DE2121110C3

DE2121110C3 - Vorrichtung zum elektrochemischen Entgraten

Info

Publication number: DE2121110C3
Application number: DE2121110A
Authority: DE
Inventors: Siegfried 7251 Ditzingen Linder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-04-29
Filing date: 1971-04-29
Publication date: 1982-12-09
Also published as: DE2121110A1; FR2136760A5; CH546117A; JPS5425278B1; US3788964A; DE2121110B2; GB1381909A; IT959656B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum elektrochemischen Entgraten von in einer Bohrungswandung eines Werkstücks vorgesehenen Ausnehmungen, mit einer Arbeitselektrode und einer diese umgebenden, elektrisch isolierenden Hülse mit mindestens einem bei der Bearbeitung einer Ausnehmung gegenüberliegenden, den Durchfluß des dem Inneren der Hülse zugeleiteten Elektrolyten zulassenden Fenster, in welches ein Abschnitt der Arbeitselektrode als nach außen verschiebbarer, feststellbarer, elektrisch leitender Einsatz eingepaßt ist.

Unter Bohrungen sind hier auch Durchbrüche in Werkstücken zu verstehen, die eine polygone Querschnittsfläche haben.

Bei einer elektrochemischen Bearbeitung erfolgt bekanntlich die Metallabtragung von einem Werkstück dadurch, daß zwischen diesem und einer Vorrichtung mit einer entsprechend profilierten Arbeitselektrode ein elektrischer Stromfluß hoher Stärke hergestellt wird, während sich im Zwischenraum zwischen Werkstück und Arbeitse'ektrode — genannt Arbeitsspalt — ein Elektrolyt befindet, der im allgemeinen durch Druck in Zirkulation gehalten ist. Dabei wird das Werkstück an die positive Klemme (Anode) und die Arbeitselektrode an die negative Klemme (Kathode) einer elektrischen Gleichspannungsquelle gelegt.

Das Entgraten auf elektrochemischem Wege ist bekannt. Die dazu verwendeten Vorrichtungen bestehen im allgemeinen aus einem metallischen Leiter, de;· von einer isolierenden Schicht umgeben ist Entsprechend den zu entgratenden Konturen ist die isolierende Schicht im Bereich der Bearbeitungszone unterbrochen, so daß der Stromdurchgang nur an den unterbrochenen, also nichtisolierten Stellen — den Wirkflächen — stattfinden kann. Zum Entgraten von Ausnehmungen usw. in kleinen Bohrungen verwendet man Vorrichtungen bestehend aus einer begrenzt isolierten massiven Arbeitselektrode mit äußerer Elektrolytzufuhr und für größere Bohrungen häufig hohle Arbeitselektroden mit innerer Elektrolytzufuhr.

Aus der US-PS 3410 781 ist beispielsweise eine Vorrichtung der eingangs genannten Art für das elektrochemische Entgraten bekannt Diese Vorrichtung weist insbesondere eine Kunststoffhülse auf, deren flexibles Mittelteil zum Zweck der Flüssigkeitsabdichtung rings um die Bearbeitungszone während des elektrochemischen Entgratvorgangs mittels des Elektrolytdruckes flüssigkeitsdicht gegen die Bohrungswandung des Werkstücks gedrückt wird. Eine flexible Ausführung der Hülse hat jedoch den Nachteil, daß damit eine exakte Positionierung des Werkstückes nicht gewährleistet ist, da die Hülse erst beim Druckaufbau zum Anliegen am Werkstück kommt Es ist aber mit großen Schwierigkeiten verbunden, den Elektrolyt so zu- und abzuführen, daß ein gleichmäßiger Druckaufbau in der Hülse erfolgt und die Hülse gleichmäßig am Werkstück zum Anliegen kommt.

