CH710045A2 - Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung metallischer Werkstücke. - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung von Werkstücken (3), wobei zwischen den als Anode dienenden Werkstücken (3) und mindestens einer als Kathode dienenden Elektrode eine Potentialdifferenz aufgebaut wird und wobei über einen Elektrolyten ein Materialabtrag erfolgt, mit mindestens einem Elektrodensegment (1) zur Bearbeitung von Werkstückoberflächen (6) und mindestens einem Elektrodensegment (2) zur Bearbeitung von Werkstückausnehmungen (7) und wobei beide Elektrodensegmente (1, 2) zumindest teilweise gleichzeitig an den Werkstücken (3) in Eingriff bringbar sind.
Description
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung metallischer Werkstücke nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Im Stand der Technik sind Elektroden zur Bearbeitung vorgeformter Werkstücke bekannt, die im zu bearbeitenden Bereich ein Aufmass aufweisen, welches über ein elektrochemisches Abtragverfahren (ECM oder PECM) entfernt wird. Die DE 10 2009 032 563 A1 beispielsweise betrifft eine Elektrode deren Oberfläche mit der Aussenkontur von zu bearbeitenden Rotorschaufeln korrespondiert. Zur präziseren Erzeugung der Aussenkontur ist die Elektrode hydraulisch verstellbar. Mittels elektrochemischer Bearbeitung können neben der Aussenbearbeitung auch präzise Mikrobohrungen hergestellt werden. Dabei wird zwischen dem als Anode dienenden Bauteil und der als Kathode dienenden Elektrode ein Potential aufgebaut und das Bauteilmaterial über einen Elektrolyten abgetragen. Der Elektrolyt wird durch die Elektrode hindurch oder seitlich von dieser auf den zu bearbeitenden Bauteilbereich geführt. Ein solche Elektrode ist in der DE 10 2010 032 A1 offenbart. Diese weist eine Wirkfläche zur Definierung eines Arbeitsspaltes zwischen einem abzutragenden Seitenwandabschnitt und der Elektrode auf. Dabei ist die Wirkfläche schräg angestellt oder bogenförmig ausgebildet.
[0002] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Bearbeitung von Werkstücken mit Bohrungen und zu bearbeitenden Oberflächen nach dem ECM oder PECM Abtragverfahren zu beschleunigen und zu präzisieren.
[0003] Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung nach Patentanspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Gemäss einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist zur Bearbeitung von Werkstückoberflächen und Bohrungen mindestens eine kombinierte Elektrode mit zwei Segmenten vorgesehen, womit in einem Arbeitsgang die Werkstückoberfläche und Werkstückausnehmungen, z.B. Bohrungen zumindest teilweise gleichzeitig bearbeitbar sind. Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
[0004] In den schematischen Figuren wurde auf die Darstellung des Elektrolyten und der Spalte zwischen Elektrode und Werkstück verzichtet.
Es zeigen:
[0005]
<tb>Fig. 1 und Fig. 2 :<SEP>eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Nockenscheiben
<tb>Fig. 3a und 3b :<SEP>eine Elektrode zur Bearbeitung von Turbinenschaufeln, insbesondere zum Herstellen von Mikrobohrungen und zur Materialabnahme von Werkstückoberflächen
<tb>Fig. 4a bis 4c :<SEP>die Elektrode nach Fig. 3 im Bearbeitungseingriff
<tb>Fig. 5<SEP>ein fertig bearbeitetes Werkstück
[0006] In Fig. 1 ist ein Werkstück 3 in einer Werkstückaufnahme 5 abgelegt. Als Werkstück 3 soll eine Nockenscheibe mit einer Werkzeugausnehmung 7 in Form einer vorgeformten Bohrung bearbeitet werden. Das Werkstück 3 wird mit einem Zentrierdorn 4, der in die Bohrung hineinragt, lagerichtig fixiert. Der Zentrierdorn 4 ist mit einer Feder vorgespannt und kann gegen die Federkraft aus der Bohrung herausbewegt werden. Die Darstellung in Fig. 2 zeigt die Vorrichtung während der Bearbeitung. Das Elektrodensegment 1 zur Bearbeitung der Werkstückoberfläche 6 und das Elektrodensegment 2 zur Bearbeitung der Werkstückausnehmung 7 wurden gemeinsam auf das Werkstück 3 abgesenkt. Dabei wurde der Zentrierdorn 4 durch das Elektrodensegment 2 verdrängt. In der vorgeformten Bohrung wird durch Materialabtrag ein Bearbeitungsaufmass abgetragen und/oder ein Profil erzeugt. Vorteilhaft können die Bohrung der Nockenscheibe und die äussere Nockenkontur gleichzeitig in einer Werkstückaufspannung bearbeitet werden Damit ist zusätzlich zur Verkürzung der Zykluszeiten eine höchst präzise Werkstückbearbeitung möglich.
