DE3937163C2 - Drahterodiervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Drahterodiervorrichtungen, d.h. Vorrichtungen zur elektroerosiven Bearbeitung von Werk­ stücken mit einem Draht und betrifft insbe­ sondere Verbesserungen der Bearbeitungsgenauigkeit solcher Vorrichtungen. Dabei richtet sich die Erfindung auf Draht­ erodiervorrichtungen oder -maschinen mit einer unteren und einer oberen Düse, die oberhalb bzw. unterhalb eines zu bearbeitenden Werkstücks angeordnet sind und den Elektro­ dendraht führen, wobei in diesen Vorrichtungen ein Kreuz- oder Supporttisch, auf dem das Werkstück angebracht wird, zur Relativbewegung des Werkstücks und Elektrodendrahts in X- und Y-Richtung bewegt wird, während eine der oberen und unteren Düse zur Neigung des Elektrodendrahts in bezug auf das Werkstück zum Zweck einer konischen Bearbeitung in der horizontalen Ebene in U- und V- Richtung bewegt wird.

Die Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer derarti­ gen gebräuchlichen Drahterodiervorrichtung, die beispiels­ weise in der JP 61-2 97 019 (A) beschrieben ist. Wie aus der Darstellung hervor­ geht, umfaßt die Vorrichtung einen Hauptmaschinenkörper oder Maschinenträger 1 mit einem Maschinenbett 2, einer Säule oder einem Ständer 3, einem Kreuztisch 4, der auf dem Bett 2 in Richtungen der horizontalen Ebene angetrieben wird, einem Maschinentisch 5, der auf dem Kreuztisch 4 fixert ist und auf dem ein Werkstück 6 befestigt ist, einem Arm 7, der sich vom unteren Teil des Ständers 3 in den Bereich unterhalb des Tischs 5 erstreckt, einer unteren Düse 8, die am freien Ende des Arms 7 befestigt ist, einer Drahtführung 9 in Form eines Diamantziehstein, der eine Perforation auf der Achse der unteren Düse 8 aufweist, einer oberen Düse 10, die der unteren Düse 8 unter Einbe­ ziehung des Werkstücks 6 gegenüberliegt und von einer Düsenantriebseinrichtung 12 getragen wird, die am freien Ende des horizontalen Teils 3b am oberen Teil des Ständers 3 angebracht ist, und einer weiteren Drahtführung 11 in Form eines Diamantziehsteins mit einer Perforation auf der Achse der oberen Düse 10.

Ein Antriebsmotor 13 ist zum Antrieb des Kreuztischs in X- Richtung vorgesehen. Ein entsprechender, nicht dargestell­ ter Motor ist zum Antrieb des Kreuztischs 4 in Y-Richtung vorgesehen. Ferner ist ein Antriebsmotor 14 zum Antrieb der oberen Düse 10 in die U-Richtung vorgesehen, die eine der Richtungen bzw. Bewegungsbahnen in der horizontalen Ebene darstellt, in denen die obere Düse zur Neigung des Werk­ stücks angetrieben wird, um eine verjüngende Bearbeitung mit konischer oder kegeliger Abtragung zu erzielen. Ein weiterer, nicht dargestellter Motor ist zum Antreiben der oberen Düse 10 in der V-Richtung vorgesehen, die die andere Richtung in der horizontalen Ebene darstellt, in der die obere Düse zur Neigung des Drahtes zum Zwecke der konischen Bearbeitung antreibbar ist.

Ein Elektrodendraht 16 ist auf eine Drahtspule 15 gewickelt und wird im Verlauf der Bearbeitung von dieser abgewickelt. Eine Bremsvorrichtung 17 ist vorgesehen, um den Elektroden­ draht unter die nötige Spannung zu setzen, damit eine lose Führung des Drahts verhindert wird. Der Elektrodendraht 16 wird über Umlenkrollen oder -scheiben 115 und 118 geführt. Ein Drahtwickelmotor 18 ist am auslaufenden Ende des Elek­ trodendrahteinspeisungspfades angeordnet. Eine Drahtauf­ nahmebox 19 nimmt den gebrauchten Elektrodendraht zur Drahtrückgewinnung wieder auf. Eine NC (numerisches Steuersystem)-Vorrichtung 20 ist mit den Motoren 13 und 14 sowie auch den nicht dargestellten Motoren verbunden, um die Bewegung des Kreuztischs in X- und Y-Richtung und die Bewegung der oberen Düse 10 in U- und V-Richtung zu steuern.

Eine Zuführungsvorrichtung 22 für dielektrisches Fluid führt den Düsen ein dielektrisches Fluid 21 zu.

