DE19917963A1

DE19917963A1 - Creating micro bores by spark discharge, using electrolyte flow to remove eroded material

Info

Publication number: DE19917963A1
Application number: DE1999117963
Authority: DE
Inventors: Dirk Schekulin; Ulrich Schekulin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 1999-04-21
Publication date: 2000-11-09

Abstract

The step for removing work piece material eroded by spark discharge comprises an electrochemical step, during which electrolyte is made to flow in the lowering direction (S) of the electrode (1), through the gap between the bore wall (4a) and electrode. An Independent claim is also included for the process apparatus.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor richtung zur funkenerosiv und/oder elektrochemisch material abtragenden Bearbeitung eines Werkstücks in zwei Bearbei tungsschritten, wobei in einem ersten Bearbeitungsschritt un ter Absenken eines Abtragwerkzeugs zum Werkstück hin in einer Senkrichtung Material vom Werkstück unter Bildung eines Ab tragrandes abgetragen und in einem zweiten Bearbeitungs schritt zur Weiterbearbeitung des Abtragrandes weiteres Mate rial an diesem abgetragen wird. Insbesondere eignen sich das Verfahren und die Vorrichtung zur Erzeugung von Mikrobohrun gen, beispielsweise für Kraftstoffeinspritzdüsen von Kraft fahrzeug-Verbrennungsmotoren.The invention relates to a method and a front Direction to electrical discharge and / or electrochemical material abrasive machining of a workpiece in two machining tion steps, un in a first processing step lowering a removal tool towards the workpiece in one Lowering direction material from the workpiece to form an ab worn edge and in a second processing step for further processing of the removal edge further mate rial is removed from this. This is particularly suitable Method and device for producing microbores gene, for example for fuel injectors of power vehicle internal combustion engines.

In dem Zeitschriftenaufsatz J. L. C. Wijers, "Mikrofunkenerosion wird zum gesuchten Verfahren", Technische Rundschau Nr. 22 1998, Seite 50 sind verschiedene gebräuchliche Technologien zur materialabtragenden Werkstückbearbeitung durch Mikrofun kenerosion beschrieben, die z. B. zum Einbringen feiner Düsen bohrungen mit Durchmessern bis herunter in die Größenordnung von 100 Mikrometer verwendet werden. Herkömmlicherweise ge schieht dies in einem Senkprozeß, in welchem eine als Abtrag elektrode fungierende Funkenerosionselektrode zum Werkstück hin sukzessiv abgesenkt wird, wobei zwischen Elektrode und Werkstück ein Funkenspalt aufrechterhalten wird, über den die erodierenden Funken mit Hilfe einer Hochfrequenz-Spannungs pulsspeisung gezündet werden. Durch den Funkenspalt wird ein dielektrisches Prozeßmedium hindurchgeleitet, meist deioni siertes Wasser oder ein niederviskoses Öl, wobei das Prozeß medium herkömmlicherweise an der Erosionselektrode entlang in Senkrichtung zum Funkenspalt geführt wird.In the journal article L. L. C. Wijers, "Microfunk erosion becomes the sought process ", Technical Review No. 22 1998, page 50 are various common technologies for material-removing workpiece processing using microfun kenerosion described, the z. B. for introducing fine nozzles bores with diameters down to the order of magnitude of 100 microns can be used. Conventionally ge this happens in a lowering process, in which one is a stock removal spark erosion electrode to the workpiece is successively lowered, being between the electrode and Workpiece spark gap is maintained over which the eroding sparks with the help of a high frequency voltage pulse supply can be ignited. Through the spark gap is a dielectric process medium passed through, mostly deioni water or a low-viscosity oil, the process medium conventionally along the erosion electrode in Lowering direction is guided to the spark gap.

Bei einem in der Offenlegungsschrift DE 40 11 752 A1 offen barten Funkenerosionssystem wird mit Hilfe von Schwingkreisen eine hochfrequente Schwingung im Megahertzbereich im Funken spalt erzeugt, um eine relativ geringe Rauhigkeit des durch die funkenerosive Bearbeitung am Werkstück entstehenden Ab tragrandes, wie eines Bohrungsrandes, mit einer Rauhtiefe von weniger als 0,2 Mikrometer zu erreichen.In an open in the published patent application DE 40 11 752 A1 bartender spark erosion system is with the help of resonant circuits a high-frequency vibration in the megahertz range in the spark created to a relatively low roughness of the gap the electrical discharge machining on the workpiece supporting edge, like a hole edge, with a roughness depth of to reach less than 0.2 microns.

Neben dem funkenerosiven und dem elektrochemischen Abtragen als getrennte Verfahren ist es auch bekannt, die beiden Ver fahren in einer kombinierten Form einzusetzen. Ein solcher kombinierter Bearbeitungsprozeß ist beispielsweise in dem Zeitschriftenaufsatz A. B. E. Khairy, "Die-Sinking by Electro erosion-Dissolution Machining", Annals of the CIRP, Band 39/1 1990, Seite 191 beschrieben. Beim dort gezeigten, kombinier ten Verfahren wird ein Elektrolyt, wie Natriumchlorat, von oben in Senkrichtung einer als Funkenerosionselektrode und elektrochemische Elektrode wirkenden Abtragelektrode durch diese hindurch oder an dieser entlang in den Arbeitsspalt zwischen Elektrode und Werkstück gepumpt.In addition to spark erosion and electrochemical removal as a separate process, it is also known that the two ver driving in a combined form. Such a Combined machining process is for example in the Journal article A. B. E. Khairy, "Die-Sinking by Electro erosion-dissolution machining ", Annals of the CIRP, volume 39/1 1990, page 191. In the combination shown there The process uses an electrolyte such as sodium chlorate above in the lowering direction as a spark erosion electrode and electrochemical electrode acting removal electrode these through or along this into the working gap pumped between the electrode and the workpiece.

Prinzipbedingte Schwierigkeiten der herkömmlichen Funkenero sionsverfahren liegen darin, daß die Oberfläche des Abtrag randes am Werkstück relativ rauh ist, was für viele Anwendun gen eine Nachbearbeitung der Oberfläche z. B. durch Extrusi onshonen notwendig macht, und daß sich der Abtragrand in Sen krichtung der Erosionselektrode verjüngt. Letzteres bedeutet bei der Herstellung von Bohrungen, daß sie auf ihrer Elektro deneintrittsseite, d. h. ihrer in Elektrodensenkrichtung zu erst bearbeiteten Seite, stets einen etwas größeren Durchmes ser aufweisen als auf ihrer Elektrodenaustrittseite, d. h. ih rer in Elektrodensenkrichtung zuletzt bearbeiteten Seite. Zu dem entsteht austrittsseitig eine relativ scharfe Kante des Abtragrandes, die oftmals in einem Nachbearbeitungsschritt nachträglich verrundet werden muß.Principle difficulties of the conventional Funkenero sionsverfahren lie in that the surface of the removal edge on the workpiece is relatively rough, which for many applications conditions for reworking the surface z. B. by Extrusi onshonen necessary, and that the removal margin in Sen The direction of the erosion electrode tapers. The latter means in making holes that they are on their electro the entry page, d. H. towards them in the electrode lowering direction first edited page, always a slightly larger diameter ser than on their electrode exit side, d. H. ih The last machined side in the electrode lowering direction. To This creates a relatively sharp edge on the outlet side Removal margin, often in a post-processing step must be rounded afterwards.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstel lung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur funkenerosiv und/oder elektrochemisch materialabtragenden Werkstückbear beitung der eingangs genannten Art zugrunde, mit denen sich schon ohne aufwendigere Nachbearbeitungsprozesse ein Abtrag rand mit vergleichsweise geringer Rauhigkeit erzielen läßt und sich in Elektrodensenkrichtung nicht zwingend verjüngt, sondern bei Bedarf parallel zur Elektrodensenkrichtung oder sich in dieser Richtung verbreiternd verläuft, so daß insbe sondere auch sich in Elektrodensenkrichtung aufweitende Kleinst bohrungen herstellbar sind.The invention is the technical problem of providing development of a method and a device for spark erosion and / or electrochemically material-removing workpiece processing of the type mentioned at the beginning, with which a removal without even more complex post-processing processes edge can be achieved with relatively low roughness and does not necessarily taper in the electrode lowering direction, but if necessary parallel to the electrode lowering direction or is widening in this direction, so that esp in particular also the smallest widening in the direction of electrode lowering holes can be produced.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 5 so wie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 oder 12.The invention solves this problem by providing it a method with the features of claim 1 or 5 so as by a device having the features of claim 8 or 12.

