wobei ein oder mehrere Kohlenstoffatome auch durch Heteroatome substituiert sein können.In addition to the mentioned functional group pen, the at least one compound may optionally also have other functional groups that do not carry hydrogen, such as. B. -OR, -COOR, -SO 3 R, -SiO 2 R, -NRR ', -CHO and -CO-R, wherein R and R' are independently alkyl, aryl, alkylaryl or arylalkyl radicals and wherein a or more carbon atoms may also be substituted by heteroatoms.
Besonders bevorzugt kann die leitfähigkeitsverbessernde Komponente mehrwertige Alkohole und deren Ether wie beispielsweise Sorbit, Polyalkohole, Polyalkoholether, Polyvinylakohole, Polyethylenglykole und ihre Ether, Carbonsäuren, Fettsäureseifen von Alkali- oder Erdalkalimetallen, Salze von Alkylsulfaten höherer primärer oder sekundärer Alkohole der allgemeinen Formel ROSO3M (M = Alkali-, Erdalkalimetall, R = Alkyl, Aryl, Arylakyl oder Alkylaryl) oder (RR')CHOSO3M, C12 bis C22 Sulfonsäuren, Alkylarylsulfonsäuren oder deren Salze wie z. B. Dodecylbenzolsulfonsäure enthalten.The conductivity-improving component is particularly preferably suitable for polyhydric alcohols and their ethers such as sorbitol, polyalcohols, polyalcohol ethers, polyvinyl alcohols, polyethylene glycols and their ethers, carboxylic acids, fatty acid soaps of alkali or alkaline earth metals, salts of alkyl sulfates of higher primary or secondary alcohols of the general formula ROSO 3 M (cf. M = alkali, alkaline earth metal, R = alkyl, aryl, arylalkyl or alkylaryl) or (RR ') CHOSO 3 M, C 12 to C 22 sulfonic acids, alkylarylsulfonic acids or their salts, such as. B. Dodecylbenzenesulfonic acid.
Weitere besonders geeignete Verbindungen sind nicht-flüchtige stickstoffhaltige Verbindungen wie beispielsweise Amine oder Amide oder deren Salze, insbesondere oligomere oder polymere Amine und Amide.Further particularly suitable compounds are non-volatile nitrogenous Compounds such as amines or amides or their salts, in particular oligomeric or polymeric amines and amides.
Als
Beispiel seien Polyethoxyalkylamine bzw. -amide der allgemeinen
Formel R1N[(R2O)mR][(R3O)nH] oder R'CON[(R2O)mR][(R3O)nH] genannt, wobei R1 bis
R3 Alkylreste, bei R' bevorzugt solche mit
mindestens 8 C-Atomen, bevorzugt mindestens 12 C-Atomen sind und
n, m gleich 1 oder größer sind, wie in
Zur
gemeinsamen Anwendung mit Polyaminen oder Polyamin-Copolymeren besonders
geeignete Polymere sind Polysulfoncopolymere. Bevorzugt sind die
Polysulfoncopolymere weitgehend unverzweigt und sind im molaren
Verhältnis 1:1 aus Olefinen und SO2 Einheiten
aufgebaut. Eine Übersicht über geeignete Polysulfoncopolymere
ist auch in
Besonders
bevorzugt enthält die leitfähigkeitsverbessernde
Komponente ein Polysulfon-Copolymer und/oder ein polymeres Polyamin
und/oder eine öllösliche Sulfonsäure
und/oder ein Derivat davon, insbesondere eine Mischung mit einem
Polysulfon-Copolymer und einem polymeren Polyamin und einer öllöslichen
Sulfonsäure. Mischungen dieser Art sind beispielsweise
in der
Bevorzugte Sulfonsäuren sind mono- oder disubstituierte Phenyl- oder Naphthylsulfonsäuren. Mit einer solchen Kombination wurden besonders gute Ergebnisse beim Drahterodieren erzielt, worauf im Beispiel noch näher eingegangen wird.preferred Sulfonic acids are mono- or disubstituted phenyl or Naphthyl sulfonic acids. With such a combination were achieved particularly good results in wire eroding, what in the Example will be discussed in more detail.
