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Halter für Bearbeitungsmaschinen, insbesondere für Funkenerosionssaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Halter für Bearbeitungsmaschinen, insbesondere
aber nicht ausschliesslich funkenabtragende werkzeugmaschinen.
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In uer mechanischen iverkstattinuustrie hat sich in den letzten Jungen
uas Elektroerosions-Arbeitsverfahren mehr una sehr bewährt. lvlit dieses Verfahren
ist es möglich, alle elektrisch leitenden Materialien unabhangig von deren Härte
zu bearbeiten. Von Vorteil ist ferner, aass die Bearbeitung praktisch ohne Aufwand
inechanisch wirkenuer Kräfte geschieht, aie aas formrebenue werkzeug beeinflussen.
Man kann mit dieser Methode sehr kom@lizierte Arbeitsvorgange mit engen Toleranzen
durchführen unu eine vorzügliche Oberflachengüte erreichen.
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Die Funkenerosionsmethode gründet sich auf einen Funkenubertritt
zwisuben zwei Elektroden, die in einer Flüssigkeit versenkt sind. Eine Energiequelle
erzeugt einen pulsierenden Gleichstrom, der über einen Stromleiter auf die Elektroden
übertragen
wird. In der Funkenerosionsiuaschine bestehen diese
zlektroden aus dem werkzeug una dem werkstück. In alltäglichen Sprachgebrauch wird
nur das Werkzeug als elektrode bezeichnet, unu im folgenden wird deshalb nur dieser
ausdruck verwendet.
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Der Elektrode wird im voraus die gewünschte Forst geweben.
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Sie wird dann an der Arbeitsspindel der Maschine angebracht, unu das
werkstück wird auf den Maschinentisch gesetzt. Die ßlektroue und das Werkstück dürfen
während aes arbeitsvorganges niemals luiteinander in Kontakt kommen, sondern müssen
sich stets in einer gewissen Entfernung voneinander befinden. Dieser abstand, die
Yunkenstreoke, wird durch ein Servorsystem der Arbeitsspindel gesteuert. Die Funkenstrecke
ist konstant über dem ganzen arbeitenuen Teil der Elektrodenfläche unabhängig von
der Grösse una aer Forüi ter Elektrode. Die dielektrische Flüssigkeit, uie die Elektrode
und das Werkstück umgibt, ist eine Sülflüssigkeit. Sie hat den Zweck, die Energiedichte
an der Entladungsstelle zu steigern, die Funkenstrecke nach jeder Entladung zu entionisieren,
abgetragene Partikel von der Elektrode und dem werkstück wegzuschaffen und die Hitze,
die sich im Raum der Funkenstrecke entwickelt, abzuleiten.
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Eine Funkenerosionsinaschine findet, wie bereits betont, für sehr
genaue Arbeiten Verwendung, und in dieser Hinsicht kann ein Vergleich mit Koorainatenbohrmaschinen
gemacht werden. aber verglichen mit dem Kooruinatenbohren unterscheiuet sich die
Funkenerosion dadurch, dass die letztere Bearbeitungsart nicht nur in einer bestimmten
Koordinatenlage stattfindet, sonaern auch in einer bestimmten Winkellage zur Horizontalebene.
Die arbeitss,inuel Kann deswegen nicht mit uer gewöhnlichen Spindelnase versehen
werden, die zwar gut zentrierbar iat, aber sonst keine Minstellungsmöglichkeiten
hat.
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Der Grund der Genauigkeitsanforderung hinsichtlich uer Minstellung
beruht darauf, dass bei Funkenerosion die abtragung gleichzeitig über der ganzen
aktiven Elektroaenzone stattfindet, Üs bedeutet, dass man nicht mehrere abtragungen
mit dazwischen eingesohalteten Kontrollvorgangen machen kann, um die endgültigen
Masse zu erzielen.
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Die Elektrode oder das formgebende Werkzeug wird in einen Halter
eingespannt.
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AuS'gabe uer erfindung ist es, einen Halter zu schaffen, aer derart
ausgebildet ist und mit der Maschine in einer solchen Weise zusammenarbeitet, dass
ein schnelles genaues und sicheres Anbringen bzw. ausnehsen sowohl in der Funkenerosionsmaschine
als auch in den verschiedenen Maschinen zur Elektrodenherstellung eimöglicht ist.
