DE2342081A1

DE2342081A1 - METHOD AND DEVICE FOR ELECTRIC PROCESSING OF WORK PIECES

Info

Publication number: DE2342081A1
Application number: DE19732342081
Authority: DE
Inventors: Aldred Marie Aime Vers Maillet
Original assignee: LANGUEPIN CAREL FOCHE
Current assignee: LANGUEPIN CAREL FOCHE
Priority date: 1972-03-10
Filing date: 1973-08-21
Publication date: 1975-02-27
Also published as: FR2175339A5

Description

DIPL.-ING. R. LEMCKE 1⁶'?⁸*P_{T /τ},DIPL.-ING. R. LEMCKE 1 ⁶ '? ⁸ * P _{T / τ} ,

Patentanwalt * (11113) L/ΒτPatent attorney * (11113) L / Βτ

75Kärlsruhe175Kärlsruhe 1

Carel Fouehe Languepin, 55 rue de Amsterdam, Paris, Frankreich Carel Fouehe Languepin, 55 rue de Amsterdam, Paris, France

Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Bearbeitung von WerkstückenMethod and device for the electrical machining of workpieces

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur elektrischen Bearbeitung von Y/erkstüeken mittels eines Elektrodenstempels bei einer zwischen Elektrode und Werkstück befindlichen Flüssigkeit'sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei das Elektrodenwerkzeug seine Kontur nach Art einer Patrize in bzw. anThe invention "relates to a method for electrical Machining of Y / pieces by means of an electrode punch in the case of a liquid located between the electrode and the workpiece, as well as a device for Implementation of the method, with the electrode tool in or on its contour in the manner of a patrix

509809/0604509809/0604

(11113) - 2 -(11113) - 2 -

dem zu bearbeitenden Werkstück nachformt.reshaped the workpiece to be machined.

Es sind zwei Arten der Werkstückbearbeitung auf elektrischem Wege' bekannt. Einmal das elektroerosive Verfahren, bei dem man zwischen Werkstück und Elektrode, die in ein flüssiges Dielektrikum eingetaucht sind, elektrische Funken oder Lichtbogen sehr kurzer Dauer überspringen läßt, und.zum anderen das elektrochemische Verfahren, bei dem das Werkstück an den Pluspol und die Elektrode an den Minuspol einer Gleichstromquelle angeschlossen und durch einen Elektrolyten voneinander getrennt sind.Two types of workpiece machining by electrical means are known. Once the electroerosive process, in which one is placed between the workpiece and the electrode, which are immersed in a liquid dielectric, electrical sparks or arcs can be jumped over for a very short time, and on the other hand the electrochemical one Process in which the workpiece is connected to the positive pole and the electrode is connected to the negative pole of a direct current source connected and separated from each other by an electrolyte.

Man weiß auch inzwischen, daß die elektroerosive Bearbeitung am Werkstück nebeneinahderliegende kleine Krater erzeugt, von denen jeder der Erosionswirkung eines Funkens oder eines kurzen Lichtbogens entspricht. Ferner weiß man, daß bei der elektroerosiven Bearbeitung die Abnutzung der Elektroden herabgesetzt v/erden kann, wenn man dafür sorgt, daß der Strom im Spalt zwischen Werkstück und Elektrode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Funken nicht vollkommen unterbrochen wird.We also know by now that electrical discharge machining Small craters lying next to one another are created on the workpiece, each of which has the effect of erosion corresponds to a spark or a short arc. It is also known that electrical discharge machining The wear of the electrodes can be reduced if one ensures that the current in the gap between workpiece and electrode not completely interrupted between two successive sparks will.

Um am Werkstück schließlich eine.Oberfläche nur geringer Rauheit zu erhalten, ist es grundsätzlich unvermeidbar; sukzessive an definierten Bereichen durch die Erzeugung von Funken mit langsam abnehmender Energie zu arbeiten, um fortschreitend die zunächst beiIn order to finally have a smaller surface on the workpiece To maintain roughness, it is fundamentally inevitable; successively in defined areas the generation of sparks with slowly decreasing energy to work progressively at first

509809/0604509809/0604

(11113) -3-(11113) -3-

der Vorbearbeitung entstehenden verhältnismäßig großen Krater durch kleine Krater der Fertigbearbeitung zu ersetzen. In jedem Falle bleibt aber die durch die Elektrode hergestellte Form mehr oder weniger rauh in ihrer Oberfläche und es kann ein Polieren bzw. Glätten dieser Oberfläche nur dadurch ermöglicht werden, daß man einen gesonderten elektroerosiven Arbeitsvorgang mit einer dafür besonders vorgesehenen Peinelektrode vornimmt.to replace the relatively large craters resulting from the preprocessing with small craters from the final processing. In any case, however, the shape produced by the electrode remains more or less rough in its surface and polishing or smoothing of this surface can only be made possible by carrying out a separate electrical discharge machining process with a specially designed pin electrode.