Wie aus der vergrößerten Darstellung in Fig. 2 hervorgeht, umfaßt die Düsenantriebseinrichtung 12 eine vertikale Säule oder einen vertikalen Schaft 23, der derart am Ständer 3 gehaltert ist, daß er mittels eines nicht dargestellten Antriebsmechanismus auf- und abwärts bewegbar ist, ferner ein Führungsteil 24, das am unteren Ende des vertikalen Schafts 23 befestigt ist und an seiner Unterseite eine Schwalbenschwanznut 24a aufweist, und ein V-Gleitstück 25 mit einem Schwalbenschwanz, d.h. einem schwalbenschwanz­ förmigen Teil 25a an seiner oberen Seite, das zur Führung des Gleitstücks in V-Richtung (hin Richtung senkrecht zur Zeichenebene) mit der Schwalbenschwanznut 24a des Führungsteils 24 in Gleiteingriff ist, und mit einer Schwalbenschwanznut 25b, die an seiner Unterseite ausgebildet ist und senkrecht zum Schwalbenschwanzteil 25a verläuft. Ferner umfaßt die Düsenantriebseinrichtung ein V- Gleitstück 26 in Form einer sich nach vorn und nach unten erstreckenden Kurbel, die an der Oberseite ihres Fußteils ein Schwalbenschwanzteil 26a aufweist, das zur Führung des Gleitstücks 26 in U-Richtung (in Lateralrichtung, d.h. Querrichtung der Zeichenebene) in Gleiteingriff mit der Schwalbenschwanznut 25b des V-Gleitstücks 25 ist. An der Unterseite des anderen Endes vom kurbelförmigen U- Gleitstück 26 ist die obere Düse 10 befestigt. Bei Drehung des Motors 14 und eines anderen nicht dargestellten Motors wird die obere Düse 10 aus ihrer Bezugsposition, bei der keine konische Bearbeitung durchgeführt wird, in U- und V- Richtung ausgelenkt.

Im folgenden wird die Funktionsweise der oben beschriebenen bekannten Vorrichtung erläutert. Der aus der Drahtspule 15 gezogene Elektrodendraht 16 wird dem Bearbeitungsabschnitt über die Bremsvorrichtung 17 und die Umlenkrolle 115 zugeführt. Nach Passieren des Werkstücks zur elektroerosi­ ven Bearbeitung wird der Draht über die Umlenkrolle 118 geführt, vom Motor 18 gewickelt und in der Drahtaufnahmebox 19 zur Rückgewinnung gesammelt. Dabei wird der Draht durch die Drahtführung 11 der oberen Düse 10 und die Drahtführung 9 der unteren Düse 8 gehaltert und positioniert. Die Bear­ beitungsenergie wird dem Draht und damit dem Spalt oder Raum zwischen dem Draht 16 und dem Werkstück 6 über eine Einspeiseeinrichtung von einer nicht dargestellten Spannungsversorgung zugeführt.

Während der elektroerosiven Bearbeitung entsprechend den Befehlen, die die NC-Vorrichtung 20 dem Antriebsmotor und einem weiteren nicht dargestellten Motor zuführt, werden der Motor 13 und dieser nicht dargestellte Motor betätigt und der Kreuztisch 4 bewegt sich in X- und Y-Richtung. Infolgedessen bewegt sich das am Tisch 5 auf dem Kreuz­ tisch angeordnete Werkstück relativ zum Draht 16 und wird durch die Erosionsbearbeitung in die gewünschte Form gebracht.

Wird eine konische Bearbeitung am Werkstück 6 ausgeführt, so wird der Motor 14 entsprechend den Befehlen von der NC-Vorrichtung 20 zur Bewegung des U-Gleitstücks 26 in die U-Richtung angetrieben, und/oder ein nichtdar­ gestellter Motor wird entsprechend den Befehlen von der NC-Vorrichtung 20 zur Bewegung des V-Gleitstücks 25 in die V-Richtung angetrieben, um auf diese Weise den Draht 16 zu neigen.

Während der Bearbeitung wird dem Bearbeitungsabschnitt über die obere und untere Düse 10 und 8 dielektrisches Fluid 21 unter hohem Druck von der Zuführungsvorrichtung 22 für dielektrisches Fluid zugeführt. Die Spalte zwi­ schen der oberen und unteren Düse und dem Werkstück 6 werden normalerweise so gesteuert, daß sie zwischen 0,01 bis 0,2 mm betragen.

