DE2559893C2

DE2559893C2 - Vorrichtung zum Steuern der translatorischen Relativbewegungen beim Elektroerodieren

Info

Publication number: DE2559893C2
Application number: DE2559893A
Authority: DE
Inventors: Georges Niederrohrdorf Wyss
Original assignee: Ateliers des Charmilles SA
Current assignee: Ateliers des Charmilles SA
Priority date: 1975-06-18
Filing date: 1975-11-12
Publication date: 1984-02-16
Also published as: JPS5516774B2; IT1062338B; SE7606844L; DE2550749C2; JPS521697A; FR2316041A1; US4104500A; FR2316041B1; USRE31490E; DE2559893A1; GB1553699A; SE433050B; DE2550749A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern der translatorischen Relativbewegungen zwischen einem Werkstück- und einem Elektrodensupport beim Elektroerodieren mit einer Exzentervorrichtung, die ein von einem Drehantrieb rotierbares Steuerstück hat, das der axialen Lage des einen Supports entsprechend axial einstellbar ist und das die radiale Lage des anderen Supports beeinflußt, indem es über eine zur Axialrichtung geneigte Steuerfläche auf ein Zwischenstück einwirkt, das mit dem Steuerstück drehfest verbunden ist und am anderen Support angreift.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 38 698 bekannt. Zur Beeinflussung der radialen Lage des Werkstücksupports ist das Zwischenstück ein in einer Spindel des Drehantriebs schwenkbar gelagerter Hebel, der mit einem Ende in den Werkstücksupport gelenkig eingreift und am anderen Ende die geneigte Steuerfläche aufweist. Auf diese geneigte Steuerfläche wirkt ein Druckstück eines mit der Spindel des Drehantriebs umlaufenden Ringes ein, der eine Außennut hat, in die ein Ende eines Gestänges eingreift, mit dem die Axiallage des Ringes auf der Spindel verstellt werden kann. Das Gestänge ist mit dem Elektrodensupport verbunden, so daß dieser je nach seiner axialen Lage über das Gestänge, den Ring und die geneigte Steuerfläche die Schwenklage des Hebels und damit die radiale Lage des Werkstücksupports beeinflußt. Je näher der Ring an die Schwenkachse des Hebels kommt, um so relativ größer wird die radiale Verstellung des Werkstücksupports. Außerdem ist insbesondere der Eingriff des Gestänges in die Nut des Rings versrhleißabhängig, und die bekannte Vorrichtung ist wegen der Vielzahl der Teile zur Übertragung der Steuerbewegungen auch toleranzabhängig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Erhöhung der Bearbeitungspräzision so zu verbessern, daß die Radialverstellungen den Axialverstellungen linear proportional sind und die Verschleiß- und Toleranzabhängigkeit gering ist

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die geneigte Steuerfläche eine am Steuerstück angeordnete Geradführungsbahn ist, der eine entsprechende Geradführungsbahn am Zwischenstück zugeordnet ist.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Teil einer Funkenerosionsmaschine in Vorderansicht teilweise geschnitten,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Maschine der F i g. 1,

Fig.3 eine Ansicht der Funkenerosionsmaschine in Richtung Oder F i g. 1,

F i g. 4 eine Ansicht eines Teils der Funkenerosionsmaschine der F i g. 1 in Richtung F,

F i g. 5 einen Längsschnitt nach der Linie IX-IX der F i g. 2 und

F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie X-X der F i g. 5.
Die Funkenerosionsmaschine hat ein Maschinengestell 45. Der links davon liegende und sich vertikal erstreckende Teil der Funkenerosionsmaschine, den man als Steuereinrichtung bezeichnen kann, ist nur einmal vorhanden. Die Vorrichtung ist daher bezüglich einer Ebene 6 unsymmetrisch aufgebaut. In der Ebene 6 liegt die Längsachse eines Arbeitskolbens 1, der eine Arbeitsplatte 2 trägt, an der eine Platte T befestigt ist. Ein Gehäuse 55 ist über eine Isolierplatte 56 starr an der Arbeitsplatte 2 befestigt. Zwischen der Platte T und einem Elektrodensupport 8' liegt ein Schlitten 50, der über eine Schlittenführung 48 mit der Platte T und über eine Schlittenführung 49 mit dem Elektrodensupport 8' in Verbindung steht Die nicht dargestellte Elektrode ist an der Unterseite des Supports 8' befestigt. Der Elektrodensupport 8' ist über eine Isolierplatte 57 mit einem unteren Gehäuse 58 starr verbanden. Mehrere Zugbolzen 9 sind in das Gehäuse 55 eingeschraubt und halten das Gehäuse 58 über Wälzlagerringe 11 am Gehäuse 55 so abgestützt, daß eine Bewegung des Supports 8' gegenüber der Platte T im Bereich des Spiels 10 zwischen dem Gehäuse 55 und dem Zugbolzen 9 ermöglicht wird. Die Bauteile 8', 57 und 58 können sich radial im Sinne translatorischer Bewegungen gegenüber den Bauteilen 7', 56 und 55 bewegen.

