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Vorrichtung zum Vereinfachen des elektroerosiven Schneidens mittels
einer Drahtelektrode Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vereinfachen des
elektroerosiven Schneidens von Konturen in Werkstücken mittels einer Drahtelektrode,
welche Drahtelektrode einen Winkel a zur Oberfläche des Werkstücks einnimmt, wobei
Drahtelektrode und Werkstück eine relative Bewegung zueinander ausführen zum Schneiden
der konischen Kontur.
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Zum funkenerosiven Schneiden von zylindrischen Werkstückkonturen werden
meistens, numerische Steuerungen eingesetzt, welche die Relativbewegung zwischen
dem Werkstück und dem Werkzeug steuern.
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Zur Fertigung von konischen Konturen sind verschiedene maschinengebundene
Verfahren bekannt. Diese Verfahren sind beschrieben in folgenden Patenten: CH-PS
513 693 (BE 13887), CH-PS 513 694 (BE 13886), CH-PS 528 328 (BE 14629), DT-OS 2
144 085, DT-OS 2 255 429.
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Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, das Schneiden von konischen
Konturen in einem Werkstück zu vereinfachen, das heisst konische Profile bzw. Schnitte
ohne den maschinengebundenen Aufwand herzustellen. Hierdurch entfällt auch ein grosser
Teil der numerischen Steueranlagen, so dass der funkenerosive Betrieb in der Werkstatt
billiger, flexibler und dem
Werkstattpersonal besser angepasst ist.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, dass ein werkstückgebundenes
Führungsmittel der Drahtelektrode die wählbare Schräglage (Winkel s)zur Ausarbeitung
der gewünschten konischen Kontur gibt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 2
eine Führungsbuchse; Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Fig. 1 zeigt die Drahtelektrode 1, welche in der Arbeitszone durch
die Drahtführungsarme 2 mit Drahtführungsvorrichtungen 3 in Position gehalten werden.
Die Drahtführungseinrichtung steht in elektrischer Verbindung mit der bereits erwähnten
numerischen Steueranlage. Die Drahtführungsarme 2 bewegen die Drahtelektrode 1 relativ
zum Werkstück 4 und schneiden auf diese Weise die gewünschte Kontur bzw. das gewünschte
Profil aus dem Werkstück heraus. Bevor die Erfindung gemäss Fig. 1 angewandt werden
kann, schneidet die zwischen den Drahtführungsvorrichtungen 3 gespannte Drahtelektrode
zunächst das gewünschte Profil bzw. die gewünschte Kontur zylindrisch aus dem Werkstück
4 heraus. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass während des erosiven
Schneidens die Drahtelektrode 1 in der gezeichneten Pfeilrichtung bewegt wird und
zwar von einer nicht gezeichneten Vorratsspule zu einer ebenfalls nicht dargestellten
Aufwickelspule.
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Nach Herstellung der senkrechten Schnittfigur bzw. Kontur im Werkstück
4, wie zum Beispiel eine Matrize, wird die Drahtelektrode 1 in die erfindungsgemässe
Führungsbuche 5 mit Hand oder automatisch eingefädelt. Eine solche automatische
Einfädelvorrichtung ist beschrieben in der CH-PS 559 599 (BE 15923).
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An der numerischen Steuerung wird die Bahnkorrektur-Einrichtung auf
ein vergrössertes Profil eingestellt, wodurch die Führungseinrichtungen 2, 3 der
Drahtelektrode 1 gemäss Fig. 1 nach links verstellt werden. Wird nun die Drahtelektrode
1 in Pfeilrichtung in Bewegung gesetzt, so wird die Führungsbuchse 5 durch
durch
ihren Schulterteil 51 an der Oberfläche des Werkstücks 4 gehalten und durch die
Spannkräfte der Drahtelektrode 1 gegen die zylindrisch vorhandene Konturfläche des
Werk stücks 4 gedrückt. Hierdurch bildet sich der Winkel d. Das konische Profil
wird durch die relative Bewegung der Drahtelektrode 1 gegenüber dem Werkstück 4
erzeugt. Die Drahtführungseinrichtung 2, 3 bewegt sich nun auf einer sogenannten
äquidistanten Bahn".
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Diese äquidistante Bahn wurde wie bereits erwähnt durch die Bahnkorrektur-Einrichtung
in der numerischen Steueranlage entsprechend dem gewünschten Winkel deingestellt.
Die Führungsbuchse rollt sich bei dieser Bewegung an der Kante des Werkstücks 4
ab. Unterhalb dieser Führungsbuchse schneidet die Drahtelektrode 1 den gewünschten
konischen Winkel d wie es die Fig. 1 zeigt. Der Schulterteil 51 der Führungsbuchse
5 ist in Berührung mit der Oberfläche des Werkstücks 4. Die untere Fläche des Schulterteils
ist angeschrägt zur Erleichterung des Führungsvorgangs. Diese Schrägung, welche
mit dem Winkel ß bezeichnet wird, beträgt 940 bis 980. Die Führungsbuchse 5 besteht
aus solch einem Material, dass ein Kurzschluss zwischen der Drahtelektrode 1 und
dem Werkstück 4 vermieden wird. Daher besteht die Führungsbuchse 5 zweckmässigerweise
aus elektrisch nicht leitendem Material.
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Die Fig. 2 zeigt die Führungsbuche in der Schnittdarstellung.