Bei der Bearbeitung unter Verwendung eines Drahtes in einer Drahterodiermaschine ist es notwendig, die Entla­ dung in einem Fluid bzw. einer Flüssigkeit durchzuführen, weil der Draht bei Entladungen in der Luft bricht und die Bearbeitung damit unterbrochen wird. Da in den letzten Jahren immer höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten gefor­ dert werden, besteht die Tendenz, der Druck des dielektri­ schen Fluids zu erhöhen, um während der Bearbeitung eine ausreichende Zufuhr von dielektrischem Fluid zu gewähr­ leisten. Da jedoch der dem Maschinenabschnitt während der Bearbeitung zugeführte Fluiddruck bzw. Flüssigkeitsdruck des dielektrischen Fluids 21 erhöht wird, so werden die untere Düse 8 und die obere Düse 10 durch ein Last­ moment infolge der auftretenden Fluiddruckrückstoßkraft F leicht verschoben. Bezüglich der unteren Düse 8 ist die laterale Verschiebung (Verschiebung innerhalb der horizontalen Ebene) wegen der einfachen Auslegerstruktur unter Verwendung des hori­ zontalen Armes 7 gering, und es resultiert hieraus kein schwerwiegendes Problem. Andererseits ist jedoch die obere Düse 10 über mehrere Stufen, das Gleitstück 26 und den vertikalen Schaft 23 in einer Auslegeranordnung am Ständer 3 gehaltert, so daß die laterale Abweichung oder Verschiebung ε nicht vernachlässigbar ist, wie in Fig. 2 durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Es wird davon ausgegangen, daß dieser Effekt auftritt, weil die Fluiddruckrückstoßkraft F so wirkt, daß sie die obere Düse 10 bei einem Abstand L von der Achse des vertikalen Schafts 23 nach oben stößt und ein Lastmoment oder Bela­ stungsmoment F × L auf das U-Gleitstück 26 und den verti­ kalen Schaft 23 wirkt, und eine Biegedeformation auftritt.

Die Abweichung oder Verschiebung infolge des Lastmoments tritt nicht nur während der konischen Bearbeitung sondern auch bei normaler Bearbeitung auf, wenn die obere Düse sich in einer Bezugsposition befindet und der Draht senk­ recht zur XY-Ebene (horizontalen Ebene) verläuft, wobei die konische Abtragung nicht bewirkt wird. Dies ist der Fall, weil der Abstand L auch an der Bezugsposition der oberen Düse 10 vorliegt, wenn er auch während des An­ treibens vom Gleitstückmechanismus variiert. Infolgedes­ sen zeigt die Drahtführung 11, die den Draht 16 haltert, eine Abweichung und verschiebt sich, und der Winkelfehler des Drahts 16 bezüglich des Werkstücks 6 ist erhöht, so daß die Bearbeitungsgenauigkeit verschlechtert ist.

Die obigen Schwierigkeiten treten auch in der Erodiervorrichtung aus der DE 35 24 377 A1 auf, bei der am unteren Ende der in vertikaler Richtung verschiebbar gelagerten Pinole (bzw. einem entsprechenden vertikalen Schaft) ein Ausleger angebracht ist, an dem ein oberer Drahtführungskopf befestigt ist.

Die EP 0 229 186 A1 befaßt sich mit der Problematik der durch das Bearbeitungsfluid bewirkten Rückstoßkraft einer auslegerartig gehalterten Düsen/Drahtführungsanordnung und sieht zur Kompensation der Rückstoßkraft eine Ausgleichseinrichtung vor, die entweder eine vertikale Gegenkraft auf den U-Achsentisch, an dem Düse und Drahtführung über einen Arm auslegerartig gehaltert sind, oder auf diesen Arm selbst erzeugt. Die Ausgleichseinrichtung umfaßt einen Zylinder mit elastischer Tasche, die über eine Fluidleitung unter den Fluiddruck des Arbeitsfluids setzbar ist und auf einen Kolben wirkt, um die vertikale Gegenkraft zu erzeugen. Diese Ausgleichsmaßnahme ist einerseits relativ aufwendig, andererseits berücksichtigt diese Art von Kompensation nicht die bei Bewegung des Achsentischs variierenden Abstände zwischen der Ausgleichseinrichtung und den einzelnen Teilen der auslegerartigen Anordnung.

