DE1690763B1

DE1690763B1 - Elektroerosive Bearbeitung von metalallischen Werkstucken mittels einer Elektrode

Info

Publication number: DE1690763B1
Application number: DE1961S0075458
Authority: DE
Inventors: Pierre Braudeau; Alfred Maillet
Original assignee: Soudure Electrique Languepin SA
Current assignee: Soudure Electrique Languepin SA
Priority date: 1960-08-26
Filing date: 1961-08-25
Publication date: 1969-09-11
Also published as: FR1274953A; LU40494A1; FR80424E; US3433919A; ES270094A1; FR80012E; GB1002802A; FR79637E; CH382326A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektroerosive . und Werkstück werden die durch den Funkenüber-Bearbeitung von metallischen Werkstücken, bei der schlag erzeugten Krater immer kleiner, so daß sich eine in der Form der endgültigen Werkstückform schließlich eine Oberfläche von sehr geringer Rauhigentsprechende Elektrode in Richtung auf das Werk- keit erzielen läßt.

stück vorgeschoben und ohne jede Drehung senk- 5 Um der Veränderung der Länge der Funkenüberrecht zur Vorschubrichtung translatorisch bewegt Schlagsstrecke entsprechend der aufgewendeten wird. Funkenenergie Rechnung zu tragen, ist man bisher

Die elektroerosive Bearbeitung von Werkstücken so vorgegangen, daß man für die Bearbeitung von kann durch eine Folge von Funkenüberschlägen oder Werkstücken mit wohldefinierten Oberflächenformen durch periodisch unterbrochene Lichtbögen erfolgen io eine ganze Reihe von untereinander ähnlichen Elek- und wird im allgemeinen zur Materialabtragung be- troden nacheinander benutzte, deren Abmessungen nutzt. Jedoch ist auch Materialauftragung möglich. der jeweils verwendeten Funkenüberschlagsstrecke

Man kann allgemein sagen, daß sich die elektro- angepaßt waren.

erosive Bearbeitung des Werkstückes stets dort voll- Solange die Form der Elektroden einfach ist und

zieht, wo der Abstand zwischen der Elektrode und 15 man sie auf den üblichen Werkzeugmaschinen leicht dem Werkstück am kleinsten ist, d. h. wo das elek- herstellen kann, z. B. durch Drehen und Fräsen, ist irische Feld am stärksten ist. es verhältnismäßig einfach, wenn auch umständlich,

Eine der am meisten interessierenden Möglich- eine solche Reihe von Elektroden gleicher Form, aber keiten der Bearbeitung von Werkstücken durch unterschiedlicher Abmessungen herzustellen.
Elektroerosion und hier vorzugsweise bei der Be- 20 Wenn aber die Form der Elektroden sehr kompliarbeitung durch Funkenerosion besteht darin, daß ziert ist, dann wird es sehr schwierig, sehr langwierig man durch Annäherung einer beliebig geformten und umständlich, eine Serie von in ihrer Form ein-Elektrode in Richtung auf das Werkstück eine be- ander gleichen, in ihren Abmessungen aber nach trächtliche Materialabtragung vom Werkstück in einer gewünschten Gesetzmäßigkeit größer bzw. Form dieser Elektrode erzielen kann. Es ist bereits 25 kleiner werdenden Elektroden herzustellen, sei es bekannt, die elektroerosive Bearbeitung metallischer nun, daß man bei kleinen Elektroden, ausgehend von Werkstücke derart durchzuführen, daß eine Elek- einer Grundform, immer größer werdende Elektroden trode in Richtung auf das Werkstück vorgeschoben herstellt, sei es, daß man bei großen Elektroden, aus- und ohne jede Drehung senkrecht zur Vorschub- gehend von einer Grundform, immer kleiner werrichtung translatorisch bewegt wird. 30 dende Elektroden herstellt, wobei in beiden Fällen

Bei der elektroerosiven Bearbeitungsweise kann eine dieser Elektroden unverändert bleibt und entzwar die bearbeitete Stelle des Werkstückes exakt weder die erste oder die letzte einer solchen Elekdie Form der Elektrode aufweisen, aber die bearbei- trodenserie ist.

