Vorrichtung zum Einbringen von Längsnuten
in
metallische Verkatücka durch elektrochemischen Werkatoffabtrag
Die Anmeldung bezieht sich auf ein elektrochemisches Bearbeitungsverfahren,
welches vielfach auch als Kontur-Elysieren bezeichnet wird, Wie an sich
bekannt, wird zu.diesem Zweck dem
zu bearbeitenden Werkstück
eine Elektrode aus elektrisch leiten-
dem Werkstoff in geringem Abstand
gegenübergestellt und beide
derart mit einer Gleichstromquelle verbunden,
daß das Werkstück
als Anode (+) und die Werkzeugelektrode als
Kathode.(- ge-
schaltet sind. Wie weiterhin bekannt,
erfolgt nun ein elektro-
chemischer Werkstoffabtrag
am Werkstück, wenn bei eingeschalte-
ter Gleichstromquelle der geringe
Spalt zwischen Werkstück und
Elektrode von einem flüssigen Elektrolyten
durchflossonwird, Zur
Konzentration des elektrochemischen Abtragen
auf die gewünschten Oberflächenteile des Werkstückes ist es weiterhin
bekannt, die
Oberflächen der Werkzeugelektrode, ausgenommen
die den zu be-
arbeitenden Werkstückflächen gegenüberlieg*jnden
Elektroden-
flächen mit einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff
zu über-
ziehen,
Die elektrochemische Metallabtragung
ist bereits für verachie-
dene abtragende Bearbeitungsverfahren,
insbesondere zur Her-
stellung von Bohrungen oder Vertiefungen
oder zum Entgraten mechanisch bearbeiteter Werkstücke, bekanntgeworden,
und es sind
hierfür geeignete Vorrichtungen vorgeschlagen worden,
Das Verfahren der alektroohemisohen Metallbearbeitung ist aber
auch geeignet, die mechanische Bearbeitung von Werkstücken
in fort-
schrittlicher Weise zu ersetzen oder zu ergänzen,
beispIelsweise bei der Formgebung von ggf. harten metallischen Werkstücken.
Die mechanische Formgebung von Werkstücken ist mit-
unter mit
großen Schwierigkeiten und hohen Kosten verbunden,
insbesondere
dann, wenn die Werkstücke an für spangebende Werk-
zeuge schwer
zugänglichen Stellen bearbeitet werden sollen.
Hier ist das Verfahren der
elektrochemischen Metallbearbeitung geeignet, eine Lücke zu schläeßenr
Zu den spangebend oft nicht einfach durchzuführenden Arbeite::.
gehört auch das Einbringen von Längsnuten in die Oberfläche,
vorzugsweise
die Innenflächen metallischer Werkstücke, Nach-
teilig bei einer derartigen
Bearbeitung ist die Gratausbildun an den auslaufenden Nutenkanten,
die durch einen zusätzlichen
Arbeitsgang entfernt werden muß.
Außerdem wird oft gefordert,
daß die eingebrachte Nut nicht scharfkantig
in die Werkstück-
innenfläche übergeht, Die Verrundung dieser scharfen
Bearbeitungskanten stellt ebenfalls eine zusätzliche Bearbeitungsauf-
gabe
dar, Eine Vorrichtung anzugeben, die derartige Nachteile
nicht aufweist
und mit welcher insbesondere in der Serien-
fertigung durch elektrochemischen
Metallabtrag Längsnuten in
metallische Werkstücke eingebracht werden
können, hat sich die
vorliegende Anmeldung zur Aufgabe gestellt,
Sie
betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen von Längsnuten in
Werkstücke
aus elektrisch leitendem Werkstoff durch elektro-
chemischen
Werkstoffabtrag mit einer dem zu bearbeitenden Werk-
stüok anglpaßten
elektrisch leitenden Elektrode, deren Ober-
fläche mit Ausnahme der den
elektrochemisch zu bearbeitenden
gegenüberliegenden Oberflächenabschnitten
mit einem elektrisch
isolierenden Überzug versehen ist,
Das
erfindungsgemäße Kennzeichen ist eine becherartige Kappe aus elektrisch
isolierendem Werkstoff, die selbstdichtend und
einen Kanal oder
Sammelraum für den Elektrolyt bildend auf eine
Stirnseite von
Werkstück und/oder Werkzeugelektrode aufgesetzt ist.
Nach
der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist entweder
die Kappo
mit einem Elektrolytanachluß oder die Werkzeugale.lztrodG
mit einer Längsbohrung und einem Elektrolytan-
sohluß versehen.