Im Gegensatz hierzu erlaubt die elektrochemische Bearbeitung die Herstellung einer sehr guten Werkstückoberfläche in einem einzigen Arbeitsgang, Wird die Bearbeitung sachgemäß vorgenommen, so haben schließlich die bearbeiteten Oberflächen Polierqualität.In contrast to this, electrochemical machining allows the production of a very good workpiece surface In a single operation, if the processing is done properly, then finally the machined surfaces polished quality.

Während aber die elektroerosive Bearbeitung es erlaubt, eine zuzüglich einer geringen Vergrößerung in jeder Richtung genaue Wiedergabe der Elektrode zu erhalten, ist im Gegensatz dazu eine bedeutende Ungenauigkeit bei der elektrochemischen Bearbeitung zu verzeichnen, wobei die wiedergabe der Elektrodenform derart von der eigentlichen Form der Elektrode abweicht, daß dies grundsätzlich nicht tragbar ist. Daher kann man hier nur eine brauchbare Kopie der Elektrodenform am Werkstück erhalten, wenn man die Form der Elektrode selbst vorher entsprechend den Erfahrungswerten korrigiert, wodurch aber der Anwendungsbereich dieses elektrochemischen Bearbeitungsverfahrens stark eingeschränkt ist.But while electrical discharge machining allows one plus a small magnification in each Conversely, obtaining an accurate rendition of the electrode is a significant inaccuracy recorded in the electrochemical machining, the representation of the electrode shape in such a way from the actual shape of the electrode deviates, so that this is fundamentally not acceptable. So you can go here just a usable copy of the electrode shape on the workpiece obtained if the shape of the electrode is corrected beforehand according to empirical values, however, this severely limits the scope of this electrochemical machining process.

5O9809/0GC45O9809 / 0GC4

(11113) - 4 -(11113) - 4 -

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Verfahren und die Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiter auszubilden, daß die beschriebenen Nachteile der genannten elektrischen Bearbeitungsverfahren vermieden, ihre Vorteile jedoch miteinander vereinigt werden. Dies soll auf denkbar einfache Weise ohne nennenswerten Mehraufwand gegenüber den beiden bekannten Verfahren geschehen.The object of the invention is therefore to provide the method and the device of the type mentioned at the beginning to train further that the described disadvantages of the electrical machining processes mentioned are avoided, however, their advantages are combined. This is supposed to be the easiest way possible without Significant additional work is done compared to the two known methods.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einzelne und zeitlich voneinander getrennt aufeinanderfolgende Spannungsimpulse mit negativer Polarität an die Elektrode angeschlossen sind, während zwischen Elektrode und Werkstück ein Elektrolyt verhältnismäßig geringer Leitfähigkeit strömt.The object is achieved according to the invention in that individual and temporally separated successive voltage pulses with negative polarity the electrode are connected, while an electrolyte is relatively between the electrode and the workpiece low conductivity flows.

Bei einem derartigen Vorgehen kann man im Hinblick auf die geringe Leitfähigkeit des Elektrolyten zulassen, daß am Ende jedes Impulses eine plötzliche Auslösung des Stromdurchtritts in Form eines Funkens oder selbst eines kurzen Lichtbogens auftritt, nach welchem der Stromfluß sich über den elektrolytischen Weg im Intervall zwischen Elektrode und Werkstück fortsetzt.With such a procedure, in view of the low conductivity of the electrolyte, one can allow that at the end of each pulse a sudden triggering of the passage of current in the form of a spark or even a short arc occurs, after which the current flows through the electrolytic The path continues in the interval between the electrode and the workpiece.

