DE2818045A1

DE2818045A1 - Vorrichtung fuer eine maschine zur funkenerosiven bearbeitung

Info

Publication number: DE2818045A1
Application number: DE19782818045
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Briffod
Original assignee: Ateliers des Charmilles SA
Current assignee: Ateliers des Charmilles SA
Priority date: 1977-05-06
Filing date: 1978-04-25
Publication date: 1978-11-16
Also published as: US4215261A; FR2389452B1; CH605016A5; SE7805177L; FR2389452A1; GB1600819A

Description

Dipl.-lng. Dr. rer. pc!. Hs-lnz Agular

Palo.stamvalt

8 München 2, Qeroltstr. 3Θ

ADC - V 25. April 1978

ATELIERS DES CHARMILLES S.A., Genf, Schweiz

Vorrichtung für eine Maschine zur funkenerosiven

Bearbeitung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Maschine zur funkenerosiven Bearbeitung einer Werkstückelektrode mittels einer Werkzeugelektrode, wobei mit der Vorrichtung die Elektroden relativ zueinander mit Transla-

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tionsbewegung in einer zu der Ach.se der Eindringung des Werkzeugs in das Werkstück senkrechten Ebene verschoben werden.

Es ist bekannt, daß diese Translationsbewegung den Vorteil hat, eine künstliehe und von dem Querschnitt des Werkzeugs gesteuerte Erweiterung bei seiner Eindringung in das Werkstück im Laufe der Bearbeitung zu bewirken.

Bekannte Vorrichtungen, die in den US-Patentschriften 3 539 754- und 3 809 852 beschrieben sind, verwenden dieses Verfahren, indem sie darüber hinaus eine Korrektur der Amplitude der Translationsbewegung als Funktion der Eindringung des Werkzeugs in das Werkstück bewirken, um der seitlichen Oberfläche des Werkstücks eine bestimmte Konizität zu geben. Ein anderes bekanntes Bearbeitungsverfahren besteht darin, die Exzentrizität der Translationsbewegung in demselben Verhältnis wie die rela« tiven Verschiebungen der Elektroden in der Eindringungsachse zu ändern. Auf diese Weise wird eine dreidimensionale Erweiterung des Werkzeugs und eine gleichzeitige Steuerung des axialen und radialen Vorschubes der Bearbeitung erreicht.

Jedoch erzeugt mit diesen bekannten Vorrichtungen das Fortschreiten der Bearbeitung immer eine axiale Komponente, die nicht erlaubt< eine lediglich radiale Bear beitung zu bewirken, beispielsweise um mittels eines

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scheibenförmigen Werkzeugs eine Nut oder Auskehlung in die seitliche Oberfläche des Werkstücks einzuarbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer "Vorrichtung, welche diese Lücke ausfüllt, indem sie die dreidimensionale Bearbeitung in eine gesteuerte radiale Bearbeitung umzuwandeln gestattet.

Diese Vorrichtung hat auch den Vorteil, sich an alle Systeme anpassen zu können, bei denen sich die Exzentrizität der Translationsbewegung als Funktion der axialen Verschiebung des Werkzeugs und des Werkstücks ändert« Sie bildet ein einfaches und wirtschaftliches Zubehör, um die axiale Komponente der Translationsbewegung im Laufe der Bearbeitung so zu modifizieren, daß die Bahn dieser Bewegung geändert wird, um dem Querschnitt des Werkstücks ein bestimmtes Profil zu geben.

Diese Vorrichtung weist auf ein bewegliches Teil, das längs der genannten Achse mittels eines Servomotors so verschoben wird, daß bestimmte i^inkenbildungsbedingungen in der Bearbeitungszone einschließlich des Raumes zwischen den Elektroden aufrechterhalten werden, eine erste bewegliche Platte oder Scheibe, die eine der Elektroden trägt und auf dem beweglichen Teil montiert ist, Mittel, um die erste bewegliche Scheibe in zwei zu der genannten Achse senkrechte Richtungen zu verschieben, und Mittel, um die Amplitude der Verschiebungen der ersten beweglichen Scheibe

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als Funktion der Vers chi ebungen des beweglichen. Teiles zu steuern.

Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite bewegliche Platte oder Scheibe, auf der die andere Elektrode befestigt ist, und Mittel aufweist, um die zweite bewegliche Platte oder Scheibe mittels des beweglichen Teiles ausgehend von einer bestimmten axialen Position des beweglichen Teiles axial zu verschieben«,

Die Zeichnung zeigt schematisch und als Beispiel zwei Ausführungsformen und eine Variante der Vorrichtung nach der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung;

Fig. 2 eine Teilansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung; und

Fig. 3 eine Variante der in Fig, 2 dargestellten

A\i s führung s f ο rm.

Eine Elektrode 1 wird mit Bezug auf ein zu bearbeitendes Werkstück 2 gemäß einer Translationsbewegung mittels der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung verschoben* Die Elektrode 1 ist auf einer beweglichen Platte oder Scheibe befestigt, die mit Bezug auf eine andere bewegliche Platte oder Scheibe 4 mittels Kugelgleitbahnen 5 und 6 in einer

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zu einer Achse 7 der Eindringung der Elektrode 1 in das Werkstück 2 senkrechten Richtung gleitet. Die bewegliche Scheibe 4 ist so angeordnet, daß sie auf einem beweglichen Teil 8 mittels Kugelgleitbahnen 9 und 10 in einer Richtung gleitet, die senkrecht zu der Richtung der Gleitbahnen 5 und 6 und zu der Richtung der Achse 7 ist. Das bewegliche Teil 8 ist an einem Kolben 11 eines hydraulischen Servomotors 12 befestigt, der so gesteuert wird, daß bestimmte Funkenbildungsbedingungen in der Funkenbildungszone einschließlich des Raumes zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 aufrechterhalten werden.

Die Steuerschaltung des Servomotors 12 sowie die Schaltung zum Erzeugen von aufeinanderfolgenden Impulsen zwischen den Elektroden sind in Fig, 1 nicht dargestellt, da sie keinen direkten Bezug zu der Erfindung haben. Die Translatxonsbewegung der Scheibe 3 mit Bezug auf das bewegliche Teil 8 wird von einem System mit variabler Exzentrizität erzeugt, das ein auf dem beweglichen Teil 8 angeordnetes festes Teil 13 und eine Welle 14 aufweist, die mittels eines Kugellagers 15 auf der die Elektrode 1 tragenden Platte 3 angebracht ist« Die Exzentrizität e der Welle 14 mit Bezug auf die Achse 7 des festen Teiles 13 wird durch die relative Verschiebung einer Stange 16 mit Bezug auf das Teil 13 mittels eines mechanischen oder elektrischen Systems (in Fig, 1 nicht dargestellt) gesteuert. Eine spezielle Ausführungsform dieses Mechanismus ist in Fig· 2 dargestellt

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und wird weiter unten im Zusammenhang mit den diese !Figur betreffenden Erläuterungen beschrieben. Die Stange 16 hat auf ihrem oberen Teil eine Anschlagmutter 17» deren Position auf der Stange 16 mittels einer Schraube 18 fixiert ist« Die Anschlagmutter 17 verhindert die axiale Verschiebung der Stange 16, wenn sie in Berührung mit dem oberen Teil des Gehäuses des Servomotors 12 gelangt» Das zu bearbeitende Werkstück 2 ist auf einer beweglichen Scheibe oder Platte 19 befestigt, die so angeordnet ist, daß sie sich axial mit Bezug auf eine Seheibe oder Platte 20_t die an dem Tisch der Maschine befestigt ist, mittels Führungsstangen 21 und 22 verschiebt» Die Platte 19 trägt Führungsstangen 23 und 24-, die in dem beweglichen Teil 8 gleiten. Sicherungsschrauben 25 und 26 ermöglichen, die Platte 19 in einer mit Bezug auf das bewegliche Teil 8 bestimmten Lage zu halten, und Sicherungsschrauben 27 und 28 ermöglichen, die relative Position der Platten 19 und 20 zu fixieren.

Die "Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise:

In einem ersten Arbeitsmodus wird die Platte 19 in einer mit Bezug auf die Platte 20 bestimmten Position gehalten, und die Sicherungsschrauben 25 und 26 werden gelöst, so daß die Verschiebung des beweglichen Teiles 8 mit Bezug auf die Platte 19 erfolgen kann. Wenn die Anschlag— mutter 17 so angeordnet ist, daß sich die Stange 16 axial mit dem Kolben 11 und dem beweglichen Teil 8 verschieben

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kann, schreitet die Bearbeitung in der Richtung der Eindringling des Werkzeugs in das Werkstück mit einer Exzentrizität der Translationsbewegung Null oder ungleich Null und konstant fort. Wenn die Stange 16 von der Anschlagmittel 17 festgehalten wird, ändert die Verschiebung des •Teiles 13 mit Bezug auf die Stange 16 die Exzentrizität der Translationsbexv'egung proportional zur Verschiebung
des Eolbens 11 und des beweglichen Teiles 8. Somit wird zu der axialen Komponente der Relativbewegung der Elektroden eine solche radiale Komponente zugefügt, daß die resultierende Relativbewegung einer schiefen Bahn mit
Bezug auf die Eindringungsachse 7 des Werkzeugs in das
Werkstück folgt. Wenn das Verhältnis der -Transformation zwischen der axialen Verschiebung und der radialen Verschiebung gleich Eins ist, wird eine dreidimensionale
Bearbeitung des Werkstücks 2 bewirkt, die von der Verschiebung des Kolbens 11 des Servomotors 12 gesteuert wird«

Wenn eine Nut oder Auskehlung 29 in das Werkstück 2 eingearbeitet werden soll, wird die Vorrichtung in einem zweiten Arbeitsmodus betrieben, indem die Platte 19 an dem beweglichen Teil 8 mittels der Schrauben 25 und 26 befestigt wird und die Platte 19 von der Platte 20 mittels der
Schrauben 27 und 28 gelöst wird. In diesem Fall kann sich die Elektrode 1 nicht mehr axial dem Werkstück 2 nähern oder sich von diesem entfernen, so daß die frontale Bear—

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beitung aufhört. Dagegen ändert sich die Exzentrizität der Translationsbewegung weiter als Punktion der axialen Verschiebung des Kolbens 11, und die Bearbeitung schreitet nur in radialen, zu der Eindringungsachse 7 senkrechten Sichtungen fort. Die Vorrichtung erlaubt auf diese Weise, die axiale Komponente der Relativbewegung der Elektroden von einer axialen, relativen, von den Elektroden bestimmten Position an zu unterdrücken, und behält die radiale Komponente dieser Bewegung bei.

Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung ist in I¹Xg. 2 dargestellt. Die Exzentrizität der Translationsbewegung wird durch die axiale Verschiebung einer Welle mit Bezug auf ein bewegliches Teil 31 gesteuert, das am Kolben 11 des Servomotors befestigt ist. Die Welle 30 ist so angeordnet, daß sie mit Bezug auf ein exzentrisches Element 32 in einer schrägen Richtung mit Bezug auf die Achse 7 mittels Kugelgleitbahnen 33 gleitet. Das exzentrische Element 32 ist auf der beweglichen Platte 3» welche die Elektrode 1 trägt, mittels eines Kugellagers 15 angeordnet. Die axiale Führung und die Drehung der Welle 30 auf dem beweglichen Teil 31 sind durch eine Kugelsäule JA-gewährleistet. Die Welle 30 und das exzentrische Element 32, die in Berührung miteinander durch eine Feder 33' gehalten werden, werden mit Drehbewegung durch ein Zahnrad 35 und- ein Ritzel 36 angetrieben, das an einen in Fig, 2 nicht dargestellten Elektromotor gekuppelt ist. Die Steuer-

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stange 16 ist auf dem oberen Teil des Zahnrades 35 mittels eines Kugellagers 37 angebracht.

Eine bewegliche Scheibe oder Platte 38, auf der das zu bearbeitende Werkstück 2 befestigt ist, wird mit Bezug auf ein festes Teil 39,das an dem Tisch der Maschine befestigt ist, mittels Führungsbolzen 40 und 41 axial geführt. Federn 42 und 43 stoßen die bewegliche Platte 38 gegen die Köpfe der Bolzen 41 und 42, die Anschläge bilden. Die bewegliche Platte 38 trägt Arme 44 und 45, deren oberen Teile in Berührung mit Mikrometerschrauben 46 und 47 gelangen, welche die axiale Eindringung des Werkzeugs ausgehend von der Eindringung fixieren, bei der die radiale Bearbeitung beginnen soll. Von dieser Eindringung an treibt das bewegliche Teil 31 cLie bewegliche Platte 38 an, indem es die Federn 42 und 43 zusammendrückt, so daß ein konstanter axialer Abstand zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 2 aufrechterhalten wird. Wenn die Stange 16 durch den Anschlag 17 (Fig· 1) zurückgehalten wird, ruft jedoch die relative Verschiebung des exzentrischen Elementes 32 mit Bezug auf die Welle 30, die von der Stange 16 zurückgehalten wird, eine Querverschiebung der Elektrode 1 mit Bezug auf das Werkstück 2 hervor, wobei diese Verschiebung von der Verschiebung des Kolbens 11 des Servomotors gesteuert wird.

Auf diese Weise kann die Sichtung modifiziert werden, in der die Translationsbewegung ausgehend von

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INSPECT«)

einem bestimmten Maß der Eindringung des Werkzeugs in das Werkstück erfolgt. Der Rückzug des Werkzeugs von dem Werkstück erfolgt bei anomalen Bearbeitungsbedingungen in der umgekehrten Reihenfolge, d.h. zuerst in der radialen Richtung, dann in einer schrägen Richtung und darauf in der axialen Richtung. Gemäß der Einstellung der Anschlagmutter 17 mit Bezug auf die Schrauben 46 und 47 kann auch direkt von einer axialen Bearbeitung auf eine radiale Bearbeitung übergegangen werden.

Diese neue Vorrichtung kann mit anderen Systemen verwendet werden, um Elektroden wie die oben beschriebenen in Translationsbewegung zu verschieben, beispielsweise indem die mechanische Steuerung des Exzenters durch eine dem axialen Fortschreiten der Bearbeitung unterworfene, elektrische Steuerung ersetzt wird und ähnliche Systeme wie die in der US-Patentschrift 3 809 852 beschriebenen verwendet werden«

Eine Ausführungsvariante der Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Die radiale Translationsbewegung des Werkzeugs 1 wird als Funktion der axialen Verschiebung des beweglichen Teiles 31 durch dasselbe mechanische System, das in Fig. 2 dargestellt ist, gesteuert, und die relative Verschiebung zwischen dem beweglichen Teil 31 und der beweglichen Platte 38 wird mittels eines Hebels 48 erhalten, dessen Schwenkachse 49 eine feste Position mit Bezug auf das feste Teil 39 hat, das an dem Tisch der Maschine befestigt ist« Die Schraube 46, die einen verstellbaren

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Anschlag bildet, ist an einem beweglichen Schlitten 50 montiert, der sich auf dem beweglichen reil 31 mittels G-leitschienen 51 und 52 verschieben kann. Auf diese Weise kann der Wirkungspunkt der Schraube 46 auf dem Hebel 48 eingestellt und das Verhältnis der Geschwindigkeiten, mit denen sich das bewegliche l'eil 31 und die bewegliche Platte 36 verschieben, beliebig geändert werden.