Die Steuereinrichtung hat eine vertikale Stange 59, die mit einem Vier- oder Sechskant 60 und mit einem Gewindeansatz 61 versehen ist. Mit diesem ist das untere Ende der Stange 59 in axialer Richtung spielfrei zwischen zwei Axiallagern 62,63 an einem Steuerstück 64 drehbar befestigt. Am oberen Ende ist das Steuerstück 64 mit einer Verzahnung 65 versehen, die mit einem Zahnrad 51 kämmt. Der Rotationsantrieb des Steuerstücks 64 erfolgt über das Zahnrad 51 mit einem Elektromotor 42 auf die Verzahnung 65. Das Steuerstück 64 ist als Hohlwelle ausgebildet, deren untere Stirnfläche gegabelt ist. Dementsprechend hat das

b5 Steuerstück 64 unten zwei Wangen 66, 67. die mit ihren Innenseiten zwei Bahnen von zwei Geradführungen 68 bilden, die unter dem Namen »Schneeberger-Längsführung« bekannt sind. Die beiden Geradführungen 68

liegen in Fig.5 deckungsgleich hintereinander. Die Geradführungen 68 sind zur Drehachse des Steuerstücks 64 unter einem Winkel von 45° geneigt Das Steuerstück 64 sitzt in einer Büchse 69, die in einer Kugelbüchse 70 lagert, welche ihrerseits im Gehäuse 55 gelagert ist Die Kugelbüchse 70 erlaubt sowohl eine spielfreie axiale Bewegung des Steuerstücks 64 mit der Büchse 69, als auch eine Rotationsbewegung des Steuerstücks 64 mit der Büchse 69 im Gehäuse 55. Die Stange 59 durchragt mit ihrem Gewindeansatz 61 das Gehäuse 55 mit Spiel, und auf dem Gewhideansatz 61 ist ein Anschlagriegel 71 verschraubbar und in der jeweiligen Stellung zu blockieren. Das Gehäuse 55 besteht aus Montagegründen aus einem außen rechtekkigen Teil 73 und einem Deckel 74.

Das mit dem Elektrodensupport 8' starr verbundene Gehäuse 58, das zusammen mit dem Support 8' translatorische Bewegungen auszuführen hat dient derdrehbaren Lagerung eines Zwischenstücks 75. Dieses hat eine Platte 76 in Gestalt eines gleichschenkligen rechtwinkligen Dreiecks, an dessen horizontale Kathetenseite abgestufte Wellenzapfen 77, 78 einstückig angeschlossen sind. Das Zwischenstück 75 ist mit Nadellagern 79,80 radial und axial spielfrei drehbar im Gehäuse 58 gelagert Der axial spielfreien Halterung des Zwischenstücks 75 im Gehäuse 58 dient eine Laufscheibe 81, ein Sicherungsblech 82 und eine Sicherungsmutter 83. Das Zwischenstück 75 wird axial von einer Gewindebohrung durchsetzt, in der eine Stellschraube 84 gehalten ist Eine Schraubenzugfeder 87 greift mit ihrem einen Ende an der Stellschraube 84 an und ist mit ihrem anderen Ende von einem Zapfen 85 des Steuerstücks 64 gehalten. Die Feder 87 hat das Bestreben, die Stange 59 mit dem Steuerstück 64 nach unten gegen das Zwischenstück 75 zu ziehen. Die Hypothenusenseite der dreieckigen Platte 76 des Zwischenstücks 75 ist mit den anderen Geradführungsbahnen der Geradführung 68 versehen. Das Steuerstück 64 ist also mit dem Zwischenstück 75 über diese Geradführungen 68 verbunden. Das Zwischenstück 75 liegt hierbei mit seiner Platte 76 im Zwischenraum des gegabelten unteren Endes des Steuerstücks 64. Das Zwischenstück 75 ist also stirnseitig zum Steuerstück 64 angeordnet und bildet mit diesem die Geradführungen 68. Eine Axialbewegung des Steuerstücks 64 im Gehäuse 55 hat eine radiale Verstellung des Zwischenstücks 75 und des damit verbundenen Gehäuses 58 relativ zum Gehäuse 55 zur Folge.