tete Stelle hat dann nicht genau die gleichen Ab- Durch die vorliegende Erfindung sollen diese

messungen wie die Elektrode. Die Abmessungen des 35 schwerwiegenden Nachteile, insbesondere bei komplibearbeiteten Teiles des Werkstückes sind bei einer zierten Elektrodenformen, vermieden werden. Die Hohlkontur größer und bei einer Außenkontur kleiner Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, eine als die Abmessungen der Elektrode, und zwar um elektroerosive Bearbeitung aufzuzeigen, durch die es den Betrag der Funkenüberschlagsstrecke, deren möglich ist, mit einer einzigen Elektrode während Länge wiederum abhängig ist von der jeweiligen 40 des gesamten Bearbeitungsvorganges auszukommen. Arbeitsweise, d. h. im wesentlichen von der Die erfindungsgemäße Bearbeitung bezieht sich auf je Funkenüberschlag aufgewendeten elektrischen alle denkbaren elektrischen Bearbeitungsmethoden, Energie. d. h., sie ist unabhängig davon, ob Material abge-

WiIl man bei einem solchen funkenerosiven Ver- tragen oder Material aufgetragen wird,
fahren optimale Ergebnisse erzielen, dann muß man 45 Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfinwährend der Bearbeitung des Werkstückes die dungsgemäß dadurch, daß für den gesamten Bearbei-Funkenüberschlagsstrecken und dementsprechend die tungsprozeß (Grob- bis Feinstbearbeitung) nur eine aufgewendeten Energien je Funkenüberschlag ändern. einzige Elektrode mit einer dem fertig bearbeiteten

Zu Beginn der Bearbeitung, wenn es zunächst ein- Werkstück geometrisch ähnlichen Form, jedoch für mal darum geht, in groben Umrissen die Kontur der 50 die Herstellung von Innenkonturen mit kleineren zu bearbeitenden Fläche herauszuarbeiten, verwendet bzw. für Außenkonturen mit größeren Abmessungen man im Prinzip die größtmögliche Funkenüber- als die endgültige Werkstücksform, verwendet wird, Schlagsstrecke und die größte Funkenintensität, weil daß die Elektrode eine derartige translatorische und man dadurch eine hohe Materialabtragungsgeschwin- von ihrer Form unabhängige Bewegung erfährt, daß digkeit erzielen kann. Die Forderung nach großen 55 sie nacheinander eine Reihe von gleichmäßig um die Funkenüberschlagsstrecken harmoniert im übrigen Mittelstellung der Elektrode verteilten und von dieser mit der Notwendigkeit, große Materialmengen über Mittelstellung gleich entfernten Lagen einnimmt, so das flüssige Dielektrikum abzuführen; dafür ist aber daß sich jeder Teil der Elektrodenseitenflächen nachdie bearbeitete Oberfläche von großer Rauhigkeit, einander der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkweil jeder der starken Funkenüberschläge auf der 60 Stücks nähert und sich dann wieder von ihr entfernt, Oberfläche des Werkstückes einen erheblichen Krater daß nach wenigstens einem sämtliche Teile der zu erzeugt. bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks erfassen-

Um die Oberflächengüte zu verbessern, verwendet den Bearbeitungsvorgang der Abstand der Mittelman daher anschließend Funkenüberschläge mit stellung der Elektrode von den durch sie nacheinmehr und mehr verkleinerter Energie und muß des- 6g ander eingenommenen Lagen während der Bearbeihalb auch die Funkenüberschlagsstrecke mehr und tung derart stufenweise geändert wird, daß der minimehr verkleinern. Mit geringer werdender Funken- male Abstand zwischen der zu bearbeitenden Werkenergie und kleinerem Abstand zwischen Elektrode Stückoberfläche und der Elektrodenseitenfläche klei-

