DE1615497A1 - Verfahren zur Trennung einer Elektrode vom Werkstueck beim elektrochemischen Raeumziehen von OEffnungen und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Trennung einer Elektrode vom Werkstueck beim elektrochemischen Raeumziehen von OEffnungen und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses VerfahrensInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/26—Apparatus for moving or positioning electrode relatively to workpiece; Mounting of electrode
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Description
VUMA Vskumny ustav mechanizäcie a autömatizacie,
έ Mesto nad Vahom
"Verfahren zur Trennung einer Elektrode vom Werkstück
beim .elektrochemischen Räumziehen von Öffnungen und
Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens"
lür diese Anmeldung wird die Priorität der tschechoslowakischen
Patentanmeldung PV 6252-66 vom 29. September 1966
in Anspruch genommen.
Die Erfindung "betrifft sowohl ein Verfahren zur Trennung
einer Elektrode vom Werkstück beim elektrochemischen Räumziehen von Öffnungen auch in bei spanabhebender Bearbeitung
unzugänglichen Stellen, als auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens»
Elektrochemischen Bearbelängsverfahren ermöglichen in immer
zunehmenden Maße, Werkstücke derartiger Formgebung zu-bearbeiten, die in spanabhebender Bearbeitung /überhaupt nicht
erreichbar ist, oder nur unter einem außerordentlichi hohen
Aufwand gefertigt werden kann, wozu Einzweckeinrichtungen
erforderlich sind. :
Das elektrochemische Bearbeitungsverfahren wird im Prinzip
so durchgeführt, daß das Werkzeug - die. Elektrode - in der
Nahe der zu bearbeitenden Öberfläeke eines Werkzeuges gehalten wird, wobei durch einen zwisöhen der zu bearbeitenden
Fläche und der Oberfläche der Elektrode vörgeBshenen Sj>alt
der Elektrolyt derart hindurchstr^i&ft daß er den vollen
Arbeitsraum überflutet, d.h. den Teil des Spaltes, in
welchem sich die augenblicklich bearbeitete Fläche und der wirksame Teil der Elektrode befinden. Bedingung ist,
daß das Werkstück und die Elektrode aus elektrisch leitendem und im Elektrolyt inertem Material bestehen müssen.
Wenn die Elektrode und das Werkstück an eine Gleichstromquelle derart angeschlossen werden, daß die Elektrode die
Kathode und das Werkstück die Anode bilden, dann geht bei einer gewissen Spannung durch den Elektrolyt elektrischer
Strom hindurch, der elektrochemische und nachfolgende Veränderungen sowohl am Werkstück, als auch an der Elektrode
verursacht-. Durch Einwirkung dieser Veränderungen ändert sich das Material der zu bearbeitenden Werkzeugfläche,
d.h. es löst sichauf und bildet gemeinsam mit dem an der Elektrode entstehenden Wasserstoff Reaktionsprodukte
des eleki»chemischen Vorganges. Die Reaktionsprodukte
werden sodanij/Vom strömenden Elektrolyt aus dem Arbeitsraum
abgetragen. Die Geschwindigkeit des elektrochemischen
Auflösens des Werkstückmaterials, d.h. die eigentliche
Bearbeitungsgeschwindigkeit hängt von der Menge des durch den Elektrolyt hindurchgeführten elektrischen Stromes ab.
Bisher werden in erwähnter Weise lediglich kurze Öffnungen
gefertigt, bei welchen das Werkzeug, die Elektrode, nicht nur betätigt, sondern durch eine Zugstange auch geführt
wird. Bei dieser Art der Elektrodenbetätigung kommt es oft zu „Deformationen der Elektrode, was sich unerwünsch-
terweise durch äne Änderung der Lage des wirksamen Teiles
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der Elektrode, was Ungenauigkeiten in der Bearbeitung,
gegebenenfalls auche eine Verhinderung der Bearbeitung
überhaupt, zur Folge haben kann.
Die Aufgabe nach, der Erfindung beruht auf der Vermeidung
der bekannten erwähnten Kachteile der Verfahren dt zur
Trennung einer Elektrode TOm Werkstück beim elektrochemischen
Räumziehen von öffnungen. Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die Elektrode
von der anliegenden zu bearbeitenden Werkstückfläche
entweder durch eisn Elektrolytstrom abgehoben oder durch
zumindest einen elektrisch nichtleitenden Vorsprung an
der Elektrode abgedrückt wird.