Die mindestens eine Verbindung kann der Hauptkomponente, dem Kohlenwasserstoffgemisch, grundsätzlich verdünnt oder unverdünnt zugesetzt werden, wobei der Einsatz in einer Lösung allerdings bevorzugt ist. Besonders bevorzugt ist der Einsatz in einem inerten Kohlenwasserstoff.The at least one compound can the main component, the hydrocarbon mixture, in principle diluted or undiluted added, wherein However, the use in a solution is preferred. Especially preferred is the use in an inert hydrocarbon.
In einigen Ausführungsformen kann die leitfähigkeitsverbessernde Komponente metallorganische Verbindungen aufweisen. Vorzugsweise ist die leitfähigkeitsverbessernde Komponente jedoch im wesentlichen frei von metallorganischen Verbindungen, insbesondere von schwermetallorganischen Verbindungen.In In some embodiments, the conductivity improving Component have organometallic compounds. Preferably however, the conductivity-improving component is substantially free from organometallic compounds, in particular heavy metal organic compounds.
Das Kohlenwasserstoffgemisch (die Hauptkomponente) eines erfindungsgemäßen Dielektrikums besteht vorzugsweise aus gesättigten, aliphatischen, acyclischen Kohlenwasserstoffen. In bevorzugten Ausführungsformen ist es im wesentlichen frei von aromatischen Kohlenwasserstoffen. Darunter soll insbesondere verstanden werden, dass der Anteil an aromatischen Kohlenwasserstoffen unter 1 Gew.-% liegt. In einigen bevorzugten Ausführungsformen können dem Kohlenwasserstoffgemisch aber auch gezielt aromatische Kohlenwasserstoffe zugesetzt sein.The Hydrocarbon mixture (the main component) of an inventive Dielectric is preferably composed of saturated, aliphatic, acyclic hydrocarbons. In preferred embodiments it is essentially free of aromatic hydrocarbons. This should be understood in particular that the proportion of aromatic hydrocarbons is less than 1 wt .-%. In some preferred embodiments may be the hydrocarbon mixture but also be added specifically aromatic hydrocarbons.
Vorzugsweise weist das Kohlenwasserstoffgemisch einen Siedepunkt > 160°C, insbesondere > 200°C, auf. In Weiterbildung kann es bevorzugt sein, dass der Siedepunkt des Kohlenwasserstoffgemischs unter 300°C beträgt.Preferably the hydrocarbon mixture has a boiling point> 160 ° C, in particular> 200 ° C, on. In a further development, it may be preferable for the boiling point of the Hydrocarbon mixture is below 300 ° C.
Bevorzugt weist das Dielektrikum eine elektrische Leitfähigkeit im Bereich zwischen 5 pS/m und 500000 pS/m, vorzugsweise zwischen 5 pS/m und 50000 pS/m, weiterhin bevorzugt zwischen 50 pS/m und 5000 pS/m, besonders bevorzugt von ca. 2000 pS/m auf.Prefers the dielectric has an electrical conductivity in the dielectric Range between 5 pS / m and 500,000 pS / m, preferably between 5 pS / m and 50,000 pS / m, more preferably between 50 pS / m and 5,000 pS / m, more preferably from about 2000 pS / m.
Neben dem Kohlenwasserstoffgemisch und der leitfähigkeitsverbessernden Komponente kann ein erfindungsgemäßes Dielektrikum ggf. noch ein oder mehrere übliche Additive enthalten, welche zugesetzt sind, um gezielt Eigenschaften wie z. B. die Viskosität des Dielektrikums einzustellen oder seine chemische Beständigkeit zu verbessern. In Frage kommen insbesondere Additive für ölbasierte Dielektrika. Derartige Additive sind dem Fachmann bekannt und müssen im Rahmen der vorliegenden Anmeldung nicht näher beschrieben werden.Next the hydrocarbon mixture and the conductivity-improving Component may be a dielectric according to the invention optionally contain one or more conventional additives, which are added to specific properties such. As the viscosity of the dielectric or its chemical resistance to improve. In question are in particular additives for oil-based Dielectrics. Such additives are known to the person skilled in the art and must in the context of the present application is not described in detail become.