Es
ist besonders vorteilhaft, die elektrisch isolierende
Schicht der
Werkzeugelektrode an den den einzuarbeitenden Längsnuten gegenüberliegenden
Flächen mit Gegennuten zu ver-
sehen, Beim Einbringen von Längsnuten
durch elektrolytischen
Verkstoffabtrag"unter geänderten Bedingungen,
d,h, dickeren
Isolationsschichten, anderageartetem Elektrolyt, veränderter
Spannung und dgl. kann es zweckmäßig sein, die Werkzeugelektrode
den im Werkstück einzuarbeitenden Längenut®n gegenüber mit
aus der
Oberfläche herausragenden Stegen zu verugh®n, Anhand der beigefügten
Abbildungen 1 bis 7 soll die Erfindung
nachstehend genauer beschrieben
werden.
Abb, 1 zeigt die Seitenansicht - im Schnitt -
der nouon Vor-
richtung in einer Ausführung zum Einbringen von
Längs-
nuten auf einer Inuonfläche eines Hohlzylinders,
Abb, 2 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß
Abb. 1a
Abb, 3 gibt einen Schnitt durch den mit gerade verlaufenden
_ Längsnuten versehenen Hohlzylinder wieder.
Abb, 4 zeigt einen wie in Abb, 3 geformten Zylinder,
jedoch
mit schräg verlaufenden Längsrauten versehen, In
Abb, 5 und 6 ist die unterschiedlich mögliche Gestalt
der
Werkzeugelektrode aufgezeigt und
Abb, 7 zeigt in Seitenansicht - geschnitten -
eine andere Aus-
gestaltung der neuen Vorrichtung, nämlich zum Einbrin..
gen von Längsnuten auf der Außenfläche eines Hohl-
zylindern.
In Abb. 1 ist die Erfindung für die Bearbeitung
eines
metallischen Hohlzylinders 1 gestaltet, Dieser Hohlzylinder
soll
auf seiner Innenfläche beispielsweise mit vier grad-
linig verlaufenden
Längsnuten 2 versehen werden, wie dies in
Abb, 1 durch die striohlinierten
Geraden 3 angedeutet, deut-
licher aber aus Abb, 2 zu ersehen ist,
In das Innere des
Hohlzylinders ist die-an dessen Innenradius
gut angepaßte
Werkzeugelektrode 4 eingesetzt, Diese ist mit einer zentralen
Längsbohrung
5 versehen und mit Ausnahme der den elektro-
chemisch zu bearbeitenden
Oberflächenabschnitten gegenüberliegenden Oberfläche mit einer elektrisch isolierenden
Überzugsschicht
6 versehen, Die untere Stirnfläche von Werk-
stück 1 und Werkzeugelektrode
4 ist überdeckt von der becherartigen Kappe 7 aus elektrisch isolierendem
Werkstoff, welche
einem Sammelraum 8 für den Elektrolyt bildet und
mit den
Flächen 9 den Sammelraum abdichtend auf der Stirnfläohe
des
Werkstückes 1 aufliegt,
Werkstick und Werkzeugelektrode sind
in der bezeichneten
Weise an eine Gleichstromquelle 1o angeschlossen,
Während der
elektrochemischen Bearbeitung wird der Werkzeugelektrode 4
über
den Elektrolytanschluß 11 eine Elektrolyt zugeführt, der
Bohrung
5 und den Sammelraum 8 in Richtung der Pfeile 12
durchströmt
und anschließend unter hohem Druck durch die
Spalts 13 hindurchtritt.
Die elektrisch isolierende Überzugssohicht 6 soll so bemessen sein, daß
zwischen ihr und der
Werkstückinnenwandung kein Elektrolyt oder keine
nennenswerte Elektrolytmonge hindurchtritt, Das Aussehen der fertig bearbeiteten
Hohlzylinder, in den
wie erwünscht - geradlinig verlaufende
Längsnuten durch
elektrochemischen Abtrag eingebracht sind, ist aus
Abb, 3
orsichtlich,.Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß
Abb,l lassen sich aber nicht nur gradlinig verlaufende Längsnuten
in
einen Hohlzylinder einbringen, sondern es können genauso-
gut geneigt
verlaufende Längsnuten - etwa wie die in Abb, 4
gezeigten -
eingebracht worden, sofern die Werkzeugelektrode in erforderlicher
Weise vorbereitet ist,
Aus Abb5 wird deutlich,
in welcher Weise die Elektrode 4
an seinen den elektrochemisch
zu bearbeitenden gegenüber-
liegenden Oberflächenabschnitten
beschaffen sein soll, und
zwar werden gegenüber den in das Werkstück
einzuarbeitenden
Nuten in die elektrisch isolierende Beschichtung
6 in der
dargestellten Weise Gegennuten 14 eingebracht. Diese bilden
Kanäle,
die vom Elektrolyten durchströmt werden. Die Breite
der Gegennuten
14 wird vornehmlich bestimmt durch die Breite.