Die JP 63-2 21 921 (A) zeigt eine Anordnung, bei der Drahtführung und Düse getrennt gehaltert sind, um Verschiebungen der Drahtführung zu vermeiden. Über Faltenbälge, die die beiden separaten Halterungsträger verbinden, die an einem Querträger hängen, ist eine Relativverschiebung zwischen Drahtführung und Düse möglich, ohne daß arbeitsfluidbedingte Schwingungen sich auf die Drahtführung übertragen. Ein Nachteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß Düse und Drahtführung so nur einseitig halterbar sind. Auch ist ein Ausgleich nur in einer Schwingungsrichtung möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drahterodiervorrichtung anzugeben, in der insbesondere bei der konischen Bearbeitung durch die Rückstoßkraft des Arbeitsfluids bedingte Verschiebungen verhindert sind und so ohne großen technischen Aufwand die Bearbeitungsgenauigkeit verbesserbar ist.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist die vertikale Längsachse oder Symmetrieachse (im folgenden der Einfachheit halber als Achse bezeichnet) der durch die Düsenantriebsvorrichtung angetriebenen Düse stets so angeordnet, daß sie in einem zur vertikalen Achse senkrechten Bereich liegt, der durch die vertikale Projektion des Querschnitts des vertikalen Schafts definiert ist. An diesem Schaft (bzw. dieser Pinole), der vertikal gleitfähig gelagert ist, ist die angetriebene Düse gehaltert. Da sich ihre Achse selbst bei konischer Bearbeitung nicht aus dem horizontalen Bereich herausbewegt, der durch die verlängerte Schaftaußenfläche begrenzt wird, ist dafür gesorgt, daß die Distanz L der auslegerartigen Anordnung gemäß Fig. 2 und damit auch ein Drehmoment oder Lastmoment auf den vertikalen Schaft, Gleitstücke und Führungsteile der Düsenantriebsvorrichtung infolge der Fluidrückstoßkraft stets Null sind. Dadurch sind Querverschiebungen der Düse und Drahtführung zuverlässig vermieden und die Bearbeitungsgenauigkeit ist verbessert. Auf den vertikalen Schaft und die die Düse halternden Teile wirken infolge der Fluidrückstoßkraft keine Drehmomente mehr, wie bei den früheren auslegerartigen Anordnungen auch bei nicht konischer Bearbeitung nicht vermeidbar war, sondern lediglich Druckbelastungen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird mit zwei Gleitstücken für die U/V-Richtungen und einem Führungsteil am vertikalen Schaft gearbeitet. In diesem Fall ist dafür gesorgt, daß die zentrale Längsachse der angesteuerten Düse stets in einem horizontalen Bereich (senkrecht zur Längsachse) angeordnet ist, der durch die in Längsachsenrichtung projizierten oder verlängerten äußeren Umfangslinien der Berührungsflächen zwischen den Führungsteilen und dem Gleitstück begrenzt wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer bekannten Drahterodiervorrichtung,

Fig. 2 die seitliche, vergrößerte Ansicht eines Teils der Vorrichtung aus Fig. 1,

Fig. 3 und 4 jeweils Längsschnitte entlang Linien III-III und Linien IV-IV in den Fig. 4 und 3, die jeweils Ansichten eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigen,

Fig. 5 und 6 jeweils Längsschnitte entlang Linien V-V und Linien VI-VI in den Fig. 6 und 5, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen jeweils Längsschnitte eines Teils eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Drahterodiervorrichtung. Teile, die identisch zu Teilen der an Hand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Vorrichtung sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und auf ihre Beschreibung ist verzichtet worden.

Ein Ständer 3, ähnlich dem Ständer 3 aus den Fig. 1 und 2, weist ein sich senkrecht erstreckendes vertika­ les Teil 3a und ein horizontales Teil 3b auf, das sich vom oberen Ende des vertikalen Teils 3a aus horizontal er­ streckt.

Ein vertikaler Schaft 31 ist am Ende des horizonta­ len Teils 3b derart gehaltert, daß er sich aufwärts und abwärts, d.h. in vertikaler Richtung, bewegen kann. Für diesen Zweck sind Führungslager 32 so vorgesehen, daß sie in Gleitkontakt mit der Außenfläche 31b des vertika­ len Schafts 31 sind. Der vertikale Schaft 31 wird mittels eines Antriebsmotors 237, dessen Gehäuse am horizontalen Teil 3b des Ständers 3 befestigt ist, einer Vorschub­ schraubenspindel 238, die an der Welle des Motors 237 be­ festigt ist, und einem Innengewinde bzw. Innengewinde­ teil 239 angetrieben, das am vertikalen Schaft 31 befe­ stigt ist und in das die Vorschubschraubenspindel 238 eingeschraubt ist, wie aus der Fig. 4 hervorgeht.

Der vertikale Schaft 31 weist einen zylindrischen Hohlraum 31a auf, der sich entlang der Achse des verti­ kalen Schafts 31 und koaxial mit dem Schaft vertikal er­ streckt. Ein Elektrodendraht 16 ist auf einer Drahtspule 15 aufgewickelt und wird von dieser bei Ausführen der Be­ arbeitung abgewickelt. Eine Bremsvorrichtung 17 ist vor­ gesehen, um zur Verhinderung einer losen Drahtführung Zugspannung auf den Elektrodendraht 16 zu geben. Im Ge­ gensatz zur Spule 15 und Bremsvorrichtung 17 aus den Fig. 1 und 2, die innerhalb des Gehäuses vom Ständer 3 angeordnet sind, sind die Spule 15 und die Bremsvorrich­ tung 17 in diesem Ausführungsbeispiel außerhalb des Stän­ ders 3 angeordnet. Jedoch umfaßt die Erfindung auch den Fall, daß sie sich wie beim Stand der Technik innerhalb des Ständers 3 befinden.