Am Ende jedes Spannungsimpulses kann sich der Strom selbst in dem auf den Impuls folgenden Zeitintervall fortsetzen, da sich Werkstück und Elektrode wie die beiden aufgeladenen Seiten eines Kondensators verhalten,At the end of each voltage pulse, the current can increase continue even in the time interval following the pulse, since the workpiece and the electrode are like the behave on both charged sides of a capacitor,

509809/0604509809/0604

(11113) - 5 -(11113) - 5 -

dessen Dielektrizität unvollständig ist. Außerdem kann man auch mit Unterstützung einer Hilfsstromquelle einen niedrigen, permanenten Strom im Arbeitsspalt aufrecht erhalten«whose dielectricity is incomplete. Also can a low, permanent current in the working gap can also be achieved with the support of an auxiliary power source maintain "

Die ständige Zirkulation des Elektrolyten trägt die abgetragenen Metallpartikel fort und erlaubt andererseits zu Beginn eines jeden nachfolgenden Impulses die Entstehung einer erneuten Auslösung des Stromdurchtrittes. The constant circulation of the electrolyte carries away the removed metal particles and, on the other hand, allows At the beginning of each subsequent pulse, the occurrence of a renewed triggering of the passage of current.

•Der Vorteil eines derartigen.Vorgehens liegt darin, daß in jedem Falle die durch den plötzlichen Stromübergang erfolgende Grobbearbeitung durch Wirkung der Elektrolyse fortgesetzt wird, wodurch sich eine schnellere und sehr viel genauere Bearbeitung als nur durch Anwendung der Elektrolyse, andererseits aber eine Güte des Bearbeitungsergebnisses erhalten läßt, die durch Anwendung des elektroerosiven Bearbeitungsverfahrens allein nicht möglich ist.• The advantage of such an approach is that that in each case the rough machining that occurs due to the sudden current transition is effected by the Electrolysis continues, resulting in faster and much more accurate processing than just by Use of electrolysis, but on the other hand a quality of the processing result can be obtained that is not possible by using the electrical discharge machining process alone.

Die praktisch erfolgende Überlagerung der beiden Bearbeitungsverfahren wird bei dem jeweils erhaltenen Bearbeitungsergebnis ohne weiteres deutlich.The practical overlapping of the two machining processes is readily apparent from the processing result obtained in each case.

Wenn die Wirkung der elektroerosiven Bearbeitung überwiegt, verbleiben am Werkstück sichtbare Krater, die nicht durch den elektrolytischen Poliereffekt geglättet sind; ist andererseits das elektrolytische Bearbei-If the effect of the electrical discharge machining predominates, visible craters remain on the workpiece are not smoothed by the electrolytic polishing effect; on the other hand, electrolytic machining

509809/0604509809/0604

(11113) - 6 -(11113) - 6 -

tungsverfahren vorrangig, so zeigt die am Werkstück hergestellte Kontur gegenüber der der Elektrode unannehmbare Pormabweichungen.processing method, the contour produced on the workpiece is unacceptable compared to that of the electrode Porm deviations.

Das optimale Ergebnis läßt sich erhalten, wenn man mit einem einzigen Arbeitsvorgang am Werkstück eine fertig polierte und gegenüber der Elektrode geometrisch genau parallele Form erreicht, die eine gleichmäßige Distanz entsprechend dem Arbeitsspalt zwischen Elektrode und Werkstück aufweist. Praktisch liegt diese Distanz in ihrer Breite zwischen 1 und 2/10 mm.The optimal result can be obtained if you do one with a single operation on the workpiece fully polished and geometrically exactly parallel to the electrode, which has a uniform shape Has a distance corresponding to the working gap between the electrode and the workpiece. Practically this lies Distance in their width between 1 and 2/10 mm.

Das genannte optimale Ergebnis läßt sich wiederholt erreichen, wenn man die verschiedenen, später noch angesprochenen Parameter richtig einstellt.The above-mentioned optimal result can be achieved repeatedly if one considers the various, which will be discussed later Set parameters correctly.

Im Hinblick darauf, daß nach der Erfindung das Bestreben dahin geht, systematisch die elektroerosive und die elektrolytische Bearbeitung zur Erreichung eines optimalen Ziels miteinander zu kombinieren, sei jedoch hier angemerkt, daß das Ziel früherer Lösungsversuche im Gegensatz dazu grundsätzlich dahin geht, ein Zusammenspiel von elektroerosiver Wirkung einerseits und elektrochemischer Bearbeitungswirkung andererseits zu vermeiden.With a view to the fact that, according to the invention, the aim is to systematically use electrical discharge machining and to combine the electrolytic machining with each other to achieve an optimal goal However, it is noted here that the aim of earlier attempts at a solution is, in principle, an interplay of electroerosive action on the one hand and electrochemical machining action on the other to avoid.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die Impulse eine Frequenz von 20 bis 200 Hz haben. Je höher dieIt has proven to be useful if the pulses have a frequency of 20 to 200 Hz. The higher the

509809/0604509809/0604

(11113)(11113)

Impulszahl pro Sekunde liegt, um so mehr zeigt der Bearbeitungsvorgang den Charakter einer elektroerosiven Bearbeitung und umgekehrt.Number of pulses per second, the more the machining process shows the character of an electroerosive discharge Processing and vice versa.

