DE2440564A1

DE2440564A1 - Maschine zum bearbeiten einer werkstueckelektrode durch elektroerosion

Info

Publication number: DE2440564A1
Application number: DE2440564A
Authority: DE
Inventors: Roger Delpretti; Roger Girardin; Hans Lehmann; William Morf
Original assignee: Ateliers des Charmilles SA
Current assignee: Ateliers des Charmilles SA
Priority date: 1973-08-24
Filing date: 1974-08-23
Publication date: 1975-03-06
Also published as: US3912899A; FR2241377B1; DE2440564C2; JPS546120B2; GB1474443A; FR2241377A1; JPS5050797A; CH569547A5

Description

Patentanwalt·

Dr.1tMSM-DTtNh-DiAi*! ₉ -.

8000 München 2 23. AUfl, 1974

Kaiser-Ludwig-Platz 6 Telefon 089/530211-530212

Y/AG/6

ATELIERS DES GHARMILLES S.A.-, GENl, Schweiz

Maschine zum Bearbeiten einer Werkstückelektrode durch Elektroerosion

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Bearbeiten einer Werkstückelektrode durch Elektroerosion mittels einer Elektrode in Form eines Drahtes, dessen fortgesetzte Abrollung unter Bedingungen erfolgt, welche die Durchführung der Bearbeitung mit hoher Genauigkeit gestatten. Auf diesem Maschinentyp wird die Drahtelektrode mit einer solchen vorbestimmten Geschwindigkeit in die Funkenbildungezone gelie-

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fert.oder abgegeben, daß ihre Abnutzung im Laufe des Fortsöhr ei tens der Bearbeitung kompensiert wird. Die erosive Funkenbildung entsteht zwischen dem Werkstück und der Drahtelektrode, deren relative Verschiebungen ausgehend von eine Bearbeitungsbahn definierenden programmierten Daten sehr oft automatisch gesteuert werden.

Um eine den programmierten Daten entsprechende bearbeitete Oberfläche zu erhalten, ist es notwendig, daß der Draht gerade zwischen seinen Führungen bleibt, wenn er die Funkenbildungszone durchquert. Diese Bedingung ist aber schwer zu erfüllen, wenn der Draht Verformungen infolge Richtungsänderungen unterliegt, die im Verlauf seines Leitweges in der Funkenbildungszone unvermeidlich sind. Dagegen könnte eine bessere Ausrichtung des Drahtes erhalten werden, wenn sein Geraderichten vor dem Eindringen in die Bearbeitungszone ohne Richtungsänderung bewirkt wird.

Ein bekanntes Verfahren zum Aus- oder Geraderichten einer Drahtelektrode besteht darin, diese auf eine bestimmte Temperatur zu erwärmen, wobei auf die Elektrode ein Zug von geringem und vorbestimmtem Wert ausgeübt wird. Es ist bekannt, dieses Verfahren zu verwenden, um eine Drahtelektrode statisch auszurichten, die zur Bearbeitung von öffnungen mit kleinen Abmessungen bestimmt ist. Indessen kann ein solches

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Verfahren nicht ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen auf eine Drahtelektrode angewandt werden, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit in die Bearbeitungszone, geliefert oder abgegeben'wird. In der Tat unterscheiden sich die Werte des auf den Draht ausgeübten Zuges und seiner Temperatur in der Bearbeitungszone grundlegend von den Werten, die zum Erhalten seiner Ausrichtung erforderlich sind.

Die Erfindung bietet den Vorteil, die Anwendung des bekannten Verfahrens zum Aus- oder Geradrichten des Drahtes durch Erwärmung mit einem Bearbeitungsverfahren zu ermöglichen, bei dem eine Drahtelektrode mit kontinuierlicher Abrollung verwendet wird. Ein anderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie nicht nur die Aus- oder Geraderichtung des Drahtes unter, optimalen Bedingungen zuläßt, sondern daß der Draht vor oder eventuell nach seinem Durchgang durch die Zone, in der er aus- oder geradegerichtet wird, ebenfalls kalibriert werden kann.