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ner wird, und daß entsprechend der stufenweisen Bearbeitungsabstand an das zu bearbeitende Werk-Verkleinerung des längs der Werkstückoberfläche stück herangeführt werden. Dabei kann man, auswandernden Minimalabstandes zwischen Werkstück gehend von einer zentralen Lage der Elektrode, mit und Elektrode auch die Bearbeitungsenergie stufen- einer beschränkten Anzahl von sternförmigen, transweise vermindert wird, so daß der Zustand der Werk- 5 latorischen Verschiebungen in der Praxis mit acht Stückoberfläche nach und nach verbessert wird. im Winkelabstand gleichen, sternförmigen Verschie-Die Elektrode wird also nacheinander in eine bungen auskommen, weil man dabei eine Hüllfläche Reihe von gleichmäßig um eine Mittelstellung ver- erzeugt, die fast exakt der äquidistanten Zwischenteilten und von dieser gleich entfernten Lagen ge- flache zwischen Elektrodenoberfläche und zu bearbeibracht. In jeder der so definierten Lagen der Elek- to tender Werkstückoberfläche entspricht,
trode gibt es ein punkt- oder linienförmiges Flächen- Bei dem zweiten Lösungsvorschlag gemäß der Erelement auf der Elektrode, dessen Abstand von der findung wird die Relativverschiebung zwischen der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche ein Minimum Elektrode und dem Werkstück durch eine translatoist. Dort findet die elektroerosive Bearbeitung des rische Kreisbewegung erzeugt. Die Elektrode wird Werkstückes statt. Das gleiche gilt für die sich beider- 15 dazu zunächst durch Radialverschiebung aus ihrer seits dieses Flächenelementes anschließenden Flächen- Mittelstellung in Arbeitsstellung gebracht und vollteile der Bearbeitungselektrode, weil sich die Elek- führt ausgehend von dieser Arbeitsstellung die transtrode wegen ihrer geometrischen Ähnlichkeit mit der latorische Kreisbewegung, ohne zwischendurch in die endgültigen Form des Werkstückes unter Berück- Mittelstellung zurückzukehren,
sichtigung ihres Minimalabstandes vom Werkstück ao Da die an der Bearbeitung des Werkstückes teildessen endgültiger Form anschmiegt. Deshalb findet nehmenden Bereiche der Elektrode längs des Elekauch in den Nachbarbereichen des betrachteten trodenumfanges wandern, verteilt sich der bei der Flächenelementes der Elektrode eine Bearbeitung des Bearbeitung unvermeidbare Verschleiß der Elektrode Werkstückes im Sinne einer Annäherung an die ge- gleichmäßig auf die gesamte Umfangsfläche. Die wünschte, endgültige Form statt. 25 Form der Elektrode bleibt daher auch bei zahlreichen

Der nächste Bearbeitungsschritt entspricht dem aufeinanderfolgenden Bearbeitungsgängen stets zu soeben beschriebenen, betrifft aber ein benachbartes der gewünschten endgültigen Form des Werkstückes Flächenelement der Elektrode und des Werkstückes. geometrisch ähnlich. Das bei den bisher bekannten Ist auf die beschriebene Weise durch eine Folge von Verfahren notwendige Auswechseln der erodierten Bearbeitungsschritten der gesamte Umfang des zu 30 Elektroden oder das zusätzliche Auftragen von Matebearbeitenden Werkstückes wenigstens einmal bei rial auf ihre Oberfläche, um ihnen die ursprüngliche gleichbleibender Minimalentfernung zwischen Werk- Abmessung wiederzugeben, kann damit unterbleiben, stück und Elektrode bearbeitet worden, dann wird Die gleichmäßig erfolgende Querschnittsabnahme der der Bearbeitungsvorgang wiederholt, jedoch mit der Elektrode, insbesondere während der Grobbearbei-Maßgabe, daß nunmehr die bei den nächstfolgenden 35 tung, kann leicht dadurch kompensiert werden, daß Bearbeitungsschritten gleichbleibende Minimalent- der Minimalabstand zwischen Werkstück und Elekfernung zwischen Werkstück und Elektrode verringert trode entsprechend verringert wird,
und in bekannter Weise die Bearbeitungsenergie Es ist zweckmäßig, eine Elektrode zu benutzen, herabgesetzt wird; d. h., daß sich die Elektrode ort- für die der mittlere Abstand zwischen der zu belich so verhält wie eine Elektrode mit größeren Ab- 40 arbeitenden Werkstückoberfläche und der Elektrode messungen. Jeder folgende, mit kleinerem Minimal- größer ist als der Bearbeitungsabstand, so daß man abstand zwischen Elektrode und Werkstück und mit jeweils dem Werkstück bzw. der Elektrode eine verminderter Bearbeitungsenergie durchgeführte Be- Relatiwerschiebung geben muß, damit das Werkstück arbeitungszyklus ersetzt also die Verwendung einer überhaupt bearbeitet werden kann. Auf diese Weise neuen Elektrode, die zwar auch der endgültigen 45 kann man sehr genau den Ort festlegen, wo in jedem Form des Werkstückes geometrisch ähnlich ist, deren Augenblick das elektrische Feld am stärksten ist, so zum fertigen Werkstück äquidistante Kontur aber daß die bei der Bearbeitung auftretenden Unregeleinen geringeren Abstand von der Kontur des fertigen mäßigkeiten, die eine Folge der Dispersion der elek-Werkstückes haben muß als die vorhergehende Elek- irischen Feldlinien im elektrolytischen Bad sind, auf trode. Das gleiche gilt auch für die folgenden Be- 50 ein Minimum reduziert werden. Dagegen erfolgt bei arbeitungszyklen, bei denen nach dem bekannten den bisher bekannten Bearbeitungsmethoden die Verfahren weitere Bearbeitungselektroden eingesetzt elektrische Bearbeitung in jedem Augenblick an werden müssen, deren Konturen einen zunehmend irgendeinem Punkt, und die Wirkung ist daher nur kleiner werdenden Abstand von der Kontur des fer- statistisch, so daß zahlreiche Unregelmäßigkeiten in tigen Werkstückes aufweisen. 55 der Verteilung und im Verbrauch des elektrischen