Die Stange 59 hat oberhalb des Sechskants 60 einen glatten, unabgestuften Verlauf. Dieser Teil der Stange 59 ragt frei durch eine Ausnehmung eines Gehäuses 88, das am Maschinengestell 45 befestigt ist. Oberhalb des Gehäuses 88 sitzt eine Stangenklemme 89, die mit einer Schraube 90 an jeder beliebigen Stelle der Stange 59 durch Klemmen befestigt werden kann. Im Gehäuse 88 ist ein liegender Keil 91 mit einer Verstellschraube 92 verschieblich gehalten. Er ist von einer r.icht*dargestellten Druckfeder beaufschlagt, so daß er der Schraube 92 bei deren Herausdrehen nach links folgt. Auf dem Keil 91 liegt eine Platte 93 auf, die mit zwei Zufedern 94 ständig an den Keil gedrückt wird. Hierzu sind die Enden jeder Feder 94 an Bolzen 95, % befestigt, wobei die Bolzen 95 am Gehäuse 88 sitzen, während die Bolzen

96 auf der Platte 93 abgestützt sind. Die Stangenklemme 89 sitzt mit ihrer unteren Stirnfläche auf der Platte 93 auf.

In der Platte 93 ist noch eine federbelastete Schraube

97 verschraubbar, die frei ins Gehäuse 88 ragt und in

nicht dargestellter Weise an einem Taster einer Meßuhr

98 anliegt

Zwischen der Platte T und dem Elektrodensupport 8' sind zwei um 90° zueinander versetzt angeordnete Meßuhren 99, 100 vorhanden. Die Meßuhr 100 ist von einem Halter 47 an der Platte T befestigt Die Meßuhr

99 ist von einem Halter 101 am Support 8' befestigt Mit der Meßuhr 99 werden Verschiebungen des Supports 8' auf den Schlittenführungen 49 gemessen, und mit der Meßuhr 100 werden Verschiebungen des Schlitzes 55 und damit auch des Supports 8' auf den Schlittenführungen 48 gemessen.

Der auf der Stange 59 schraubverstellbare Anschlagriegel 71 ist ein erstes Verstellorgan, mit dem die Stange 59 gegenüber dem Elektrodensupport 8' verstellbar ist. Der Keil 91 ist ein weiteres Verstellorgan für die Stange 59. Mit dem Keil 91 kann die Stange 59 bei festsitzender Klemme 89 gegenüber dem ortsfesten Maschinengestell 45 verstellt werden.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:: Das sogenannte Nullstellen, also das genaue Ausrichten des Supports 8' zur Platte T, so daß keine Exzentrizität zwischen dem Steuerstück 64 und dem Zwischenstück 65 vorhanden ist, wird durch Verdrehen der Stange 59 mit dem Vieroder Sechskant 60 bewirkt Dabei werden die Stange 59 und der Anschlagriegel 71 ständig durch die Feder 87 nach unten gezogen, so daß der Anschlagriegel 71 immer am Gehäuse 55 anliegt Die axiale Verstellung der Stange 59 erfolgt so lange, bis eine Rotation des Steuerstücks 64 und des Zwischenstücks 65 keinerlei Bewegung des Gehäuses 58 damit des Supports 8' zur Folge hat. Damit ist das Zwischenstück 75 gleichachsig mit dem Steuerstück 64 ausgerichtet. Diese Nullstellung ist dann erreicht, wenn die beiden Meßuhren 99, 100 keinen Ausschlag mehr anzeigen. In dieser Nullstellung wird dann auch die Meßuhr 98 auf Null gestellt.

Wenn eine Innen- oder Außenwand eines Werkstücks elektroerosiv bearbeitet werden soll, muß mit der Exzentervorrichtung die translatorische Bewegung des Supports 8' eingestellt werden. Hierzu muß eine Exzentrizität zwischen dem Zwischenstück 75 und dem Steuerstück 64 eingestellt werden. Das erfolgt mit der Einstellschraube 92, nachdem zuvor die Stangenklemme 89 auf der Stange 59 bis zum Anschlag an der Platte 93 nach unten geschoben und an der Stange 59 festgeklemmt worden war. Durch Verdrehen der Schrauben 92 wird der Keil 91 nach rechts geschoben und hebt die Stange 59 mit der Platte 93 und der Klemme 89 nach oben. Der Hub wird mit der Meßuhr 98 angezeigt. Um diesen Hub ist auch das Steuerstück 64 im Gehäuse 55 angehoben worden. Diese Axialbewegung des Steuerstücks 64 hat eine Radialbewegung des Zwischenstücks 75 in F i g. 5 nach rechts zuf Folge. Da die Geradführungen 68 unter einem Winkel von 45° zur Axialrichtung des Steuerstücks 64 geneigt liegen, sind die Radialbewegungen des Zwischenstücks 75 und die Axialbewegungen des Steuerstücks 64 gleich groß. Das Zwischenstück 64 liegt also dem Hub des Steuerstücks 64 entsprechend exzentrisch, und das Gehäuse 58 führt zusammen mit dem Support 8' eine translatorische Bewegung aus, wenn das Steuerstück 64 vom Elektromotor 42 drehangetrieben wird. Die Maschine erodiert dann selbsttätig entsprechend der Abtragsleistung den an der Einstellschraube 92 eingestellten Betrag an den Seitenwandungen ab. Wird die Schraube 92 danach in der anderen Richtung gedreht, wird der Keil 91 durch die nicht dargestellten Druckfedern nach links bewegt. Durch die Zugfeder 87 wird die Stange 59 nach unten

gezogen, wie auch das Steuerstück 64, so daß sich das Zwischenstück 75 nach links bewegt.