Zur Lösung der Erfindung gehört auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Sie besteht aus einem
Betätigungsmechanismus für die Elektrode aus mit dem Elektrolytvorratsbehälter verbundenen Kammern und einem
Werkstück, in welchem die Elektrode untergebracht ist und
dessen Hauptmerkmal darin besteht, daß die Kammern, in eine
von denen die-Elektrolyt/zuführung, einmündet und aus der
anderen die Elektrolytabführung ausgeht, durchlas Werkstück
verbunden sind»
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Möglichkeit, auch solche Öffnungen zu bearbeiten, die
das gleiche Profil in der ganzen Länge besitzen, in welchem
jedoch die Achse keine Gerade, sondern beispielsweise einen Teil dteiner Kurve bildet. Ein weiterer Vorteil ist
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darin zu sehen, daß es zu keinen Deformationen der Elektrode kommt und auch solche öffnungen bearbeitet werden können,
deren Querschnittsfläche-mehrmals kleiner ist als die Länge
der öffnnng, z.B. ringförmige Öffnungen, bei welchen das Verhaältnis des Durchmeseers und der Länge der öffnung mehr
als 1 : 20 beträgt. Ein noch weiterer Vorteil besteht darin, daß die Fertigung des Werkzeuges - der Elektrode - im Arbeit
Bumfang und in der Genauigkeit anspruchslos ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Durchführung sind in der Zeichnung beispielsweise veranschau-r
licht. Es zeigen
Pig. 1 die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und
Fig. 2 eine Führung der Elektrode in der Vorrichtung
: durch den Elektrolytstrom.
Die Vorrichtung zur Durchführung des elektroohemischen
Räumziehrerfahrens besteht im wesentlichen nach Fig. 1 aus
einem Betätigungsmechanismus 31> einer Elektrode 22, Kammern
.34 und einem Werkstück 20.
Der Betätigungsmechanismuskörper 31 enthält den eigentlichen Körper, einen Gleitstein 30 und eine Zugstange 27. In der
Längsachse des Körpers 31 des Betätigungsmechanismus ist
eine öffnung zur Führung des Gleitsteines 30 vorgesehen.
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'-■ 5 -
Die Zugstange 27 irt derart ausgeführt, daß sie auf ihrer
Oberfläche, z.B. mit Teflon, isoliert ist. An ihrem einen
Ende ist die Zugstange 27 mit einem nicht isolierten Kern
28 versehen und an ihrem anderen Ende ist die Elektrode 22
angeschlossen. Die Zugstange kann auch biegsam ausgeführt
sein, sie kann z.B. aus einem Seil bestehen. Sei Zugstange dient zur Übertragung der Betätigungskraft an die Elekgrode
22. Die Elektrode 22 ist so ausgestaltet, daß sie an ihrem Ende in Bewegungsrichtung zumindest einen Führungsvorsprung
24 trägt, der aus elektrisch isolierendem Material, z.B. Ebonit, besteht. Die Elektrode 22 dient zur eigentlichen
Bearbeitung des Werkstücks 20, der Führungsvorsprung 24
dient zur Führung der Elektrode 22 innerhalb des Werkstücks 20 in bestimmtem Abstand von der zu bearbeitenden
Flache 21. Die Kammern 34 sind aus elektrisch nichtleitendes
Material, beispielsweise Teflon, ausgeführt. Die Kammern 34 sind von einer Seite her mit Verbindungsöffnungen zur
Aufnahme des Werkstücks 20 versehen. Ihr Inneres ist hohl. Die dem Betätigungsmechanismus näher liegende Kammer 34
hat auf ihrer Stirnseite eine Öffnung 26 und auf ihrer
Seite einen Zuführungskanal 37· Die dem Betätigunsmechanismus entfernt liegende Kammer 34 hat von einer Seite
her einen Ausführungskanal 35.
Im Körper des Betätigungsmechanismus 31 ist der Gleitstein 30 untergebracht, der in Richtung "S" beweglich ist
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(Pig. 1) und an welchen mittels eines Gelenks 29 die
Zugstange 27 angeschlossen ist, die durch die öffnung
26 der Kammer 34 hindurchgeht. Sie Zugstange 27 ist in
der öffnung 26 mittels der Dichtung 25 abgedichtet. Die
Kammern 34 sind miteinander mittels des Werkstücks 20 verbunden, auf welches der Zuführungsring 23 aufgeschoben
ist, der an den positiven Pol der Energiequelle 32 angeschlossen wird.
Im Zuführungskanal 37 der dem Betätigungsmechanismus 31
näher liegenden Kammer 34 ist die Zuführung 4-0 des Elektrolyts 4-1 angeordnet, dessen anderes Ende in den Vorratsbehälter
(nicht gezeigt) des Elektrolyts 41 einmündet. Sie Zuführung 40 des Elektrolyts 41 ist mit einem Verschluseventil
38 versehen. Im Abführungskanal 35 ist die Abführung
39 angeordnet, deren anderes Ende in den Vorratsbehälter
des Elektrolyts 41 einmündet. In die Abführung 39 ist eine
Drossel- und Absperrsystem 36 eingefügt.