Der Draht 16 wird mit Hilfe einer Umlenkrolle 115 umgelenkt und läuft längs der Achse des vertikalen Schafts 31 durch den zylindrischen Hohlraum 31a.

Am unteren Ende des vertikalen Schafts 31 ist ein Führungsteil 33 befestigt, das zur Durchführung des Drahts 16 ebenfalls einen zylindrischen Hohlraum bzw. eine Aussparung 33a aufweist. Ferner ist auf der Unterseite des Führungsteils 33 eine Schwalbenschwanznut 33b vorgesehen, die sich in V-Richtung (d.h. in lateraler Richtung in Fig. 4 und in Richtung senkrecht zur Oberfläche der Zeichenebene in Fig. 3) erstreckt. Die Achse des Hohl­ raums 33a fällt mit der Achse der Aussparung bzw. des Hohlraums 31a des vertikalen Schafts 31 zusammen.

Ein V-Gleitstück 34 weist an seiner Oberseite ein schwalbenschwanzförmiges Teil 34a auf, das in Gleitein­ griff mit der Schwalbenschwanznut 33b ist, und weist auf seiner Unterseite eine Schwalbenschwanznut 34b auf, die sich in U-Richtung (d.h. in lateraler Richtung in Fig. 3 und in Richtung senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 4) und senkrecht zur V-Richtung, in der sich das Schwalben­ schwanzteil 34a erstreckt, erstreckt. Das V-Gleitstück 34 weist eine vertikale Ausnehmung oder einen vertikalen Hohlraum 34c auf, der sich entlang der Achse des vertika­ len Schafts 31 erstreckt. Der Hohlraum 34c dient zur Durchführung des Drahts 16 und weist einen größeren Quer­ schnitt auf, um die Bewegung des V-Gleitstücks 34 in V-Richtung und die Bewegung des U-Gleitstücks 40 (das weiter unten erläutert wird) in U-Richtung in bezug auf den Draht 16 zu ermöglichen. Die Relativbewegung in V- und U-Richtung wird durchgeführt, um den Draht 16 in bezug auf das Werkstück zu neigen, so daß eine konische Bearbei­ tung möglich ist.

Das V-Gleitstück 34 wird in V-Richtung in bezug auf das Führungsteil 33 mittels eines Antriebsmechanismus 35 angetrieben, der einen Motor 37, dessen Gehäuse an einem Tragarm 36 befestigt ist, der wiederum an einer Seite des Führungsteils 33 fixiert ist und von dort herabhängt, eine Vorschubschraubenspindel 38, deren Fußpunkt mit der Ausgangswelle des Motors 37 gekoppelt ist und deren Spitze (bzw. anderes Ende) sich in eine erste laterale Ausnehmung 34d erstreckt, die an einer ersten Seite des V-Gleitstücks 34 ausgebildet ist, und ferner ein Innengewindeteil 39 um­ faßt, das auf der seitlichen Außenfläche des V-Gleitstücks 34 an der Stelle der ersten lateralen Ausnehmung 34d ge­ legen angeordnet ist und in welches die Schraubenspindel 38 eingeschraubt ist (Fig. 4).

Das U-Gleitstück 40 weist an seinem oberen Ende ein Schwalbenschwanzteil 40a auf, das gleitend bewegbar in die Schwalbenschwanznut 34b des V-Gleitstücks 34 eingreift. Ferner ist das V-Gleitstück 34 mit einem vertikalen Hohl­ raum 40b versehen, der sich längs der Achse des vertikalen Schafts 31 erstreckt. Der Hohlraum 40b dient zur Durch­ führung des Drahts 16 und weist einen Querschnitt auf, der ungefähr dem Querschnitt des Hohlraums 31a entspricht.

Das U-Gleitstück 40 wird in bezug auf das V-Gleit­ stück 34 in U-Richtung mittels eines Antriebsmechanismus 135 angetrieben, der einen Motor 137, dessen Gehäuse an einem weiteren Tragarm 136 befestigt ist, der wiederum an einer Seite des U-Gleitstücks 40 fixiert ist und von dort hochsteht, eine Vorschubschraubenspindel 138, deren Fußende mit der Ausgangswelle des Motors 137 gekoppelt ist und deren Spitze (bzw. anderes Ende) sich in eine zweite laterale Ausnehmung 134d erstreckt, die an einer zweiten Seite des V-Gleitstücks 34 ausgebildet ist, und ein Innengewindeteil 139 umfaßt, das auf der äußeren Seitenfläche des V-Gleitstücks 34 an der Stelle der zwei­ ten lateralen Ausnehmung 134d gelegen befestigt ist und in welches die Schraubenspindel 138 eingeschraubt ist. Die Hohlräume bzw. 31a, 33a, 34a und 40b sind miteinander zur Herstellung einer Passage für den Elektrodendraht 16 verbunden.

Ferner ist eine obere Düse 10 am unteren Ende des U- Gleitstücks 40 befestigt.