Damit die einzige Elektrode gemäß der Erfindung Stromes entstehen.

die Aufgabe mehrerer abgestufter Elektroden zu Bei der erfindungsgemäßen Bearbeitung hat man

übernehmen vermag, müssen bezüglich der Lagezu- es außerdem in. der Hand, die Bearbeitungsdauer in

Ordnung von Elektrode und Werkstück bestimmte, jedem der aufeinanderfolgenden Arbeitspunkte gleich

von der Form der Elektrode und des Werkstücks 60 groß zu machen.

unabhängige Bedingungen erfüllt sein. Die vor- Nachstehend wird die erfindungsgemäße Bearbei-

liegende Erfindung offenbart zwei mögliche Lösungen: tung an Hand von Beispielen in Verbindung mit der

Beim ersten Vorschlag wird die Elektrode von Zeichnung beschrieben, und zwar zeigt
einer Mittelstellung aus der Reihe nach längs einer F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Werk-Reihe von gleichmäßig um den Mittelpunkt verteilten 65 Stückes und einer Arbeitselektrode, mit der das Radialstrahlen um jeweils gleichbleibende Beträge Werkstück ausgehöhlt wird, zur Erläuterung des verschoben, so daß nach und nach einander über- Grundprinzips der erfindungsgemäßen Bearbeitung, läppende Teilstücke der Elektrodenfläche bis auf F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung

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für ein Werkstück und eine Elektrode, die das Werk- werden soll wie der ursprüngliche Elektrodenabstück von außer her bearbeitet, stand E. Man müßte daher — und dies hat man bis-

Fig. 3 und 3a in schematischer Darstellung die her auch getan — eine neue Elektrode ähnlicher

möglichen Formen der Relativverschiebungen der Form, aber mit der Kontur 7 verwenden. Gemäß der

Elektrode, 5 Erfindung wird aber ein anderer Weg beschriften,

Fig. 4 in schematischer Darstellung den Zusam- der nachstehend erläutert werden soll,

menbau einer Vorrichtung zur Durchführung der Bei der funkenerosiven Bearbeitung eines Werk-

Elektroerosion und Stücks wie im vorliegenden Beispiel sind die Funken-

F i g. 5 eine Variante, bei der die Elektrode fest- überschlagstrecken E und e in Wirklichkeit sehr klein

steht, während der Träger für das Werkstück eine io (um einen Anhalt zu geben: In der Größenordnung

translatorische Kreisbewegung ausführen kann. von Bruchteilen eines Millimeters). Wenn man nun