Sie Vorbereitung der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens erfolgt derart, daß durch das Werkstück 20 die Zugstange 27 hindurchgezogen wird, an welche
auf der einen Seite der Gleitstein 30 angeschlossen wird. Der wirksame Teil der Elektrode 22, die sich außerhalb der ,·
öffnung des Werkstücks befindet, wird in das andere Ende des Werkstückes 20 eingschoben, wo bereits eine vorher bearbeitete
kurze Fläche vorhanden ist. Sie Tiefe der vorbearbeiteten
Fläche des Werkstückes 20 muß so groß sein, daß sie den Führungsvorsprung 24 der Elektrode 22 auffängt und
ti Boh»·
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dabei zwischen der zu bearbeitenden Fläche 21 des Werkstückes
20 und dem Führungsvorsprung immer noch ein Abstand
von mindestens 0,01 mm erhalten bleibt.' An das Werkstück 20 werden sodann von der Seite her die Kammern 34 geschlossen,
an welche die Zuführung 4-0 und die Abführung 39 angeschlossen werden, wodurch die Vorrichtung für das Strömen
des Elektrolyts 41 vorbereitet ist. Nach dieser Vorbereitung
der Vorrichtung beginnt durch die Zuführung 40 an der Zugstange 27 vorbei ii»aa8 Werkstück 20 der Elektrolyt einzuströmen,
der am wirksamen Teil der Elektrode 22 und durch die im größeren Abstand liegende Eammerv34 und die Abführung
39 in dem Vorratsbehälter des Elektrolytsv41 weiterfließt.
Der Zufuhrungsdruck des Elektrolyts 41 (z.B. Kochsalzlösung)
beträgt 2 - 20 atü. Nach Einschaltung der Stromquelle 32 setzt zwischen der Elektrode 22 und der zu bearbeitenden
Fläche:21 des Werkstückes 20 ein elektrolytiseher Vorgang
ein, der ein elektrochemisches Lösen des Metalles,des Werkstückes
20 herbeiführt, wobei durch den Vorschub der Elektrode
22 im Werkstück 20 eine bearbeitete Fläche entsteht,
deren Formgebung jener des Querschnittes der Elektrode 22
ent spricht, der der Kammer 34» in welcher der Abführungskanal
35 vorgeaehen ist, am nächsten liegt'. Es ist nicht notwendig, daß die einzelnen Querschnitte entlangder Elektrode
22 in geometrischer Formgebung übereinstimmen, aber man muß aus dem der Kammer 34 mit dem Zufährungekanal 37
am nächsten liegenden Querschnitt, der in geometrischer Formgebung der ursprünglichen Öffnung im Werkstück 20 ent-
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sprechen soll, stufenlos auf den Querschnitt entsprechender
formgebung übergehen» der durch das elektrochemische
Räumziehen der inneren Öffnung des Werkstückes 20 erreicht wird. Auf diese Weise können nicht nur ringförmige Öffnungen
vergrößert werden, sondern auch eine viereckige Öffnung aus einer ringförmigen umgestaltet werden.
Bei einem Strömungssinn des Elektrolyts 41, der bei elektrochemischen Räumziehen von langen Stäben mit sehr
kleinen Öffnungen vorteilhaft ist, kommt es zu einem vorteilhaften Verlauf des Druckabfalles des Elektrolyts 41
bei seiner Strömung durch die Vorrichtung, und es kann ein
gleichmäßiges Fließen der Elektrode 22 durch den Elektrolyt 41 gewährleistet werden. Bei elektrochemischem Räumziehen
von langen Stäben mit sehr kleinen Öffnungen kann der entgegengesetzte Strömungssinn des Elektrolyts 41'
nicht verwendet werden, d.h. aus der vom Betätigungsmechanismus
31 entfernt liegenden Kammer 34 in die näher liegende, nachdem es zu einem wesentlichen Elektrolytdruckabfall beim TJmf»ließen der Elektrode 22, wesentlichen
Elektrolytdruckabfall beim umfließen der Elektrode 22 kommt und der restliche Elektrolytdruck nicht ausreicht
, die notwendige Durchflußmenge des Elektrolyts 41 durch die öffnung des Werkstücks 20 der Zugstange entlang
zu gewährleisten. Die Ausmaße der Zugstange 27 kann man
nämlich nicht willkürlich verringern, nachdem mit abneh*
fcende* Querschnitt der Seele 28 der Zugstange 27 auch die
;■■■■■- 9 - . '
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anwendbare Intensität des elektrischen Stromes ab, der
durch die Seele 28 hindurchgeht und der an der elektrochemischen
Bearbeitung der Fläche 21 teilnimmt. Sollte dieses Verfahren zum Räumziehen von sehr kleinen öffnungen
langer Stäbe angewandt werden und wird keine zu große
Vorschufcgeschwindigkeit der Elektrode 22 gefordert, was
die Verwendung eines größeren Querschnittes der Seele 28
der Zugstange 27 ermöglicht, ist es möglich, den Elektrolyt
41 übereintimmend mit dem Vorschubsinn der Elektrode strömen
zu lassen, d.h. in der Vorrichtung nach Fig. 1 würde der Elektrolyt 41 von der vom Betätigungsmechanismus 31
entfernt liegenden Kammer 34 in die näher liegende Kammer
34 strömen. Auf diese Weise kann auch ein Polieren von langen
Innenöffnungen erfolgen* Der Druck des Elektrolyts 4I
in den Kammern 34 ist während des Räumziehens-mittels der Drosselvorrichtung 38 und des Drossel- und Absperrsystems
36 einstellbar.
