DE4002810C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Funkenerosionsmaschine zur Bearbei­ tung von Werkstücken mittels eines elektrischen Entladungsbo­ gens, der zwischen einer Elektrode und dem Werkstück erzeugt wird.

In Fig. 4 ist der Aufbau einer herkömmlichen Funkenerosionsma­ schine gezeigt.

In einer Bearbeitungszelle 1, die mit einer Bearbeitungsflüs­ sigkeit 2 gefüllt ist, befindet sich eine erste Dreheinrich­ tung 4. Ein zu bearbeitendes Werkstück 3 ist an einer drehen­ den Welle 4a der Dreheinrichtung 4 angebracht. Eine zweite Dreheinrichtung 7 ist am Ende einer Spindel 8 über der Bear­ beitungszelle 1 vorgesehen. Eine Elektrode 5 ist an einer dre­ henden Welle 7a der Dreheinrichtung 7 befestigt. Die Elektrode 5 ist so angeordnet, daß sie dem zu bearbeitenden Werkstück 3 gegenübersteht, und zwar innerhalb der Lösung 2. Eine Schneid­ lehre 9 ist in der Bearbeitungszelle 1 über Zwischenschaltung eines Isolierbettes 10 angeordnet. Das Schneidwerkzeug 9 ist elektrisch von der Bearbeitungszelle 1 über das Isolierbett 10 isoliert.

Im Betrieb wird die Spindel 8 horizontal so bewegt, daß die Elektrode 5 mehr an den zu bearbeitenden Abschnitt des Werk­ stücks 3 heranrückt. In diesem Zustand sind die erste und die zweite Dreheinrichtung 4 und 7 in Betrieb und bewirken eine Drehung des Werkstücks 3 sowie der Elektrode 5 um die drehen­ den Wellen 4a und 7a. Zwischen dem Werkstück 3 und der Elek­ trode 4 wird über eine (nicht gezeigte) Stromversorgung eine Spannung aufgebracht, so daß zwischen ihnen eine elektrische Entladung stattfindet. Dadurch wird das Werkstück 3 in die Form entsprechend der Elektrode 5 gebracht.

Wie in Fig. 5 gezeigt, wird das Ende der Elektrode 5 durch die elektrische Entladung zunehmend verbraucht. Wenn die Bear­ beitung fortschreitet, so kann die gewünschte Form des Werk­ stücks nicht mehr erzielt werden, da die Elektrode 5 einen übermäßigen Verbrauch oder Abbrand D aufweist. Demzufolge un­ terbricht man die Verarbeitung und bewegt die Spindel 8 in Richtung auf das Schneidwerkzeug 9. Das Schneidwerkzeug 9 schneidet dann die Elektrode 5, um deren ursprüngliche Form wiederherzustellen. Daraufhin wird die Spindel 8 wieder in Richtung auf das Werkstück 3 bewegt, und die elektrische Ent­ ladung fährt fort. Das Schneiden der Elektrode 5 wird von Zeit zu Zeit je nach Notwendigkeit durchgeführt, bis ein vollstän­ diger Funkenerosions-Bearbeitungszyklus durchlaufen ist.

Bei der herkömmlichen Funkenerosionsmaschine besteht somit das Problem, daß die Bearbeitungseffizienz dadurch wesentlich verringert wird, daß die Entladung zum Schneiden der Elektrode 5 wegen deren Abnutzung beim Betrieb unterbrochen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Funkenerosions­ maschine der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubil­ den, daß eine höhere Bearbeitungseffizienz erzielbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Funkenerosionsmaschine mit den Merkmalen des Kennzeichens nach Patentanspruch 1 vorgeschlagen.

Weitere wesentliche Merkmale ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Aus­ führungsformen der Erfindung. Diese werden im folgenden an Hand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform der Funkenerosionsmaschine;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf einen wesentlichen Teil der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 3 eine erläuterte Darstellung der Positionsbeziehung zwischen einem Werkstück und einer Elektrode der Aus­ führungsform nach Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt durch eine herkömmliche Funkenerosions­ maschine; und

Fig. 5 eine Darstellung der Positionsbeziehung zwischen einem Werkstück und einer Elektrode bei der herkömm­ lichen Funkenerosionsmaschine.

