Maschine zur elektroerosiven Bearbeitung von Öffnungen in Werkstücken aus stromleitenden Werkstoffen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zur elektroerosiven Bearbeitung von Öffnungen in Werkstücken aus stromleitenden Werkstoffen mittels einer Drahtelektrode.
Es sind solche Maschinen mit einem Koordinatentisch bekannt, die zwei Schlitten (Längs- und Querschlitten) aufweisen, die in senkrecht zueinanderstehenden Richtungen verschiebbar sind. Ferner besitzen sie eine Vorrichtung zum Festhalten des zu bearbeitenden Werkstücks, die starr am Querschlitten befestigt ist, einen Kurbeltrieb und eine Einrichtung zum Führen der Werkzeugelektrode, welche Einrichtung in Form eines am Kurbeltriebpleuel befestigten Bügels ausgeführt ist.
Der Kurbelzapfen ist verstellbar am Kurbelarm befestigt, wobei zur Verbindung des verstellbaren Kurbelzapfens mit dem Kurbelarm ein in den Führungen des Kurbelarms verschiebbares Gleitstück dient, an dem der Zapfen starr befestigt ist.
Die bei einer solchen Maschine verwendete Kurbel gestattet es nicht, Öffnungen zu bearbeiten, deren Umfang aus geraden Abschnitten besteht, die unter einem beliebigen Winkel zueinander angeordnet sind. Hierdurch wird der Anwendungsbereich der Maschine bedeutend eingeschränkt.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, den oben beschriebenen Nachteil zu beseitigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zu schaffen, die gegenüber den bekannten Ausführungen erweiterte Möglichkeiten zur elektroerosiven Bearbeitung von Öffnungen mit unterschiedlichen Umrissen, beispielsweise von Öffnungen in Spinndüsen zur Kunstfaserherstellung, bieten.
Die erfindungsgemässe Maschine besitzt einen Koordinatentisch, welcher zwei quer zueinandergeführte Schlitten sowie Folge antriebe zum Antrieb des Werkzeuges entsprechend dem gewünschten Verlauf der her zustellenden Öffnung aufweist, eine Vorrichtung zur Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstückes, die starr am einen der genannten beiden Schlitten befestigt ist, einen auf dem anderen Schlitten montierten Kurbeltrieb sowie eine Einrichtung zum Einspannen des Elektrodenwerkzeuges, die an einem Kurbelpleuel montiert ist und dazu dient, das Elektrodenwerkzeug auf Kreisbahnen zu führen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelzapfen des Kurbeltriebs mit einer Antriebswelle des Kurbeltriebs mittels zweier quer zueinandergeführter Schlitten verbunden ist und die Folgeantriebe mit den beiden Schlitten in Antriebsverbindung stehen.
Eine solche Maschine ist vielseitiger verwendbar, betriebssicherer und leicht zu bedienen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 schematisch die Anordnung der Koordinatentischschlitten mit der Vorrichtung zum Festhalten des zu bearbeitenden Werkstückes, mit der Einrichtung zum Führen der Werkzeugelektrode und mit den Kurbeltrieb schlitten,
Fig. 2 ein Werkstück mit auf der Maschine elektroerosiv hergestellten Öffnungen und
Fig. 3 ein anderes Werkstück mit einer auf der erfindungsgemässen Maschine elektroerosiv hergestellten Öffnung.
Die Maschine besitzt einen Koordinatentisch, der aus zwei Schlitten, nämlich einem Querschlitten 1 (Fig. 1) und einem Längsschlitten 2 besteht, eine Vorrichtung A zum Festhalten des zu bearbeitenden Werkstücks 3, die starr am Querschlitten 1 befestigt ist, einen Kurbeltrieb 7 mit einem Pleuel 4 und einer Einrichtung zum Führen der aus einem Draht bestehenden Werkzeugelektrode 5, wobei die Einrichtung in Form eines am Pleuel 4 befestigten Bügels 6 ausgeführt ist.
Das Pleuel 4 verschiebt bei Antrieb durch den Kur beltrieb 7, dessen Welle 8 durch den Folgeantrieh 9 in Drehung versetzt wird, die Werkzeugelektrode 5 in bezug auf das zu bearbeitende Werkstück 3.
Der Bügel 6 ist am Pleuel 4 so befestigt, dass die Werkzeugelektrode 5 und der Zapfen 10 des Kurbeltriebs 7 koaxial liegen.
Der Zapfen 10 verbindet die Schlitten 15 und 16 mit dem Pleuel des Kurbeltriebs 7. Der Zapfen 10 des Kurbeltriebs 7 ist am Schlitten 15 starr befestigt. Als Untersatz für den Schlitten 15 dient der zweite Schlitten 16, der in bezug auf seinen starr mit der Welle 8 des Kurbeltriebs verbundenen Untersatz 17 verschiebbar ist. Die beiden Schlitten 15 und 16 sind also in zueinander senkrecht stehenden Richtungen verschiebbar und werden durch Folgeantriebe 18 und 19 angetrieben.
Der Untersatz 17 besitzt eine Winkelskala, die es gestattet, die Verschiebungsrichtung der Schlitten 15 und 16 in bezug auf die Verschiebungsrichtung der Schlitten 1 und 2 des Koordinatentisches zu überwachen.