Die Maschine nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist wenigstens zwei Zonen, in denen der Draht verläuft, Vorrichtungen, die den Draht einem vorbestimmten Zug und einer vorbestimmten Temperatur in jeder dieser Zonen unterwerfen, wobei der Draht in'an sich bekannter Weise erwärmt wird, um in der ersten Zone aus- oder ge-

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radegerichtet zu werden, und die zweite Zone die Bearbeitungszone ist, und Vorrichtungen, die eine Vergrößerung des Zuges des Drahtes und eine Verminderung seiner Temperatur gewährleisten, wenn er von der ersten Zone in die zweite Zone verläuft.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Weise als Beispiel drei Ausführungsformen der Maschine nach der Erfindung.

Fig. 1 veranschaulicht die erste Ausführungsform, in welcher der auf den Draht ausgeübte Zug von mechanischen Bremsvorrichtungen bestimmt wird.

Fig. 2 stellt die zweite Ausführungsform dar, in welcher der auf den Draht ausgeübte Zug durch Unterschiede seiner Mitnahme- oder Antriebsgeschwindigkeiten bestimmt wird.

Fig. 3 zeigt die dritte Ausführungsform, in welcher der auf den Draht ausgeübte Zug durch einen Hilfsmotor geregelt wird.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Maschine zum Bearbeiten durch Elektroerosion eine mit einer Bearbeitungsflüssigkeit gefüllte Wanne 1.

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Ein leitender Draht 2 verläuft durch diese Wanne 1, um die Bearbeitung einer Werkstückelektrode 3 zu bewirken. Erosive elektrische Entladungen werden zwischen dem Draht 2 und dem Werkstück 3 von einem Generator 4 hervorgerufen, dessen eine Klemme mit dem Draht 2 durch kontaktbildende Führungen 5 und 6 verbunden ist.

Der von einer nicht dargestellten Spule kommende Draht 2 gelangt zu dem oberen Teil der Maschine, indem er auf einer Rolle 7 verläuft, gegen deren Umfang er von einem endlosen Band 8 gedruckt wird, das durch die Wirkung einer Feder 9 elastisch gegen die Hölle 7 anliegt.

Die Drehbewegung der Rolle 7 wird in regelbarer Weise durch einen von einer Feder 11 beanspruchten Bremsschuh 1Q--gebremst, der gleichzeitig einen Schleifkontakt für die Zuführung eines von einem Generator 12 kommenden elektrischen Stromes bildet. Der Generator 12 ist ebenfalls mit einem Schleifkontaktorgan oder Bürste 13 verbunden, so daß der zwischen der Rolle 7 und dem Schleifkontaktorgan 13 befindliche Teil des Drahtes 2 von dem Strom des Generators 12 durchflossen wird, der Erwärmung des Drahtes 2 hervorruft. .

Auf seinem Weg zwischen der Rolle 7 und dem Schleifkontaktorgan 13 verläuft der Draht anfangs in einer Zone 14,

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die entweder eine Strecke in freier Luft oder im Gegenteil eine Strecke in einer Kammer sein kann, deren Wände die Wärmestrahlung des Drahtes zurückwerfen, um die Erhöhung seiner Temperatur zu erleichtern. Nach dem Durchgang in der Zone 14 verläuft der Draht durch eine Kammer 15» die von der die Wanne 1 speisenden Bearbeitungsflüssigkeit durchquert wird. Diese Flüssigkeit wird durch eine nicht dargestellte Pumpe in einer Zuleitung 16 unter Druck zugeführt.

Vor dem Eindringen in die Wanne 1 verläuft der Draht 2 noch durch eine mechanische Bremse 17· Nahe dem Boden der Wanne 1 erstreckt sich der Draht unter einer Umlenkrolle und wird aus der Wanne von einer von einem Motor 20 angetriebenen Mitnahme- oder Antriebsvorrichtung 19 herausgezogen.

Es wird bemerkt, daß der Draht 2 zwischen der Rolle und dem Schielfkontaktorgan 13 erst durch die Zone 14, wo er sich erwärmt, um unter der Wirkung des auf ihn ausgeübten longitudinalen Zuges geradegerichtet zu werden, und dann durch die Kammer 15 verläuft, die eine Abkühlungszone als lineare Verlängerung in der Aus- oder Geraderichtungszone bildet. Somit bewegt sich der Draht von einer Zone zu der folgenden, ohne mechanischen Zwangskräften unterworfen zu werden, die quer zu seiner Längsachse gerichtet sind, wodurch ermöglicht wird, einen Draht mit fast vollkommener Geradheit zu erhalten.