Im folgenden wird an Hand der beiliegenden Zeichnungen eine be­ vorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist in einer Bearbeitungszelle 1, die mit einer Bearbeitungsflüssigkeit 2 gefüllt ist, eine Vor­ schubeinrichtung 20 angebracht. An einer drehenden Welle 20a der Vorschubeinrichtung 20 ist eine Elektrode 5 angebracht. An einem Ende einer Spindel 8 ist eine Dreheinrichtung 7 über der Bearbeitungszelle 1 vorgesehen. Ein zu bearbeitendes Werk­ stück 3 ist an der drehenden Welle 7a in der Drehvorrichtung 7 befestigt. Das Werkstück 3 ist so angeordnet, daß es der Elektrode 5 im Lösungsbad 2 gegenübersteht. Eine Schneidein­ richtung 18 ist in der Bearbeitungszelle 1 unter Zwischen­ schaltung einer isolierenden Basis 21 angebracht. Eine Schneid­ lehre 19 ist an einer drehenden Welle 18a der Schneideinrich­ tung 18 befestigt. Die Schneideinrichtung 18 ist elektrisch von der Vorschubeinrichtung 20 über die isolierende Basis 21 angebracht.

Die Spindel 8 ist an einem Vorschub 23 befestigt, der die Spindel 8 auf und ab und von links nach rechts bewegt. Die Schneideinrichtung 18 ist so ausgebildet, daß sie die drehende Welle 18a antreibt, so daß die Schneidlehre 19 dreht und in Richtung auf die Elektrode 5 zugeführt wird. Die Vorschub­ einrichtung 20 ist so ausgebildet, daß sie ihre drehende Welle 20a so antreibt, daß diese die Elektrode 5 mit einer vorbe­ stimmten Winkelsteigung bzw. mit einem vorbestimmten Winkel­ vorschub verschiebt. Die Dreheinrichtung 7, die Vorschubein­ richtung 20, die Schneideinrichtung 21 und der Vorschub 23 sind mit einer Steuerung 22 verbunden, welche den Betrieb der vorerwähnten Einrichtungen steuert.

Eine Stromversorgung 24 ist zwischen der Dreheinrichtung 7 und der Vorschubeinrichtung 20 angebracht. Die Stromversor­ gung 24 ist so ausgebildet, daß sie eine Spannung zwischen dem Werkstück 3 und der Elektrode 5 über die jeweiligen dre­ henden Wellen 7a bzw. 20a anlegen kann.

Der Betrieb dieser Ausführungsform wird im folgenden beschrie­ ben. Die Vorschubeinrichtung 23 wird in Übereinstimmung mit Instruktionen betätigt, die aus der Steuerung 22 stammen, so daß die Spindel 8 horizontal bewegt wird, wodurch der zu be­ arbeitende Abschnitt des Werkstücks 3 näher an die Elektrode 5 herangefahren wird. Das Werkstück 3 wird von der Drehein­ richtung 7 um die Drehachse der drehenden Welle 7a gedreht. Gleichzeitig wird eine Spannung zwischen dem Werkstück 3 und der Elektrode 5 von der Stromversorgung 24 angelegt, so daß eine elektrische Entladung zwischen dem Werkstück 3 und der Elektrode 5 auftritt. Demzufolge wird das Werkstück 3 in eine Form entsprechend der Form der Elektrode 5 gebracht.

Der elektrische Entladungsprozeß schreitet nun fort. Inzwi­ schen verschiebt die Vorschubeinrichtung 20 die Elektrode 5 mit einer vorbestimmten Steigung um die Achse der drehenden Welle 20a in Übereinstimmung mit Instruktionen aus der Steue­ rung 22. Wenn die Elektrode 5 um 180° verschoben (bzw. ver­ dreht) ist, so führt die Schneideinrichtung 18 in Übereinstim­ mung mit Instruktionen aus der Steuerung 22 die Schneidlehre 19 nach vorne und bringt sie in Kontakt mit der Elektrode 5, während das Schneidwerkzeug 19 um die Achse der drehenden Welle 18a dreht.