Elektroerosive Feinbearbeitung erfolgt z. B., nachdem eine Ausnehmung in einem Werkstück mit einer als Schruppelektrode wirkenden Werkzeugelektrode durch übliche elektroerosive Bearbeitung hergestellt worden ist, also durch sehr langsames Bewegen der Schruppelektrode in ihrer Längsachse. Das Feinbearbeiten kann grundsätzlich mit derselben Elektrode erfolgen, mit der zuerst geschruppt wurde; es kann aber auch eine andere Elektrode verwendet werden. In jedem Fall kann beim Feinerodieren (Schlichten) mit der am Elektrodensupport 8' befestigten, nicht dargestellten Werkzeug-Elektrode ohne deren elektroerosives Arbeiten ganz in die Werkstückausnehmung eingefahren werden, bis die vordere Elektrodenstirnfläche mit einem sehr geringen, vorbestimmten Abstand vom Boden der Ausnehmung liegt. Dieser vorbestimmte Abstand ist in bekannter Weise der Arbeitsspalt, der durch die zum Feinbearbeiten eingestellte Stromstärke bestimmt ist. Der jeweilige Arbeitsspalt ist erreicht, wenn ein elektrischer Stromstoß zwischen der Werkzeugelektrode und der Werkstückelektrode stattfindet. Es wird dann ein Steuersignal gegeben, so daß der Arbeitskolben 1 nicht weiter nach unten ausgefahren wird.

Vor dem Einfahren der Elektrode in die Werkstückausnehmung wurde die Vorrichtung auf Höhe gestellt, d. h. der Elektrodensupport 8' wurde zu der Getriebeplatte T so ausgerichtet, daß die Exzentrizität des Zwischenstücks 75 Null beträgt.

Nach dem Nullstellen und dem Einfahren der Elektrode in eine Werkstückausnehmung wird die Elektrode durch Einstellung der Exzentrizität des Zwischenstücks 75 radial bewegt, bis die Funkenerosionsmaschine anspricht, d. h. bis sich die Werkzeugelektrode mit ihrer Seitenwandung z. B. der Innenwandung einer Werkstückausnehmung bis auf den jeweiligen Arbeitsspalt angenähert hat. Es ist der zum Feinbearbeiten bestimmte Arbeitsspalt. Jedes weitere Ausfahren des Arbeitskolbens 1 hat eine weitere radiale Nachaußenbewegung der Elektrode zur Folge und umgekehrt. Die elektroerosive Bearbeitung erfolgt nun, indem der Elektromotor 42 zum Antrieb des Steuerstücks 64 eingeschaltet wird und dabei kontinuierlich kreisende Elektrodenbewegungen ohne Drehung der Werkzeugelektrode um ihre eigene Achse erfolgen. Dabei wird die Seitenfläche des Werkzeugs über die gesamte Tiefe der Werkstückausnehmung mit dem richtigen Arbeitsspalt entlang der Innenwandung der Ausnehmung der Werkstückelektrode bewegt und die elektroerosive Bearbeitung findet über die gesamte Ausnehmungstiefe statt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Steuern der translatorischen Relativbewegungen zwischen einem Werkstück- und einem Elektrodensupport beim Elektroerodieren mit einer Exzentervorrichtung, die ein von einem Drehantrieb rotierbares Steuerstück hat, das der axialen Lage des einen Supports entsprechend axial einstellbar ist und das die radiale Lage des anderen Supports beeinflußt, indem es über eine zur Axialrichtung geneigte Steuerfläche auf ein Zwischenstück einwirkt, das mit dem Steuerstück drehfest verbunden ist und am anderen Support angreift, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigte Steuerfläche eine am Steuerstück (64) angeordnete Geradführungsbahn ist, der eine entsprechende Geradführungsbahn am Zwischenstück (75) zugeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (75) ausschließlich radial beweglich und stirnseitig zum rotierbaren Steuerstück (64) angeordnet ist und von letzterem gabelförmig umgriffen wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierbare Steuerstück (64) in einer Axial-Kugelbüchse (70) gelagert ist

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geradführung (68) mit der Axialrichtung einen Winkel von 45° bildet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerstück (64) mit einer am Werkstück- und am Elektrodensupport (45 bzw. 8') axial verstellbaren Einstellstange (59) verbunden ist.