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Die Bohrung 53 der Führungsbuchse 5 ist an ihrem im Schulterteil 51
angeordneten Ende konisch verbreitert. Hierdurch wird nicht nur das Einfädeln der
Drahtelektrode 1 vor Beginn des konischen Schneidens in die Führungsbuchse erleichtert,
sondern auch die Führung der Drahtelektrode durch diese Bohrung 53 während des konischen
Schneidens. Die Führungsbuchse soll aus einem Material mit grosser Verschleissfestigkeit
hergestellt sein.
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Selbstverständlich kann die Führungsbuchse 5 aus einem etwas billigeren
Material mit einer geringeren Verschleissfestigkeit hergestellt sein. In diesem
Fall wird ein Einsatz 54 aus einem Material mit grosser Verschleissfestigkeit in
die Führungsbuchse eingesetzt. Dieser Einsatz 54 bildet die Bohrung 53 und kann
in diesem Fall sogar aus leitendem Material, wie zum Beispiel Hartmetall, bestehen.
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Die Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, in welchem statt
der Führungsbuchse eine Schablone 6 für das konische Schneiden verwendet wird. Vor
Anwendung dieses erfindungsgemässen Ausführungsbeispiels wird erst der sogenannte
zylindrische Schnitt im Werkstück 4 hergestellt. Die Schablone 6 sowie die Abstandshalter
7 und Positionsstifte 8 sind nicht vorhanden. Die Drahtelektrode 1, welche stramm
gespannt ist zwischen den beiden Drahtführungsarmen 2,wird von einer nicht gezeichneten
numerischen Steueranlage relativ zum Werkstück 4 bewegt. Auf diese Weise wird die
gewünschte Kontur im Werkstück 4 erzeugt. Als nächster Schritt wird die Schablone
6 in der gewünschten Form hergestellt. Zu diesem Zweck wird ein Blech der in Fig.
3 dargestellten Dicke mittels der Positionsstifte 8 und der Abstandshalter 7 in
einem bestimmten Abstand zu der Oberfläche des Werkstücks 4 angeordnet. Im Werkstück
4 sind die Bohrungen 10 für die Aufnahme der Positionsstifte 8 bereits vorher hergestellt.
In der nicht gezeigten Steueranlage wird mit Hilfe der Bahnkorrektur-Einrichtung
die Drahtelektrode 1 auf eine äquidistante Bahn gebracht. In der numerischen Steueranlage
wird die Drahtelektrode 1 mit dem gleichen Programm. wie für die Herstellung des
zylindrischen Schnitts im Werkstück 4 bewegt, so dass im Blech 6 das gleiche Profil
herausgeschnitten wird wie im Werkstück 4 jedoch auf einer äquidistanten Bahn, wie
es in der Fig. 3 gezeigt ist. Das Schneiden dieser Kontur in der Schablone 6 kann
jedoch nur erfolgen, wenn eine elektrische Verbindung 9 zwischen dem Werkstück und
der Schablone 6 hergestellt ist. An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Abstandshalter
7 sowie die Positionsstifte 8 aus Isolationsmaterial bestehen. Nach Herstellung
der Schablone 6 wird die elektrische Verbindung 9 entfernt. Nun wird der konische
Schnitt mit dem gewünschten Winkel zwischen der Drahtelektrode 1 und der Fläche
des Werkstücks 4 durchgeführt. Zu diesem Zweck wird in der Steueranlage in der Bahnkorrektur-Einrichtung
die Drahtelektrode 1 mit Hilfe der Drahtführungsarme 2 und der Drahtführungsvorrichtung
3 auf eine andere äquidistante Bahn eingestellt. Dies zeigt die Fig. 3. Die Drahtführungsarme
2 sind in Richtung links bewegt worden. Hierdurch bildet die Drahtelektrode 1 den
gewünschten Konizitnätswinkel , da die Drahtelektrode
von der Kontur
der Schablone 6 aus gelenkt wird. Da dir Schablone 6 isoliert ist gegenüber dem
Werkstück 4 (Abstandhalter 7 und Positionsstifte 8 sind aus isolierendem Material),
erfolgt kein Kurzschluss zwischen der Drahtelektrode 1 und der Schablone 6. Bei
der relativen Bewegung der Drahtelektrode durch das Werkstück 4 behält die Drahtelektrode
immer den Winkel a.
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bei. Auf diese Weise wird ein konischer Schnitt im Werkstück 4 erzeugt.
Der Winkel d kann sich selbstverständlich während des furrkerosiven Schneidens ändern
wenn ein entsprechender Steuerbefehl von der Steueranlage kommt. Die Drahtelektrode
1 bewegt sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fig. 3 senkrecht zur Zeichenebene.
Abschliessend sei darauf hingewiesen, dass die Schablone 6 in beliebiger Montagehöhe
auf dem Werkstück 4 angebracht werden kann. Hierdurch kann der Winkel s in entsprechender
Weise variiert werden. Zweckmässigerweise wird eine Schablone mit geringer Dicke
verwendet, deren Fläche gleitfähig und klein ist.
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Wenn nun das nächste Werkstück 4 mit der gleichen Kontur bzw.
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demselben Profil gemäss Fig. 3 hergestellt werden soll, so kann die
gleiche Schablone 6 Verwendung finden, da an dem Führungsblech bzw. an der Schablone
6 bekanntlich kein Verschleiss entsteht.