Beim Verfahren nach Anspruch 1 wird nach einem ersten Senkbe arbeitungsschritt, in welchem Material mittels eines Abtrag werkzeuges unter Bildung eines Abtragrandes abgetragen wird, in einem zweiten Bearbeitungsschritt ein elektrochemischer Abtragprozeß durchgeführt, bei dem ein zugehöriger Elektrolyt als Prozeßmedium in der Senkrichtung des vorangegangenen, er sten Bearbeitungsschrittes durch den Arbeitsspalt zwischen Abtragrand und einer zugehörigen elektrochemischen Abtrag elektrode hindurchgeführt wird. Unabhängig davon, durch wel chen Senkbearbeitungsprozeß im ersten Schritt der Abtragrand gebildet wurde, zeigt sich, daß durch diesen anschließenden elektrochemischen Abtragprozeß mit der charakteristischen Führung des Elektrolytspülstroms eine Feinbearbeitung des Ab tragrandes realisiert wird, die dessen zuvor relativ rauhe Oberfläche glättet und zudem bewirkt, daß der Verlauf des Ab tragrandes von einer sich zuvor üblicherweise in Senkrichtung verjüngenden Form in einen zur Senkrichtung parallelen Ver lauf oder in eine sich in Senkrichtung aufweitende Form geän dert werden kann. So lassen sich z. B. Kleinstbohrungen, wie für Kraftstoffeinspritzdüsen von Verbrennungsmotoren, mit sehr geringer Oberflächenrauhigkeit und mit einer sich in Senkrichtung aufweitenden Form und verrundeter Austrittskante herstellen, ohne daß dazu herkömmliche weitere Nachbearbei tungsschritte erforderlich sind und ohne daß hierfür die Aus trittsseite für ein weiteres Bearbeitungswerkzeug zugänglich sein muß. Zur Verfahrensdurchführung eignet sich insbesondere die Vorrichtung nach Anspruch 9.In the method according to claim 1 is after a first sink work step in which material by means of a removal tool is removed to form a removal margin, in a second processing step an electrochemical one Removal process carried out in which an associated electrolyte as a process medium in the lowering direction of the previous one, he Most processing step through the working gap between Removal edge and an associated electrochemical removal electrode is passed through. Regardless of which Chen lowering process in the first step of the removal margin was formed, it turns out that by this subsequent electrochemical removal process with the characteristic Guiding the electrolyte flushing flow a fine machining of the Ab trimmed edge is realized, the previously relatively rough Surface smoothes and also causes the course of the Ab supporting edge of a previously usually in the lowering direction tapered shape in a Ver parallel to the direction of sinking run or in a shape widening in the lowering direction can be changed. So z. B. small holes, such as for fuel injection nozzles of internal combustion engines, with very low surface roughness and with an in Lowering shape and rounded trailing edge manufacture without the need for conventional further rework tion steps are required and without this access side accessible for another processing tool have to be. Is particularly suitable for carrying out the process the device of claim 9.

Bei einem nach Anspruch 2 weitergebildeten Verfahren wird für den elektrochemischen Abtragprozeß des zweiten Bearbeitungs schrittes eine gepulste Spannungsquelle verwendet, was auf grund des sogenannten Wien-Effektes zu einer Erhöhung der Ionenleitfähigkeit führt und dadurch den Abtragprozeß weiter verbessern kann. Zur Durchführung dieses Verfahrens eignet sich insbesondere die nach Anspruch 10 weitergebildete Vor richtung.In a further developed according to claim 2 method for the electrochemical removal process of the second machining step uses a pulsed voltage source, what's on due to the so-called Vienna effect to an increase in Ion conductivity leads and thereby the removal process further can improve. Suitable for performing this procedure especially the further developed according to claim 10 direction.

Bei einem nach Anspruch 3 weitergebildeten Verfahren wird der elektrische Stromfluß zwischen der Abtragelektrode und dem Werkstück während des elektrochemischen Abtragprozesses z. B. durch eine Widerstandsmessung erfaßt. Damit läßt sich die Weite des Arbeitsspaltes und folglich der Durchmesser erzeug ter Bohrungen sehr genau kontrollieren, so daß der Prozeß ab geschaltet werden kann, sobald der gemessene Bohrungsdurch messer einen gewünschten Sollwert erreicht hat. Zur Durchfüh rung dieses Verfahrens eignet sich insbesondere die nach An spruch 11 weitergebildete Vorrichtung. In a further developed method according to claim 3 electrical current flow between the ablation electrode and the Workpiece during the electrochemical removal process z. B. detected by a resistance measurement. So that the Generate the width of the working gap and consequently the diameter Check the holes very closely so that the process starts can be switched as soon as the measured bore through knife has reached a desired setpoint. To implement This method is particularly suitable according to the An saying 11 further developed device.

Bei einem nach Anspruch 4 weitergebildeten Verfahren wird auch für den ersten Bearbeitungsschritt ein elektrochemischer Abtragprozeß angewendet, wobei in diesem Prozeß der zugehöri ge Elektrolytspülstrom durch einen Hohlkanal einer entspre chend gestalteten elektrochemischen Abtragelektrode zum Ar beitsspalt geführt wird und diesen nach hinten entgegen der Senkrichtung verläßt. Dies bedeutet dann beim Übergang zum elektrochemischen Abtragprozeß des zweiten Bearbeitungs schrittes eine Umkehr der Elektrolytströmungsrichtung im Ar beitsspalt. Zur Durchführung dieses Verfahrens eignet sich insbesondere die nach Anspruch 12 weitergebildete Vorrich tung.In a further developed method according to claim 4 an electrochemical one also for the first processing step Removal process applied, in which process the associated ge electrolyte flushing current through a hollow channel designed electrochemical ablation electrode to the Ar beitspalt is guided and this backwards against the Lowering direction leaves. This means then at the transition to electrochemical removal process of the second machining step reversed the direction of electrolyte flow in the Ar gap. This procedure is suitable in particular the device developed according to claim 12 tung.

Beim Verfahren nach Anspruch 5 besteht der erste Bearbei tungsschritt aus einem Funkenerosionsprozeß mit spezieller Strömungsführung eines verwendeten Prozeßmediums, nämlich seitlich von außen in den Funkenspalt und entlang der Funken erosionselektrode entgegen der Elektrodensenkrichtung aus diesem heraus. Dies kann durch Absaugen des Prozeßmediums in einem oberen Bereich der Elektrode und/oder durch Pumpen des Prozeßmediums seitlich von außen in den Funkenspalt erfolgen. Es zeigt sich, daß diese spezielle Prozeßmedium-Strömungsfüh rung des Erodierprozesses zu guten Resultaten führt, was die Oberflächenrauhigkeit und Kantenbeschaffenheit des gebildeten Abtragrandes betrifft. Zur Durchführung dieses Verfahrens eignet sich insbesondere die Vorrichtung nach Anspruch 13.In the method according to claim 5, the first processing tion step from a spark erosion process with special Flow guidance of a process medium used, namely laterally from the outside in the spark gap and along the sparks erosion electrode against the electrode sinking direction this out. This can be done by suctioning off the process medium an upper area of the electrode and / or by pumping the Process medium from the outside into the spark gap. It turns out that this special process medium flow guide Eroding process leads to good results, which the Surface roughness and edge condition of the formed Removal margin concerns. To perform this procedure the device according to claim 13 is particularly suitable.

