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Verfahren zum Ausrichten und Spannen von Werkstück und Werkzeugelektrode
in Elektroerosionsmaschinen mittels einer Negativform der Werkzeugelektrode Die
Hauptpatentanmeldung D29410 VIII d/21 h betrifft ein Verfahren zum Ausrichten von
Werkstück und Werkzeugelektrode in Elektroerosionsmaschinen mit Hilfe von Markierungen
am Werkstück und an der Werkzeugelektrode, bei dem eine Negativform der Werkzeugelektrode
auf dem Werkstück angeordnet und die im Arbeitskopf der Maschine befestigte Werkzeugelektrode
in die Negativform eingebracht wird. Dabei werden die Werkzeugelektrodemarkierungen
auf die Negativform übertragen, die Markierungen am Werkstück mit denen an der Negativform
durch eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück und der Negativform zur Deckung
gebracht und die Werkzeugelektrode von der Negativform und diese vom Werkstück entfernt.
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Dieses »Zurdeckungbringen« der Marken am Werkstück und an der Negativform
kann entweder durch Verschieben des Werkstücks gegenüber der Negativform oder umgekehrt
durch Verschieben der Negativform gegenüber dem Werkstück erfolgen. Da die Elektrode
am Arbeitskopf der Maschine befestigt ist, kann die oben erwähnte Relativverschiebung
nur bei Einbau einer besonderen Verstelleinrichtung (z. B. Kreuztisch) entweder
zwischen Werkstück und Maschinensockel oder zwischen Elektrode und Vorschubspindel
erfolgen.
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Die vorliegende Abwandlung der Erfindung hat ein Verfahren zum Ziel,
bei dem auf die Verwendung einer besonderen und kostspieligen Verstelleinrichtung
(Kreuztisch) verzichtet werden kann.
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Die Erfindung sieht vor, die Negativform bereits mit eingelegter Werkzeugelektrode
lagerichtig auf das Werkstück zu legen, den Arbeitskopf herunterzufahren, die Elektrode
daran festzuspannen, Arbeitskopf mit Elektrode wieder hochzufahren und schließlich
die Negativform zu entfernen.
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Das lagerichtige Auflegen der Negativform mit Werkzeugelektrode kann
mit Hilfe von Markierungen, beispielsweise Anrissen, erfolgen, wie das in der Haup*natentanmeldung
D 29410 VIIId/21h schon beschrieben wurde. Die Anrisse der Werkzeugelektrode werden
dabei, am besten auf einer Anreißplatte, von der Werkzeugelektrode auf die Negativform
übertragen und diese Anrisse mit denen am Werkstück zur Deckung gebracht. Das kann
nun ganz einfach durch vorsichtiges Verschieben der Negativform auf dem Werkstück
erfolgen. Feingängige Stellschrauben, die am Werkstück oder an der Negativform angebracht
werden, können dieses Verschieben noch erleichtern.
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Falls das Werkstück zur Lage der Gravur genau gearbeitete Bezugskanten
hat, was beispielsweise bei Gesenkeinsätzen meist der Fall ist, kann man Anschläge
an der Negativform anbringen. Dadurch wird das Ausrichten noch sehr viel leichter:
Man braucht die Negativform dann nur an die Anschläge zu schieben.
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Besonders bei dem Funkenerosionsverfahren besteht die Aufgabe sehr
häufig darin, derartige völlig identische Gesenkeinsätze in größeren Stückzahlen
herzustellen. Zur Herstellung der erforderlichen Werkzeugelektroden steht in der
Regel ebenfalls ein derartiger Gesenkeinsatz zur Verfügung. Das Arbeiten mit solchen
Einsatzgesenken ist modern und setzt sich immer mehr durch, weil dadurch hochwertiges
Material gespart wird. Der Einsatzhalter kann dabei immer wieder, sogar für verschiedene
Typen von Gravuren verwendet werden. Nur der Einsatz wird nachgearbeitet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich hierbei besonders vorteilhaft.
Die gesonderte Herstellung einer Negativform erübrigt sich vollkommen. Sie ist in
der Form des Elektroden-Gesenkeinsatzes bereits vorhanden. Da dieser Einsatz ebenso
wie das zu bearbeitende W--rkstück bereits mit Bezugkanten ausgerüstet ist, hat
man es sehr leicht, die beiden lagerichtig übereinanderzubringen. Wenn nun noch
Anschläge am Elektrodeneinsatz angebracht sind, braucht man ihn nur gegen diese
Anschläge zu schieben.
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Selbstverständlich könnte man diese Anschläge genauso gut auch am
Werkstück anbringen. Jedoch müßte man dann an jedem Werkstück diese Anschläge anbringen,
während die Anordnung der Anschläge am Elektrodeneinsatz für eine beliebig große
Zahl von Werkstücken nur einmal zu erfolgen
braucht. Lediglich zur
Herstellung neuer Werkzeugelektroden müßte man die Anschläge vorübergehend abmontieren.
Das für Elektrodeneinsätze Gesagte gilt natürlich auch für alle anderen Arten von
Negativformen.