Die oben erläuterten Komponenten bilden einen An­ triebsmechanismus 30 zum Antrieb der oberen Düse 10. Von diesen Komponenten bilden der vertikale Schaft 31, der Motor 237, die Schraubenspindel 238 und das Innengewinde­ teil 239 einen Antriebsmechanismus zum Antreiben der oberen Düse 10 in vertikaler Richtung, d.h. nach oben und unten. Das Führungsteil 33, das V-Gleitstück 34, das U-Gleitstück 40, die Motoren 37 und 137, die Schraubenspindeln 38 und 138 und die Innengewindeteile 39 und 139 bilden einen Antriebsmechanismus, der am vertikalen Schaft 31 gehaltert ist, und die obere Düse 10 zum Zwecke einer konischen Be­ arbeitung in V- und U-Richtung antreibt.

Eine aus hartem Material gebildete Drahtführung 41, vorzugsweise in Form eines Diamantziehsteins mit einer Perforation zur Durchführung des Drahts ist am unteren Ende des Hohlraums 33a des Gleitstücks 33 angeordnet. Eine weitere, ebenfalls aus hartem Material gefertigte Draht­ führung 42, ebenfalls typischerweise in Form eines Diamant­ ziehsteins und mit einer Perforation zur Durchführung des Drahts ist am oberen Ende des Hohlraums 40b des U-Gleit­ stücks 40 vorgesehen. Diese Führungen regulieren den Draht 16, der durch die Hohlräume 31a, 33a und 40b hindurchtritt, und verhindern, daß er die Innenwandungen dieser Hohlräume 31a, 33a und 40b berührt.

Darüber hinaus sind Faltenbälge 230 zur Verhinderung von Staubeintritt vorgesehen.

In der obigen Konstruktion werden der vertikale Schaft 31, das Führungsteil 33, die Gleitstücke 34 und 40 und die obere Düse 10 angenähert koaxial bezüglich einander gehalten, obwohl sie während einer konischen Bearbeitung relativ zueinander bewegt werden, wobei die Abweichung auf einen Bereich begrenzt ist, der durch den Hohlraum 34c größeren Durchmessers zugelassen wird. Entsprechend der Erfindung wird die Relativbewegung nicht nur im Fall der üblichen Bearbeitung, sondern auch während der konischen Bearbeitung so gesteuert und reguliert, daß die Achse der oberen Düse 10 innerhalb des Projektionsbereichs vom Querschnitt des vertikalen Schafts 31 in die vertikale Richtung gehalten wird, d.h. innerhalb des Bereichs, der durch die Außenfläche des Schaftes 31, die die Lager 32 berührt, definiert ist und damit dem Achsspielraum senkrecht zur vertikalen Achse entspricht. In den Fig. 3 und 4 sind die Grenzen dieses Projektions-Bereichs durch die Linien S 1, S 2, S 3 und S 4 angedeutet. Darüber hinaus wird vorzugsweise die Achse der oberen Düse 10 innerhalb des Bereichs ge­ halten, der durch den Berührungsbereich oder die Berührungs­ grenze des ineinandergreifenden Führungsteils 33 und V- Gleitstücks 34 und durch den Berührungsbereich bzw. die Berührungsgrenze des ineinandergreifenden V-Gleitstücks 34 und U-Gleitstücks 40 begrenzt wird. Mit anderen Worten wird die Achse der oberen Düse 10 innerhalb des Berührungs­ bereichs mit einer oder beiden der U-Richtungs- und V- Richtungsgleitstücke gehalten. Die Grenzen oder Enden dieser Berührungsbereiche oder Eingriffbereiche sind in den Fig. 3 und 4 durch V 11, V 12, V 21, V 22, U 11, U 12, U 21 und U 22 angezeigt.

Abgesehen von diesem Merkmal entspricht die Funktions­ weise der Gleitstücke 34 und 40 denen der entsprechenden Gleitstücke in den Fig. 1 und 2.

Infolge der oben genannten Merkmale wird die rück­ wirkende Kraft des Fluiddrucks, d.h. die Fluiddruckrück­ stoßkraft F beidseitig aufgenommen und empfangen und nicht mit der Hebelarmwirkung einer Auslegeranordnung. Mit anderen Worten beträgt die Distanz L, die in Fig. 2 ge­ zeigt ist, Null, und infolgedessen ist das Lastmoment (F ×L) Null, und die Fluiddruckrückstoßkraft F wirkt als Druckbeanspruchung, d.h. Druckbelastung oder Druck­ spannung auf die Gleitstücke 40 und 34, das Führungs­ teil 33 und den vertikalen Schaft 31, und die laterale Abweichung ε, d.h. die Abweichung in der Richtung der horizontalen Ebene der oberen Düse 10 oder der Draht­ führung 11, sind vermieden, und die Bearbeitungspräzision ist verbessert.