Bei einem nach Anspruch 6 weitergebildeten Verfahren wird vorteilhafterweise dieselbe Elektrode in den beiden Bearbei tungsschritten verwendet, wobei sie im ersten Schritt je nach gewählter Methode als Funkenerosionselektrode oder elektro chemische Elektrode und im zweiten Bearbeitungsschritt als elektrochemische Elektrode fungiert. Für den gesamten Werk stückbearbeitungsprozeß ist somit nur eine einzige Senkelek trode erforderlich. Zur Durchführung dieses Verfahrens eignet sich insbesondere das Verfahren nach Anspruch 14. In a further developed method according to claim 6 advantageously the same electrode in the two machining used in the first step, depending on the first step selected method as spark erosion electrode or electro chemical electrode and in the second processing step as electrochemical electrode acts. For the entire plant piece machining process is therefore only a single Senkelek trode required. Suitable for performing this procedure especially the method according to claim 14.

Je nach Anwendungsfall kann, wie in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 7 vorgesehen, in den beiden Bearbeitungsschritten die Verwendung des glei chen oder unterschiedlicher Prozeßmedien vorgesehen sein. Als gemeinsames Medium für beide Prozeßtypen eignet sich bei spielsweise deionisiertes Wasser mit oder ohne Additive, wie mehrwertige Alkohole, Netzmittel oder Komplexbildner.Depending on the application, as in a further embodiment of the method according to the invention provided according to claim 7, in the two processing steps the use of the same Chen or different process media can be provided. As common medium for both process types is suitable for for example deionized water with or without additives, such as polyhydric alcohols, wetting agents or complexing agents.

Bei einem nach Anspruch 8 weitergebildeten Verfahren besteht der erste Bearbeitungsschritt aus einem kombinierten elektro erosiv-elektrochemischen Abtragprozeß. Dabei kann es sich um einen herkömmlichen solchen kombinierten Prozeß handeln, wie er z. B. in dem oben zitierten Zeitschriftenaufsatz von A. B. E. Khairy beschrieben ist, oder um einen kombinierten Prozeß, bei dem der elektrochemische Abtraganteil durch die Vorgehensweise gemäß Anspruch 4 oder der elektroerosive, d. h. funkenerosive An teil, durch die Vorgehensweise von Anspruch 5 gebildet ist.In a further developed method according to claim 8 the first processing step from a combined electro erosive electrochemical removal process. It can be act a conventional such combined process as he z. B. in the above-cited journal article by A. B. E. Khairy is described, or a combined process, at which the electrochemical removal rate through the procedure according to claim 4 or the electroerosive, d. H. EDM type part, is formed by the procedure of claim 5.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:Advantageous embodiments of the invention are in the Drawings are shown and are described below. Here show:

Fig. 1 eine schematische, ausschnittweise Ansicht einer Vor richtung zur funkenerosiven und elektrochemischen Werkstückbearbeitung während eines ersten, funkenero siven Bearbeitungsschrittes zum Einbringen einer Boh rung, Fig. 1 a tion a schematic, sectional view before the direction of the electric discharge and electrochemical machining of the workpiece during a first electric discharge machining step for introducing a Boh,

Fig. 2 die Ansicht von Fig. 1 nach beendetem erstem Bearbei tungsschritt, Fig. 2 is the view of Fig. 1 after completion of the first machining processing step,

Fig. 3 eine Ansicht entsprechend Fig. 1, jedoch für einen alternativen, elektrochemisch abtragenden ersten Be arbeitungsschritt, Figure 3 is a view corresponding to Fig. 1, but processing step. For an alternative electrochemically first abrasive Be,

Fig. 4 eine Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit zusätz lich gezeigtem Steuerschaltkreis während eines zwei ten, elektrochemisch abtragenden Bearbeitungsschrit tes zum Glätten und konischen Aufweiten der Bohrung und Fig. 4 is a view of the device of FIG. 1 with additional control circuit shown Lich during a two-th, electrochemically abrasive machining steps for smoothing and conical widening of the bore and

Fig. 5 eine Ansicht entsprechend Fig. 2, jedoch nach Ab schluß des zweiten Bearbeitungsschrittes. Fig. 5 is a view corresponding to FIG. 2, but after the end of the second processing step.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur wahlweise funkenerosiv oder elektrochemisch materialabtragenden Werkstückbearbeitung, wo bei deren Komponenten in dieser und den anderen Figuren nur insoweit gezeigt sind, wie dies zum Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Im übrigen ist die Vorrichtung mit für den Fachmann hierfür geläufigen Komponenten bestückt. Die Vor richtung läßt sich insbesondere zum Herstellen von Kleinst bohrungen in Werkstücken verwenden, z. B. von Bohrungen für Kraftstoffeinspritzdüsen von Kraftfahrzeug-Verbrennungsmoto ren. Dazu besitzt die Vorrichtung als Abtragelektrode eine beispielsweise aus Wolfram oder Hartmetall bestehende Senk elektrode 1 mit einem Durchmesser entsprechend der einzubrin genden Bohrung von typischerweise bis herunter zu etwa 100 Mikrometer und noch kleiner. Fig. 1 shows a device for either EDM or electrochemical material-removing workpiece processing, where the components in this and the other figures are only shown to the extent necessary to understand the invention. Otherwise, the device is equipped with components familiar to the person skilled in the art for this purpose. Before the device can be used in particular for the production of small holes in workpieces, for. B. of holes for fuel injectors of motor vehicle-Brennmoto ren. For this purpose, the device has as a removal electrode, for example made of tungsten or hard metal lowering electrode 1 with a diameter corresponding to the bore to be introduced from typically down to about 100 microns and even smaller.

Die Senkelektrode 1 kann durch eine geeignete Vorschubein richtung 2, z. B. einen Piezo-Antrieb, in einer Senkrichtung S zu einem in der Vorrichtung eingespannten Werkstück 3 hin ab gesenkt und nach beendeter Bearbeitung wieder entgegen der Senkrichtung S zurückgezogen werden. Beim zu bearbeitenden Werkstück 3 kann es sich z. B. um eine übliche, einseitig ge härtete Wandung einer Kraftstoffeinspritzdüse mit einer Dicke in der Größenordnung von etwa 1 mm handeln.The lowering electrode 1 can by a suitable feed device 2 , z. B. a piezo drive, lowered in a lowering direction S to a clamped in the device workpiece 3 down and retracted against the lowering direction S after finishing processing. When the workpiece 3 to be machined, it can be, for. B. act on a common, one-sided ge hardened wall of a fuel injector with a thickness of the order of about 1 mm.

Die Werkstückbearbeitung erfolgt mit dieser Vorrichtung in zwei aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten, wobei Fig. 1 den Zustand während eines ersten Bearbeitungsschrittes zeigt, in welchem in das Werkstück 3 eine Bohrung 4 durch einen Fun kenerosionsprozeß eingebracht wird. Dazu wird der Bearbei tungsbereich von einem geeigneten, dielektrischen Prozeßmedi um 5 umspült, wofür bekanntermaßen z. B. deonisiertes Wasser oder ein dünnflüssiger Kohlenwasserstoff, wie Petroleum, ver wendbar ist. Weiter ist eine Impulsstromquelle 6 zur Erzeu gung hochfrequenter Stromimpulse vorgesehen, an welche einer seits das Werkstück 3 und andererseits die in diesem Prozeß als Funkenerosionselektrode fungierende Senkelektrode 1 ange schlossen sind. Dabei hängt die Polung vom verwendeten Pro zeßmedium 5 ab, z. B. bei Öl umgekehrt wie bei deonisiertem Wasser. Die Stromimpulse führen zur Erzeugung von erodieren den Funken in dem zwischen Werkstück 3 und Elektrode 1 gebil deten Arbeits- d. h. Funkenspalt 7. Der Vorschub kann z. B. über einen Steuerschaltkreis geregelt werden, der aus der Er fassung der Funkenentladungsspannung die Weite des Funken spaltes 7 erfaßt, von der die Entladungsspannung in eindeuti ger Weise abhängt, und auf einen gewünschten Wert einregelt.The workpiece machining takes place with this device in two successive machining steps, with FIG. 1 showing the state during a first machining step in which a bore 4 is introduced into the workpiece 3 by means of a spark erosion process. For this purpose, the processing area is washed around by a suitable, dielectric process medium by 5 , for which it is known for. B. deionized water or a low-viscosity hydrocarbon such as petroleum, ver can be used. Furthermore, a pulse current source 6 for generating high-frequency current pulses is provided, to which on the one hand the workpiece 3 and on the other hand, the sinking electrode 1 acting in this process as a spark erosion electrode are connected. The polarity depends on the process medium 5 used , z. B. with oil vice versa as with deonized water. The current pulses lead to the generation of eroded sparks in the working gap between workpiece 3 and electrode 1, ie spark gap 7 . The feed can e.g. B. can be controlled via a control circuit, the width of the spark gap 7 is detected from the detection of the spark discharge voltage, on which the discharge voltage depends in a uniquely manner, and adjusted to a desired value.