An Hand von F i g. 1 soll das erfindungsgemäße die Elektrode 3 mit ihrer Kontur 4 parallel zu sich Verfahren im Prinzip erläutert werden. Mit 1 ist die selbst in einer beliebigen Richtung verschiebt, und Draufsicht auf ein Werkstück bezeichnet, das ent- zwar so weit, daß ein Teilstück der Kontur 4 die sprechend der Kontur 2 mit Hilfe einer Elektrode 3 15 Kontur 7 berührt, so daß die Kontur 4 mit ihrem auf funkenerosivem Weg durchbrochen werden soll. betrachteten Teilstück tangential zur benötigten Kon-Dies geschieht prinzipiell durch Annäherung der tür 7 ist, dann kann man das Werkstück 1 in diesem Elektrode 3 an das Werkstück in einer Richtung Bereich, in dem die Kontur 4 mit der Kontur 7 zusenkrecht zur Zeichenebene. Die Kontur 2 kann die sammenfällt, mit der kleineren Funkenüberschlags-Schnittlinie eines unrunden Zylinders mit der Zeichen- 20 energie feinbearbeiten. Wird beispielsweise die Elekebene sein, dessen Mantellinien senkrecht auf der trode 3 parallel zu sich selbst verschoben, so daß sie Zeichenebene stehen und der das Werkstück 1 voll- die Lage 4 a einnimmt, dann fällt ein ziemlich großes ständig durchdringt, so daß in das Werkstück 1 eine Bogenstück der Kontur 4, nämlich das Bogenstück .4 B, Öffnung entsprechend dieser Zylinderform geschnitten mit der Kontur 7 praktisch vollständig zusammen, wird. Selbstverständlich braucht es sich hierbei nicht 25 Man kann nun die Oberfläche 2 im Bereich des um eine vollständige Durchbrechung des Werk- Bogenstückes ^i₁-B₁ feinbearbeiten.
Stücks 1 zu handeln, es kann auch eine mehr oder Anschließend kann die Elektrode 3 so verschoben minder große Vertiefung sein. Ebensogut kann die werden, daß nunmehr ein anderes Bogenstück der Kontur 2 die Schnittlinie eines unrunden Kegels oder Kontur 4 mit der für die Feinbearbeitung benötigten eines Kegelstumpfes mit der Zeichenebene sein. Dem- 30 Kontur 7 zusammenfällt, wobei vorzugsweise die entsprechend entsteht im Werkstück 1 eine kegelige Elektrode 3 nach der Bearbeitung des Bogenstückes oder kegelstumpfförmige Durchbrechung oder Ver- A₁B₁ in die Lage 4 & gebracht, in der das anschlietiefung. ßende Bogenstück B C mit der Kontur 7 zusammen-

Um die der Kontur 2 entsprechende Oberfläche zu fällt, so daß eine Feinbearbeitung des Bogenstückes

bearbeiten, wird eine Elektrode 3 mit einer Kontur 4 35 .S₁C₁ ermöglicht wird. In dieser Weise kann man

verwendet, die äquidistant zu der zu bearbeitenden nacheinander den gesamten Umfang der Oberfläche 2

Kontur 2 ist. Um die Kontur 2 durch Funkenerosion des Werkstücks feinbearbeiten. Es bedarf dazu nur

zunächst grob herauszuarbeiten, verwendet man einer Folge von Relatiwerschiebungen der Elektrode

Funkenüberschläge hoher Energie, die im dielek- zum Werkstück, wobei die Elektrode wenigstens in

trischen Bad den Abstand E zwischen der Kontur 4 40 der Endphase parallel zu ihrer Ausgangslage liegt,

der Elektrode 3 und der Kontur 2 des Werkstücks zu Im Fall der F i g. 1 wird mit der Elektrode 3 eine

überbrücken vermögen und dabei Material vom Innenkontur des Werkstücks 1 bearbeitet. In ähn-

Werkstück 1 längs der Kontur 2 abtragen. licher Weise läßt sich auch eine Außenkontur eines

Für das Grobherausarbeiten einer Werkstücksober- Werkstücks bearbeiten, wie dies in F i g. 2 dargestellt

fläche entsprechend der Kontur 2 ist es zweckmäßig, 45 ist. Dort wird mit Hilfe der Elektrode 8 mit einer

daß die Abmessungen der Elektrode 3 auf ihrem Ge- Hohlkontur 9 die Außenkontur 10 eines Werkstücks

samtumfang überall um die Größe der Funkenüber- 11 bearbeitet.

Schlagsstrecke E bei der Grobbearbeitung kleiner sind Für die Grobbearbeitung diene wieder die Funkenais die Abmessungen der Kontur 2. Anders ausge- Überschlagsstrecke E und für die Feinbearbeitung die drückt heißt dies, daß die Kontur 4 der Elektrode 3 50 Funkenüberschlagsstrecke e, wobei wieder angenomäquidistant zu der zu erzeugenden Kontur 2 ist, und men ist, daß eine einzige Feinbearbeitung ausreichend daß der Abstand überall E — Länge der Funken- sei. Man brauchte also für die Feinbearbeitung eine Überschlagsstrecke bei der Grobbearbeitung ist. Elektrode mit einer Kontur 12.