Die Fluiddruckrückstoßkraft F, die als Druckbelastung wirkt, wird über das U-Gleitstück 40, das V-Gleitstück 34 und den vertikalen Schaft 31 durch die Schraubenspindel 238 abgefangen und abgestützt.

Fig. 5 und 6 zeigen Längsschnittansichten vom oberen Düsenbereich eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Drahterodiervorrichtung. In diesem Ausführungsbeispiel sind ein vertikaler Schaft 23, ein Führungsteil 24 und ein V-Gleitstück 25 im Vergleich zum erläuterten Stand der Technik insofern ähnlich ausge­ bildet, daß sie keinerlei sich vertikal erstreckende Hohlräume zur Durchführung des Drahts aufweisen. Ein U-Gleitstück 43 umfaßt einen Gleitblock oder eine Gleit­ backe 44 mit einem Schwalbenschwanzteil oder Schwalben­ schwanz 44a, der in die Schwalbenschwanznut an der Un­ terseite des V-Gleitstücks 25 eingreift. Auch der Gleit­ block 44 weist keinen sich vertikal erstreckenden Hohl­ raum auf. Das V-Gleitstück umfaßt darüber hinaus ein zylindrisches Teil 45, dessen oberes Ende an der Unter­ seite des Gleitblocks 44 befestigt ist und das im wesent­ lichen koaxial zum vertikalen Schaft 23 angeordnet ist. Die obere Düse 10 ist am unteren Ende des zylindrischen Teils 45 befestigt.

Das zylindrische Teil 45 ist mit einem Fenster 45a in seiner Außenwandung im oberen Bereich des zylindri­ schen Teils 45 versehen. Ein hakenartiger Tragarm 46 weist ein erstes Ende 46a auf, das am Führungsteil 24 befestigt ist, und weist ein zweites Ende 46b auf, das durch das Fenster 45a in den Raum innerhalb des zylind­ rischen Teils 45 eingeführt ist. Bewegliche Umlenkrollen oder Losscheiben 47 und 48 sind an der unteren Biegung 46c des hakenförmigen Tragarms 46 bzw. dem zweiten Ende 46b innerhalb des zylindrischen Teils 45 angeordnet. Durch diese Führungsrollen 47 und 48 wird der Draht 16 von außen in das Innere des zylindrischen Teils 45 geführt. Der Draht 16 wird daraufhin mit Hilfe der Drahtführung 11 in der oberen Düse 10 geführt. Der weitere Aufbau ist identisch mit dem in Fig. 1 gezeigten und auf seine Be­ schreibung ist verzichtet worden.

Wie beim zuvor beschriebenen ersten Ausführungs­ beispiel wird die Relativbewegung des vertikalen Schafts 23, des Führungsteils 24, des V-Gleitstücks 25 und des U-Gleitstücks 43 ebenfalls so gesteuert, daß die Achse der oberen Düse 10 innerhalb des Umfangsbereichs des vertikalen Schafts 23 gehalten wird, an dem dieser ge­ lagert ist, und wird innerhalb des Bereichs gehalten, der durch die vertikale Projektion der Berührungs­ grenze zwischen dem Führungsteil 24 und dem V-Gleitstück 25 und der Berührungsgrenze zwischen dem V-Gleitstück 25 und dem U-Gleitstück 43 definiert ist, wobei die Grenzlinien der Berührungsbereiche durch V 111, V 112, V 121, V 122, U 111, U 112, U 121 und U 122 in den Fig. 5 und 6 angedeutet sind. Die Einhaltung dieser Bereiche gilt nicht nur während der normalen Überarbei­ tung, sondern auch während der konischen Bearbeitung. Infolgedessen wirkt die Fluiddruckrückstoßkraft F stets wie eine Druckbeanspruchung oder Druckspannung auf die Gleitstücke 43 und 25, das Führungsteil 24 und den vertikalen Schaft 23, und die laterale Abweichung, d.h. Querverschiebung der Düse 10, ist verhindert. Infolge­ dessen sind die Bearbeitungsgenauigkeit bzw. die Ferti­ gungspräzision verbessert.

Darüber hinaus ist es in diesem Ausführungsbeispiel nicht notwendig, sich vertikal erstreckende Hohlräume zur Durchführung des Drahtes im vertikalen Schaft 23, dem Führungsteil 24 und dem V-Gleitstück 25 auszubilden, so daß die Fabrikation der Düsenantriebsvorrichtungsteile einfacher ist, der Durchmesser des vertikalen Schafts 23 verringert werden kann, die Vorrichtung kompakt ausge­ führt werden kann und die anfängliche Drahteinsetzung und -einstellung einfacher sind.