Insoweit handelt es sich um eine bekannte Vorgehensweise. Charakteristisch ist jedoch vorliegend die Führung des Pro zeßmedium-Spülstroms. Wie in Fig. 1 durch entsprechende Strö mungspfeile 5a dargestellt, wird das Prozeßmedium 5 seitlich von außen in den Funkenspalt 7 und von dort am Umfang der Elektrode 1 entlang entgegen der Senkrichtung S nach oben wieder aus dem Arbeitsbereich herausgeführt. Dies wird im ge zeigten Beispiel mittels einer Absaugeinheit erreicht, von welcher der Einfachkeit halber nur der untere Bereich einer Absaughülse 8 gezeigt ist, welche die Elektrode 1 unter Bil dung eines Absaugkanals 9 mit Abstand umgibt. Durch eine ent sprechende Saugpumpe wird das Prozeßmedium über den Saugkanal 9 entgegen der Senkrichtung S nach oben abgesaugt. Alternativ zu dieser Saugtechnik kann vorgesehen sein, das Prozeßmedium 5 mit Überdruck seitlich von außen in den Funkenspalt 7 zu drücken, so daß es diesen dann wiederum entlang der Elektrode 1 entgegen der Senkrichtung S nach oben verläßt.In this respect, it is a known procedure. However, it is characteristic in the present case that the process medium is flushing flow. As shown in Fig. 1 by corresponding flow arrows 5 a, the process medium 5 is laterally guided from the outside into the spark gap 7 and from there along the circumference of the electrode 1 against the direction S downwards out of the work area. This is achieved in the example shown by means of a suction unit, of which, for the sake of simplicity, only the lower region of a suction sleeve 8 is shown, which surrounds the electrode 1 with the formation of a suction channel 9 at a distance. By means of a corresponding suction pump, the process medium is sucked up through the suction channel 9 against the lowering direction S. As an alternative to this suction technique, it can be provided to press the process medium 5 laterally from the outside into the spark gap 7 with overpressure, so that it then in turn leaves it upward along the electrode 1 against the lowering direction S.

Es zeigt sich, daß durch diese charakteristische Strömungs führung des Prozeßmediums 5 seitlich in den Funkenspalt 7 hinein und entlang des Elektrodenumfangs entgegen der Senk richtung S aus diesem wieder heraus die Bildung der Bohrung 4 vorteilhaft beinflußt werden kann, insbesondere was den Ver lauf und die Rauhigkeit des Randes 4a der Bohrung betrifft, d. h. des am Werkstück 3 durch den Funkenerosionsprozeß gebil deten Abtragrandes. Bei der vorliegenden Prozeßmedium- Strömungsführung umspült das frisch in den Funkenspalt 7 ge langende Prozeßmedium primär den Abtragrand 4a, und das mit erodiertem Material belastete Prozeßmedium strömt primär ent lang des Elektrodenumfangs ab, während dies bei der genannten herkömmlichen Strömungsführung gerade andersherum ist. So kann verglichen mit herkömmlichen Funkenerosionsprozessen, bei denen der Prozeßmedium-Spülstrom entlang des Elektro denumfangs in der Senkrichtung S nach unten in den Funken spalt geführt wird, eine weniger rauhe Oberfläche des Abtrag randes 4a erzielt werden, und es kann die Geschwindigkeit des Erosionsprozesses günstig beeinflußt und eine Bohrung mit verhältnismäßig geringer konischer Verjüngung erzielt werden.It turns out that this characteristic flow of the process medium 5 laterally into the spark gap 7 and along the circumference of the electrode counter to the lowering direction S from this again the formation of the bore 4 can be advantageously influenced, in particular what the run and the roughness of the edge 4 a of the bore, ie the part removed on the workpiece 3 by the spark erosion process. In the present process medium flow guidance, freshly washed in the spark gap 7 ge long process medium primarily the removal edge 4 a, and the process medium loaded with eroded material flows primarily along the electrode circumference, while this is just the other way around with the conventional flow guidance mentioned. Thus, compared to conventional spark erosion processes in which the process medium flushing current is guided along the circumference of the electrode in the lowering direction S down into the spark gap, a less rough surface of the removal edge 4 a can be achieved, and the speed of the erosion process can be favorable influenced and a bore can be achieved with relatively little conical taper.

Fig. 2 zeigt die Situation nach vollständigem Einbringen der Bohrung 4. Wie daraus ersichtlich, ist die Bohrung 4 als leicht kegelförmige Öffnung mit einem Durchmesser gebildet, der von einem größeren Wert an der Elektrodeneintrittsseite 4b auf einen etwas kleineren Wert an der Elektrodenaustritts seite 4c abnimmt. Dies bedeutet, daß sich der zugehörige Boh rungsrand 4a in Elektrodensenkrichtung S etwas verjüngt. Bei der oben beispielhaft angegebenen Wandstärke des Werkstücks 3 von ca. 1 mm dauert der erste, funkenerosive Bearbeitungs schritt zum Einbringen der Bohrung typischerweise etwa 15 s bis 20 s. Durch den oben erläuterten, funkenerosiven ersten Bearbeitungsprozeß ist die Oberflächenrauheit des Bohrungs randes 4a zwar meist nicht so groß wie bei den erwähnten her kömmlichen Funkenerosionsprozessen, sie kann jedoch für man che Anwendungsfälle noch immer größer als wünschenswert sein, was in Fig. 2 durch eine der Deutlichkeit halber übertriebe ne, nicht maßstäbliche Darstellung der Rauhigkeit des Boh rungsrandes 4a symbolisiert ist. Fig. 2 shows the situation after the complete introduction of the bore 4. As can be seen, the bore 4 is formed as a slightly conical aperture having a diameter of from a larger value at the entry side electrode 4 b to a slightly smaller value at the electrode outlet side 4 c decreases. This means that the associated drilling edge 4 a tapers somewhat in the electrode lowering direction S. With the wall thickness of the workpiece 3 given by way of example above of approximately 1 mm, the first, spark-erosive machining step for making the hole typically takes about 15 s to 20 s. Due to the above-described, EDM first machining process, the surface roughness of the bore edge 4 a is usually not as large as in the conventional EDM processes mentioned, but it can still be larger than desirable for some applications, which is shown in FIG. 2 by a for clarity exaggerated ne, not to scale representation of the roughness of the drilling edge 4 a is symbolized.