Wie in Fig. 2 gezeigt, berührt der Abschnitt der Elektrode 5, der beim Beginn der Bearbeitung für die Entladung benutzt wur­ de, die Schneidlehre 19 und wird um einen Betrag D geschnitten, der nach dem Start der Bearbeitung verbraucht wurde. Die Ab­ schnitte der Elektrode 5, die für die Entladung benützt wer­ den, werden sukzessive durch die Schneidlehre 19 geschnitten, so daß eine neue Elektrodenoberfläche 5a gebildet wird. Dies bedeutet, daß ein Abschneiden der verbrauchten Abschnitte der Elektrode 5 während des Funkenerosionsvorgangs durchgeführt wird.

Der Durchmesser der Elektrode 5 wird um einen Betrag reduziert, der dem Schneidbetrag entspricht, wenn die Elektrode 5 über 360° vom Bearbeitungsbeginn an vorgeschoben bzw. verdreht wur­ de. In diesem Zustand steuert die Steuerung 22 die Vorschub­ einrichtung 23 derart, daß diese die Spindel 8 in Richtung auf die Elektrode 5 steuert. Das Werkstück 3 wird demzufolge in einen vorbestimmten Abstand zur frischen Elektrodenoberfläche 5a der Elektrode 5 gebracht. Der Funkenerosionsprozeß wird in diesem Zustand weitergeführt. Dieser Betrieb wird wiederholt, bis die Funkenerosions-Bearbeitung des Werkstücks 3 vollendet ist.

Es wurde eine Versuchsbearbeitung durchgeführt, wobei ein Werkstück 3 und eine Elektrode 5 mit gleichem Durchmesser (wie in Fig. 3 gezeigt) verwendet wurden. Der Entladungsspitzen­ strom betrug 10A, die Arbeitspulsperiode 64 µs und die Ab­ schaltperiode dazwischen (ebenfalls) 64 µs. Die Tabelle 1 zeigt die Beziehung zwischen der Tiefe W der Bearbeitung des Werkstücks 3 und der Menge D des Verbrauchs der Elektrode 5.

W (mm)
D (mm)
2,0
0,22
5,0	0,60
7,0	0,90
10,0	1,15

Wenn das Werkstück 3 und die Elektrode 5 verschiedene Durch­ messer haben, so kann die Verbrauchsmenge D, d.h. der Schneid­ verlust auf der Basis des Verhältnisses zwischen der Umfangs­ länge des Werkstücks 3 und der Elektrode 5, bestimmt werden.

Es ist möglich, numerische Steuerungen und andere geeignete Einrichtungen als Steuerungen 22 für die vorliegende Erfindung zu verwenden.

Claims (2)

1. Funkenerosionsmaschine, bestehend aus einer Dreheinrich­ tung (7, 7a) zum Halten und Drehen eines zu bearbeitenden Werkstückes (3), einer Elektrode (5), welche gegenüber dem Werkstück (3) angeordnet ist, einer Winkelvorschubeinrichtung (20, 20a) zum Halten und Drehen der Elektrode (5) und einen vorbestimmten Winkel, einer Stromversorgungseinrichtung (24) zum Erzeugen einer Spannung zwischen dem Werkstück (3) und der Elektrode (5), um dadurch eine elektrische Entladung zwischen diesen zu bewirken; und einer eine Schneidlehre (19) umfassende Schneideinrichtung, um einen Abschnitt (D) der Elektrode (5) nachzuschneiden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidlehre (19) mittels eines Antriebs (18, 18a) auf die Elektrode (5) zu bzw. von dieser weg bewegbar ist, wobei der Antrieb (18, 18a) zugleich als Drehantrieb für die Schneidlehre (19) dient.

2. Funkenerosionsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung (22) vorgesehen ist, über welche die Werkstück-Dreheinrichtung (7, 7a), die Winkelvorschubein­ richtung (20), der Antrieb (18, 18a) der Schneidlehre (19) und der Werkstückvorschub (23) ansteuerbar sind.