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Das Arbeiten mit den Anschlägen ist noch schneller, einfacher und
genauer als das Arbeiten mit den Anrissen. Die Identität der Werkstücke ist hierbei
immer gewährleistet. Es ist sichergestellt, daß die Lage der Gravur zu den Bezugskanten
genau die gleiche ist wie im oben geschilderten Falle die Lage der Gravur im Elektroden-Gesenkeinsatz.
Das Verfahren kopiert also die Lage der Gravur.
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Neben dem Arbeiten mit Markierungen und Anschlägen gibt es noch andere
Möglichkeiten, die Negativform auf das Werkstück lagerichtig aufzulegen.
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Bei Rundgesenken kann man statt der Anschläge einen Zentrierring verwenden.
In der Regel haben derartige Rundgesenke kreisrunde Führungen, in deren genauer
Mitte die Gravur liegen muß. Man fertigt also zunächst einen Ring, der auf alle
zu bearbeitenden Werkstücke passen muß. In der genauen Mitte dieses Ringes befestigt
man die Negativform. Dazu kann man sich wieder in der geschilderten Weise der Anrisse
bedienen. Noch einfacher ist es jedoch, wiederum das Elektrodengesenk, in dem die
Werkzeugelektroden hergestellt werden, zu kopieren. Dazu muß sich auf dem Ring ein
Behälter befinden. Man stellt nun das Elektrodengesenk mit einer eingelegten Werkzeugelektrode
unter den Arbeitskopf der Maschine, fährt den Arbeitskopf herunter, spannt die Elektrode
an den Arbeitskopf, fährt wieder hoch und legt nun den erwähnten Zentnerring in
die Führung des Gesenkes. Nun senkt man den Arbeitskopf mit der Werkzeugelektrode
bis in den erwähnten Behälter ab. Darauf erfolgt das Umgießen der Elektrode mit
Gips, Kunststoff od. dgl. Wenn die Negativform etwas ausgehärtet ist, kann man das
Ganze wieder aus der Maschine nehmen, nachdem man noch die Winkellager durch eine
Markierung fixiert hat.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Möglichkeit beschrieben,
die Werkzeugelektroden bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu
spannen.
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Die Aufgabe, die sich durch das erfindungsgemäße Verfahren ergibt,
ist klar: Die Werkzeugelektrode muß genau dort gespannt werden, wo sie sich in der
Negativform befindet. Eine Verschiebung auch nur um geringe Bruchteile von Millimetern
ist unzulässig. Das Spannen von Hand scheidet daher in Regel von vornherein aus.
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Am besten wird zum Spannen der Werkzeugelektrode am Arbeitskopf der
Maschine in an sich bekannter Weise ein Elektromagnet verwendet. Dazu ist erforderlich,
die Werkzeugelektrode mit einer Elektrodenaufspannplatte aus ferromagnetischem Werkstoff
auszurüsten, in der die Spüleinrichtung untergebracht sein kann.
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Es ist aber auch möglich, an sich bekannte hydraulische oder pneumatische
Mittel zum Spannen der Werkzeugelektrode am Arbeitskopf der Maschine zu benutzen.
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Besonders einfach und elegant gestaltet sich bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren der Elektrodenwechsel: Die Werkzeugelektrode wird in die geschruppte oder
jedenfalls schon bearbeitete Gravur mit Aufspannplatte eingelegt, der Arbeitskopf
mit Elektromagnet heruntergefahren, bis er die Aufspannplatte der Elektrode berührt,
und gespannt hat. Der ganze Vorgang dauert damit nur wenige Sekunden und ist zum
größten Teil durch Druckknopfbetätigung auszuführen.
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Ein Anwendungsbeispiel gemäß der Erfindung an Hand einer Zeichnung
wird beschrieben. Man sieht ein Gesenk mit kreisrunder Führung, Negativform mit
Zentrierring und Werkzeugelektrode aufgelegt. Der Arbeitskopf mit Elektromagnet
ist heruntergefahren. Auf der Rundführung 1 liegt ein Zentnerring 2, auf dem die
Negativform 3 befestigt ist. Die Werkzeugelektrode4 mit daran befestigter Aufspannplatte
5 ist in die Negativform 3 eingelegt. Der Arbeitskopf der Maschine ist mit dem daran
befestigten Elektromagneten 6 heruntergefahren, so daß er die Aufspannplatte 5 auf
ihrer ganzen Spannfläche, die eine Ebene ist, berührt. Das Werkstück und die Negativform
sind zum Teil im Schnitt dargestellt.
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Selbstverständlich fällt die genaue Mitte des Arbeitskopfes 6 nicht
immer mit der Mitte des Werkstücks oder der Gravur zusammen, was bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren auch nicht erforderlich ist.
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Die Winkellage der Elektrode wird durch einen Hilfsriß auf Werkstück
und Zentrierring fixiert, was nicht dargestellt ist. Natürlich kann man bei derartigen
Rundgesenken diesen Hilfsriß oder sonstige Markierung auch nach dem Erodieren anbringen,
sofern man in der Gravur Anhaltspunkte für die Winkellage hat.