Alternativ zum gezeigten Funkenerosionsprozeß kann das Ein bringen der Bohrung 4 im ersten Bearbeitungsschritt auch durch einen elektrochemischen Abtragprozeß erfolgen. Diese alternative Vorgehensweise ist in Fig. 3 veranschaulicht. Demgemäß wird zum Einbringen der Bohrung 4 eine elektrochemi sche Abtragelektrode 1b verwendet, wie sie für diesen Ein satzzweck gängig ist. Die Elektrode 1b ist Kathode an eine Spannungsquelle 20 angeschlossen, an deren positiven Span nungsanschluß das Werkstück 3 angeschlossen ist. Der Arbeits bereich und damit insbesondere auch der elektrochemisch wirk same Arbeitsspalt 7a zwischen der elektrochemischen Abtrag elektrode 1b und dem Werkstück 3 wird von einem geeigneten Elektrolyt 5b als Prozeßmedium umspült. Um eine ausreichende, wirksame Elektrolytmenge im Arbeitsspalt 7a zur Verfügung zu haben, wird der Elektrolyt 5b durch einen Hohlkanal 21 der Elektrode 1b mit Überdruck in Elektrodensenkrichtung S nach unten gepumpt, so daß er an deren Vorder- bzw. Unterseite 1c in den Arbeitsspalt 7a eintritt und dann radial nach außen und anschließend entgegen der Senkrichtung S durch den Ar beitsspalt 7a strömt, wie mit zugehörigen Strömungspfeilen 5c angedeutet. Die elektrochemische Abtragelektrode 1b kann an ihrer Mantelfläche mit einer Isolationsschicht 22 versehen sein, wie gezeigt, die mit geringem Abstand zur Elektrodenun terseite 1c endet oder sich alternativ bis zu deren Höhe er streckt. Damit wird erreicht, daß nur der Unterseitenbereich 1c der Elektrode 1b elektrochemisch aktiv ist, was der Ten denz entgegenwirkt, daß es an der Bohrungseintrittsseite we gen der dort längeren Verweildauer der Elektrode 1b zu einem stärkeren Materialabtrag als an der Bohrungsaustrittsseite kommt, was mit für die besagte Verjüngung der gebildeten Boh rung 4 in Elektrodensenkrichtung S verantwortlich ist.As an alternative to the spark erosion process shown, the borehole 4 can also be brought through an electrochemical removal process in the first machining step. This alternative procedure is illustrated in FIG. 3. Accordingly, an electrochemical ablation electrode 1 b is used for introducing the bore 4 , as is common for this purpose. The electrode 1 b cathode is connected to a voltage source 20 , to the positive voltage connection of which the workpiece 3 is connected. The working area and thus in particular the electrochemically effective working gap 7 a between the electrochemical removal electrode 1 b and the workpiece 3 is washed by a suitable electrolyte 5 b as a process medium. In order to have a sufficient, effective amount of electrolyte in the working gap 7 a, the electrolyte 5 b is pumped down through a hollow channel 21 of the electrode 1 b with overpressure in the electrode lowering direction S, so that it is 1 c in at the front or underside thereof the working gap 7 a occurs and then flows radially outwards and then against the lowering direction S through the Ar beitsspalt 7 a, as indicated with associated flow arrows 5 c. The electrochemical removal electrode 1 b can be provided on its outer surface with an insulation layer 22 , as shown, which ends at a short distance from the electrode bottom 1 c or, alternatively, it stretches to the height thereof. This ensures that only the underside region 1 c of the electrode 1 b is electrochemically active, which counteracts the tendency that it leads to a greater material removal on the bore entry side because of the longer residence time of the electrode 1 b there than at the bore exit side, which is what is responsible for the said tapering of the formed drilling 4 in the electrode lowering direction S.

Am Ende des alternativen elektrochemischen Einbringens der Bohrung 4 liegt diese dann mit einer zu derjenigen des fun kenerosiven Erzeugens der Bohrung vergleichbaren Gestalt ge mäß Fig. 2 vor, wobei durch den elektrochemischen Abtragpro zeß die Oberflächenrauhigkeit des Bohrungsrandes 4a im allge meinen geringer als beim Funkenerosionsprozeß ist. Als weite re Alternative kann als erster Bearbeitungsschritt ein kombi nierter elektroerosiv-elektrochemischer Abtragprozeß angewen det werden. Dieser kann von einem herkömmlichen derartigen Prozeß gebildet sein, wie er z. B. in dem oben zitierten Zeit schriftenaufsatz von A. B. E. Khairy beschrieben ist. Er kann jedoch auch dadurch realisiert sein, daß der oben zu Fig. 1 beschriebene, spezielle Funkenerosionsprozeß mit einem her kömmlichen elektrochemischen Prozeß kombiniert wird oder der oben zu Fig. 3 beschriebene spezielle elektrochemische Ab tragprozeß mit einem herkömmlichen Funkenerosionsprozeß kom biniert wird.At the end of the alternative electrochemical introduction of the bore 4 , this is then ge with a comparable to that of the fun kenerosiven generation of the bore shape according to FIG. 2, whereby by the electrochemical abrasion process the surface roughness of the bore edge 4 a is generally less than in the spark erosion process is. As a further alternative, a combined electroerosive-electrochemical removal process can be used as the first processing step. This can be formed by a conventional process of the type described in e.g. B. is described in the above-cited journal essay by ABE Khairy. However, it can also be realized in that the special spark erosion process described above for FIG. 1 is combined with a conventional electrochemical process or the special electrochemical removal process described above for FIG. 3 is combined with a conventional spark erosion process.

Um die Oberflächenrauhigkeit des Bohrungsrandes 4a zu vermin dern und den Grad der Verjüngung der Bohrung 4 in der Bear beitungsrichtung, d. h. der Elektrodensenkrichtung S, zu redu zieren, wird im Anschluß an den beschriebenen ersten Bearbei tungsschritt ein zweiter Bearbeitungsschritt in Form eines elektrochemisch materialabtragenden Prozesses durchgeführt, was vorzugsweise unter Einsatz derselben Vorrichtung erfolgt. Dies kann insbesondere so weitgehend erfolgen, daß sich die Bohrung 4 von der sich konisch verjüngenden Gestalt nach dem ersten Bearbeitungsschritt in eine sich konisch aufweitende Gestalt nach Abschluß des zweiten Bearbeitungsschrittes än dert, wie dies z. B. meist bei Kraftstoffeinspritzdüsen er wünscht ist. Fig. 4 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung ent sprechend Fig. 1 während der Durchführung dieses zweiten Be arbeitungsschrittes. Wie daraus ersichtlich, erstreckt sich durch die Bohrung hindurch eine geeignete elektrochemische Abtragelektrode 1a, bei der es sich vorzugsweise um dieselbe Elektrode wie im ersten Bearbeitungsschritt handelt, die dazu in ihrer Position am Ende des ersten Bearbeitungsschrittes festgehalten wird, so daß kein Elektrodenwechsel notwendig ist. Dementsprechend entfällt die Notwendigkeit einer genauen Justierung eines weiteren Bearbeitungswerkzeugs für den zwei ten Bearbeitungsschritt. Die elektrochemische Abtragelektrode 1a ist als Kathode an eine Spannungsquelle 10 angeschlossen, an die andererseits das Werkstück 3 als Anode angeschlossen ist. Die Spannungsquelle 10 arbeitet z. B. mit Leerlauf- Nennspannungen in der Größenordnung von 300 V und wird bei Be darf gepulst betrieben, was durch den sogenannten Wien-Effekt zur Erhöhung der Elektrolyt-Ionenleitfähigkeit führt, indem letztere feldstärkeabhängig ist.In order to reduce the surface roughness of the bore edge 4 a and to reduce the degree of tapering of the bore 4 in the processing direction, ie the electrode lowering direction S, a second processing step in the form of an electrochemical material-removing process is carried out following the first processing step described performed, which is preferably done using the same device. This can be done so largely that the bore 4 changes from the conically tapered shape after the first machining step into a conically widening shape after the second machining step, as z. B. mostly in fuel injectors he desires. Fig. 4 shows a view of the device accordingly Fig. 1 while performing this second processing step Be. As can be seen from this, a suitable electrochemical removal electrode 1 a extends through the bore, which is preferably the same electrode as in the first processing step, which is held in position for this purpose at the end of the first processing step, so that no electrode change is necessary . Accordingly, there is no need for a precise adjustment of a further processing tool for the second processing step. The electrochemical removal electrode 1 a is connected as a cathode to a voltage source 10 , to which, on the other hand, the workpiece 3 is connected as an anode. The voltage source 10 works, for. B. with no-load nominal voltages in the order of 300 V and is operated at Be pulsed, which leads to the so-called Vienna effect to increase the electrolyte ion conductivity by the latter is dependent on field strength.