Wenn man auf diese Weise grob die gewünschte Es sei wieder angenommen, daß in der in F i g. 2 Oberfläche entlang der Kontur 2 im Werkstück 1 er- 55 dargestellten Lage von Werkstück und Elektrode die zeugt hat, ist es notwendig, die noch vorhandene Grobbearbeitung durchgeführt sei. Betrachtet man große Oberflächenrauhigkeit zu beseitigen. Zu diesem nun zwei beliebige Punkte F und G der Elektroden-Zweck wird die Oberfläche 2 in einem oder mehreren kontur, dann wandern diese beiden Punkte bei einer weiteren Arbeitsgängen durch Funkenerosion weiter- . translatorischen Verschiebung der Elektrode 8 entbearbeitet, wobei nun aber die Funkenenergie wesent- 60 sprechend dem Vektor V₁ nach F₁ und G₁. Die Konlich geringer sein muß und dementsprechend auch tür 9 der Elektrode 8 kommt damit in die Position 9_V die Funkenüberschlagsstrecke kleiner werden muß. in der die Elektrodenkontur im Punkt F₁ sich tangen-

Es sei der Einfachheit halber angenommen, daß tial an die Kontur 12 anschmiegt. Man kann nun ein ein einziger weiterer Arbeitsgang genüge, um die erstes Teilstück der Kontur 10 des Werkstücks fein-Endbearbeitung der erzeugten Oberfläche 2 durch- 65 bearbeiten. Danach wird die Elektrode in ihre Auszuführen. Die dabei verwendete kleinere Funken- gangsposition zurückgeführt und dann entsprechend Überschlagsenergie bedingt nunmehr einen Elek- dem Vektor F₂ verschoben, so daß sich ihre Kontur 9 trodenabstand e, der als halb so groß angenommen im Punkt G₀ tangential an die Kontur 12 anschmiegt,

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so daß eine Feinbearbeitung eines weiteren Teil- menen Lagen durch die einhüllende Kontur 7 umfaßt.

Stückes der Kontur 10 des Werkstücks 11 möglich ist. Jeder einzelne Punkt der Kontur 7 wird nach und

Die Elektrodenkontur 9 hat hierbei die Lage 9₂. Die nach Schmiegungspunkt für die Kontur 4. Bei dieser

Punkte G und F sind nach G₂ und F₂ gewandert. translatorischen Kreisbewegung bleibt die Kontur 4 Verwendet man nur die beiden eben erwähnten 5 bzw. 4 a parallel zu sich selbst, und jeder beliebige

Elektrodenverschiebungen nach den Vektoren F₁ und Punkt der Kontur, z. B. der Punkt K, beschreibt einen

F₂, dann ergibt sich eine Abweichung von der ge- Kreis 14, der mit den von den Punkten M₁ und N₁

wünschten Werkstückskontur 10, die durch das beschriebenen Kreisen übereinstimmt und der außer-

schraffierte Bogendreieck zwischen den Konturen 9 dem die Kontur 7 berührt.

und 10 dargestellt ist. Es ist aber leicht einzusehen, io Wird außerdem die Rotationsgeschwindigkeit kondaß die Fläche dieses Bogendreiecks und damit die stant gehalten, dann ist die Zeit, in der ein Bogen-Abweichung von der Sollkontur des Werkstücks um stück konstanter Länge der Kontur 4 mit der Konso kleiner ist, je kleiner die Größen £ und e sind, tür 7 zusammenfällt, praktisch für den ganzen Umd. h. je kleiner ihre Differenz ist, und daß diese fang der Kontur 4 a gleich groß, so daß auch die Fläche außerdem um so kleiner wird, je kleiner der 15 Bearbeitung des Werkstücks längs seiner gesamten Winkel * zwischen den Verschiebungsvektoren V₁ Bearbeitungsfläche gleichmäßig ist, und dadurch auch und V₂ gemacht wird. Verkleinert man den Winkel χ die Abnutzung der Elektrode und die Menge des abauf 60°, verwendet man also insgesamt sechs stern- getragenen oder aufgetragenen Materials gleichförmige Verschiebungsmöglichkeiten, oder verklei- mäßig ist.

nert man ihn sogar auf 45°, was acht Verschiebungs- 20 In F i g. 4 ist eine die Elektrodenverschiebungen,

richtungen entspricht, dann wird die Bogendreiecks- wie sie schematisch in F i g. 3 oder 3 a gezeigt sind,

fläche vernachlässigbar klein. Außerdem kann man gestattende Vorrichtung K an einem Vorschubträger T

nach der Verschiebung der Elektrode 9 entsprechend befestigt, der der Vorrichtung K und der Elektrode V

dem Vektor V₁ die Elektrode anschließend entlang eine Vorschubbewegung auf das Werkstück W zu

dem Vektor F₃ kurvenförmig verschieben, so daß sie 35 erteilt. Dann wird jeder Punkt Z der Elektrodenober-

nach dieser Verschiebung die gleiche Verschiebung fläche wegen der translatorischen Bewegung, welche

erfahren hat wie nach Rückkehr in ihre Ausgangslage die Vorrichtung K der Elektrode erteilt, in Richtung

und anschließender Verschiebung entsprechend dem des Vektors ZZ₁ und wegen der Vorschubbewegung