Aus dieser US-PS ist es auch bekannt, eine im Betrieb nicht elastisch verformbare Isolierhülse zu verwenden. Dabei handelt es sich jedoch um eine sehr dünne, mit dem Elektrodenkopf fest verbundene, also nicht ohne weiteres auswechselbare Hülse, die mit ihrem ganzen Umfang an der Bohrungswand anliegt. Schon geringe Unebenheiten der Bohrungswand können bewirken, daß sie in bestimmten Bereichen nicht anliegt, so daß eine genaue Abdeckung nicht gewährleistet ist.

Aus der FR-PS 15 82 548 ist ebenfalls eine Vorrichtung zum Formentgraten oder Verrunden von Kanten bekannt. Die Vorrichtung besteht aus einem elektrisch leitenden Elektrodenkern mit einer am Außenmantel fest aufgebrachten Isolierschicht, die nur an den Stellen unterbrochen ist, an denen das gegenüberliegende Werkstück bearbeitet werden soll. Gemäß der Ausführung der FR-PS werden mittels eines Einsatzes im Fenster der Hülse Spalte für die Zufuhr des Elektrolyten zu der zu bearbeitenden Ausnehmung begrenzt. Die Hülse ist jedoch mit der Elektrode fest verbunden, also bei einer Beschädigung ebenfalls nicht ohne weiteres auszuwechseln. Ihre äußere Oberfläche weist ebenfalls keine erhabenen Bereiche auf, die bevorzugt an der Bohrungswand anliegen. Ein Aufstecken des Werkstükkes auf die Hülse ist dabei auch gar nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für das elektrochemische Entgraten von in Bohrungswandungen eingearbeiteten Ausnehmungen zu schaffen, mit der ein genau begrenztes Entgraten von bestimmten Kanten möglich ist und hierzu eine exakte Positionierung des Werkstückes und eine einfache Elektrolytzu- und -abführung erreicht werden. Die Hülse soll billig herzustellen und leicht auszutauschen sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hülse starr ausgebildet ist und mit einem Wulst an einem Bohrungsrand sowie mit einem Vorsprung im Bereich des Fensters an der Bohrungswand anliegt und daß der als Vollkörper ausgebildete Einsatz in an sich bekannter Weise in dem Fenster der Hülse Spalte für den Hin- und Rücklauf des Elektrolyten zu und von der

Ausnehmung begrenzt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung zum elektrochemischen Entgraten im Schnitt während der Bearbeitung eines Werkstücks und

Fig.2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach F i g. 1 in Pfeilrichtung gesehen.

Die dargestellteVorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Arbeitselektrode 1 mit einer diese umgebenden Hülse 2 und zwei verschiedenen in die Arbeitselektrode 1 eingesteckten Einsätzen 3 und 4, sowie aus einem Einweiser 5 und einer Zylinderschraube 6.

Auf die dargestellte Vorrichtung ist ein strichpunktiert dargestelltes Werkstück 51 mit seiner Bohrung 52 aufgesteckt; es wird von einer Werkstückauflage 53 getragen. Das Werkstück hat auf seiner rechten Seite eine in die Bohrungswand eingearbeitete rechteckförmige Ausnehmung 54, deren Kanten 55 entgratet werden sollen. Auf der linken Seite der Bohrungswandung weist das Werkstück 51 z. B. eine kreisförmige Ausnehmung 56 auf, deren Kante 57 ebenfalls zu entgraten ist.

Die Arbeitselektrode 1 hat im wesentlichen die Form eines abgesetzten Zylinders mit einer zentralen, durchgehenden, sich nach unten konisch erweiternden Bohrung 7. Der obere durch die Hülse 2 abgedeckte Abschnitt der Arbeitselektrode 1 hat drei radial gerichtete Bohrungen 8, 9 und 11. Die Bohrung 8 dient als Kanal für die Elektrolytzufuhr. In die Bohrung 9 ist der Entgrateinsatz 3 und in die Bohrung 11 der Entgrateinsatz 4 eingesteckt. Die Entgrateinsätze 3 und 4 sind als Vollkörper ausgebildet und bestehen aus J5 einem runden Schaft mit einem daran anschließenden im Querschnitt rechteckförmigen (Teil 3) und kreisförmigen (Teil 4) Kopfteil 10. Beide Einsätze 3 und 4 sind Verschleißteile der Arbeitselektrode 1. Sie sind deshalb lediglich jeweils durch einen Gewindestift 12 -10 bzw. 13 in der Arbeitselektrode 1 festgeklemmt und können somit leicht ausgewechselt werden. Als Werkstoff eignet sich für die Einsätze 3 und 4 — je nach den Stückzahlen der zu entgratenden Werkslücke — Messing, Werkzeugstahl oder Titan und seine Legierungen.