Das erfindungsgemäße Dielektrikum kann in „fertig” gemischtem Zustand verwendet werden, also als Mischung, in der die leitfähigkeitsverbessernde Komponente in dem oben erwähnten Anteil zwischen 0,00001 Gew.-% und 10 Gew.-% bereits enthalten ist. Überraschenderweise hat es sich allerdings als besonders vorteilhaft herausgestellt, die leitfähigkeitsverbessernde Komponente erst beim Erodiervorgang zuzusetzen. Dies ist Gegenstand des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels Drahtfunkenerosion.The Dielectric according to the invention can be mixed in "ready" State can be used as a mixture in which the conductivity-improving component in the above-mentioned proportion between 0.00001 wt .-% and 10 wt .-% already included. Surprisingly However, it turned out to be particularly advantageous, the conductivity-improving component to add only during Erodiervorgang. This is the subject of the method according to the invention for machining a workpiece by wire spark erosion.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels Drahtfunkenerosion wird, wie es bei solchen Verfahren üblich ist, ein Draht als Werkzeug durch das zu bearbeitende Werkstück gezogen. Der Erodiervorgang beginnt entweder an einem Startpunkt am Werkstückrand oder in einer Startlochbohrung. Diese wird vorher durch Bohren oder Senkerodieren in das Werkstück eingebracht. Durch diese muss der Draht ggf. eingefädelt werden.at a method according to the invention for processing of a workpiece by wire spark erosion, as it is is common in such methods, a wire as a tool pulled through the workpiece to be machined. The eroding process begins either at a starting point on the workpiece edge or in a start hole drilling. This is preceded by drilling or sinking EDM introduced into the workpiece. Through this the wire must if necessary be threaded.
Besonders zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass auf den Draht eine leitfähigkeitsverbessernde Komponente aufgebracht wird, wie sie vorstehend beschrieben wurde. Die leitfähigkeitsverbessernde Komponente weist also bevorzugt mindestens eine Verbindung mit mindestens einer funktionellen Gruppe ausgewählt aus -OH, -COOH, -NH2, -NHR, -SH und -SO3H oder ein Derivat davon auf (s. o.). Gegebenenfalls ist die mindestens eine Verbindung in einer Trägerflüssigkeit enthalten, die beispielsweise auf organischen Lösungsmitteln wie Toluol basieren kann. Der Träger kann auch alkoholische Anteile (z. B. Isopropanol) sowie Erdölderivate enthalten.In particular, the method according to the invention is characterized in that a conductivity-improving component is applied to the wire, as described above. The conductivity-improving component thus preferably comprises at least one compound having at least one functional group selected from -OH, -COOH, -NH 2 , -NHR, -SH and -SO 3 H or a derivative thereof (see above). Optionally, the at least one compound is contained in a carrier liquid, which may be based for example on organic solvents such as toluene. The carrier may also contain alcoholic components (eg isopropanol) as well as petroleum derivatives.
Das Aufbringen auf den Draht erfolgt vorzugsweise unmittelbar vor dem Eintreten des Drahtes in das Werkstück. Der Draht kann mit der leitfähigkeitsverbessernden Komponente beispielsweise besprüht oder in die leitfähigkeitsverbessernde Komponente eingetaucht werden, die Art des Aufbringens ist grundsätzlich frei wählbar. Es sollte jedoch darauf geachtet werden, dass alle Seiten des Drahtes möglichst gleichmäßig mit der leitfähigkeitsverbessernden Komponente benetzt werden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Draht durch ein mit der leitfähigkeitsverbessernden Komponente befülltes Reservoir zu führen, in das der Draht dabei vorzugsweise voll eintaucht. Der Draht kann beispielsweise durch eine Öffnung, deren Durchmesser im wesentlichem dem Außendurchmesser des Drahtes entspricht, wieder aus dem Reservoir herausgeführt werden.The Applying to the wire is preferably done immediately before Entering the wire in the workpiece. The wire can sprayed with the conductivity-improving component, for example or immersed in the conductivity-improving component The method of application is basically free selectable. However, care should be taken that all sides of the wire as evenly as possible wetted with the conductivity-improving component become. It has proved to be useful, the Wire through with the conductivity-enhancing component filled reservoir into which the wire preferably fully immersed. The wire can be through, for example an opening whose diameter is substantially the outer diameter corresponds to the wire, be led out of the reservoir again.