Vektor F₂. In diesem Fall hüllt die Kontur 9 der durch den Träger T in Richtung des senkrecht dazu

Elektrode 8 die Idealkontur 12 ein. Das Fehlerdrei- 30 stehenden Vektors ZZ₂ verschoben. Die resultierende

eck kann in diesem Fall überhaupt nicht entstehen. Verschiebung ist somit durch den Vektor ZZ₃ dar-

Unter allen Möglichkeiten der Verschiebung einer stellbar. Die schräg zur Vorschubrichtung der Elek-

Kontur parallel zu sich selbst in der Weise, daß diese trode verlaufenden Teile der Elektrodenkontur wer-

Kontur eingehüllt wird durch eine äquidistante Kon- den durch diese resultierende Verschiebung in Rich-

tur in geringem Abstand, verdienen zwei Möglich- 35 tung ZZ₃ etwa senkrecht auf die zu bearbeitende

keiten den Vorzug. Diese beiden Möglichkeiten sind Oberfläche des Werkstücks herangeführt, wodurch

in den Fig. 3 und 3a schematisch dargestellt. Nach sich eine größere Güte der bearbeiteten Oberflächen

F i g. 3 wird die Kontur aus einer mittleren Position des Werkstücks erzielen läßt,

der Reihe nach entlang den Radialstrahlen D₁ bis D₈ In verschiedenen Fällen, vorzugsweise im Fall der

verschoben. 40 Funkenerosion, kann es vorteilhaft sein, der Elek-

In der Mehrzahl aller Fälle, d. h., wenn die Kontur trode nur die Vorschubbewegung, die translatorische der Elektrode konvex ist, können die Vektoren D₁ Bewegung aber dem Werkstück zu erteilen, und zwar bis D₈ untereinander gleich groß sein. Bei der Ände- deswegen, weil es möglich ist, daß der Antriebsmotor rung der Arbeitsbedingungen, d. h. bei Änderung der für die translatorische Bewegung der Elektrode beiGröße der Funkenüberschlagsstrecke, ist jeder der 45 spielsweise durch Erschütterungen eine ungünstige Vektoren D₁ bis D₈ gleich der Differenz der beiden Wirkung auf die Vorschubbewegung dieser Elektrode Funkenüberschlagsstrecken, vermehrt einerseits um ausüben kann. In diesem Fall geht man, wie in F i g. 5 die Abnutzung der Elektrode und andererseits um schematisch dargestellt, vor. Die Bearbeitungsdie Dicke des während des folgenden Bearbeitungs- maschine ist auf einem sehr starren Gestell 175 aufvorganges abzutragenden Materials. Auch wenn man 5° gebaut, das den Kopf T trägt, durch den die Elekdiese Vergrößerung der Verschiebungsamplitude in trode F eine senkrecht nach unten gerichtete VorBetracht zieht, bleibt die Größe der Verschiebung Schubbewegung erhält. Die dargestellte Elektrode ist immer kleiner als einige Millimeter. dazu bestimmt, im Werkstück W eine Aushöhlung

In Fig. 3a soll die Elektrodenkontur 4 so bewegt bestimmter Form zu erzeugen. Das Werkstück ruht werden, daß die Kontur 7 die Einhüllende sämtlicher 55 mit seiner planen Unterfläche auf einer Lage von Lagen der Kontur 4 bildet. Zu diesem Zweck wird Kugeln 176, die sich gegen eine plane Auflagefläche die Kontur 4 zunächst translatorisch entsprechend abstützen, so daß das Werkstück nach allen Seiten dem Vektor F₁ nach einer beliebigen Richtung ver- hin leicht verschiebbar ist. Es ist mit Hilfe einer schoben, so daß sie die Lage 4 a annimmt, in der die Befestigungseinrichtung 177 an einer die translato-Kontur 4 sich an die Kontur 7 anschmiegt. Bei dieser 60 rische Bewegung erzeugenden Vorrichtung K betranslatorischen Verschiebung gelangen zwei beliebige festigt. Der obere Teil dieser Vorrichtung ist mit dem Punkte M und N nach M₁ und N₁. Es genügt nun, Gestell 175 fest verbunden, und zwar durch einen die Punkte M₁ und N₁ auf kreisförmigen Bahnen Tragarm 178. Das Werkstück ist innerhalb eines Begleichzeitig um jeweils gleich große Winkelbeträge hälters 179 angeordnet, der im Fall der funkeneroum ihre Ursprungslagen M und N herumzuführen, 65 siven Bearbeitung oder der Bearbeitung mit unterwobei der Radius dieser Kreisbahn der Länge des brochenen Lichtbogen ein Dielektrikum enthält bzw. Vektors F₁ entspricht. Bei dieser Bewegung werden einen Elektrolyten im Fall einer elektrolytischen Besämtliche von der Kontur 4 der Elektrode eingenom- arbeitung des Werkstücks.