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In der Ausrichtungszone wird der auf den Draht ausgeübte longitudinale Zug durch die von der Rolle 7 erhaltene Bremskraft bestimmt. Infolge des Vorhandenseins einer mechanischen Bremse 17 wird der auf den in der Wanne verlaufenden Draht ausgeübte longitudinale Zug höher als sein Zug während der Ausrichtung. Dies ist günstig zum Aufrechterhalten der Geradheit des Drahtes während der Bearbeitung,

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur durch einige Einzelheiten. Die diesen zwei Ausführungsformen gemeinsamen Elemente und Teile der Maschinen tragen die gleichen Bezugszeichen, und ihre Beschreibungen werden nicht wiederholt.

In der zweiten Ausführungsform wird der Zug auf den Draht 2 nicht von mechanischen Bremsvorrichtungen, sondern von Drahtmitnahme- oder -antriebsvorrichtungen ausgeübt und geregelt. Diese Vorrichtungen werden von drei aus je vier Rollen bestehenden Gruppen gebildet, wobei jedes sich an dem Ausgang der Wanne 1 befindende Rollenpaar der Vorrichtung 19 der Fig. 1 entspricht. Dieses Rollenpaar ist mit zwei anderen analogen Vorrichtungen 21 und 22 gekuppelt, die unterschiedliche Mitnahme- oder Antriebsgeschwindigkeiten liefern. Die Vorrichtung 21 erteilt eine Mitnahmegeschwindigkeit, die sehr geringfügig unter der Mitnahmegeschwindigkeit in der Vorrich-

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tung 19 liegt, so daß auf den Draht 2 der longitudinale Zug ausgeübt wird, der erforderlich ist, um seine Starrheit in der Bearbeitungszone zu gewährleisten. Die Mitnahmegeschwindigkeit der Vorrichtung 22 ist merklich geringer als die der Vorrichtung 21, wobei der Unterschied zwischen diesen zwei Geschwindigkeiten durch die Dehnung bestimmt wird, der man den Draht 2 unterwerfen will, um seine Ausrichtung zu bewirken.

Wie vorher verläuft der Draht 2 in einer ersten Zone 14, in der er diesmal von einer Induktionsvorrichtung erwärmt wird, die eine Wicklung 23 und einen Hochfrequenzgenerator 24 aufweist. Nach seinem Durchgang durch die Zone 14 dringt der Draht 2 wie vorher in eine Kammer 15 ein, in der er durch die Zuführung frischer Bearbeitungsflüssigkeit abgekühlt wird.

Die dritte Ausführungsform entspricht der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform, weist aber hinter der Rolle 7 (bezogen auf die Drahtzuführungsvorrichtung) eine Vorrichtung zum Kalibrieren des Drahtes 2 auf. Der von einer nicht dargestellten Spule kommende Draht verläuft zuerst in einen Trog 25, der eine Schmierflüssigkeit enthält. Dann durchquert er ein Zieheisen 26, aus dem er von einem Motor 27 herausgezogen wird. Dieser treibt eine Rolle 28 an, gegen

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die der Draht adhäsiv von einem durch eine Feder 40 gehaltenen endlosen Band 39 gehalten wird.

Um dem Draeht 2 den vorbestimmten und verhältnismäßig schwachen longitudinalen Zug, der für seine Aus- oder Geraderichtung in der Zone 14 erforderlich ist, zu geben, wird die Geschwindigkeit des Motors 27 als Funktion der Position einer Rolle 29 geregelt, die durch ein Gegengewicht 30 teilweise ausgeglichen ist. Die Rolle 29 ist.in einem Trog 31 angeordnet, der eine Reinigungsflüssigkeit enthält, und ihre Lagerung ist fest mit einem Lichtsteuerelement 32 verbunden, das zwischen eine Lichtquelle 33 und eine Photozelle 34 gelangt, um auf der Leitung 35 ein elektrisches Signal z.u· erhalten, das der Achsenstellung der Rolle 29 entspricht.