Der mit der leitfähigkeitsverbessernden Komponente benetzte Draht kann dann anschließend das zu bearbeitende Werkstoff schneiden. Der Schneidevorgang erfolgt vorzugsweise in einem Dielektrikum, das als Hauptkomponente das oben beschriebene Kohlenwasserstoffgemisch und ggf. weitere übliche Additive aufweist. Die leitfähigkeitsverbessernde Komponente wird erst während des eigentlichen Erodiervorgangs mit den weiteren Komponenten vermischt, das erfindungsgemäße Dielektrikum wird sozusagen „in situ” gebildet.Of the wetted with the conductivity-improving component Wire can then subsequently the material to be machined to cut. The cutting process is preferably carried out in a dielectric, as the main component, the above-described hydrocarbon mixture and optionally further conventional additives. The conductivity improving Component is only during the actual erosion process mixed with the other components, the inventive Dielectric is formed so to speak "in situ".
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels Drahtfunkenerosion, mit der sich ein solches Verfahren durchführen lässt, umfasst eine Halterung für das zu bearbeitende Werkstück, Mittel zum Führen und Ziehen des Drahtes durch das Werkstück sowie eine Dosiereinrichtung, mit der die beschriebene leitfähigkeitsverbessernde Komponente auf den Draht aufgebracht werden kann.A Inventive device for processing a Workpiece by wire EDM with which a includes such a method includes a Holder for the workpiece to be machined, means for guiding and pulling the wire through the workpiece and a metering device with which the described conductivity-improving Component can be applied to the wire.
Bei den Mitteln zum Führen und Ziehen des Drahtes handelt es sich insbesondere um geeignete Spulen, Antriebs- und Umlenkrollen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Vorzugsweise sind Drahtführungen ober- und unterhalb der Halterung für das Werkstück angeordnet, die den Draht stützen, Schwingungen unterdrücken und so einen geraden Schnitt garantieren können. Der Draht ist vorzugsweise im oberen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einer Spule aufgewickelt und kann von dort über mehrere Umlenkrollen zur oberen Drahtführung geführt werden. Von dort kann er mit einer definierten Spannung durch das Werkstück und die untere Drahtführung gezogen werden. Die Zugrichtung ist vorzugsweise senkrecht, so kann anfallender Erodierabfall besonders gut aus dem Schnittspalt gespült werden.at the means for guiding and pulling the wire are involved in particular, suitable coils, drive and deflection rollers, as known from the prior art. Preferably, wire guides above and below the holder for the workpiece arranged, which support the wire, suppress vibrations and guarantee a straight cut. The wire is preferably in the upper part of the invention Device wound on a spool and can from there over several pulleys led to the upper wire guide become. From there he can with a defined tension through the Workpiece and the lower wire guide pulled become. The pulling direction is preferably vertical, so may accumulating Erosion waste rinsed particularly well out of the kerf become.
Wie oben beschrieben, erfolgt das Aufbringen der leitfähigkeitsverbessernden Komponente bevorzugt unmittelbar vor Eintritt des Drahtes in das Werkstück. Die Dosiereinrichtung ist entsprechend in bevorzugten Ausführungsformen unmittelbar über der Halterung für das Werkstück angeordnet. Bei der Dosiervorrichtung kann es sich z. B. um das oben beschriebene Reservoir mit der Öffnung handeln, es sind jedoch auch vielfältige andere technische Lösungen denkbar, beispielsweise Sprüheinrichtungen oder Mittel zum Aufstreichen der leitfähigkeitsverbessernde Komponente auf den Draht.As described above, the application of the conductivity-improving component preferably takes place immediately before the wire enters the workpiece. The metering device is correspondingly arranged in preferred embodiments directly above the holder for the workpiece. When dosing, it may be z. B. act to the reservoir described above with the opening, but there are also many other technical solutions conceivable, such as spraying or means for brushing the leitverversververbes sernde component on the wire.