Mit ihrem unteren Abschnitt ist die Arbeitselektrode 1 in einem Grundkörper 14 eingepaßt; dieser ist an einem nicht dargestellten Aufspanntisch befestigt.

Die Bohrungen 8, 9 und 11 münden in eine vertikal verlaufende, im Querschnitt rechteckförmige Längsnut 15 (F i g. 1 und 2), die am äußeren Mantel des abgedeckten Abschnitts der Arbeitselektrode 1 eingearbeitet ist.

Die Hülse 2 als weiteres Verschleißteil der Vorrichtung besteht aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, vorzugsweise Polypropylen verstärkt mit Glasfasern; sie hat einen Innenflansch 17. Die Hülse 2 ist bei 18 mit der Arbeitselektrode 1 umlaufend verzahnt. Durch letzteres wird erreicht, daß sich die Hülse 2 beim Gebrauch der Vorrichtung nicht verformen kann und vollkommen an der Mantelfläche der Arbeitselektrode 1 anliegt.

In der Hülse 2 sind zwei gegenüberliegende Fenster 19 und 21 ausgespart, durch die die Einsätze 3 bzw. 4 t5 hindurchtreten. Das Fenster 19 ist entsprechend der Ausnehmung 54 rechteckförmig und das Fenster 21 entsprechend der Aussparung 56 kreisförmig ausgebildet, wobei die Abmessungen der Fenster 19 und 21 jeweils um etwa ¹Ao mm größer sind als die der Ausnehmungen 54, 56.

Die Hülse 2 hat außen im Bereich des Fensters 19 und 21 Vorsprünge 22 und 23, die in einen umlaufenden Wulst 24 übergebea Mit den Vorsprüngen 22, 23 und dem Wulst 24 liegt die Hülse 2 satt an der Bohrungswandung des Werkstücks 51 an. Der Wulst 24 dient als Werkstückaufnahme und die Vorsprünge 22,23 als Abdeckung der bereits bearbeiteten Bohrungswandung im Bereich der Fenster 19,21.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist aus Bauelementen zu einer Einheit zusammengesetzt Der Zusammenbau geschieht wie folgt:

Zuerst wird über die Arbeitselektrode 1 die Hülse 2 aufgeschoben, und danach werden die Einsätze 3, 4 durch die Fenster 19,21 in die Bohrungen 9,11 gesteckt, und zwar so, daß diese Einsätze einige V₁₀ mm von der äußeren Begrenzungsfläche der Fenster zurückstehen. Dies ist notwendig, um den erforderlichen Arbeitsspalt zu erhalten. Dabei begrenzt der Kopfteil 10 des Einsatzes 3 in dem Fenster 19 zwei Spalte 25 und 26 (Fig. 1, Fig.2) für den Durchtritt des Elektrolyten. Gleichzeitig unterteilt der Kopfteil 10 die Nut 15 in eine untere und obere Kammer 27 bzw. 28. Sodann werden die Einsätze 3, 4 mit Hilfe der Gewindestifte 12, 13 festgeklemmt Danach wird der aus einem verschleißfesten Material bestehende Einweiser 5 auf den Flansch 17 der Hülse 2 aufgesetzt und zwischen Einweiser 5 und Arbeitselektrode 1 eine Unterlegscheibe 29 (Fig. 1) eingelegt Schließlich wird mittels der Zylinderschraube 6 der ganze Aufbau der Vorrichtung an den Grundkörper 14 angeschraubt, wodurch gleichzeitig die einzelnen Bauelemente der Vorrichtung zusammengehalten werden. Zur Bearbeitung des Werkstücks 51 wird dieses auf die erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend F: g. 1 aufgeschoben und an die positive Klemme (Anode) und die Arbeitselektrode 1 an die negative Klemme (Kathode) einer mit 33 bezeichneten Gleichstromquelle angeschlossen, während der Elektrolyt in Zirkulation gehalten wird.