Die«genannten Impulse können beliebige Form haben und sie können langer oder kürzer als die zwischen ihnen liegenden Zeitintervalle sein.The «mentioned impulses can have any form and they can be longer or shorter than the time intervals between them.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich ausgesprochen vorteilhafte Ergebnisse erreichen lassen, wenn man einfach mit Hilfe einer Diode einen Wechselstrom mit Netzspannungsfrequenz (50 oder 60 Hz; von Land zu Land verschieden) einweggleiehrichtet_f und es ist leichter, auf die Leitfähigkeit des Elektrolyten und auf die Spannung der Impulse als auf deren Frequenz Einfluß zu nehmen.It has, however, been found that very favorable results can be achieved when simply using a diode an alternating current with power line frequency (50 or 60 Hz; from country to country) einweggleiehrichtet _f and it is easier on the conductivity of the electrolyte and to influence the voltage of the pulses rather than their frequency.

Außerdem ist es zweckmäßig, auf die Dauer jeder benutzten, gleichgerichteten Halbwelle einzuwirken, indem man zusätzlich noch entsprechend den durch die Gleichrichtung unterdrückten Halbwellen die Zeit verlängert oder verkürzt, während derer keine Spannungsversorgung durch den gleichgerichteten Wechselstrom stattfindet.In addition, it is advisable, in the long run, to to act in the rectified half-wave by additionally corresponding to the Rectification suppressed half waves increases the time or shortened, during which there is no voltage supply by the rectified alternating current takes place.

In an sich bekannter Weise kann der Beginn der Stromhalbwellen verzögert werden, indem beispielsweise im Versorpungskreis ein Thyristor oder ein Thyratron inThe start of the current half-waves can be carried out in a manner known per se be delayed by, for example, a thyristor or a thyratron in the supply circuit

509809/0604509809/0604

(11113)(11113)

Serie geschaltet wird und indem deren Zündzeitpunkt verzögert wird, was durch zahlreiche Mittel, insbesondere durch Anschluß deren Zündelektrode an ein RC-Glied erreicht werden kann.Is switched in series and by retarding their ignition timing, which by numerous means, in particular by connecting the ignition electrode to an RC element.

Das Ende der Halbwellen kann ebenfalls durch an sich bekannte Maßnahmen verzögert werden, beispielsweise durch Entladung einer Selbstinduktion.The end of the half-waves can also be delayed by measures known per se, for example by discharging a self-induction.

Die Leitfähigkeit des Elektrolyten wird vorzugsweiseThe conductivity of the electrolyte is preferred

zwischen 0,1 und 15 Siemens m/m gewählt. Dabei ist zu vergegenwärtigen, daß die Einheit Siemens der Kehrwert zur Einheit Ohm ist. Im cgs-System würde entsprechend der Wert der spezifischen Leitfähigkeit zwischen 0,001 und 0,15 liegen.between 0.1 and 15 Siemens m / m selected. It should be remembered that the Siemens unit is the reciprocal to the unit ohms. In the cgs system, the value of the specific conductivity can be between 0.001 and 0.15.

Die verhältnismäßig geringe Leitfähigkeit des Elektrolyten entspricht im wesentlichen der Leitfähigkeit des Leitungswassers. Ein vorteilhafter WertbereichThe relatively low conductivity of the electrolyte essentially corresponds to the conductivity of tap water. An advantageous range of values

dieser Leitfähigkeit liegt etwa bei 5 Siemens m/m , d. h. bei etwa dem fünffachen Wert der Leitfähigkeit von natürlichem Wasser. Dabei ist selbstverständlich der Elektrolyseeffekt des Bearbeitungsverfahrens um so vorherrschender, je größer die Leitfähigkeit ist und umgekehrt.this conductivity is around 5 Siemens m / m, i.e. H. at about five times the conductivity of natural water. Of course, the electrolysis effect of the machining process is over the more prevalent, the greater the conductivity and vice versa.

Der Wachstumswert der Impulse kann 60 V erreichen. Jedoch sind wesentlich geringere Werte in der Größenordnung von 1/10 des Genannten und weniger ebenfalls noch ausreichend.The growth value of the pulses can reach 60V. However, much lower values are on the order of magnitude 1/10 of the above and less is also sufficient.