Für den elektrochemischen Abtragprozeß dieses zweiten, den Abtragrand feinbearbeitenden Schrittes ist eine charakteri stische Elektrolyt-Spülstromführung vorgesehen, wobei ein herkömmlicher, geeigneter Elektrolyt 11 zur Umspülung des Ar beitsbereiches vorgesehen ist. Speziell wird der Elektrolyt 11, wie durch die zugehörigen Strömungspfeile 11a angedeutet, von der Elektrodeneintrittsseite 4b zur Elektrodenaustritts seite 4c und damit in Elektrodensenkrichtung S durch den Ar beitsspalt 12 zwischen Bohrungsrand 4a und Elektrode 1a hin durchgeleitet. Dies kann wahlweise je nach Anwendungsfall durch Absaugen des Elektrolyten von der Elektrodenaustritts seite 4c her oder durch Pumpen des Elektrolyten 11 von der Elektrodeneintrittsseite 4b her erfolgen, wozu jeweils her kömmliche Elektrolytströmungsmittel vorgesehen sind, wie dem Fachmann geläufig ist und daher hier keiner weiteren Darle gung bedarf.For the electrochemical removal process of this second step, the removal edge finishing step, a characteristic electrolytic flushing flow guide is provided, with a conventional, suitable electrolyte 11 being provided for washing around the working area. Specifically, the electrolyte 11 , as indicated by the associated flow arrows 11 a, passed from the electrode inlet side 4 b to the electrode outlet side 4 c and thus in the electrode lowering direction S through the working gap 12 between the edge of the bore 4 a and the electrode 1 a. Depending on the application, this can be done either by suctioning off the electrolyte from the electrode outlet side 4 c or by pumping the electrolyte 11 from the electrode inlet side 4 b, for which purpose conventional electrolyte fluids are provided, as is known to the person skilled in the art and therefore no further description here supply needs.

Die in dem zweiten Bearbeitungsschritt verwendete elektroche mische Abtragelektrode 1a ist wenigstens im Bereich, in wel chem sie in der Bohrung 4 dem Werkstück 3 gegenüberliegt, me tallisch leitend und damit elektrochemisch aktiv, so daß der elektrochemische Abtragprozeß in diesem Schritt gleichzeitig den gesamten Bohrungsrand 4a erfaßt. Wenn im ersten Bearbei tungsschritt eine isolierte Abtragelektrode gemäß Fig. 3 ver wendet wird, ist folglich darauf zu achten, daß sie in einem geeigneten rückwärtigen Abschnitt nicht isoliert ist, der dann im zweiten Bearbeitungsschritt in den Bohrungsbereich verbracht wird, oder daß ein Elektrodenwechsel erfolgt. The electrochemical removal electrode 1 a used in the second machining step is at least in the area in which it is opposite the workpiece 3 in the bore 4 , is metallic conductive and thus electrochemically active, so that the electrochemical removal process in this step simultaneously the entire bore edge 4 a recorded. If an insulated removal electrode according to FIG. 3 is used in the first machining step, care must therefore be taken that it is not insulated in a suitable rear section, which is then brought into the bore region in the second machining step, or that an electrode change takes place.

Es zeigt sich, daß durch das elektrochemische Abtragen im zweiten Bearbeitungsschritt der Bohrungsrand 4a zum einen in seiner Rauhigkeit signifikant geglättet und zum anderen von seiner konisch verjüngten Form in eine zylindrische oder sich konisch aufweitende Form mit entsprechend glatter Oberfläche geändert werden kann. Dies beruht darauf, daß der elektroche mische Abtragprozeß im gesamten Bohrungsbereich stattfindet und dort am höchsten ist, wo die elektrische Feldstärke im Arbeitsspalt 12 am größten ist. Letzteres ist gerade an der Elektrodenaustrittsseite 4c verstärkt der Fall, da dieser austrittsseitige Bereich 4c des Abtragrandes 4a der Elektro denspitze, d. h. deren unterem Stirnende 1d, am nächsten liegt. Dazu kommt in einer anfänglichen Phase des zweiten Be arbeitungsschrittes noch hinzu, daß wegen der dann noch vor liegenden konischen Verjüngung der Bohrung 4 die Weite des Arbeitsspaltes an der Elektrodenaustrittsseite 4c geringer als an der Elektrodeneintrittsseite 4b ist. Es erfolgt daher zu Beginn des zweiten Bearbeitungsschrittes ein besonders be tonter elektrochemischer Materialabtrag am Austrittsbereich 4c der Bohrung 4. Andererseits wird das oberflächenglättende elektrochemische Abtragen von Werkstückmaterial im Bohrungs eintrittsbereich 4b dadurch gefördert, daß aufgrund der er wähnten speziellen Elektrolytströmungsführung unverbrauchtes Elektrolytmaterial in diesen Arbeitsspaltbereich zugeführt wird.It can be seen that the electrochemical removal in the second machining step allows the edge of the bore 4 a to be significantly smoothed on the one hand in terms of its roughness and on the other hand to be changed from its conically tapered shape to a cylindrical or conically expanding shape with a correspondingly smooth surface. This is due to the fact that the electrochemical removal process takes place in the entire bore area and is at its highest where the electric field strength in the working gap 12 is greatest. The latter is reinforced c just at the electrode outlet side 4 of the case since this exit-side portion 4 c 4 a Abtragrandes of the electric denspitze, whose lower end face 1 that is d, is closest. In addition, in an initial phase of the second processing step Be added that because of the conical tapering of the bore 4 before the width of the working gap on the electrode exit side 4 c is less than on the electrode entry side 4 b. There is therefore a particularly toned electrochemical material removal at the exit region 4 c of the bore 4 at the beginning of the second processing step. On the other hand, the surface-smoothing electrochemical removal of workpiece material in the bore entry area 4 b is promoted by the fact that, due to the special electrolyte flow guidance mentioned, unused electrolyte material is fed into this working gap area.

Insgesamt ergibt sich dadurch am Ende des zweiten Bearbei tungsschrittes, wie in Fig. 5 schematisch gezeigt, eine Boh rung 4 vergleichsweise hoher Oberflächenqualität, d. h. sehr geringer Rauhigkeit und mit einem in seiner Steigung defi niert zwischen einer gewissen Verjüngung und einer gewissen Aufweitung einstellbaren Bohrungsrand 4a. Gleichzeitig ist der Abtragrand 4a sowohl an seiner eintrittsseitigen Kante 4d als auch an seiner austrittsseitigen Kante 4e in erwünschter Weise verrundet, so daß ein diesbezüglicher Nachbearbeitungs schritt entfallen kann. Wie am Beispiel von Fig. 5 darge stellt, ist insbesondere eine sich in Bearbeitungsrichtung S aufweitende Bohrung 4 mit sehr glattem Bohrungsrand 4a und sehr gut verrundeter Austrittskante 4e realisierbar, wie sie für Kraftstoffeinspritzdüsen erwünscht ist. Die Austrittssei te braucht daher nicht für ein weiteres Nachbearbeitungswerk zeug zugänglich sein. Je nach gewünschter Aufweitung der Boh rung 4 beträgt die Dauer des zweiten, elektrochemisch abtra genden Bearbeitungsschrittes zwischen ca. 30 s und ca. 120 s.Overall, this results at the end of the second machining step, as shown schematically in FIG. 5, in a drilling 4 of comparatively high surface quality, ie very low roughness and with a slope defined in its slope between a certain taper and a certain widening of the bore edge 4 a. At the same time Abtragrand 4 is a well rounded both at its inlet side edge 4 d than at its exit side edge 4 e desirably can be omitted so that a post processing step in this regard. As shown in the example of Fig. 5 Darge, in particular a widening in the machining direction S bore 4 with a very smooth bore edge 4 a and very well rounded trailing edge 4 e can be realized, as is desired for fuel injection nozzles. The exit side therefore does not need to be accessible for another post-processing tool. Depending on the desired expansion of the drilling 4 , the duration of the second, electrochemically abrading processing step is between approximately 30 s and approximately 120 s.