Weitere Bauteile der Maschine (Speisequelle, Impulsgenerator, Einrichtung zum Ablesen der Koordinaten der Schlitten 1 und 2, Führungs- und Spanneinrichtung für die Werkzeugelektrode 5, Folgeantriebe des Koordinatentisches, Umwälzanlage für das Zwischenelektrodenmedium) werden nicht beschrieben, da sie auf diesem Gebiet tätigen Fachleuten bekannt sind.
Öffnungen mit komplizierten Profilen werden auf der erfindungsgemässen Maschine folgendermassen hergestellt:
Das zu bearbeitende Werkstück 3 (Fig. 2) wird in der Vorrichtung A (Fig. 1) eingespannt. Mit Hilfe der Schlitten 15 und 16 wird der Zapfen 10 gleichachsig zur Antriebswelle 8 des Kurbeltriebs eingestellt.
In eine von zuvor im Werkstück 3 hergestellten Hilfsbohrungen wird die Werkzeugelektrode 5 eingeführt. Hierbei wird dafür gesorgt, dass diese dauernd gespannt ist und längs ihrer Achse verschoben wird.
Mit Hilfe von bekannten Ablesevorrichtungen, die die Lage der Koordinatentischschlitten 1 und 2 im Koordinatensystem überwachen, wird die Werkzeugelektrode 5 so eingestellt, dass die Koordinaten ihrer Achse mit dem Mittelpunkt der Hilfsbohrung zusammenfallen.
Danach wird (nachdem die Speisung durch den Impulsgenerator eingeschaltet und das Werkstück 3 in das flüssige Zwischenelektrodenmedium eingetaucht worden ist) mit Hilfe des Folgeantriebes des Längsschlittens 16 die Nut mit der Länge 1 (Fig. 2) im Werkstück 3 längs der Linie Xl-Xl (die Länge wird von der eingestellten Bohrungsmitte aus gemessen) geschnitten. Der Schlitten 16 (Fig. 1) wird, nachdem er die vorgegebene Koordinate erreicht hat, in die Ausgangsstellung zurückgeführt, der Untersatz 17 wird um den Winkel a (Fig. 2) gedreht, und die Nut mit der Länge 1 wird längs der Linie X.X2 geschnitten. Dann wird der Schlitten 16 (Fig. 1) in die Ausgangsstellung zurückgeführt usw., bis die Öffnung vollkommen fertiggestellt ist.
Die Werkzeugelektrode 5, also der Draht, wird nach der Fertigstellung der Öffnung abgerissen. Die Einrichtung zum Führen der Werkzeugelektrode wird zwecks Bearbeitung der nächsten Öffnung in bezug auf das Werkstück 3 um eine Strecke verschoben, die gleich dem Abstand zwischen den zu bearbeitenden Öffnungen ist. Dann wiederholt sich das Arbeitsspiel.
Die Öffnung in dem aus Fig. 3 ersichtlichen Werkstück wird anders hergestellt.
Die Werkzeugelektrode 5 wird in eine der Hilfsbohrungen 0 (Fig. 3) eingeführt, nachdem zuvor der Untersatz 17 (Fig. 1) um den Winkel ss (Fig. 3) in bezug auf die Verschiebungsrichtung des Querschlittens 1 (Fig. 1) gedreht und die Achse des Zapfens 10 in bezug auf die Antriebswelle 8 des Kurbeltriebs längs der Linie X3-X3 (Fig. 3) um die Strecke fb verschoben wurde.
Der Schlitten 15 (Fig. 1) wird in Richtung der mutmasslichen Bearbeitungslinie vom Punkt f (Fig. 3) bis zum Punkt b verschoben.)
Zuerst werden die Strecken oc und aob durch Verschieben des Querschlittens 1 (Fig. 1) und des Längsschlittens 2 des Koordinatentisches bearbeitet. Nachdem die Werkzeugelektrode 5 bei der Bearbeitung den Punkt b (Fig. 3) erreicht hat, werden die Strecken bf und ed durch Verschieben der Schlitten 15 (Fig. 1) und 16 längs der Linien X3-X3 und V1-V1 bearbeitet. Die Bearbeitung dieser Strecke ist beendet, wenn die Werkzeug elektrode 5 (Fig. 1) den Punkt f (Fig. 3) erreicht. In diesem Augenblick fällt die Achse des Zapfens 10 (Fig. 1) wiederum mit der Achse der Antriebswelle 8 des Kurbeltriebs zusammen.
Daher ist es möglich, den Untersatz 17 um den Winkel y (Fig. 3) zu drehen, ohne die Lage der Werkzeugelektrode 5 (Fig. 1) in bezug auf das zu bearbeitende Werkstück 3 zu ändern. Dann werden die Strecken fi (Fig. 3) und gh durch Verschieben der Schlitten 15 (Fig. 1) und 16 längs der Linie Y2-Y2 (Fig. 3) bzw. X4-X4 bearbeitet. Die letzte Strecke ik wird durch Verschieben des Querschlittens 1 (Fig. 1) bearbeitet. Danach wird die Werkzeugelektrode 5, also der Draht, abgerissen und in bezug auf das Werkstück 3 zur Bearbeitung der folgenden Öffnung verschoben. Sodann wiederholt sich das Arbeitsspiel.
Auf der erfindungsgemässen Maschine können auch andere Öffnungen, beispielsweise spiralförmige Öffnungen, bearbeitet werden.