509809/0604509809/0604

(11113) - 9 -(11113) - 9 -

Die Größe des Abstandes zwischen Elektrode und Werkstück kann dauernd in an sich bekannter Weise durch eine Servosteuerung aufrecht erhalten werden, die als Bestimmungsgröße die Spannung zwischen Elektrode und Werkstück und als Bezugsgröße eine gewünschte aufgegebene Spannung, beispielsweise zwischen 4 und 20 V, hat.The size of the distance between the electrode and the workpiece can be changed continuously in a manner known per se a servo control can be maintained, which determines the voltage between electrode and Workpiece and, as a reference variable, a desired applied voltage, for example between 4 and 20 V, Has.

Außerdem ist es möglich, die Elektrode gegen das Werkstück zu drücken, um zwischen diesen beiden Teilen den notwendigen Abstand herzustellen, der eine elek-'trische Bearbeitung mit Hilfe eines elektromagnetischen Vibrators ermöglicht, der beispielsweise auf die beiden Teile über die sie zusammendrückende Verbindung einwirkt.It is also possible to hold the electrode against the workpiece to create the necessary distance between these two parts, which is an electrical one Machining with the help of an electromagnetic vibrator allows, for example on acts on the two parts via the connection that presses them together.

Eine solche Bauform eignet sich allgemein zur abtragenden Bearbeitung, beispielsweise zur Zerlegung bzw. Zerstörung eines Gewindebohrers.Such a design is generally suitable for abrasive machining, for example for dismantling or Destruction of a tap.

Außerdem kann es von Vorteil sein, beispielsweise bei der Tiefenbearbeitung, zur Erleichterung des Fortschaffens der entfernten Metallpartikel, einen Vibrator zusätzlich zu der Servosteuerung für die Einstellung des Abstandes zwischen Elektrode und Werkstück zu Hilfe zu nehmen.It can also be an advantage, for example when working deeply, to make it easier to move away the removed metal particles, a vibrator in addition to the servo control for adjustment the distance between the electrode and the workpiece.

In an sieh bekannter Weise wird der Pluß des Elektrolyten über die Elektrode bis zum Arbeitsspalt zwischen Elektrode und Werkstück aufrecht erhalten.In a manner known per se, the electrolyte becomes positive maintained over the electrode up to the working gap between the electrode and the workpiece.

Dazu sind vorzugsweise die Kanäle zur Zuführung des Elektrolyten von stark abgeflachtem Querschnitt* ά. h. großer länge im Vergleich zu .ihrer Breite.For this purpose, the channels for supplying the electrolyte are preferably of a strongly flattened cross-section * ά. H. large length compared to its width.

509809/0604509809/0604

(11115) - 10 -(11115) - 10 -

Ist der Querschnitt dieser Kanäle rechteckig, so • haben sie vorteilhafterweise die Form von Schlitzen, die. durch Sägen oder Fräsen hergestellt sind. Auch erreicht man damit eine sehr gleichmäßige Aufteilung des Elektrolyten, was die Genauigkeit der Bearbeitung unterstützt.If the cross-section of these channels is rectangular, then • they advantageously have the shape of slots, the. are made by sawing or milling. You can also achieve a very even distribution of the electrolyte, which supports the accuracy of the machining.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung eingehender erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In the drawing show:

Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht einerFig. 1 is a simplified side view of a

Maschine zur Durchführung der Erfindung;Machine for carrying out the invention;

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1;Fig. 2 is an enlarged sectional view taken along the section line II-II in Fig. 1;

Fig. 3 die schematische Darstellung einer Variante eines Teils der in Fig. 1 dargestellten Maschine und3 shows the schematic representation of a variant of a part of that shown in FIG. 1 Machine and

Fig. 4 ein Diagramm des SpannungsveTlaufes imFig. 4 is a diagram of the voltage curve in

Zwischenraum zwischen Elektrode und Werkstück.Space between the electrode and the workpiece.

Die in Fig. 1 dargestellte Maschine hat einen im wesentlichen C-förmigen Maschinenständer, in dessen Lagerbock 2 eine die Elektrode tragende Säule 3 vertikal verschiebbar geführt ist, deren Stellung durch eine Servosteuerung 23 bestimmt wird. Das obere freie Ende der Säule 5 trägt eine Platte 7, die gegebenenfalls einen Vibrator 8 aufnehmen kann, der elektrisch oder pneumatisch mit einer Frequenz betrieben wird, die gleich oder größer der Impulsfolge der Versorgungsspannung ist. Handelt es sich im besonderen um einen elektromagnetischen Vibrator und ist dieser an ein Netz mit einer Wechselspannung von 50 Perioden angeschlossen, so liegt die Vibratorfrequenz bei 100 Hz, da die Frequenz der Impulsfolge nur £0 Hz beträgt.The machine shown in Fig. 1 has an essentially C-shaped machine stand, in the bearing block 2 of which a column 3 carrying the electrode is vertical is displaceably guided, the position of which is determined by a servo control 23. The upper free end the column 5 carries a plate 7, which can optionally accommodate a vibrator 8, the electrical or operated pneumatically at a frequency that is equal to or greater than the pulse train of the supply voltage. In particular, is it a electromagnetic vibrator and is this connected to a network with an alternating voltage of 50 periods, the vibrator frequency is 100 Hz, because the frequency of the pulse train is only £ 0 Hz.