Die Drehgeschwindigkeiten der Motoren 20 und 27 werden von einem Signal auf einer Leitung 36 bestimmt, die zu einer Speisevorrichtung 37 führt. Das die Speisung des Motors 27 steuernde Signal wird an einen Verstärker 38 angelegt, dessen Verstärkung durch das auf der Leitung 35 ankommende Signal geregelt wird. Mit anderen Worten, diese Verstärkung ist eine Funktion der Stellung der Rolle 29· Wenn die Länge der Schlinge des Drahtes 2 zwischen den Rollen 7 und 28 zu gering ist, wird die Geschwindigkeit des Motors 27 vergrö-_> ßert, bis man eine normale Schlingenlänge erhält« In umge-

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Lehrter Weise verlangsamt man den Motor 2? zum Erhalten der gewünschten Korrektur, wenn diese Schlinge zu lang ist.

In dem Fall, in dem man eine Hochfrequenzerwärmung
der in Fig. 2 beschriebenen Art verwenden würde, könnte die auf den Draht während seines Geraderichtens ausgeübte Spannung einfach durch die auf den Draht von der Rolle 29 ausgeübte Kraft bestimmt werden. Man könnte abnehmbare oder verschiebbare Gewichte vorsehen, mit denen diese Kraft auf den gewünschten Wert als Funktion der Qualität und des Durchmessers des verwendeten Drahtes eingestellt werden könnte.

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Claims

Pat entansprüche

V 1J Maschine zum Bearbeiten einer Werkstückelektrode durch Elektroerosion mittels einer Drahtelektrode, wobei zwischen den Elektroden gesteuerte Spannungs- oder Stromimpulse angewandt werden und die Drahtelektrode in die Bearbeitungszone mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit geliefert oder abgegeben wird, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Zonen, in denen der Draht (2) verläuft, Vorrichtungen (7 bis 11 und 19), die den Draht (2) einem vorbestimmten Zug und einer vorbestimmten Temperatur in jeder dieser Zonen unterwerfen, wobei der Draht (2) in an sich bekannter Weise erwärmt wird, um in der ersten Zone (14) aus- oder geradegerichtet zu werden, und die zweite Zone die Bearbeitungszone ist, und Vorrichtungen (17» 15)ι die eine Vergrößerung des Zuges des Drahtes (2) und eine Verminderung seiner Temperatur gewährleisten, wenn er von der ersten Zone (14) in die zweite Zone verläuft..
2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zone (15) zur Abkühlung des Drahtes (2), die zwischen der Aus- oder Geraderichtungszone (14) und der Zugvorrichtung (19) angeordnet ist und in der linearen Ver-

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längerung der Ausrichtungszone (14) liegt, um den Verlauf des Drahtes (2) von der einei Zone (14) in die folgende Zone (15) ohne mechanischen Zwang zu ermöglichen.
3, Maschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine vor der Bearbeitungszone angeordnete Drahtmitnahme- oder -antriebsvorrichtung (19) und eine hinter (Jeweils bezogen auf die DrahtZuführungsrichtung) dieser Zone angeordnete mechanische Drahtbremsvorrichtung (17) und eine zweite mechanische Drahtbremsvorrichtung (7 bis 11), die hinter der Zone (14) angeordnet ist, wo der Draht (2) aus- oder geradegerichtet wird, wobei diese Bremsvorrichtungen (7 bis 11 und 17) so betätigt werden, daß der Wert des auf den Draht (2) im Verlauf seiner Ausrichtung ausgeübten Zuges gleich einem Bruchteil des Zuges ist, der auf den Draht (2) in der Bearbeitungszone ausgeübt wird.
4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtelektrode (2) von demselben Motor (20) vor der Bearbeitungszone (von 29» Fig. 2) und hinter der Zone (16) (von 22) mitgenommen oder angetrieben wird, wo der Draht ausgerichtet wird und zwischen die genannten Zonen (bei 21) eintritt, wobei der auf den Draht (2) in jeder dieser Zonen ausgeübte Zug in an sich bekannter Weise durch das Verhältnis der Geschwindigkeiten bestimmt wird, mit denen

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der Draht vor bzw. hinter der betrachteten Zone mitgenommen oder angetrieben wird.
5. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine Drahtkalibriervorrichtung (26) hinter der Ausrichtungszone (14), wobei die Kalibriervorrichtung (26) Drahtmitnahme- oder -antriebsvorrichtungen vor einem Zieheisen (26) aufweist, in dem der Draht (2) verläuft, und die Geschwindigkeit dieser Antriebsvorrichtungen als Funktion der Stellung eines Tasters (29, 3Oj 32) bestimmt wird, der auf die Länge einer Drahtschlinge anspricht, die sich hinter der Ausrichtungszone (14) des Drahtes befindet.

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