Wie im Beispiel von Fig. 4 gezeigt, beinhaltet die verfah rensdurchführende Vorrichtung bevorzugt einen elektrischen Steuerschaltkreis für die Spannungsquelle 10, mit dem im zweiten Bearbeitungsschritt die Feinbearbeitung des Abtra grandes 4a überwacht und zu einem geeigneten Zeitpunkt been det werden kann. Dazu wird die Tatsache genutzt, daß bei im übrigen konstant bleibenden Prozeßparametern der elektroche mische Abtragstrom i mit fortschreitender Prozeßdauer und so mit zunehmender mittlerer Weite des Arbeitsspaltes 12 monoton abnimmt. Durch Vorgabe eines bestimmten Abschaltwertes für die elektrochemische Abtragstromstärke i kann daher der zwei te Bearbeitungsschritt beendet werden, sobald die mittlere Arbeitsspaltweite einen bestimmten Wert und dementsprechend der Abtragrand 4a eine zugehörige Gestalt angenommen hat, die zwischen seiner anfänglichen, in Fig. 4 gestrichelt angedeu teten, sich verjüngenden Form 13 und der mit einer durchgezo genen Linie 14 gezeigten oder einer noch stärker aufgeweite ten Form liegen kann.As shown in the example of Fig. 4, the process performing device preferably includes an electrical control circuit for the voltage source 10 , with which in the second processing step the fine machining of the abtra grandes 4 a can be monitored and terminated at a suitable time. For this purpose, the fact is used that with the process parameters remaining constant, the electrochemical erosion current i decreases monotonically with the progress of the process and thus with increasing mean width of the working gap 12 . By specifying a certain switch-off value for the electrochemical removal current intensity i, the second processing step can therefore be ended as soon as the mean working gap width has a certain value and accordingly the removal edge 4 a has assumed an associated shape, which is indicated between its initial, dashed lines in FIG. 4 , tapered shape 13 and the shape shown with a solid line 14 or an even more widened shape.

Schaltungstechnisch ist dies in Fig. 4 dadurch realisiert, daß eine Widerstandsermittlungseinheit 15 aus der Spannungs information U eines Spannungsmeßgerätes 16 und der Stromstär keinformation i eines Strommeßgerätes 17 den momentanen Wi derstand R den elektrochemischen Schaltkreises bestimmt und diese Widerstandsinformation R einem nachgeschalteten Subtra hierer 18 zuführt, der davon einen einstellbaren Widerstands grenzwert R_max subtrahiert. Das Resultat ist einer Triggerein heit 19 zugeführt, welche ein Abschaltsignal an die Span nungsquelle 10 abgibt, sobald der gemessene Widerstand R den gewählten Widerstandsgrenzwert R_max überschreitet, was dann den zweiten Bearbeitungsschritt beendet.In terms of circuitry, this is realized in FIG. 4 in that a resistance determination unit 15 determines the instantaneous resistance R of the electrochemical circuit from the voltage information U of a voltage measuring device 16 and the current intensity information i of a current measuring device 17 and supplies this resistance information R to a downstream subtra here 18 , which subtracts an adjustable resistance limit R _max . The result is a trigger unit 19 which supplies a switch-off signal to the voltage source 10 as soon as the measured resistance R exceeds the selected resistance limit value R _max , which then ends the second processing step.

Je nach Anwendungsfall können für die beiden aufeinanderfol genden Bearbeitungsschritte ein gemeinsames oder unterschied liche Prozeßmedien eingesetzt werden. Als gemeinsames Medium für einen funkenerosiven ersten und einen elektrochemischen zweiten Bearbeitungsschritt ist z. B. deionisiertes Wasser oh ne oder mit einem oder mehreren Additiven, wie ein- oder mehrwertigen Alkohole, Netzmittel und/oder Komplexbildner, verwendbar. So eignet sich z. B. Glycol als Additiv. Bei Ver wendung unterschiedlicher Medien können für den elektrochemi schen Abtragprozeß als Elektrolyt insbesondere dissoziierte Salze, Säuren und Laugen sowie für den Funkenerosionsprozeß als Dielektrikum insbesondere deionisiertes Wasser oder ein dünnflüssiger Kohlenwasserstoff, wie Petroleum, eingesetzt werden.Depending on the application, the two can follow each other processing steps a common or different Liche process media are used. As a common medium for a spark erosive first and an electrochemical second processing step is z. B. deionized water oh ne or with one or more additives, such as one or polyhydric alcohols, wetting agents and / or complexing agents, usable. So z. B. Glycol as an additive. With Ver Different media can be used for electrochemi erosion process as an electrolyte in particular dissociated Salts, acids and alkalis as well as for the spark erosion process as a dielectric in particular deionized water or a low-viscosity hydrocarbon, such as petroleum, used become.

Zur Verbesserung der Formtoleranz einer erfindungsgemäß ge bildeten Bohrung kann im ersten und/oder im zweiten Bearbei tungsschritt vorgesehen sein, die verwendete Abtragelektrode während des Prozesses in Rotation zu versetzen, so daß sich Unrundheiten der Elektrode nicht auf die gebildete Bohrung übertragen.To improve the shape tolerance of a ge according to the invention formed hole can in the first and / or in the second machining tion step can be provided, the removal electrode used to rotate during the process so that Out of roundness of the electrode not on the hole formed transfer.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können auch mehrere Löcher einer Mehrloch-Kraft stoffeinspritzdüse mit hoher Reproduktionsgenauigkeit, d. h. mit weitestgehend identischer Gestalt, in ein betreffendes Werkstück eingebracht werden. Dazu trägt im zweiten Bearbei tungsschritt vor allem bei, daß der Elektrolyt für das elek trochemische, feinbearbeitende Abtragen von der Elektroden eintrittsseite zur Elektrodenaustrittsseite durch den Ar beitsspalt geführt wird, wobei sich die Elektrolyt- Spülverhältnisse für die verschiedenen Löcher gleich einstel len lassen. Dazu wird die Druckdifferenz des Elektrolyten zwischen Elektrodeneintrittsseite und Elektrodenaustrittssei te konstant gehalten, und vorzugsweise werden schon gebohrte Löcher mechanisch abgedeckt.By the inventive method and the inventive Device can also have multiple holes of a multi-hole force fabric injection nozzle with high reproductive accuracy, d. H. with largely identical shape, in a relevant one Workpiece are introduced. Contributes to this in the second edition tion step above all in that the electrolyte for the elec trochemical, fine machining of the electrodes entry side to the electrode exit side through the Ar is performed, the electrolyte Set the rinsing ratios for the different holes immediately let len. To do this, the pressure difference of the electrolyte between the electrode entry side and the electrode exit side te kept constant, and preferably already drilled Holes mechanically covered.

Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung nicht nur zur Erzeugung von Bohrungen, sondern allgemein für jegliche mate rialabtragende Werkstückbearbeitung anwendbar ist, bei der ein entsprechender Abtragrand gebildet wird.It is understood that the present invention is not only for Drilling holes, but generally for any mate rial-removing workpiece machining is applicable, in which a corresponding removal margin is formed.

Claims

1. Verfahren zur funkenerosiv und/oder elektrochemisch ma terialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere für die Erzeugung von Mikrobohrungen, bei dem

- in einem ersten Bearbeitungsschritt unter Absenken ei nes Abtragwerkzeugs (1, 1b) zum Werkstück in einer Senkrich tung (S) Material vom Werkstück unter Bildung eines Abtrag randes (4a) abgetragen wird und
- in einem zweiten Bearbeitungsschritt zur Weiterbearbei tung des Abtragrandes weiteres Material an diesem abgetragen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

- der zweite Bearbeitungsschritt aus einem elektrochemi schen Abtragprozeß besteht, bei dem eine zugehörige Elektro lyt-Prozeßmediumströmung (11a) in der Senkrichtung (5) durch den Arbeitsspalt (12) zwischen dem Abtragrand (4a) und einer zugehörigen Abtragelektrode (1a) hindurchgeführt wird.

1. Method for EDM and / or electrochemical material-removing machining of a workpiece, in particular for the production of micro-holes, in which

- In a first processing step while lowering a removal tool ( 1 , 1 b) to the workpiece in a lowering direction (S), material is removed from the workpiece to form a removal edge ( 4 a) and
- In a second processing step for further processing of the removal edge, further material is removed from it,

characterized in that

- The second processing step consists of an electrochemical removal process in which an associated electro lyt process medium flow ( 11 a) in the lowering direction ( 5 ) through the working gap ( 12 ) between the removal edge ( 4 a) and an associated removal electrode ( 1 a) is passed through.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeich net, daß an die Abtragelektrode (1a) während des elektroche mischen Abtragprozesses des zweiten Bearbeitungsschrittes ei ne gepulste Spannung angelegt wird.2. The method according to claim 1, further characterized in that egg ne pulsed voltage is applied to the ablation electrode ( 1 a) during the electrochemical ablation process of the second processing step.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch ge kennzeichnet, daß zur Kontrolle des elektrochemischen Abtrag prozesses des zweiten Bearbeitungsschrittes die Stromstärke (i) des elektrochemischen Stromkreises kontinuierlich erfaßt wird.3. The method according to claim 1 or 2, further characterized ge indicates that to control the electrochemical removal process of the second processing step the current (i) the electrochemical circuit is continuously detected becomes.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter da durch gekennzeichnet, daß der erste Bearbeitungsschritt einen elektrochemischen Abtragprozeß beinhaltet, bei dem als Ab tragwerkzeug eine elektrochemische Abtragelektrode (1b) ver wendet wird und eine zugehörige Elektrolyt-Prozeßmediumströ mung durch einen Elektrodenhohlkanal (21) zum Arbeitsspalt (7a) und aus diesem entgegen der Senkrichtung (S) herausge führt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, further characterized in that the first machining step includes an electrochemical removal process, in which an electrochemical removal electrode ( 1 b) is used as a removal tool and an associated electrolyte process medium flow through an electrode hollow channel ( 21 ) to the working gap ( 7 a) and this leads out against the lowering direction (S).