der einzuarbeitenden
Nuten 2, Je nach Art den verwendeten Elektrolyten kann die in das
Werkstück eingearbeitete Nut
scharfkantig oder verrundet
gestaltet werden,
Ist beispielsweise aus Festigkeitsgründen
die Aufbringung einer dickeren Isolationsschicht auf die Elektrode
erforder-
lach, so kann die elektrochemische Abtragung besser ablaufen,
wenn
die den elektrochemisch zu bearbeitenden gegenüberliegenden Oberflächenabschnitte
durchlaufende Stege 15 - wie in
Abb, 6 - aufweisen.
Eine
Vorrichtung zum Einbringen von Lännganuten auf der Außenfläohe
eines Hohlzylinders kann ebenfalls nach dem Prinzip der Erfindung
aufgebaut werden, wie aus Abb, 7 deutlich wird,
Das Werkstück
sei wiederum ein Hohlzylinder, in dessen Außen-
fläche -
wie durch die strichlierte Gerade 17 angedeutet -Längsnuten
elektrochemisch eingebracht werden sollen, Dazu
wird eine
das Werkstück 16 umfassende, in entsprechender. Weise präparierte
Werkzeugelektrode 18 verwendet.
Bei dem vorliegenden Anwendungsbeispiel
ist die becherartige, mit einem Kanal 19 versehene Kappe
20 auf die obere Stirn-
fläohe von Verkstüok und Warkzeugelekerode
aufgesetzt. Der
Elektrolyte wird beispielsweise durch den EektrolytanaahluD
21 in -den Kaital. 19 eingefüllt und strömt von dort
entsprechend der Pfeile 23 durch die Spalte 22, Zur Durchführung
der alektroahenisah abtragenden Bearbeitung sind Verks@tüak 16
und
Werkzeugelektrode 18 in. der aus Abb. 7 ersi.ahtl .ohm Valse
mit der Glsiohstromquelle 24 verbundene Device for inserting of longitudinal grooves in metallic Verkatücka by electrochemical Werkatoffabtrag The application relates to an electrochemical machining method which is often also referred to as a contour-electrolytic machining, as known per se, zu.diesem purpose which an electrode managerial workpiece to be machined of electrically the material compared in a small distance and both so connected to a DC power source, the workpiece as the anode (+) and the tool electrode as the cathode (-.. are switched through, as also known now made of electrochemical material removal at the workpiece when durchflossonwird antennas while the ter DC power source, the small gap between the workpiece and the electrode by a liquid electrolyte, the concentration of the electrochemical machining to the desired surface portions of the workpiece, it is also known that the surfaces of the tool electrode, except for the to be machined ends We rkstückflächen opposite lie * jnden electrode surfaces with an electrically non-conductive material to cover them, the electrochemical metal removal is already for verachie- dene abrasive machining method, in particular for manufacturing position of bores or recesses or for deburring mechanically machined workpieces, become known, and suitable for this purpose devices have been proposed, the method of alektroohemisohen metal working is also suitable to replace the mechanical machining of workpieces advanced in gressive, or addition to, for example, during the shaping of optionally hard metallic workpieces. The mechanical design of workpieces connected some- times with great difficulty and high cost, especially if the workpieces to witness for metal-cutting tool hard to reach areas to be processed. Here, the method of electrochemical machining is suitable for a gap to schläeßenr The machined often not easy to carry out Work ::. also includes the making of longitudinal grooves in the surface, preferably the inner surfaces of metallic workpieces. A disadvantage of such processing is the formation of burrs on the leading edge of the groove, which must be removed by an additional operation. In addition, is often required that the introduced groove not sharp-edged inner surface in the work piece passes over the rounding of sharp working edge also provides an additional machining task is to provide a device that does not have the such disadvantages and with which in particular in the series production can be introduced by electrochemical metal removal longitudinal grooves in metallic workpieces, the present application has for its object, it relates to a device for the introduction of longitudinal grooves in workpieces made of an electrically conductive material by electrochemical material removal with the conductive stüok to be processed works anglpaßten electrically Electrode, the surface of which is provided with an electrically insulating coating with the exception of the opposite surface sections to be processed electrochemically. The characteristic according to the invention is a cup-like cap made of electrically insulating material Material that is self-sealing and is placed on an end face of the workpiece and / or tool electrode to form a channel or collecting space for the electrolyte . According to the further embodiment of the invention , either the Kappo is provided with an electrolyte connection or the tool shell is provided with a longitudinal bore and an electrolyte connection. It is particularly advantageous for the electrically insulating layer of the tool electrode can see the the incorporated longitudinal grooves opposite faces with counter-grooves to comparable, On introduction of longitudinal grooves by electrolytic Verkstoffabtrag "under changed conditions, d, h, thicker insulating layers, anderageartetem electrolyte modified voltage and the like, it may be expedient to verugh®n the tool electrode to be incorporated in the workpiece Längenut®n opposite with projecting out of the surface lands., to 7, the invention will be described in more detail below with reference to the accompanying figures 1. Fig. 1 shows the side view - in section - of the nouon front
direction in one version for the introduction of longitudinal
grooves on an inuon surface of a hollow cylinder,
Fig. 2 is a plan view of the device according to Fig. 1a
Fig. 3 shows a section through the straight line
_ Hollow cylinders provided with longitudinal grooves again.