Das Polieren von langen Innenöffnungen kann auch so durchgeführt
werden, daß die Abführung des Elektrolyts 41 über
den Drossel- und Absperrmechanismus 36 erfolgt, durch dessen
geeignete Einstellung die Füllung der vom Betätjgmgssmechanismus
31 entfernt liegenden Kammer 34 and des durch die bearbeitete Fläche 21 des Werkstückes 20 abgegrenzten
Raumes mit dem Elektrolyt 41, dessen Druck 0,5 - 6 atü .
sein muß, erreicht wird.
■ - 10 - - ' ■
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Wenn beim, Räumziehen die Elektrode22 innerhalb deB Werkstückes
20 durch, den Strom des Elektrolyts 41 (Fig. 2) getragen wird,so ist die Zugstange 27 biegsam - z.B. ein Seil und
vor der Elektrode 22 ohne Führungsvorsprünge 24 ist von
der Seite der Elektrolytzuführung her ein elektrisch nicht leitender Abstandzylinder 33 befestigt, der zur Vermeidung
eines Kurzschlusses für den Fall, daß es infolge Elektrolytdruckabfalles
zu einer Elektrolytdruckabnahme kommen würde und die Elektrode 22 sich auf eine Seite des Werkstückes
20 neigt. In diesem Falle kommt das Werkstück 20 zum Anliegen an den elektrisch nicht-leitenden Abstandszylinder 33.
Beim Anschließen der Vorrichtung an die Stromquelle 32
und wenn die Elektrode 22 im Elektrolyt st rom (in gezeigter Richtung) schwebt, verläuft der beschriebene elektrochemische Vorgang des Räumziehens von öffnungen.
Während der Strömung des Elektrolyts 41 wird die Elektrode
22 in eine Schwingungsbewegung gebracht, wobei sie sich
mehr oder weniger den zu bearbeitenden Flächen 21 des Werkstückes. 20 nähert. In äußersten Ausschwingungen bearbeitet
die Elektrode 22 die Innenfläche des Werkstückes 20 bei äußertet geringen Zwischenelektrodenabständen, wodurch zusammen
mit den Schwingungen der Elektrode 22 eine höhere Genauigkeit der Bearbeitung erreicht wird. Die Schwingungs-
> gestaltung der Elektrode 22 wird nicht durch die Strömungsgestaltung des Elektrolyts bestimmt.
Patentansprüche: - 11 -
009822/0689
Claims (1)
1. Verfahren zur f rennung einer Slektrode vom Werkstück
beim elektrochemischen Räumziehen yon Öffnungen ,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (22) iron
der anliegenden zu bearbeitenden Flache (21) des
Werkstückes (20) eintweder duroh einen ElektroljrtBtrom
abgehoben oder durch zumindest einen elektrisch nicht-14
tenden Vorsprung (24) der Elektrode (22) abgehalten
2* Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch;1, bestehend aus einem Betätigungemechanisrnus
der Elektrode, mit mit dem Elektrolytvorratsge- ,
häuse verbundenen Kammern und dem Werkstück, in welchem
die Slektrode untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (34r)r in welcher einen die
Elektrolytzuführung (40) und welcher anderen die
Elektrolytabführung (39) münden, durch das Werkstück (20) verbunden sind·
0 09 822/Öig9
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CS623266 | 1966-09-29 |
Publications (1)
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- 1967-09-28 BE BE704424D patent/BE704424A/xx unknown
- 1967-09-28 DE DE19671615497 patent/DE1615497A1/de active Pending
- 1967-09-28 AT AT881067A patent/AT271131B/de active
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