[0007] Die Fig. 3a und 3b zeigen eine Elektrode zur Bearbeitung von Turbinenschaufeln in der Draufsicht und in der Seitenansicht. Die Elektrodensegmente 1 und 2 sind gemeinsam an einem Elektrodenhalter 10 angeordnet. Das Elektrodensegment 1 weist ein Profil 12 auf, das mit der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche 6 korrespondiert. Das Elektrodensegment 2 zur Herstellung von Mikrobohrungen ist in zwei Bereiche aufgeteilt. Das Bohrsegment 8 dringt in Zustellrichtung 11 in das Werkstück ein und erstellt eine Bohrung, die anschliessend vom Kalibriersegment 9 auf Fertigmass aufgebohrt wird. Der Eingriff der Elektroden am Werkstück wird an Hand der Fig. 4a bis 4c näher erläutert. Fig. 4a zeigt die Herstellung einer Bohrung durch das Bohrsegment 8. Mit dem weiteren Eindringen des Elektrodensegments 2 in das Werkstück 3 gelangt auch das Kalibriersegment 9 in Eingriff und weitet die Bohrung bis zum Fertigdurchmesser auf. Schliesslich zeigt Fig. 4c die Fertigstellung der Bohrung und das Bearbeiten der Werkstückoberfläche 6 durch das Elektrodensegment 1. Dabei wird auf der Werkstückoberfläche 6 ein Profil 12 erzeugt. Besonders vorteilhaft können mit einer einzigen Zustellbewegung sowohl eine Werkstückausnehmung 7 eingebracht und ein Profil 12 an der Werkstückoberfläche 6 erzeugt werden. Zum besseren Verständnis ist der bearbeitete Teil des Werkstücks 3 in Fig. 5 separat in der Drauf- und Seitenansicht dargestellt. Dort sind die Werkstückausnehmung 7 und der Materialabtrag an der Werkstückoberfläche 6 erkennbar.
Bezugszeichen
[0008]
<tb>1<SEP>Elektrodensegment zur Bearbeitung von Werkstückoberflächen
<tb>2<SEP>Elektrodensegment zur Bearbeitung von Werkstückausnehmungen
<tb>3<SEP>Werkstück
<tb>4<SEP>Zentrierdorn
<tb>5<SEP>Werkstückaufnahme
<tb>6<SEP>Werkstückoberfläche
<tb>7<SEP>Werkstückausnehmung
<tb>8<SEP>Bohrsegment
<tb>9<SEP>Kalibriersegment
<tb>10<SEP>Elektrodenhalter
<tb>11<SEP>Zustellrichtung
<tb>12<SEP>Profil
Claims (6)
1. Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung von Werkstücken (3), wobei zwischen den als Anode dienenden Werkstücken (3) und mindestens einer als Kathode dienenden Elektrode eine Potentialdifferenz aufgebaut wird und wobei über einen Elektrolyten ein Materialabtrag erfolgt, mit mindestens einem Elektrodensegment (1) zur Bearbeitung von Werkstückoberflächen (6) und mindestens einem Elektrodensegment (2) zur Bearbeitung von Werkstückausnehmungen (7),
dadurch gekennzeichnet, dass beide Elektrodensegmente (1, 2) zumindest teilweise gleichzeitig an den Werkstücken (3) in Eingriff bringbar sind.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei die Elektrodensegmente (1, 2) in einer Zustellrichtung (11) zum Werkstück (3) zustellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Elektrodensegment (2) als auch das Elektrodensegment (1) parallel zur Zustellrichtung (11) ausgerichtet sind.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Elektrodenelement (2) in der Werkzeugausnehmung (7) durch Materialabtrag ein Bearbeitungsaufmass abgetragen und/oder ein Profil erzeugt wird.
4. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, wobei das Elektrodensegment (2) ein Bohrsegment (8) und ein Kalibriersegment (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrsegment (8) und das Kalibriersegment (9) in Zustellrichtung (11) hintereinander angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Bohrsegment (8) eine Bohrung im Werkstück (3) herstellbar ist.
6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Kalibriersegment (9) eine Bohrung auf Fertigmass aufbohrbar ist.
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