Der Halter soll dabei so konstruiert sein, dass er preiswert herstellbar oder vom
Verbraucher selbst angefertigt werden kann, wenn es sich un eine Prössere anzahl
handelt.
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Die prinzivielle Lösung des Problems uer Einstellung der ßlektroue
in sowohl axialer als auch raaialer Richtung unu eines schnellen Austauschs, ist
im wesentlichen durch gekennzeichnet, uass aus Werkzeug von einem zylindrisch ausgeformten
Halter getragen wird, dessen hinteres Ende wenigstens eine Schrägfläche aufweist,
die als Referenzebene dient und mit im Aufspannfutter angeoruneten Anschlagflachen
zwecks genauer Feineinstellung des Vierkzeugs in sowohl radialer als auch aaialer
Richtung zusammenwirkt.
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Dabei ist es vorteilhaft, dass die Anschlagflächen des Aufs annfutters
drehbaren Einsätzen angeordnet sind.
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Um eine besonders hohe Präzision und Schnelligkeit wahrend es Bearbeitungsvorgangs
zu erreichen, ist es zweckmassig, einen Teilapparat fur oie Drehung der Elektrode
zu verwenden. ein Querschlitten ist ausserdem sehr vorteilhaft, um die Elektrode
im Verhaltnis zur Zentrum linie des Teilspparats verschieben zu können.
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Obwohl aie Erfindung keineswegs nur auf uas Funkenerosionsgebiet
beschrankt ist, behandelt die nachfolgende Beschreibung unter Hinweis auf die beigefügte
Zeichnung ausschliesslich eine ausführungsform una anwendung in Verbindung -Lt einer
Funkenerosionsmaschine. Für den Faohmann ist es jedoch offenbar, dass noch weitere
nu den orkommen können.
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In der Zeichnung zei Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines
Aufspannspindelstocks einer werkzeugmaschine, die mit einer anordnung gemäss der
bifindung versehen ist, Fig. 1a eine Frontansicht der Anordnung gemäss Fig. 1 Fig.
ib zwei verschiedene ansichten uer blektrooe oder der Werkzeugs, Fig. 2 einen Teil
der Anordnung gemäss der Erfindung, teilweise im Schnitt und an einer FunLenerosionsinaschine
angeordnet, Fig. 3 eine Frontansicht der Nase der neuen Anordnung gemäss Fig. 1a,
in vergrösertem Maschtab, und Fig. 4 eine Seitenansicht der Anordnung gemäss Fig.
3, teilweise im Schnitt.
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In Fig. 1 ist mit 10 ein Aufspannspindelstock an einer herkömxlìchen,
in der Zeichnung nicht dargestellten Bearbeitungsnaschine bezeichnet. Der Aufspannspindelstock
10 ist mit einer linordnung 11 versehen, deren wesentliche Elemente aus einer Elektrode
12, die an einem Halter 13 mit zylindrischem Schaft njontiert ist, einem Futter
14, das mit einem Drehzajjfen versehen ist, unu einer Basisplatte 15 (Fig. 4 und
5) mit-verschiebbaren anschlagnocken 17 besteht, die mit dem am Aufspannspindelstock
montierbaren Anschlagmechanismus 16 zusammenwirken.
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Das Futter 14 ist auf einem iuerschlitten 18 (Fig. la) sontiert,
der in stufenloser Bewegung in der Platte 15 verschoben werden kann.
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Durch einen an sich bekannten Teilapparat (in Fig. 3 angedeutet),
der im querschlitten eingebaut ist, kann das Futter in einer Anzahl fixer Einstellpositionen
festgelegt werden.
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Um den speziellen lirbeitsvorgang, den die Srfinaung besonuers berücksichtigt,
zu veranschaulichen, ist in Fig. 2 das frinzi, der Funkenerosionsinethode dargestellt.
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Die Arbeitsspindel 19 mit dem Futter 19' trägt auf nachstehend in
Verbinaung mit Fig. 3 bis 5 erläuterte weise den Halter 13 mit der Elektrode 12.