5. Verfahren zur funkenerosiv und/oder elektrochemisch ma terialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem

weiter dadurch gekennzeichnet, daß

- der erste Bearbeitungsschritt einen funkenerosiven Ab tragprozeß beinhaltet, bei dem eine zugehörige Dielektrikum- Prozeßmediumströmung (5a) seitlich von außen in den Arbeits spalt (7) geführt und entlang des Umfang einer als Abtrag werkzeug verwendeten Funkenerosionselektrode (1) entgegen de ren Senkrichtung (S) wieder aus diesem herausgeführt wird.

5. A method for EDM and / or electrochemically ma material-removing machining of a workpiece, in particular according to one of claims 1 to 4, in which

further characterized in that

- The first machining step includes a spark erosion removal process in which an associated dielectric process medium flow ( 5 a) is guided laterally from the outside into the working gap ( 7 ) and along the circumference of a spark erosion electrode ( 1 ) used as a removal tool (counter-sinking direction) S) is brought out of this again.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, weiter dadurch ge kennzeichnet, daß für die beiden Bearbeitungsschritte als Ab tragwerkzeug dieselbe Abtragelektrode verwendet wird.6. The method according to claim 4 or 5, further characterized ge indicates that for the two processing steps as Ab the same removal electrode is used.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, weiter da durch gekennzeichnet, daß für die beiden Bearbeitungsschritte dasselbe oder unterschiedliche Prozeßmedien verwendet werden.7. The method according to any one of claims 4 to 6, further there characterized in that for the two processing steps the same or different process media can be used.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter da durch gekennzeichnet, daß der erste Bearbeitungsschritt aus einem kombinierten elektroerosiv-elektrochemischen Abtragpro zeß besteht.8. The method according to any one of claims 1 to 7, further there characterized in that the first processing step a combined electroerosive-electrochemical removal pro there is.

9. Vorrichtung zur funkenerosiv und/oder elektrochemisch materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks, insbesonde re zur Erzeugung von Mikrobohrungen, mit 9. Device for electrical discharge machining and / or electrochemical material-removing processing of a workpiece, in particular re for the production of micro-holes, with

- ersten Bearbeitungsmitteln zur Werkstückbearbeitung in einem ersten Bearbeitungsschritt unter Bildung eines Abtrag randes (4a) mit einem zum Werkstück hin in einer Senkrichtung (S) absenkbaren Abtragwerkzeug (1, 1b) und

- zweiten Bearbeitungsmitteln zur Weiterbearbeitung des Abtragrandes in einem zweiten Bearbeitungsschritt unter wei terer Materialabtragung an diesem,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die zweiten Bearbeitungsmittel aus elektrochemischen Abtragmitteln bestehen, die eine elektrochemische Abtragelek trode (1a) und Mittel zur Führung einer Elektrolyt- Prozeßmediumströmung in der Senkrichung (S) durch den Ar beitsspalt (12) zwischen dem Abtragrand (4a) und der Ab tragelektrode hindurch beinhalten.

- First machining means for machining the workpiece in a first machining step, forming a removal edge ( 4 a) with a removal tool ( 1 , 1 b) that can be lowered towards the workpiece in a lowering direction (S)

- second processing means for further processing of the removal edge in a second processing step with further material removal on this,

characterized in that

- The second processing means consist of electrochemical removal means, the one electrochemical Abtragelek electrode ( 1 a) and means for guiding an electrolyte process medium flow in the lowering direction (S) through the working gap ( 12 ) between the removal edge ( 4 a) and the wear electrode include through.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, weiter dadurch gekenn zeichnet, daß die zweiten Bearbeitungsmittel eine gepulste Spannungsquelle (11) zur Erzeugung der elektrischen Spannung für den elektrochemischen Abtragprozeß aufweisen.10. The device according to claim 9, further characterized in that the second processing means have a pulsed voltage source ( 11 ) for generating the electrical voltage for the electrochemical removal process.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, weiter dadurch ge kennzeichnet, daß die zweiten Bearbeitungsmittel einen Steu erschaltkreis (15 bis 19) aufweisen, mit dem der elektroche mische Abtragprozeß unter kontinuierlicher Überwachung der Stromstärke im elektrochemischen Stromkreis gesteuert wird.11. The device according to claim 9 or 10, further characterized in that the second processing means have a control circuit ( 15 to 19 ) with which the electrochemical erosion process is controlled while continuously monitoring the current in the electrochemical circuit.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Bearbeitungsmittel elektrochemische Abtragmittel beinhalten, die eine elektro chemische Abtragelektrode (1b) mit mittigem Hohlkanal (21) als Abtragwerkzeug sowie Mittel zur Führung einer zugehörigen Elektrolyt-Prozeßmediumströmung durch den Elektrodenhohlkanal in den Arbeitsspalt (7a) und von dort entgegen der Senkrich tung (S) aus diesem heraus umfassen. 12. The device according to one of claims 9 to 11, further characterized in that the first machining means include electrochemical removal means, which through an electrochemical removal electrode ( 1 b) with a central hollow channel ( 21 ) as removal tool and means for guiding an associated flow of electrolyte process medium include the hollow electrode channel in the working gap ( 7 a) and from there against the sinking direction (S) out of this.

13. Vorrichtung zur funkenerosiv und/oder elektrochemisch materialabtragenden Bearbeitung eines Werkstücks, insbesonde re nach einem der Ansprüche 9 bis 11, mit

- ersten Bearbeitungsmitteln zur Werkstückbearbeitung in einem ersten Bearbeitungsschritt unter Bildung eines Abtrag randes (4a) mit einem zum Werkstück hin in einer Senkrichtung (S) absenkbaren Abtragwerkzeug (1, 1b) und
- zweiten Bearbeitungsmitteln zur Weiterbearbeitung des Abtragrandes in einem zweiten Bearbeitungsschritt unter wei terer Materialabtragung an diesem,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die ersten Bearbeitungsmittel funkenerosive Bearbei tungsmittel beinhalten, die Mittel zur Führung einer zugehö rigen Dielektrikum-Prozeßmediumströmung derart umfassen, daß diese seitlich von außen in den Arbeitsspalt (7) geführt und aus diesem entlang des Außenumfangs einer als Abtragwerkzeug fungierenden Funkenerosionselektrode (1) entgegen der Senk richtung (S) wieder herausgeführt wird.

13. Device for spark erosion and / or electrochemical material-removing machining of a workpiece, in particular according to one of claims 9 to 11, with

- First machining means for machining the workpiece in a first machining step, forming a removal edge ( 4 a) with a removal tool ( 1 , 1 b) that can be lowered towards the workpiece in a lowering direction (S)
- second processing means for further processing of the removal edge in a second processing step with further material removal on this,

characterized in that

- The first machining means include EDM machining means, which include means for guiding an associated dielectric process medium flow in such a way that they are guided laterally from the outside into the working gap ( 7 ) and from this along the outer circumference of a spark erosion electrode ( 1 ) acting as a removal tool against the Lowering direction (S) is brought out again.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Bearbeitungsmittel dieselbe Abtragelektrode als Abtragwerkzeug aufweisen.14. The apparatus of claim 11 or 12, further thereby characterized in that the first and second processing means have the same removal electrode as removal tool.