509809/0604509809/0604

(11113) - 11 -(11113) - 11 -

Am unteren Ende der Säule 3 ist mittels eines hohlen Elektrodenträgers 9 eine Elektrode 10 befestigt, die einen mittleren Schlitz 11 aufweist (siehe auch Fig. 2), der mit dem Inneren des Elektrodenträgers 9 in Verbindung steht. Dieser Schlitz 11 wird mit'einem Elektrolyten 14 über eine Leitung 13a durch eine Pumpe versorgt, die in einen Behälter 16 eingetaucht ist. Die Pumpe liefert einen Druck von wenigstens 1 bar, vorzugsweise jedoch einen Druck bis zu 5 bar.At the lower end of the column 3 is by means of a hollow Electrode carrier 9 attached an electrode 10, which has a central slot 11 (see also Fig. 2), which is in communication with the interior of the electrode carrier 9. This slot 11 is made with an electrolyte 14 through a line 13a through a pump supplied, which is immersed in a container 16. The pump delivers a pressure of at least 1 bar, but preferably a pressure of up to 5 bar.

Der zwischen Elektrode und Werkstück eingebrachte Elektrolyt wird in einem Behälter 15 gesammelt, der das Werkstück 12 aufnimmt und von dem aus der Elektrolyt über die Leitung 17 wieder in den Behälter 16 zurückfließen kann.The electrolyte introduced between the electrode and the workpiece is collected in a container 15 which holds the The workpiece 12 picks up and from which the electrolyte flows back into the container 16 via the line 17 can.

Die Elektrode 10 und das Werkstück 12 sind an eine Wechselspannungsquelle 20, vorzugsweise die Netzspannung von 50 Hz, über einen Einweggleichrichter 18 angeschlossen. Dabei erlaubt ein einstellbarer Transformator 19 die Einstellung der geeigneten Betriebsspannung. The electrode 10 and the workpiece 12 are connected to an alternating voltage source 20, preferably the mains voltage of 50 Hz, connected via a half-wave rectifier 18. An adjustable transformer 19 allows the appropriate operating voltage to be set.

Über die Leitungen 25 wird die zwischen Elektrode 10 und Werkstück 12 herrschende Spannung auf die Servosteuerung -23 gegeben, an der eine Bezugs spannung, beispielsweise zwischen 4 und 20 V, ansteht.The voltage prevailing between electrode 10 and workpiece 12 is transmitted to the servo control via lines 25 -23 given at which a reference voltage, for example between 4 and 20 V.

509809/060509809/060

(11113) - 12 -(11113) - 12 -

Der Transformator 19 ist vorteilhafterweise ein Streutransformator zur Begrenzung des Stromanstieges beispielsweise im Falle eines durch eine Störung auftretenden Kurzschlusses zwischen Elektrode und Werkstück. The transformer 19 is advantageously a leakage transformer to limit the current rise, for example in the event of a short circuit between the electrode and the workpiece caused by a fault.

Das nachfolgende Beispiel mag verdeutlichen, wie sich die Erfindung verwirklichen läßt.The following example may illustrate how the invention can be implemented.

Die benutzte Elektrode 10 sei ein Quadrat aus Kupfer mit einer Kantenlänge von 2 cm, das durch einen mittleren Schlitz 11 von etwa 1 mm Breite durchquert ist, der einen Kern von ungefähr 0,7 mm stehen läßt.The electrode 10 used is a square made of copper with an edge length of 2 cm, which is through a middle Slit 11 is traversed by about 1 mm wide, which leaves a core of about 0.7 mm.

Der benutzte Elektrolyt habe eine Leitfähigkeit von 4,5 Siemensm,
bei 3,5 bar.The electrolyte used has a conductivity of 4.5 Siemensm,
at 3.5 bar.

4,5 Siemensm/m ; der Förderdruck der Pumpe 13 liege4.5 Siemensm / m; the delivery pressure of the pump 13 lies

Im Leerlauf sei die Spannung am Ausgang des Transformators 19 bzw. der Diode 18 60 V.In no-load operation, let the voltage at the output of transformer 19 or diode 18 be 60 V.

Die auftretende Arbeitsspannung sei 6 V. Während der Arbeit des Profils 12a schwankt die Spannung zwischen 4 und 8 V, während die wirksame Stromstärke ungefähr bei 85 Ampere liegt.The working voltage that occurs is 6 V. During the work of the profile 12a, the voltage fluctuates between 4 and 8 volts, while the effective amperage is approximately 85 amps.

Unter diesen Voraussetzungen findet die Bearbeitung statt, ohne daß die Elektrode Abnutzungserscheinungen oder im Gegensatz dazu Anlagerung an der OberflächeUnder these conditions, machining takes place without the electrode showing signs of wear or, on the contrary, accumulation on the surface

509809/06(H509809/06 (H.

(11113) - 13 -(11113) - 13 -

zeigt. Wird die Bearbeitung an einem Stahlblock 12 "bis zu einer Tiefe von 5 mm fortgesetzt, so läßt sich feststellen, daß die erarbeitete Vertiefung genau den Querschnitt der Elektrode zuzüglich einer allseitigen Querschnittsvergrößerung von 0,12 mm hat.shows. If the machining is continued on a steel block 12 "to a depth of 5 mm, then determine that the created recess exactly the cross-section of the electrode plus one on all sides Has a cross-sectional enlargement of 0.12 mm.

Der Oberflächenzustand der Vertiefung im Werkstück ist außerdem hochglanzpoliert.The surface condition of the recess in the workpiece is also highly polished.

Die verwendeten Elektrolyten können schwache Elektrolyten sein, wie beispielsweise Waschwasser bzw. Seifenwasser oder Mineralöle mit. Emulsionsbildnern, wodurch vorteilhafterweise eine Korrosion der zu bearbeitenden Werkstücke.vermieden wird.The electrolytes used can be weak electrolytes such as washing water or soapy water or mineral oils with. Emulsifiers, which advantageously corrode the to be processed Work pieces. Is avoided.

Der Vorteil in der Verwendung eines im Querschnitt abgeflachten und über eine Mittelebene der Elektrode sich erstreckenden Zuführungskanals für den. Elektrolyten ergibt sich anhand der Fig. 2.The advantage of using a flattened cross-section and over a central plane of the electrode extending feed channel for the. Electrolytes are shown in FIG. 2.

Der über einen solchen Schlitz zugeführte Elektrolyt teilt sich an beiden Seiten des Schlitzes in zwei Hälften auf, die laminar zwischen Elektrode und dem Boden der Vertiefung im Werkstück entlangfließen, wie dies durch die Pfeile 22 angedeutet ist. Danach steigt der Elektrolyt-in gleichmäßiger Weise entlang dem gesamten äußeren Umfang der Elektrode auf, wodurch während der Bearbeitung eine irgendwie geartete Unsymmetrie unterbunden wird.The electrolyte fed in via such a slot divides into two halves on both sides of the slot that flow laminar between the electrode and the bottom of the recess in the workpiece, like this is indicated by the arrows 22. After that, the electrolyte rises in a uniform way along the whole outer circumference of the electrode, which prevents any kind of asymmetry during machining will.

9809/06049809/0604

(11113) -H-(11113) -H-

Es ist bekannt, daß eine Aufteilung des Elektrolyten, die seine Gleichförmigkeit beeinträchtigt, eine der Ursachen für Entartungen der elektrochemisch hergestellten Vertiefungen ist. Insbesondere bildet ein in eine Richtung bevorzugtes Fließen des Elektrolyten in der Vertiefung eine Furche, da entlang dieser bevorzugten Fließrichtung die vom Elektrolyten mitgeführten Ionen vermehrt auftreten.It is known that a breakdown of the electrolyte, which affects its uniformity, one of the causes of degeneracy of the electrochemically produced Wells is. In particular, a unidirectional flow of the electrolyte forms a furrow in the depression, since along this preferred flow direction those carried along by the electrolyte Ions occur more frequently.

Wie in Fig. 3 dargestellt, kann man die am Ausgang des Transformators anstehende Spannung durch zusätzlichen Einsatz eines Kondensators 21 einstellbarer Kapazität regeln, der an den primärseitigen Anschlüssen eine Überspannung erzeugt.As shown in FIG. 3, the voltage present at the output of the transformer can be increased by additional Use a capacitor 21 to regulate the adjustable capacitance at the connections on the primary side generates an overvoltage.

