DE3121697A1

DE3121697A1 - Verfahren zum herstellen eines konischen werkzeugteiles durch funkenerosives drahtschneiden

Info

Publication number: DE3121697A1
Application number: DE19813121697
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Be Der
Original assignee: FENZ DIETER
Current assignee: FENZ DIETER
Priority date: 1981-02-06
Filing date: 1981-06-01
Publication date: 1982-12-16

Description

Das Verfahren der Stammnmeldung ist gekennzeichnet durch
folgendes Verfahren: Bei dem.Verfahren handelt es sich um eine besondere Vorrichtung zur Verwendung auf -Drahtschneidemaschin en , bei welcher eine durch den Schneidedraht lose geschleppte Scheibe eine frei gesteuerte kreisförmige Kontur (Bahn) ergibt.
Bei der Verwendung einer solchen Vorrichtung entsteht ein Werkstück, bei welchem. auf der einen Seite die durch Programm eingegebene Kontur und auf der anderen Seite die kreisförmige ontur entsteht. Samtliche Verbìndungslinien zwischen eingegebener Kontur und kreisförmiger Kontur, die parallel zur Werkstuckhse laufen, ergeben dabei den kürzestmöglichen .Abst,7nd und bilden zugleich den kleinstrtiöglichen Winkel zur Werkstückachse.
Zur Verbesserung dieses Verfahrens stellt sich. die Aufgabe, in einfacher Weise die freigeschleppte kreisförmige Bahn mit einer eigenen Steuerung zu versehen, sowie durch Programmierung der U- und V-Achsen an der Drahtachneidemaschine das Schneiden von unterschiedlichen geometrischen Konturen zu ermöglichen.
Zwar ist es bekannt, daß moderne Drahtachneidemaschinen konische Werkstücke schneiden können. Bei dieser Art der Bearbeitung eines Werkstückes stehen die Konturen aber immer im Verhältnis zu ein ander und die Winkelabweichungen werden durch den Einsatz der U- und V-Achse erreicht.
Die Steuerung der U- und V-Achse wird dabei durch den elektronischen Rechner bei Verwendung einer geeigneten So-ftware überkommen. Das Schneiden von unterschiedlichen, nicht im Verhältnis stehenden geometrischen Konturen ist bei dieser Steuerungsart nicht möglich.
in besonderer Vorteil des in der Stammanmeldung beschriebenen Verfahrens ist, daß sich auf einfache Weise durch die drehbar gelagerte Scheibe eine zweite kreisförmige Kontur ergibt.
Gemäß der Erfindung wird nun die Scheibe.mit einer Steuerung versehen-sowie durch Einsatz einer geeigneten Software die U- und V-Xchse der Drahtschneidemaschine so über die numerische Steuerung.programmiert, daß das Schneiden von unterschiedlichen geometrischen Konturen möglich ist.
Die Vorteile dieses Bearbeitungsverfahrens leuchten ein: Schwierige Werkzeugkonturen, welche bislang nicht oder nur mit großem Aufwand herzustellen waren, lassen sich nun auf einfache Weise mit sehr hoher Genauigkeit fertigen. Das Herstellen eines entsprechenden Werkzeugteiles kann in einem Arbeitsgang erfolgen, ohne daß im Prinzip weitere Bearbeitungsverfahren erforderlich sind.
Ein besonders einfaches aber relativ sicheres Verfahren zum Steuern der kreisförmigen Bahn bildet die Verwendung einer leicht lagerten Scheibe in Zusammenhag mit einem zwangsläufig sich ergebenden Antneb der Scheibe. Hierbei werden die Bewegungen des Maschinentisches in der X- und Y-Achse zum Antreiben der Scheiben ausgenutzt, wobei die Scheibe die Bewegungen in den Achsen mit macht.
Durch einen auf der Scheibe angebrachten, genau zum Mittelpunkt der Scheibe ausgericrteten Anschlag in Verbindung mit einem feststehenden Anschlag am Vaschinenständer ergeben sich zwangshäufig an der Scheibe Drehbewegungen, welche in ihrem Ablauf der programmiarten Kontur immer so entsprechen, daß der Schneidedraht der funkenerosiven Schneidemaschine immer im rechten Winkel zu den Konturen steht.
Voraussetzung hierfür ist in der senkrechten Achse des Werkzeuges Deckungsgleichheit des feststehenden Anschlages und der programmierten Draht führung.
Durch Verändern des feststehenden Anschlages, der.sich daraus nicht mehr ergebenden Deckungagleichheit des Anschlages und der rßrogrammierten Drahtfiihrung verändert man den Winkel. des Schneidedrahtes ..u den Konturen.
