DE1565077C3 - Werkzeug-Elektrode zum elektrochemischen Senken - Google Patents

Description

Strom von der als Kathode wirkenden Elektrode 10 von den Stromaustrittsflächen 14 seinen Weg zum Werkstück 12 nimmt, wie es durch die Stromlinien

15 angedeutet ist, und hierbei durch Materialabtragung eine Ausnehmung 121 im Werkstück 12 entstehen läßt. Durch die Ausnehmungen 17 in der Elektrode 10 wird der Elektrolyt dem Bearbeitungsspalt

16 zwischen Elektrode 10 und Werkstück 12 mit großer Geschwindigkeit zugeleitet, wodurch für eine Kühlung und eine Nachlieferung von Ladungsträgern gesorgt ist. In den Spitzenbereichen 18 der Stromaustrittsflächen 14 kommt es, wie insbesondere aus F i g. 1 c ersichtlich, zu einer lokal begrenzten Erhöhung der Stromdichte, welche zu einer verstärkten Materialabtragung und damit zu einer unscharfen Abbildung 19 infolge Aufweitung von Ecken und Abrundung von Kanten führt.

Diese unscharfe Abbildung ist mit einer Elektrodenform nach F i g. 2 erfindungsgemäß vermieden, wobei funktionsmäßig gleiche Teile zu F i g. 1 mit der gleichen Endziffer bezeichnet sind. Der Spitzenbereich 28 des Elektrodenfußes 21 und damit die Stromaustrittsflächen 24 sind in der insbesondere aus der Fig. 2a ersichtlichen Weise zu den Spitzen hin verjüngt, wodurch sich eine gleichmäßige Verteilung der Stromlinien im Bearbeitungsspalt 26 zwischen dem Werkstück 22 und dem Elektrodenfuß 24 erzielen läßt. Somit wird auch der Ecken- und Kantenbereich 29, wie aus Fig. 2c ersichtlich, in gewünschter Weise scharf abgebildet.

Der Elektrodenfuß 31 der Elektrode 30 aus F i g. 3 weist äußere, kreisförmige Stromaustrittsflächen 341 sowie innere, ein Dreieck bildende Stromaustrittsflächen 342 auf, so daß beim Einsenken der Elektrode 30 in das Werkstück 32 die Ausnehmungen 321 und die dreieckförmige Säule 322 erzeugt werden. Die Isolierstoffbeschichtung ist mit 33, der Kanal zur Zuleitung des Elektrolyten mit 37 bezeichnet. Wie es der im Bearbeitungsspalt 36 zwischen Elektrode 30 und Werkstück 32 eingezeichnete Verlauf der Stromlinien 35 erkennen läßt, tritt im Spitzenbereich 38 innerhalb des inneren Bearbeitungsspaltes 36 eine Häufung der Stromlinien auf, so daß an den Kanten 39 der Dreiecksäule 322 eine verstärkte Materialabtragung und damit eine Abrundung der Kanten zu verzeichnen ist.

Diese unscharfe Abbildung ist wiederum durch erne Elektrodenform nach den F i g. 4 a bis 4 c vermieden. Die Stromaustrittsflächen 442 des Elektrodenfußes 41 sind hierbei so geformt, daß die obere Ebene 443 des Elektrodenfußes 41 im Spitzenbereich 48, wie insbesondere aus F i g. 4 c ersichtlich, erweitert ist, während in der unteren Ebene 444 des Elektrodenfußes 41 die ursprüngliche Dreiecksform erhalten geblieben ist. Das erweiterte Profil der Ebene

as 434 ist mit dem unverändert gebliebenen Dreiecksprofil der Ebene 444 durch schräge Ubergangsflächen 445 verbunden. Durch die beschriebene Form der inneren Stromaustrittsflächen 442 wird eine gleichmäßige Stromdichte gemäß den Stromlinien 45 im inneren Bearbeitungsspalt 46 und damit eine scharfe Abbildung der Dreiecksäule 422 erzielt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Querschnitt vor- oder einspringende Stellen aufweist, Patentansprüche: in metallischen Werkstücken durch elektrochemisches Senken zu schaffen, die auch an den vor- bzw. ein-

1. Werkzeug-Elektrode zur Herstellung von springenden Stellen ihres Profils eine verstärkte Ma-Ausnehmungen, deren Querschnitt vor- oder ein- 5 terialabtragung wie Aufweitung der Ecken und Abspringende Stellen aufweist, in metallischen Werk- rundung der Kanten vermeidet und eine möglichst gestücken durch elektrochemisches Senken, da- naue, scharfe Abbildung im Werkstück sicherstellt,
durch gekennzeichnet, daß an den ent- Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch sprechenden ein- oder vorspringenden Stellen der gelöst, daß an den entsprechenden ein- oder vor-Werkzeug-Elektrode unter Beibehaltung der pro- io springenden Stellen der Werkzeug-Elektrode unter filbestimmenden Stirnfläche die seitliche Strom- Beibehaltung der profilbestimmten Stirnfläche die austrittsfläche und damit die dem Strom propor- seitliche Stromaustrittsfläche und damit die dem Strom tionale werkstückseitige Materialabtragung ver- proportionale werkstückseitige Materialabtragung mindert ist V. vermindert ist.

