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Werkzeugmaschine zur Herstellung von Formen, Ge senken usw.
Zur Herstellung von Gesenken, Pressformen usw. wendet man in neuester Zeit das sogenannte Elektroerosionsverfahren an. Bei diesem stellen Werkzeug und Werkstück die beiden Elektroden einer Funkenstrecke dar. Die Werkzeugelektrode bildet also die Matrize der herzustellenden Form. Sie wird gegen das zu bearbeitende Werkstück geführt, und durch die zwischen beiden überspringenden Funken wird im Werkstück die gewünschte Form herausgebrannt.
Es hat sich gezeigt, dass die Herstellung fertiger Formen unmittelbar aus dem Vollen heraus gewisse Nachteile mit sich bringt, die sich insbesondere aus dem starken Abbrand der Elektroden beim Vorbearbeiten ergeben. Man ist deshalb dazu übergegangen, die zu erzeugende Form teilweise durch Erosion und teilweise durch andere bekannte spanabhebende Bearbeitungsverfahren, insbesondere durch Fräsen, zu bearbeiten.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine besonders geeignete Anordnung zur Durchführung eines sol-
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Ständer starr verbundenen Führung und in eine vorzugsweise mittels Anschlages festgelegte Vorschubendstellung verschieblich geführt.
Bei der bisher bekannten Formgebung eines0 Werkstückes mittels Vorbearbeitung durch Fräsen und Nachbearbeitung durch Erosion ist es notwendig, zwischen diesen beiden Arbeitsgängen die im Werkstück durch die Vorbearbeitung entstandene Ausnehmung für den nachfolgenden zweiten Arbeitsgang gegenüber dem Erosionswerkzeug zu justieren. Dieser Justiervorgang ist nicht ohne Schwierigkeiten durchführbar, denn die. bei der Vorbearbeitung entstandene Ausnehmung weist immer Abweichungen vom Modell auf, die insbesondere bei grober Vorarbeit auftreten und die Ausrichtung der Ausnehmung 0gegenüber dem Erosionswerkzeug erschweren. Bei der erfindungsgemässen Kombination einer Nachformfräsmaschine und einer Erosionsmaschine ist es möglich, diesen schwierigen Justiervorgang zu umgehen.
Es wird dabei nämlich nicht zwischen Vor- und Nachbearbeitung das vorbearbeitete Werkstück gegenüber dem Erosionswerkzeug ausgerichtet, sondern es wird vor Beginn des Fräsvorganges eine Justierung des Modells gegenüber dem Erosionswerkzeug vorgenommen, u. zw. in einer der Nachformmaschine angepassten Weise.
Die vorliegende Erfindung soll nun an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der beiliegenden Zeichnung zeigt die Fig. 1 eine gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildete Ko- pierfräsmaschine in Vorderansicht und Fig. 2 dieselbe Maschine in Seitenansicht.
Das vorliegende Beispiel zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, u. zw. eine Kopierfräsmaschine, bei welcher eine Frässpindel in Abhängigkeit von einem Taststift bewegt und eine durch den Stift abgetastete Form im Werkstück nachgebildet wird, bei welcher also erfindungsgemäss ausser dem vom Taststift geführten Werkzeug ein Kopf zur Aufnahme eines Elektroerosionswerkzeuges über der das Werkstück tragenden Unterlage vorgesehen ist.
An dem Maschinenständer 1 befindet sich, getragen durch eine Halterung 2, auf einem Tragarm 6
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ein Taststift 3 sowie eine das Werkzeug 5, beispielsweise einen Fräser tragende Arbeitsspindel 4. Die Halterung von Taststift und Arbeitsspindel ist dabei so ausgebildet, dass beide gemeinsam und beliebig in allen Koordinatenrichtungen, jedoch stets zu sich selbst parallel verschoben werden können. Ebenfalls am Maschinenständer angeordnet sind ein Tisch 10, welcher das Werkstück 11, und ein Tisch 12, welcher die nachzubildende Form (Modell) 17 trägt. Beide Tische besitzen mindestens zwei sich kreuzende, waagrechte FUhrungen, die zum Einrichten von Werkzeug und Werkstück dienen.
Die Betätigung erfolgt durch die Handräder 13.'Ferner können beide Tische getrennt voneinander in senkrechter Richtung verschoben werden und, was fUr den vorliegenden Fall wichtig ist, gemeinsam durch Betätigung eines Handrades 14 senkrecht verschoben, also gehoben oder gesenkt werden. Zusätzlich zum Handrad 14 kann hiefür auch noch eine elektrisch betriebene Scbnellverstellung vorgesehen sein.
Diese Maschine stellt also eine Kopierfräsmaschine dar, bei welcher eine Frässpindel 4 in Abhängigkeit von einem Taststift 3 bewegt wird und auf diese Art und Weise die durch den Taststift abgetastete Form mittels des Werkzeuges 5 im Werkstück 11 nachgebildet wird. Anordnungen dieser Art sind bekannt und bilden nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Sie sind beispielsweise beschrieben in den deutschen Patentschriften Nr. 698542 und Nr. 848897.