Mit besonderem Vorteil ist. auch die bereits in der Stammanmeldung beschriebene Rücklaufsperre zu verwand en.
Hierdurch können Werkzeugteile hergest eilt werden, die ähnlich einem schiefen Pyramidenstumpf sind, aber eine kreisförmige und eine andere frei wählbare Kontur als Grund- bzw. Oeckflache haben können.
Werkzeugteile dieser Art lassen sich, wie in der Stammanmeldung ausführlich beschrieben, besonders vorteilhaft beim Bau von vxtrusionswerkzeugen verwenden.
Sollten hingegen Werkzeugteile hergestellt werden, bei denen die Deckflächen aus zwei unterschiedlichen, nicht kreisförmigen Geometrien bestehen, so ist das beschriebene Verfahren der Drshtauslenkung mittels einer gesteuerten Sckleibe nicht :nwendbnr.
Dies kann nur durch zwei unabhängig voneinander gesteuerten Drahtfiihrungen erreicht werden, d. h., die Maschine muß in vier, nlcht-voneinander abhängigen Achsen programmierbar sein, wobei die Achsen X und Y die eine Kontur und die Achsen U und V die andere Kontur ergeben.
Da beide Konturen in der Regel unterschiedliche Umfangslängen ergeben, müssen die Geschwindigkeiten (Vorschübe) der einzelnen Achsen im jeweiligen Verhältnis angepaßt werden, und zwar derart, daß der Schneidedraht immer in einem vorbestimmten Winkel zu den zu schneidenden Konturen steht.
Bei nicht gegeneinander verdrehten Konturen ist der Winkel immer 90 °. Die Winkelstellung des Drahtes kann gemessen oder über einen in die Maschine integrierten Rechner ermittelt werden.
Bei der rechnerischen Ermittlung des Winkels ist es notwendig, eine Schnittpunktberechnung zwischen einer Variabelen mit den beiden programmierten Konturen vorzunehmen.
Hierfür gibt es mehrere Möglichkeiten: Ahnlich dem Leitstrahl in einem Polar-Koordinatensystem läßt man eine Variable S um einen Punkt P kreisen. Die Variabele S bildet mit den programmierten Konturen 1 und 2 Schnittpunkte. Durch Verschiebung des Punktes P kann man gegeneinander verschobene oder geradlinige Uebergänge der unterschiedlichen Konturen erreichen.
2. Die Schnittpunktberechnung wird anhand eines Parallel-Koordinatensystems vorgenommen. Hierbei bilden. sich die Schnittpunkte der programmierten Konturen an den Parallelkoordinaten.
3. Die Schnittpunktberechnung wird mit Hilfe einer sich ausdehnenden kreisförmigen Variabelen G vorgenommen, die mit den entsprechenden Vorschubwerten programmiert ist. Hierbei bilden sich die Schnittpunkte der programmierten Konturen an der kreisförmigen Variabelen C.
Anhand der Schnittpunktberechnung zwischen der Variabelen und den Konturlinien ist es nun möglich, den mittleren Vorschubwert des Schneidedrahtes zu ermitteln. Dies kann der in die Maschine integrierte Recilner vornehmen.
Weiterhin ist es möglich, mittels einer entsprechenden Software die Schnittpunktbereclnung und die'Vorschubwerte der getrennt programmierten Konturen vorzunehmen. Aus der Lage der Schnittpunkte zueinander ist es möglich, die Winkelstellung des Schneidedrahtes zur senkrechten Werkstückachse zu ermitteln.
Hieraus ergeben sich Abweichungen von den programmierten Konturen, die aber mittels der errechneten Winkelstellung des .Schneidedrahtes zur senkrechten Achse des Werkstückes über den Rechner korrigiert werden können, r:o daß sich eine, den programmierten Konturen Hentische Bahn ergibt.
Uon ent,scheidendem Vorteil ist hierbei ein gesteuertes MÄtschwen ken der Sapbirführung@@ des Schneidedrahtes. entsprehend der Drahtneigung. Hierdurch wir-l der Verschleiß in den Saphirführungen und ein Mitschwingen des gchneidedrahtes weitgehend vermieden, sowie @urch die in die Saphirführungen integrierten Spülköpfe eine g@eichmäßige Durchspulung des Schneidespaltes sichergestellt.
Das Verfahren und die Vorrichtung werden anhand der Zeichnung erläutert.
nie Figuren der Zeichnung zeigen: Fig. 1) eine schematische Darstellung der um Vorfahren geniinenden Vorrichtung, Fig. 2) cine schematische Darstellung der @c@nittpunktfestlegung mittels leitlinie, Fig. 3) eine schematische Darstellung der Schnittpunktfestlegung mittels Parallelkoodinatensystem, Fig. 4) eine schematische Darstellung der Schnittpunktfestlegung mittels einer sich ausdehnenden kreisförmigen Variabelen.
Ähnlich wie in den Figuren 3) und 4) der Stammanmeldung sind in der vorliegenden Figur 1) die drehbare Scheibe und der Bewegungsablauf des Verfahrens dcrgestellt.
Durch die programmierten Bewegungen des Maschinentisches in der X- und Y-Achse drückt die Anschlagleiste 3 gegen den feststehenden Anschlag 2 am Maschinenständer.
Hierdurch wird die Scheibe 1 um ihre Mittelachse N gedreht. Dadurch bewegt sich der Drahtführungssaphir 4 auf seiner voreingestellten Kreisbahn (ß in Bewegungsrichtung der programmierten Kontur 7 ab.
@urch die Deckungsgl@lchheit des Anschlages 2 mit dem Drahtführungssaphir 5 auf der Senkrechten 8 ergeben sich an der Anschlagleiste.3 zwischen Anschlag 2 und Drahtführungssaphir 4 zur Mittelachse M unterschiedliche Hebel, die in ihre Verhältnis immer so entsprechen, daß der Schneidedraht 9 immer aenkrecht zu den Konturen steht.
Bei dem in Fig 1) gezeigten Reispiel würde ein Werkstück entstehen, welches in seiner Form einem Pyramidenstumpf gleicht, dessen Grundfläche einen kreis 6 bildet und dessen Deckfläche ein quadrat 7 bildet, wobei sämtliche Verbindungslinien zwischen beider Konturen die kürzestmögliche Verbindung zwischen den Konturen bilden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Herstellen eines konischen Werkzeugteiles durch funkenerosives Drabtschneiden, wobei die Planflächen des Werkzeugteiles unterschiedliche Geometrien aufweisen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Geometrien gegeneinander verdreht und versetzt sen, können.
j. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens n,nch Anspruch und 2, dadurch gekennzeichnet, da:? eine drehbar angeordnete Scheibe 1 eine kreisförmig gesteuerte D!ehn 6 bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, Haß die Scheibe durch die Maschinentischbewegung 7 auf ihrer kreisbahn bewegt wird.
p. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, gekellnzeichnet dadur@@, daß durch einen Anschlag 2 und durch eine Anschlagleiste 3 die Tiachbewegungen 7 in eine Drehbewegung der Scheibe 1 umgesetzt werden.
e. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, gekennzeichnet duich, daß die Kreisbahn 6 durch Verstellen des Drahtführungssnphires 4. im Durchmesser verstellt werden kann.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß durch Versetzen des Anschlages 2 gegenüber der Drahtsaphirführung 5 gegenüber der Senkrechten 8 Werkzeugteile hergestellt werden können, deren Konturen gegeneinander Verdreht sein können.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß durch Versetzen der Konturmittelpunkte gegenüber der Achse M Wekzeugteile hergestellt werden können, deren Konturen gegeneinander versetzt sein können.
9. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Programmierung zweier unterschiedlicher Konturen in den Maschinenachsen X und Y sowie U und V Werkzeugteile nach Anspruch 1 und 2 sowie 7 und B hergestellt werden können.
10. Verfahren nach-Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufgeschwindigkeiten der programmierten Konturen 1 und 2 durch Schnittpunktbildung nach Fig. 2!, Fig. 3) oder Fig. h) gegeben werden.
11. Verfahren nactl Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch Schnittpunktvcrgleich die Drahtneigung errechnet wird.
12. Verfahren nacn Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, da.3 die Bahnabweichungs über die Drahtneigung nach Anspruch 11 korrigiert wird.
13.- -Verfahreil nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtsaphirführungen entsprechend der Drahtneigung nach Anspruch 11 ausgesteuert werden.
14. Verfahren nach Anspruch 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verwendung einer Software nach Anspruch 9 bis 13 eine ginfache Programmierung ermöglicht wird.