Wenn das Werkstück W große Abmessungen hat, dann kann man seine translatorische Bewegung durch mehrere Vorrichtungen K gemeinsam erzeugen. In F i g. 5 ist dieser Fall gezeigt. Die beiden einander gleichen Vorrichtungen K und K₁ bewegen das Werkstück gemeinsam, und zu diesem Zweck werden beide Vorrichtungen synchron angetrieben.

Wenn die Verbmdung zwischen der die Translationsbewegung erzeugenden Vorrichtung K und dem Werkstück W bei der Ausführung nach Fig. 5 vollständig starr ist, dann ergibt sich eine ebenso gute Bearbeitungsgenauigkeit wie für den Fall, daß man nicht dem Werkstück, sondern der Elektrode die translatorische Bewegung erteilt.

Das Schutzbegehren ist ausgerichtet auf die Merkmale des Anspruches 1 in ihrer Gesamtheit und auf die Merkmale der Unteransprüche in Verbindung mit Anspruch 1.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektroerosive Bearbeitung von metallischen Werkstücken, bei der eine in der Form der endgültigen Werkstücksform entsprechende Elektrode in Richtung auf das Werkstück vorgeschoben und ohne jede Drehung senkrecht zur Vorschubrichtung translatorisch bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für den gesamten Bearbeitungsprozeß (Grob- bis Feinstbearbeitung) nur eine einzige Elektrode mit einer dem fertig bearbeiteten Werkstück geometrisch ähnlichen Form, jedoch für die Herstellung von Innenkonturen mit kleineren bzw. für Außenkonturen mit größeren Abmessungen als die endgültige Werkstücksform, verwendet wird, daß die Elektrode eine derartige translatorische und von ihrer Form unabhängige Bewegung erfährt, daß sie nacheinander eine Reihe von gleichmäßig um die Mittelstellung der Elektrode verteilten und von dieser Mittelstellung gleich entfernten Lagen einnimmt, so daß sich jeder Teil der Elektroden-Seitenflächen nacheinander der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks nähert und sich dann wieder von ihr entfernt, daß nach wenigstens einem sämtliche Teile der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstückes erfassenden Bearbeitungsvorgang der Abstand der Mittelstellung der Elektrode von den durch sie nacheinander eingenommenen Lagen während der Bearbeitung derart stufenweise geändert wird, daß der minimale Abstand zwischen der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche und der Elektrodenseitenfläche kleiner wird, und daß entsprechend der stufenweisen Verkleinerung des längs der Werkstückoberfläche wandernden Minimalabstandes zwischen Werkstück und Elektrode auch die Bearbeitungsenergie stufenweise vermindert wird, so daß der Zustand der Werkstückoberfläche nach und nach verbessert wird.

2. Elektroerosive Bearbeitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode jedesmal geradlinig translatorisch von der Mittelstellung aus in acht gleichmäßig entfernte Lagen (D₁ bis D₈) bewegt wird.

3. Elektroerosive Bearbeitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode zunächst in einer bestimmten Richtung (F₁) geradlinig und translatorisch bis in eine Ausgangslage verschoben wird und dann von dieser Ausgangslage aus eine translatorische Kreisbewegung ausführt, deren Radius dem Abstand der Ausgangslage von der Mittelstellung entspricht.

4. Elektroerosive Bearbeitung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bearbeitung der Radius der translatorischen Kreisbewegung der Elektrode nach und nach so geändert wird, daß sich der längs des Werkstückes wandernde Minimalabstand zwischen Werkstück und Elektrode immer mehr verkleinert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen