DE3528195C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektroerosi­ ven Bearbeitung von rotationssymmetrischen, sich drehenden Werkstücken großer Durchmesser, z. b. von Walzen für Walz­ gerüste, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Vorrichtung zeigt die DE-PS 28 30 791. Die Bewegung der die Elektroden tragenden Träger wird dabei durch Betätigung einer die Träger quer verschiebenden Antriebseinrichtung vorgenommen. Der Vorschub der Elektro­ denspindeln radial zum Werkstück ist zwar für jeden der beiden Träger getrennt steuerbar, eine wirkungsvolle An­ passung der Elektroden an die jeweilige Werkstückkontur ist aber nicht erreichbar, weil die Elektrodenhalterung verhältnismäßig starr ist.

Ein weiterer Nachteil besteht in der schwierigen Ein­ stellung von mehreren in einem gemeinsamen Träger befe­ stigten Elektroden in eine optimale Arbeitslage zur Aus­ bildung eines konstant breiten Arbeitsspalts, um gleich von Anfang an den günstigen Einfluß einer Mehrkanal-Bear­ beitung auszunutzen. Eine unvollkommene Elektrodenein­ stellung führt u. a. zu einer ungleichmäßigen Arbeits­ leistung über die Länge der leistenförmigen Elektroden, und zwar so lange, bis die näher zum Werkstück liegenden Elektroden genügend abgebrannt sind. Es erfolgt daher mit Verspätung eine ununterbrochene Bearbeitung mit allen in einem Träger befestigten Elektroden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zur Bearbeitung von groß­ volumigen Rotationskörpern dahingehend zu verbessern, daß die Arbeitsproduktivität gesteigert und eine sehr genaue Positionierung der Elektroden vor und während des Betriebs ermöglicht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige weitere Ausbildungen.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Ver­ einfachung der Oberflächenbearbeitung besonders bei großen Werkstücken und eine Erhöhung der Bearbeitungsproduktivi­ tät erzielt. Einen derartigen Vorteil bildet auch die Einsparung der elektrischen Energie als Folge der verbesserten Steuerung des Bearbeitungsprozesses und der Verminderung der Zahl von Kurzschlüssen zwischen den Elektroden und dem Werk­ stück.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur elektroerosiven Oberflächenbearbeitung einer Walze mit zwei geradlinigen Führungsmechanismen im Querschnitt;

Fig. 2 eine Vorrichtung mit zwei schwenkbaren Führungsmechanismen unter dem Werkstück;

Fig. 3 eine Vorrichtung mit einem schwenkbaren Führungsmechanismus neben dem Werkstück;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Elektrodenträger;

Fig. 5 einen einstellbaren Zapfen der Vor­ richtung mit schwenkbarem Führungsme­ chanismus.

Die Vorrichtung zur funkenerosiven Bearbeitung von rotationssymmetrischen Werkstücken großer Durchmesser enthält eine Wanne 3 (Fig. 1), über der das Werkstück 1 drehbar so gelagert ist, daß sein Unterteil in die in der Wanne 3 befindliche dielektrische Flüssigkeit 4 eintaucht. Unter dem Werkstück 1 sind in der dielek­ trischen Flüssigkeit 4 zwei Träger 6 symmetrisch zur Längsachse der Wanne 3 angeordnet. Auf jedem Träger 6 sind auf einer elektrischen Isoliereinlage 7 vier Elektroden 5 mit gegenseitigen Zwischenabständen 2 angeordnet. An jedem Träger 6 sind untere Pratzen 8 befestigt, in welchen Schrauben 9 eingeschraubt sind. Mittels dieser Schrauben 9 sind die Träger 6 in Nuten 11 von Haltern 10 verstellbar gelagert. Die Halter 10 sind an den unteren Enden von abgewinkelten Tragbal­ ken 17 befestigt. In Buchsen am oberen Ende der Trag­ balken 17 sind Stangen 18 eingepaßt, deren untere Tei­ le in Wälzlagern 20 in ortsfesten Führungsbuchsen 19 gelagert sind. An den Tragbalken 17 bzw. den Stangen 18 sind - in Fig. 1 nicht dargestellte - Vorschub- bzw. Stellvorrichtungen angeschlossen.

Die zweite Einrichtung nach Fig. 2 weist Träger 6 mit den Elektroden 5 zu beiden Seiten der Wannen­ längsachse auf, die der Ausführung nach Fig. 1 ent­ sprechen. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist je ein Träger 6 mit den Elektroden 5 über Pratzen 8 schwenkbar an einem Träger 10 und an Schwinghebeln 23 derart be­ festigt, daß die Mittelachse der Elektroden 5 etwa radial zum drehangetriebenen Werkstück 1 verläuft. Die Halter 10 sind an den Schwinghebeln 23 befestigt, die mit einem horizontalen Arm unterhalb des Werk­ stückes 1 um zentrale Bolzen 25 an Konsolen 24 auf dem Boden der Wanne 3 schwenkbar gelagert sind. Die obe­ ren Enden der Schwinghebel 23 sind oberhalb der Wanne 3 mittels Bolzen 12 an Zugstangen 14 gelenkig verbun­ den, die über Zwischenglieder 13 an Kolbenstangen 15 von Vorschubeinheiten 16 angelenkt sind. Die Vorschub­ einheiten 16 sind durch Winkeleisen 26 an der Wanne 3 befestigt.

Bei der dritten Vorrichtung nach Fig. 3 und 5 entsprechen die Träger 6 mit den Elektroden 5 den vorherigen Ausführungen, wobei die zur Achse 2 paralle­ len Halter 10 im Bad an Hebeln 22 starr befestigt sind. Am horizontal abgewinkelten oberen Ende der Hebel 22 ist eine mit einem Zahnsegment 21 fest verbundene Ver­ bindungsstange 29 befestigt. In der Verbindungsstange 29 sind einstellbare Tragbolzen 27 drehbar gelagert, die in der eingestellten Lage durch die Sicherungs­ schrauben 30 fixiert sind. Ein Endteil jedes Bolzens 27 bildet einen Exzenter 31, der in einem an der Wanne 3 befestigten Steg 28 gelagert ist. Das Zahnsegment steht im Eingriff mit einer Zahnspindel der Vorschub­ einheit 16.

Die Funktion der Einrichtung zur Funkenerosion von rotationssymmetrischen Werkstücken großer Durchmesser ist folgende: Die Elektroden 5 werden außerhalb der Einrichtung in der elektroisolierenden Einlage 7 des Trägers 6 so befestigt, daß ihre aktiven Kanten dem Umriß des Werkstückes 1 folgen, was durch Anlage der Elektroden 5 an die Oberfläche des Werkstückes 1 kon­ trolliert wird. Die Träger 6 mit den Elektroden 5 wer­ den mittels der Schrauben 9 in die Nuten 11 des Hal­ ters 10 eingelegt und die Schrauben 9 werden leicht angezogen. Dann wird das Werkstück 1 in die Einrich­ tung eingelegt, die Schrauben 9 werden gelöst und die Lage der Elektroden 5 wird durch Andruck auf die Trä­ ger 6 so eingestellt, daß alle Elektroden 5 die ganze Länge der Oberfläche des Werkstückes 1 berühren. In die­ ser Lage werden durch das Anziehen der Schrauben 9 die Träger 6 mit dem Halter 10 verbunden. Durch das be­ schriebene Vorgehen wird sichergestellt, daß möglichst alle Elektroden 5 nach der Einrichtung ihre Bearbei­ tungstätigkeit über die gesamte Länge gleichzeitig be­ ginnen. Die Wanne 3 wird mit der dielektrischen Flüssig­ keit 4 bis zum dargestellten Niveau gefüllt, das Werk­ stück 1 wird in eine Drehbewegung gesetzt und Strom wird von den Elektroden 5 und dem Werkstück 1 von nicht dargestellten Mehrkanal-Generatoren zugeführt, worauf die funkenerosive Bearbeitung beginnt. Wenn trotz die­ sem Einstellvorgang die Bearbeitung durch die Elektro­ den 5 nicht auf der ganzen Länge des Werkstückes 1 be­ ginnt, werden sie an der Nichtarbeitsseite zusammen mit dem Träger 6 und dem Halter 10 durch eine feine Ver­ drehung des Bolzens 27 während des Betriebes angenähert und der Bolzen 27 wird anschließend in der eingestell­ ten Lage durch die Sicherungsschraube 30 fixiert. Selbst­ verständlich wird während der Bearbeitung der Walze der notwendige Arbeitsspalt zwischen den Elektroden und der Walzenfläche eingehalten. Zum Ausgleich des Elektroden­ abbrandes während der Bearbeitung und damit auch zur Konstanthaltung des Arbeitsspaltes werden die außer­ halb der Wanne 3 angeordneten Vorschubeinrichtungen 16 entsprechend betätigt, die über die Winkelarme 17 oder die Schwinghebel 22 bzw. 23 eine entsprechende Annäherung der Elektroden 5 bewirken.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Aus­ führungsbeispiele beschränkt. So können beispielswei­ se die Elektroden 5 mit ihren Trägern 6 auch durch an­ dere Befestigungs- und Einstellmittel wie z. B. Stell­ schrauben an den Haltern 10 festgelegt sein. Ferner können auch Führungsmittel an den Stirnseiten der Wannen vorgesehen sein, um die Einstell- und Vorschub­ bewegungen der Halter 10 mit den Elektroden 5 zu ver­ einfachen und zu stabilisieren. Schließlich kann bei den Auführungen nach Fig. 1 und 2 auch eine Einstell­ vorrichtung zwischen den oberen Enden der Arme 17 bzw. der Schwinghebel 23 und der Vorschubeinrichtung 16 vor­ gesehen sein, deren Wirkungsweise derjenigen nach Fig. 5 entspricht und die eine Feineinstellung mit Fixierung der Elektrodenlage ermöglicht. Zu diesem Zweck können z. B. die Zwischenstücke 14 der Ausführung nach Fig. 2 als Stellspindeln ausgebildet sein bzw. an den Stangen 18 der Ausführung nach Fig. 1 können Stellmittel an­ greifen, die eine genaue Lagepositionierung der Trag­ balken ermöglichen. Um von Beginn an mit vollem Effekt arbeiten zu können, empfiehlt es sich, die Elektroden nach ihrer Befestigung auf dem gemeinsamen Träger 6 so zu bearbeiten, daß sie eine der Kontur des Werk­ stückes 1 angepaßte Stirn haben und der Arbeitsspalt zwischen jeder Elektrode 5 und dem Werkstück 1 gleich groß ist.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur elektroerosiven Bearbeitung von rota­ tionssymmetrischen, sich drehenden Werkstücken großer Durchmesser, die mehrere gesondert gespeiste und auf einem gemeinsamen Träger gegeneinander isoliert be­ festigte Elektroden aufweist, wobei die Träger mit den Elektroden an autonomen Vorschubeinheiten ange­ schlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (6) in der zur Achse des Werkstückes (1) senkrechten Ebene schwenkbar und am Umfang des Werkstückes (1) hintereinander angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Träger (6) an mindestens einem Halter (10) einstellbar und um eine zur Werkstückachse (2 a) parallele Achse (9) schwenkbar angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Halter (10) mit sich über die ge­ samte Werkstücklänge erstreckenden leistenförmigen Elektroden (5) symmetrisch zur vertikalen Mittelebene im Flüssigkeitsbad angeordnet und auf Tragbalken (17) montiert sind, die mit ihren Enden seitlich vom Werk­ stück (1) aus dem Flüssigkeitsbad (4) herausragen und mittels der Vorschubeinheiten (16) etwa quer zur Werk­ stückachse (2 a) verschiebbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Halter (10) auf schwenkbar unter dem Werkstück (1) gelagerten Schwinghebeln (23) befestigt sind, deren obere Enden durch Zwischenstücke (14) an den Vorschub­ einheiten (16) gelenkig angeschlossen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Halter (10) an Hebeln (22) befestigt sind, deren obere Enden über Verbindungsstangen (29) mit Zahnseg­ menten (21) drehfest verbunden sind, welche mit den Vorschubeinheiten (16) in Eingriff stehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstangen (29) mit den Hebeln (22), dem Halter (10) und dem Träger (6) durch Exzenterbol­ zen (27) einstellbar sind, während der obere Bolzen (27) in der eingestellten Lage durch eine Sicherungs­ schraube (30) fixierbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den achsparallel auf dem Träger (6) befestigten leistenförmigen Elektroden (5) größer als die Dicke der Elektroden (5) ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirn der Elektroden (5) der Form des Werk­ stückes (1) angepaßt ist und die Abstände zwischen jeder Elektrode (5) und dem Werkstück (1) gleich sind.