Das erfindungsgemäße Dielektrikum erwies sich als besonders gut geeignet zum Drahterodieren. Gegenüber den eingangs erwähnten klassischen Dielektrika wurden die folgenden Vorteile beobachtet:
- – Vergleichsweise geringere Korrosion an Werkstück und Maschine
- – Durch den im Vergleich zu Wasser geringeren Funkenspalt wird eine höhere Abbildungsgenauigkeit erreicht
- – Konstante Abtragsverhältnisse ermöglichen Mikroschnitte
- – Nahezu keine Kobaltauswaschungen bei Hartmetallen und PKD
- – Durch die geringere Wärmeleitung (gegenüber wässrigen Dielektrika) entstehen keine Mikrorisse durch Thermoschocks
- – Bessere Oberflächenqualität
- – Kein Befall durch Bakterien, Pilze oder Hefen
- – Hohe Alterungsbeständigkeit
- - Comparatively lower corrosion on workpiece and machine
- - Due to the lower spark gap compared to water, a higher imaging accuracy is achieved
- - Constant removal ratios allow micro cuts
- - Almost no cobalt washes on hard metals and PCD
- - Due to the lower heat conduction (compared to aqueous dielectrics) no microcracks caused by thermal shocks
- - Better surface quality
- - No infestation by bacteria, fungi or yeasts
- - High aging resistance
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Beispiel in Verbindung mit den Unteransprüchen. Die einzelnen Merkmale können dabei jeweils für sich oder zu mehreren in Kombination miteinander bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein. Das Beispiel dient lediglich zur Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und ist in keiner Weise einschränkend zu verstehen.Further Features of the invention will become apparent from the following example in conjunction with the subclaims. The individual features can each individually or in combination realized with each other in an embodiment of the invention be. The example is only for explanation and for a better understanding of the present invention and is in no way limiting.
Beispielexample
Ein 0,25 mm dicker Messingdraht wurde ausgehend von einer Spule im oberen Teil einer Erodiermaschine über mehrere Umlenkrollen zu einer oberen und einer unteren Drahtführung geführt, zwischen denen ein zu bearbeitendes Werkstück aus Stahl angeordnet war. Durch Antriebsrollen wurde der Draht mit einer definierten Drahtspannung durch das Werkstück gezogen und danach entsorgt. Das Werkstück wurde in einem flüssigen Dielektrikum geschnitten. Dieses bestand im wesentlichen aus synthetischen aliphatischen Kohlenwasserstoffen. Durch permanente Spülung entsorgte das Dielektrikum den anfallenden Erodierabfall aus dem Schnittspalt.One 0.25 mm thick brass wire was starting from a coil in the upper Part of an eroding machine over several pulleys an upper and a lower wire guide out, between which a workpiece to be machined from steel was arranged. By driving rollers, the wire was defined with a Drawn tension through the workpiece and then disposed of. The workpiece was in a liquid dielectric cut. This consisted essentially of synthetic aliphatic Hydrocarbons. Disposed by permanent flushing the dielectric the resulting Erodierabfall from the kerf.
Unmittelbar bevor der Draht in das zu bearbeitende Werkstück eintrat, wurde er durch eine leitfähigkeitsverbessernde Komponente geführt, in die er dabei voll eintauchte. Bei der leitfähigkeitsverbessernden Komponente handelte es sich um das kommerziell verfügbare Antistatikum Costelan AS 100 (Fa. H. Costenoble GmbH & Co. KG, Eschborn, Deutschland), eine Zusammensetzung enthaltend polymere Stickstoff- und Schwefelverbindungen in Kerosin.immediate before the wire entered the workpiece to be machined, It was replaced by a conductivity-improving component led, in which he immersed fully. At the conductivity improving Component was the commercially available Antistatic Costelan AS 100 (H. Costenoble GmbH & Co. KG, Eschborn, Germany), a composition containing polymeric nitrogen and sulfur compounds in kerosene.
Der mit dem Antistatikum benetzte Draht trat anschließend in das Werkstück ein und schnitt dieses mit hoher Abbildungsgenauigkeit. Es wurde weder das oben erwähnte Cobalt-Leaching noch eine Korrosion des Werkstücks beobachtet.Of the Wire wetted with the antistatic then entered the workpiece and cut this with high imaging accuracy. It was neither the above-mentioned cobalt leaching nor a Corrosion of the workpiece observed.
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