Der Elektrolyt wird der Vorrichtung von unten zugeführt. Er fließt dabei in die Zentralbohrung 7 und von dieser gleichzeitig zu den beiden Bearbeitungsstellen. Die Wege des Elektrolyten innnerhalb der Vorrichtung sind durch Pfeile in der F i g. 1 angegeben. Hierbei strömt der Elektrolyt auf der rechten Seite der Vorrichtung durch die Bohrung 8 in die untere Kammer 27 der Nut 15 und von dieser durch den Spalt 25 vorbei an dem unteren Abschnitt der zu entgratenden Kante 55 in die Ausnehmung 54 und von dieser wiederum vorbei an dem oberen Abschnitt der Kante 55 zurück durch den Spalt 26 in die obere Kammer 28 der Nut 15. Von der oberen Kammer 28 strömt der Elektrolyt durch eine Bohrung 31 im Flansch 17 und von dieser durch eine Nut 32 im Einweiser 5 zurück in einen nicht dargestellten Sammelbehälter. Die linke Seite der Vorrichtung arbeitet entsprechend.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen insbesondere darin, daß es möglich ist, Kanten von in Bohrungen eingearbeiteten Ausnehmungen und Durchbrüchen genau begrenzt zu entgraten, ohne daß dabei angrenzende Flächen abgetragen oder in irgendwelcher Weise beschädigt werden. Dies ist besonders dann wichtig, wenn die Werkstückbohrungen bereits feinbearbeitet sind. Ferner ist es vorteilhaft, daß die Verschleißteile der Vorrichtung, wie Entgrateinsätze und abdeckende Hülse leicht und schnell ausgewechselt

und relativ billig hergestellt werden können, was die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung wesentlich erhöht. Ferner ist es vorteilhaft, daß die abdeckende Hülse so ausgebildet ist, daß sie zugleich als Werkstückaufnahme dient. Schließlich wird durch die Möglichkeit, die Entgrateinsätze radln! zu verschieben erreicht, daß zwischen Werkstück und Einsatz leicht der günstigste Arbeitsspalt eingestellt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrochemischen Entgraten von in einer Bohrungswandung eines Werkstücks vorgesehenen Ausnehmungen, mit einer Arbeitselektrode und einer diese umgebenden, elektrisch isolierenden Hülse mit mindestens einem bei der Bearbeitung einer Ausnehmung gegenüberliegenden, den Durchfluß des dem Inneren der Hülse zugeleiteten Elektrolyten zulassenden Fenster, in welches ein Ausschnitt der Arbeitselektrode als nach.außen verschiebbarer, feststellbarer, elektrisch leitender Einsatz eingepaßt ist, der in dem Fenster Spalte für den Durchfluß des Elektrolyten begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) starr ausgebildet ist und mit einem Wulst (24) an einem Bohrungsrand sowie mit einem Vorsprung (22) im Bereich des Fensters (19, 2t.) an der Bohrungswand anliegt und daß Her als Vollkörper ausgebildete Einsatz (3,4) in an sich bekannter Weise in dem Fenster (19,21) der Hülse (2) Spalte (25, 26) für den Hin- und Rücklauf des Elektrolyten zu und von der Ausnehmung (54, 56) begrenzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) an der Arbeitselektrode (1) auswechselbar befestigt ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung des Fensters (19) um etwa 0,1 mm größer ist als die Ausnehmung (54).

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Hülse (2) zum Aufstecken eines Werkstücks (51) ein aus verschleißfestem Material bestehender konischer Einweiser (5) vorhanden ist.