Fig. 4 shows a cylinder shaped as in Fig. 3, however
provided with oblique longitudinal diamonds, In
Fig, 5 and 6 is the different possible shape of the
Tool electrode shown and
Fig, 7 shows a side view - cut - another Aus
design of the new device, namely for introducing ..
of longitudinal grooves on the outer surface of a hollow
cylinders.
In Fig. 1, the invention is designed for processing a metallic hollow cylinder 1 This hollow cylinder is on its inner surface, for example with four straight- linig extending longitudinal grooves 2 are provided, as indicated in Figure 1 by the striohlinierten line 3, German Licher but in Fig, 2 is to be seen in the interior of the hollow cylinder die-to is used whose inner radius well adapted tool electrode 4, this is provided with a central longitudinal bore 5 and with the exception of the electrochemically surface to be machined sections opposite surface with an electrically insulating coating layer 6 is provided, the lower end face of workpiece 1 and the tool electrode 4 is covered by the cup-like cap 7 of electrically insulating material, which forms a plenum 8 for the electrolyte, and with the surfaces 9 the plenum sealingly on the Stirnfläohe of the workpiece 1 rests on, work stick and tool electrode si nd, connected in the manner described to a DC power source 1o During electrochemical machining, the tool electrode 4 is supplied an electrolyte through the electrolyte terminal 11, the bore 5 and the collecting space 8 in the direction of arrows 12 passes through and then passes under high pressure through the gap 13 . The electrically insulating Überzugssohicht 6 should be dimensioned such that between it and the Werkstückinnenwandung no electrolyte or no appreciable Elektrolytmonge passes, the appearance of the finished hollow cylinder, into which, as desired - rectilinear longitudinal grooves are introduced by electrochemical removal of material is, in Fig, 3 orsichtlich, .With the inventive device according to fig, l but can be not only straight longitudinal grooves place into a hollow cylinder, but it can genauso- good inclined longitudinal grooves - such as those shown in Fig, 4 shown - provided that had been incorporated the tool electrode in required manner is prepared from Abb5 is clear in what way the electrode 4 at its the intended be designed to be electrochemically machined lying opposite surface portions, namely are in relation to the incorporated in the workpiece grooves in the electrically insulating coating 6 in the darg Established way of counter grooves 14 introduced. These form channels through which the electrolyte flows. The width of the counter-grooves 14 is primarily determined by the width. the incorporated grooves 2, depending on the type of the electrolyte used can be worked into the workpiece groove are designed sharp-edged or rounded, For example, for reasons of strength, the application of a thicker insulating layer on the electrode required laughing, the electrochemical removal to flow out if the The opposing surface sections to be processed electrochemically have webs 15 running through them - as in FIG. 6 . A device for introducing Lännganuten on the Außenfläohe of a hollow cylinder may also according to the principle of the invention may be constructed as shown in Fig, 7 is clear, the workpiece is again a hollow cylinder surface in its exterior - as indicated by the broken straight line 17 - longitudinal grooves are to be introduced electrochemically by a workpiece 16 comprising, in a corresponding. Way prepared tool electrode 18 is used. In the present application example , the cup-like cap 20, which is provided with a channel 19 , is placed on the upper end face of the vehicle and tool electrode. The electrolyte is, for example, by the EektrolytanaahluD 21 in -the Kaital. Filled 19 and from there flows in accordance with arrows 23 through the column 22, to carry out the alektroahenisah removing machining are Verks @ tüak 16 and the tool electrode 18 in. From the Fig. 7 ersi.ahtl .ohm Valse with the Glsiohstromquelle 24 connected