2. Werkzeug-Elektrode nach Anspruch 1, da- 15 Geht man hierbei von einem senkrecht zur Werkdurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Werk- Stückoberfläche stempelartig eintauchenden Elektrozeug-Elektrodenfußes im Bereich der Spitzen ge- denfuß aus, so ist es besonders vorteilhaft, wenn die genüber den Seitenkanten verjüngt ist. Dicke des Werkzeug-Elektrodenfußes im Bereich der

3. Werkzeug-Elektrode nach Anspruch 1, da- Spitzen gegenüber den Seitenkanten verjüngt ist.
durch gekennzeichnet, daß die seitliche Strom- 20 Weitere vorteilhafte Möglichkeiten zur Beseitigung austrittsfläche des Elektrodenfußes durch Auf- der unerwünschten Materialabtragung in den Spitzentragen eines Isolationslackes, z. B. Epikote-Harz, bereichen des Werkzeuges bestehen darin, daß die herabgesetzt ist. seitliche Stromaustrittsfläche des Elektrodenfußes

4. Werkzeug-Elektrode nach Anspruch 1, da- durch Auftragen eines Isolationslackes, z. B. Epikotedurch gekennzeichnet, daß die seitliche Strom- 25 Harz, herabgesetzt ist oder aber darin, daß die seitaustrittsfläche durch Auftragen einer kathodisch liehe Stromaustrittsfläche durch Auftragen einer kastärker als das Kathodenmaterial polarisierbaren thodisch stärker als das Kathodenmaterial polarisier-Schicht, z. B. galvanisch abgeschiedenes Blei, her- baren Schicht, z. B. galvanisch abgeschiedenes Blei, abgesetzt ist. herabgesetzt ist.

30 An Hand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Erläuterung ihrer Wir-

kungsweise sowie weiterer Einzelheiten beschrieben.

F i g. 1 a zeigt in perspektivischer Darstellung eine Elektrode mit gleichmäßig dickem Elektrodenfluß,
35 F i g. 1 b einen Vertikalschnitt und

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeug- F i g. 1 c einen Horizontal-Schnitt des Werkstückes

Elektrode zur Herstellung von Ausnehmungen, deren und der eingesenkten Elektrode in Höhe der Bear-Querschnitt vor- oder einspringende Stellen aufweist, beitungszone, wobei die Schnittlinien mit A-B bzw. in metallischen Werkstücken durch elektrochemisches C-D bezeichnet sind.
Senken. 40 Die Fig. 2a bis 2c zeigen in einer den Fig. la

Für das elektrochemische Senken sind Werkzeug- bis Ic entsprechenden Darstellungsweise ebenfalls Elektroden mit vielfältigen Querschnittsformen, z. B. einen Elektrodenfuß mit dreieckiger Grundfläche, einem Dreieck-, einem Rechteck- oder einem Rund- dessen Ecken jedoch verjüngt sind. Die Schnittlinien querschnitt, verwendbar, wobei im allgemeinen eine in Fig. 2b sind mit E-F und diejenigen in Fig. 2c wäßrige Elektrolytlösung durch das hohle Werkzeug 45 mit G-H bezeichnet;

in den Bearbeitungsspalt eingeführt wird und die Während in den F i g. 1 und 2 eine Elektrode ver-

Stromdichten um 2 bis 3 Größenordnungen höher wendet ist, die als positive Form eine entsprechende liegen als in der Galvanotechnik üblich. Auf Grund Ausnehmung im Werkstück erzeugt, ist in den Ausvon Ladungsaustauschvorgängen löst sich das Werk- führungsbeispielen nach F i g. 3 und 4 eine Elektrode stück entsprechend der Vorschubbewegung des Werk- 50 dargestellt, die mit einer im Querschnitt dreieckigen zeuges auf. Es hat sich gezeigt, daß bei Werkzeug- Ausnehmung einen entsprechenden Vorsprung im Elektroden mit eckigem oder kantigem Profil an den Werkstück stehen läßt und mit ihrem als Vollquerzugehörigen Ecken und Kanten des Werkstückes eine schnitt ausgebildeten äußeren Bereich entsprechende verstärkte Materialabtragung stattfindet, die durch Ausnehmungen im Werkstück erzeugt. Die F i g. 3 a die Erhöhung der Stromdichte an Spitzen verursacht 55 bis 3 c und 4 a bis 4 c zeigen wiederum eine perspekwird. Hierdurch erfolgt eine vielfach unerwünschte tivische Darstellung, einen Vertikal-Schnitt und einen Aufweitung der Ecken und eine Abrundung der Kan- Horizontal-Schnitt (Schnittlinien A-B, C-D, E-F soten. wie G-H), wobei in F i g. 3 eine übliche Elektroden-

Es ist bereits bekannt, der Erscheinung der Ecken- form mit unscharfer Abbildung und in F i g. 4 eine unscharfe infolge Stromdichtekonzentration beim 60 erfindungsgemäß ausgestaltete Elektrodenform zur elektrochemischen Senken durch geeignete Korrek- scharfen Abbildung des Profils dargestellt ist und türen am Profil der Elektrode im Bereich der Ecken Schnittflächen der besseren Übersicht wegen auch in zu begegnen (Engineering, Bd. 199, H. 5170, 1965, den F i g. 3 a und 4 a eingezeichnet sind.
S. 669 und 670). Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Elektrode 10

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter 65 mit einem prismatischen Fuß 11 von dreieckiger Vermeidung des für solche Elektroden-Korrekturen Grundfläche versehen. Die dem Werkstück 12 abgeerf orderlichen Arbeitsaufwandes eineWerkzeug-Elek- legenen Flächenteile der Elektrode 10 sind mit einer trode zur Herstellung von Ausnehmungen, deren Isolierstoffverkleidung 13 beschichtet, so daß der