Wie aus der Beschreibung hervorgeht, liegt die Achse der beweglichen Düse für die dielektrische Flüssigkeit nicht nur während der üblichen Bearbeitung, sondern auch bei der konischen Bearbeitung innerhalb des Bereichs, der durch den Umfang des vertikalen Schaftes, an dem dieser gelagert ist, definiert ist, ferner wirkt die Fluiddruckrückstoßkraft nur als Druckbelastung auf den vertikalen Schaft und andere Teile der Düsenantriebs­ vorrichtung und die Lateralabweichung und -verschiebung der Drahtführung ist verhindert, so daß die Bearbeitungs­ präzision verbessert ist.

Claims (6)

1. Drahterodiervorrichtung, aufweisend:
einen Kreuztisch (4), auf dem ein Werkstück (6) angebracht ist und der in einer horizontalen Ebene in X- und Y-Richtung angetrieben wird;
eine obere, oberhalb des Werkstücks angeordnete Düse (10) für dielektrisches Fluid;
eine untere, unterhalb des Werkstücks und gegenüber­ liegend der oberen Düse (10) für dielektrisches Fluid angeordnete untere Düse (8) für dielektrisches Fluid;
eine Düsenantriebsvorrichtung (30) zum Antreiben einer der oberen und unteren Düse für dielektrisches Fluid innerhalb einer horizontalen Ebene in U- und V-Richtung, um eine konische Bearbeitung auszuführen; und
einen vertikalen Schaft (23; 31) der in Längsachsenrichtung vertikal gleitfähig gelagert ist, zur Halterung der Düsenantriebsvorrichtung (30) und dieser einen Düse der oberen und unteren Düse,
dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Längsachse der durch die Düsenantriebsvorrichtung (30) angetriebenen Düse (10) stets, auch bei einer konischen Bearbeitung, innerhalb eines zur Längsachse senkrechten Bereichs liegt, der einer Projektion des Querschnitts vom vertikalen Schaft (23; 31) in Längsachsenrichtung entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die Düsen­ antriebsvorrichtung aufweist:
ein Führungsteil (24; 33), das am vertikalen Schaft (23; 31) befestigt ist;
ein erstes Gleitstück (25; 34), das derart mit dem Führungsteil verbunden ist, daß es in einer ersten Richtung der U- und V-Richtung gleiten kann; und
ein zweites Gleitstück (26, 40), das mit dem ersten Gleitstück derart verbunden ist, daß es in einer zweiten Richtung der U- und V-Richtung gleiten kann;
wobei die durch die Düsenantriebsvorrichtung (30) angetriebene Düse (10) für dielektrisches Fluid am zweiten Gleitstück (26; 40) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Längsachse der durch die Düsenantriebsvorrichtung (30) angetriebenen Düse (10) für dielektrisches Fluid selbst während der konischen Bearbeitung innerhalb eines zur Längsachse senkrechten Bereichs liegt, der durch die in Längsachsenrichtung projizierten äußeren Umfangslinien (V₁₁, V₁₂, V₂₁, V₂₂, U₁₁, U₁₂, U₂₁, U₂₂; U₁₁₁, U₁₁₂, U₁₂₁, U₁₂₂) der Berhrungsflächen zwischen dem Führungsteil (24; 33) und dem ersten Gleitstück (25; 34) und Berührungsflächen zwischen dem ersten Gleitstück (25; 34) und dem zweiten Gleitstück (26; 40) begrenzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Schaft (31), das Führungsteil (33), das erste Gleitstück (34) und das zweite Gleitstück (40) je­ weils einen sich vertikal erstreckenden Hohlraum (31a, 33a, 34c und 40b) aufweisen, die miteinander in Verbindung stehen und die Durchführung des Elektrodendrahts (16) ermöglichen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (33) am an das erste Gleitstück (34) angrenzenden Ende eine Drahtführung (41) aufweist und daß das zweite Gleitstück (40) eine Drahtführung (42) am an das erste Gleitstück angrenzenden Ende enthält, und daß der Hohlraum (34c) des ersten Gleitstücks (34) einen Durchmesser aufweist, der die Bewegung des Drahtes (16) relativ zum ersten Gleitstück infolge der Bewegung des ersten Gleitstücks relativ zum Führungsteil (33) in der ersten Richtung der U- und V-Richtung und infolge der Bewegung des zweiten Gleitstücks (40) relativ zum ersten Gleitstück (34) in der zweiten Richtung der U- und V- Richtung gestattet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Führungsteil (24; 33) und dem ersten Gleitstück (25; 34) und die Verbindung zwischen dem ersten Gleitstück (25; 34) und dem zweiten Gleitstück (26; 40) durch die Kombination eines Schwal­ benschwanzteils (25a, 26a; 34a, 40a) und einer Schwalben­ schwanznut (24a, 25b; 33b, 34b) hergestellt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Schaft (23; 31) an einer fixierten Struktur (3) mit Hilfe von Lagern (32) gehaltert ist.