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Ein Arbeitstisch 20 trägt einen Spülkasten 21 und ein werkstück 22,
das bearbeitet werden soll. Während des rbeitsvorganges ist das Werkstück 22 und
die elektrode 12 von einer dielektrischen Flüssigkeit 23, die als Spülflüssigkeit
dient, umgeben. Die Elektrode 12 und das Wertstück 22 dürfen während des arbeitsvorbandes
niemals miteinander in Berührung kommen, sondern müssen durch die Funkenstrecke
24 in einer gewissen Entfernung voneinander gehalten werden. Diese Funkenstrecke
wird durch ein an sich bekanntes Servosystem der Arbeitsspindel kontrolliert. Die
Elektroae ist im voraus bearbeitet worden. Ihr kann jede beliebige Form unu Genauigkeit
gegeben werden. Die Elektrode und das Werkstück müssen ilo Verhältnis zueinander
genau zentriert sein.
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wie vorstehend erwähnt, kann das Futter in einer Anzahl Sinstellpostitionen
festgelegt werden, die in den Fig. 3 und 5 bei 25 angeordnet sind. Im boden der
zentralen ausbohrung des Futters, uie cien Schaft 13 aufnimmt, gibt es einen Einsatz
26, der einen nach oben berichteten abgeschrägten Teil 27 aufweist. Der erwähnte
Sinsatz Hó, z7 uient als anschlaganordnung unu ist ausserdem drehbar, was durch
eine am Umfang vorgesehene Verzahnung des Einsatzes möglic gemacht ist, welche mit
einer von aussen bewirkbaren Zahnwel-Le 28 im Eingriff steht. Der Halter 13 wer
elektrode 12 hat Zylinueriorm und ist an aer unteren Kante mit einer schrägen Abflachung
29 versehen, die den Zweck hat, mit den Anschlagflächen des Einsatzes 26, 27 zusammenzuwirken.
Bei Einführung des Halters 13 werden folglich die angegebenen Anschlagflächen zusammenarceiten,
so dass eine Festlegung des Halters 13 mit der Elektrode 12 in zwei Koorkinatenrichtungen
erzielt wird. Dadurch ist es möglich, den
Halter und die Elektrode
wegzunehmen und wieder in die ursPrungliche Lage zurückzubringen. In einer schräggerichteten
bohrung il-Futter 14 gibt es eine Sicherungsschraube 30, bei deren iinziehen der
Halter 13 in der von den beschriebenen Anschlagflächen einmenommenen lage festgelegt
wird.
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ie vorstehend angegeben, ist das Futter drehbar unu in festen Einstellpositionen
25 festlegbar. Fig. 4 zeigt, uass uiese festen Einstellpositionen ausser eingriff
gesetzt werden können, wodurch das Futter stufenlos gedreht werden kann. Der Mechanismus
der erwähnten Festlegung in bestimmten Einstellpositionen besteht aus einem oberen
Zapfen 31, der an einet zylinurischen Körper 32 angeordnet ist, dessen t¢Iantel
in axialer Wichtung verzahnt ist und mit einem Zahnrad 33 zusammenwirkt, das von
aussen durch uen Arm 34 betätigt werden kann. Der Körper 32 ist von einer bruckfeder
35 beeinflussbar. Durch Verschwenken des armes 34 in f>dchtung des Pfeils wird
der Sperrstift 31 frei gemacht, und das Futter kann stufenlos gedreht werden. Diese
biinstellungsmöglichKeit des Futters steht mit der früher beschriebenen Drehbarkeit
des Einsatzes 26, 27 in engem Zusammenhang, und letzterer kann als eine Art Feineinstellung
aes Futters zwischen zwei festen Inuexpositionen 25 angesehen werden.
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Aus der Beschreibung geht also hervor, dass es möglich ist, die lektroae
in sowohl radialer als auch in axialer Wichtung mit grosser Genauigkeit festzulegen,
was Bearbeitungen mit sehr engen Toleranzen durch einfache Mittel erlaubt. Ausserdem
ist es möglich, die Elektrode von dem drehbaren Futter zu entfernen und wieder ohne
Verschiebungen uer Zentrierung zurückzusetzen. In Kombination mit dem verschiebbaren
uerschlitten können auch bislang ko2lizierte Bearbeitungen leicht ausgeführt merken.