Gemäss der Erfindung weist nun die gezeigte Maschine sowohl eine Einrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung als auch eine Einrichtung zur Elektroerosion auf, wobei beide Einrichtungen wahlweise in die Arbeitsstellung gegenüber der das Werkstück tragenden Unterlage gebracht werden können.
Darstellungsgemäss ist also neben dem vom Taststift 3 geführten Werkzeug 5 ein zusätzlicher Kopf 20 zur Aufnahme eines Elektroerosionswerkzeuges 21 vorgesehen, welcher sich über der das Werkstiick tragenden Unterlage, also über dem Tisch 10 befindet. Bei der vorliegenden Anordnung ist der Kopf 20 abnehmbar am Maschinenst. änder l befestigt. Nach Wegnahme des Kopfes 20 kann also das Werkzeug 5 über das Werkstück 11 gebracht werden, so dass letzteres nach der Führung des Taststiftes 3 im Modell 17 vorgearbeitet werden kann. Es können also sowohl das spanabhebende Werkzeug als auch das Erosionswerkzeug wahlweise in Arbeitsstellung gegenüber dem Werkstück gebracht werden.
Das als Erosion bezeichnete und seit einiger Zeit bekannt gewordene Verfahren besteht darin, dass man ein Negativ (eine Matrize) der herzustellenden Form, also Werkzeug 21, gegen das zu bearbeitende Werkstück führt. Werkzeug 21 und Werkstück 11 stellen zwei mit den Polen eines Hochspannungsgenerators oder ähnlich verbundene Elektroden dar. Die zwischen beiden überspringenden elektrischen Funken bewirken ein langsames Abtragen bzw. Ausbrennen des Werkstückes, so dass durch langsames Absenken des Werkzeuges 21 im Werkstück die gewünschte Form entsteht. Die so erzeugte Höhlung ist die gewünschte Form, so dass das Elektroerosionswerkzeug unter Berücksichtigung des Abbrandes und der Bearbeitungstoleranzen die Matrize dieser Form darstellt.
Die Bearbeitung erfolgt in einem Ölbehälter. Zu diesem Zweck ist das Werkstück 11 von dem Ölbehälter 22 umgeben. Die elektrische Einrichtung (Generator, Reglung usw.) zur Durchführung des Erosionverfahrens ist in dem Schaltschrank 23 untergebracht.
Bei der vorliegenden Anordnung ist der das Elektroerosionswerkzerg tragende 0Kopf vorzugsweise in der Höhe unbeweglich am Maschinenständer gelagert. Zur Durchführung des Erosionsverfahrens muss also der das Werkstück tragende Tisch von unten gegen das feststeheude Erosionswerkzeug geführt werden.
Selbstverständlich ist auch der entgegengesetzte Fall denkbar, nämlich dass das Werkstück auf seiner Unterlage in Ruhe bleibt, während das Werkzeug von oben nachgeführt wird. Der Kopf 20 kann entweder gemäss der Darstellung unmittelbar am Maschinenständer 1 gelagert sein oder er kann auch auf dem Frässpindel 4 und Taststift 3 tragenden Balken 6 gelagert sein. In diesem Fall müssen Mittel vorgesehen werden, um diesen Tragbalken gegenüber dem Maschinenständer festzustellen. Wie bereits erwähnt, ist der Kopf 20 abnehmbar befestigt. Nach dem Abnehmen ist nunmehr der Tragbalken mit Arbeitsspindel und
Taststift frei über dem Werkstück beweglich.
Die Anordnung wird in folgender Weise gehandhabt. Der Kopf 20 mit dem Erosionswerkzeug 21 wird an dem Maschinenständer bzw. an der festgestellten Kopiervorrichtung befestigt. Das Modell 17 wird auf dem Modelltisch 12 befestigt und mit diesem durch Drehen der zu diesem Tisch gehörigen Handräder so justiert, dass entsprechende Oberflächenelemente des Modells und des Erosionswerkzeuges auf einer Geraden liegen, die zur Verbindungsgeraden der Spitzen von Kopierstift und Fräswerkzeug parallel ist, und dass diese Oberflächenelemente den gleichen Abstand voneinander haben wie diese Spitzen. Nach dem Justiervorgang des Modells wird der Kopf 20 mit dem Erosionswerkzeug 21 vom Maschinenständer bzw. von der festgestellten Kopiervorrichtung abgenommen.
Während der nun folgenden Kopierarbeit wird die Kopierstiftspitze auf der Oberfläche des Modells entlanggeführt, wobei wegen des Trägers 6 die Verbindungsgerade zwischen Fräserspitze und Kopierstiftspitze dauernd zu sich selbst parallel und der Abstand
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