Wenn dieser Wirkungspunkt z^T.vischen der Schwenkachse 49 und dem Arm 44 liegt, wie in Jig, 2 dargestellt ist, verschiebt sich die das Werkstück 2 tragende Platte 38 schneller als das bewegliche Teil 31? und die Axialkomponente der Translationsbewegung ändert ihr Vorzeichen, wodurch sich das Werkzeug 1 von dem Werkstück 2 entfernen kann, wenn sich die Amplitude der Translationsbewegung vergrößert. Auf diese Weise wird eine Konizität 53 in dem Werkstück erhalten, deren fiichtungsverlauf mit Bezug auf den mit unbeweglicher Platte 38 erhaltenen umgekehrt ist.

Wenn der Schlitten 50 iⁿ einer Position plaziert ist, für die der Wirkungspunkt der Schraube 46 auf dem Hebel 48 auf der anderen Seite des Armes 44 liegt, vergrößert sich die axiale Komponente der Translationsbewegung, wodurch die Neigung der von dieser Bewegung verfolgten Bahn vermindert wird. Auf diese Weise kann der seitlichen Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks eine bestimmte Konizität gegeben werden.

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Cop

fNC

ORIGINAL INSPECTED

Leerseite

COPY

ORtQlMAk INSPECTED

Claims

Dipl.-Ing. Dr. rer. r ■"■'■ r\^z Agular Paur-.tenwalt 8 München 2, Qeroltstr. 39 ADG - V 25.4.1978 Patentansprüche

1. j Vorrichtung für eine Maschine zur funkenerosiven Bearbeitung einer Werkstückelektrode mittels einer Werkzeugelektrode, wobei mit der Vorrichtung die Elektroden relativ zueinander mit Translationsbewegung in einer zu der Achse der Eindringung des Werkzeugs in das Werkstück senkrechten Ebene verschoben werden, bestehend aus einem beweglichen Teil, das längs der genannten Achse mittels eines Servomotors so verschoben wird, daß bestimmte !"unkenbildungsbedingungen in der Bearbeitungszone einschließlich des Raumes zwischen den Elektroden aufrechterhalten werden, einer ersten beweglichen Platte oder Scheibe, die eine der Elektroden trägt und auf dem beweglichen Teil montiert ist, Mitteln, tun die erste bewegliche Scheibe in zwei zu der genannten Achse senkrechte Sichtungen zu verschieben, und Mitteln, um die Amplitude der Verschiebungen

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der ersten beweglichen Scheibe als Funktion der Verschiebungen des beweglichen Teiles zu steuern, gekennzeichnet durch eine zweite bewegliche Platte oder Scheibe (19» 38), auf der die andere Elektrode befestigt ist, und Mittel, um die zweite bewegliche Platte oder Scheibe (19, 38) mittels des beweglichen Teiles (8, 31) axial zu verschieben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel (23, 24, 25, 26), um in abnehmbarer Weise die zweite bewegliche Platte oder Scheibe (19) auf dem beweglichen Teil (8) zu fixieren, und Mittel (21, 22, 27, 28), um in abnehmbarer Weise die zweite bewegliche Platte oder Scheibe (19) auf dem Tisch der Maschine (20, Fig. 1) zu fixieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein elastisches Element (42, 43), das zwischen der zweiten beweglichen Platte oder Scheibe (38) und dem Tisch (39) der Maschine angeordnet ist, um in dieser Weise eine Kraft zu erzeugen, die der Verschiebung der zweiten Platte in der Richtung der Achse (7) entgegenwirkt, und wenigstens einen verstellbaren Anschlag (46, 47), um die zweite bewegliche Platte oder Scheibe (38) durch das bewegliche Teil (31) in der Richtung dieser Achse ausgehend von einer axialen, re-

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lativen bestimmten Position des beweglichen Teiles und der zweiten beweglichen Platte anzutreiben (Fig. 2).

4-.

Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel, um ein konstantes und einstellbares Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit der Verschiebung der zweiten beweglichen Platte oder Scheibe (38) und der Geschwindigkeit der Verschiebung des beweglichen ■Teiles (31) aufrechtzuerhalten (Fig. 3)«

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