Schließlich zeigt Fig. 4 die während der Bearbeitung zwischen Elektrode und Werkstück auftretenden Änderungen der Spannung V. Während der Zeitintervalle a, die mit den von der Diode 18 durchgelassenen Spannungshalbwellen korrespondieren, bildet sich eine Spannungsspitze 24 aus, welche ihrerseits mit dem Stromdurchbruch durch den Elektrolyten übereinstimmt.Finally, FIG. 4 shows the changes occurring between the electrode and the workpiece during machining the voltage V. During the time intervals a, which with the transmitted by the diode 18 voltage half-waves correspond, a voltage peak 24 forms, which in turn with the Current breakdown through the electrolyte matches.

Während der Zeitintervalle b jedoch, während derer die Diode 18 die jeweils zweite Halbwelle des Wechselstromes sperrt, fließt kein Strom im äußeren Stromkreis des Zwischenraumes zwischen Elektrode und Werkstück, so daß die Spannung, die am Ende der Intervalle aDuring the time intervals b, however, during which the diode 18 the second half-cycle of the alternating current blocks, no current flows in the external circuit of the space between the electrode and the workpiece, so that the voltage that is generated at the end of the intervals a

509809/0604509809/0604

(11113) _ 15 -(11113) _ 15 -

noch den Wert V hat, während des Zeitintervalls b expotentiell abnimmt, d. h. sich der durch Elektrode und Y/erkstück dargestellte Kondensator über den mittelmäßig leitfähigen Elektrolyten entlädt, wobei jedoch noch die Elektrplysewirkung fortgesetzt wird.still has the value V, decreases exponentially during the time interval b, d. H. the through electrode and Y / Erkstück shown capacitor over the mediocre conductive electrolyte discharges, but the Elektrplysewirkung is still continued.

Obwohl also die Einrichtung nicht wie während der Arbeitshalbzeit versorgt ist, findet dann doch praktisch ununterbrochen eine Portsetzung des Bearbeitungsvorganges statt.So although the facility is not supplied as it is during half-time, it is practical porting of the processing process takes place continuously.

Festzustellen ist, daß einer der bemerkensv/ertesten Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung die vernachlässigbar kleine Abnutzung der Elektrode ist, obwohl die Bearbeitung teilweise auf elektroerosiver Y<firkung beruht.It should be noted that one of the most notable aspects of the present invention is negligible Small wear and tear on the electrode is, although the machining is partly due to electrical discharge Y <firing is based.

Die Erfindung ist auf die Funkenbearbeitung speziell von Spritz- und Gießformen anwendbar, weil sie es erlaubt, in einem einzigen Arbeitsgang genaue Ausnehmungen bzw. Konturen mit einer Oberflächenbeschaffenheit von Polierqualität herzustellen.The invention is particularly applicable to the spark machining of injection and casting molds because it allows Precise recesses or contours with a surface finish in a single operation of polishing quality.

509809/0 6 04509809/0 6 04

Claims

(11113) _ ₁₆ _

Claims

./Process for the electrical processing of work

ken by means of an electrode stamp at a liquid between the electrode and the workpiece,

characterized,

that individual and temporally separated successive ones Voltage pulses with negative polarity are connected to the "electrode, while between Electrolyte with relatively low conductivity flows through the electrode and workpiece.

2. The method according to claim 1, characterized in that the pulses have a frequency of 20 to 200 Hz, preferably the network frequency from which they are obtained with one-way rectification of one of the half-waves,

3. The method according to claim 1, characterized in that a continuous stream with opposite the pulses in the same direction by means of an auxiliary power source in the working gap between the electrode and the workpiece is maintained.

4. The method according to claim 1, characterized in that the conductivity of the electrolyte is between 0.1 and 15 Siemens m / m.

5. Apparatus according to claim 4, characterized

509809/0604

(11113) _ π -

net that the conductivity "is 5 Siemens m / m.

6 «Device for performing the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the distance between the electrode and the workpiece can be regulated by a servo control, the abandoned or the voltage is between 4 and 20 V.

1. Device for performing the method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electrode is under the action of a vibrator, the frequency of which corresponds at least to that of the voltage pulses.

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the electrolyte by means of a pump under pressure to the end of the electrode is passed through this, where it is related to the band cross-section of the electrode in the middle of the slot.

9 * Device according to claim 6 or 7, characterized in that that the voltage is taken over a diode from the secondary side of a transformer is, on the primary side of which is connected to the network, a capacitor is connected in parallel.

509809/0604

•4?.• 4 ?.

Blank page