Umform-, Zerteil- u. Abtragmaschinen Laborversuch Senkerodiermaschine

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1 Laborversuch "Senkerodiermaschine" Praktikum " Ort: Technikum I, Laborhalle, Labor "" Laborleiter: Dipl.-Ing. R. Vötisch 1 Ziel des Versuches Durch einen Demonstrations-Laborversuch sollen die Kenntnisse aus den Vorlesungen zu umformenden, zerteilenden und abtragenden um die in den Vorlesungen nicht behandelten Erodiermaschinen erweitert werden, speziell hinsichtlich - Anwendungsbereich des Senkerodierens, - Aufbau und Wirkungsweise Senkerodiermaschine, - Bewegungs- und Bearbeitungszyklen Senken und Planetärerodieren, - Bestimmen der Elektrodenmaße für die zu erodierenden Formelemente, - Einfluss der Erodierparameter (Impulszeit, Pausenzeit, Stromstufe, Spülung) auf Abtragrate, Oberflächenrauheit, Randzonenbeeinflussung und Elektrodenverschleiß, - Bedeutung der Gestaltung von Bestimmflächen für Elektroden (Elektrodenherstellung, Elektrodenvermessung, Erodieren) am Beispiel des Spannsystems 3R. 2 Grundkenntnisse zur Funkenerosion als Minimal-Vorausetzung für den Laborversuch Das Funkenerodieren gehört zu den thermisch abtragenden Fertigungsverfahren. Hauptanwendungsgebiete des Erodierens sind - Herstellung komplizierter, oft sehr filigraner Konturen, - Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe, die allerdings elektrisch leitend sein müssen, - Vermeiden von Härteverzug, -maßänderungen und -rissen durch Erodierbearbeitung nach dem Härten und damit - vor allem der Werkzeug- und Formenbau. Erodiervarianten sind das Zerteilen durch Drahterodieren und das Senkerodieren. Der Werkstoffabtrag erfolgt durch elektrische Funkenentladung über einen definierten Arbeitspalt zwischen (Werkzeug-)Elektrode und Werkstück(-Elektrode) in einer elektrisch nichtleitenden Flüssigkeit, dem Dielektrikum. - Bild 1: Schema des Arbeitsraumes beim Senkerodieren /1/ Der Arbeitsspalt ist durch hochdynamische Servoantriebe genau auszuregeln; ist er zu groß, kommt es nicht zur Funkenentladung ( Leerlaufimpuls ), ist er zu klein, gibt es Kurzschluss. Beim Drahterodieren ist die Elektrode ein mit ca mm/s durch den Spalt laufender Draht im Durchmesserbereich von 0,03 bis 0,3 mm. Zur Herstellung einer Form durch Senkerodieren werden in der Regel mehrere Elektroden verwendet, zumindest Schrupp- und Schlichtelektrode. Elektrodenform und -abmessungen ergeben sich aus der Werkstück-Negativform unter Berücksichtigung der Arbeitsspalte, der abzutragenden Schichtdicken und der Elektrodenbewegungen senkrecht zur Einsenkrichtung (Planetärbewegung) Kle/WH Zwickau, FB MBK Erod_S1-6.doc, Stand vom Druck: , 15:42 Uhr

2 Der Erodier-Generator erhält Vorgaben aus der Steuerung (Software mit Technologietabellen / Fuzzylogik) und - stellt für eine Impulsdauer t i (1 µs µs) eine Spannung zur Verfügung, die im Normalfall zur Zündung und zu einer Entladephase führt, - begrenzt den Entladestrom i i, der Zündspannung mit t i den Werkstoffabtrag und Impulsdauer Pausendauer Stromstufe damit Rautiefe und Randzonenbeinflussung bestimmt, - schaltet zur Deionisierung der Entladezone die Spannung für eine Pausendauer t 0 ab. t i t 0 Taktgenerator Strombegrenzung Spannungsquelle elektronischer Leistungsschalter (Werkzeug-) Elektrode Bild 2: Erodiergenerator /1/ Erodier-Generator Werkstück (-Elekrode) Die schematische Darstellung der Funkenentladung nach der thermischen Erosionstheorie mit den drei Phasen eines Erodierzyklus Zünden, Entladen und Pause zeigt Bild 3. Zündphase Zündphase Z1: Beim Einschalten der Zündspannung bildet sich ein elektrisches + Feld zwischen den Elektroden. An der Stelle des kleinsten Abstandes ist es am stärksten. Deshalb konzentrieren sich dort die im Dielektikum schwebenden Partikelreste aus vorausgegangenen Entladevorgängen. Z2: Über die Partikelbrücke beginnt ein Strom zu fließen. - Z1 Z2 Z3 Z3: Der Stromfluss verdampft die Partikel, wodurch sich ein Entladekanal mit ionisiertem Gas ( Plasma ) ausbildet. Damit ist die Zündphase beendet. Entladephase E1 E2 E3 Pausenphase P1 P2 P3 Bild 3: Phasen eines Entladevorganges Entladephase E1: Der durch den Erodiergenerator begrenzte Strom fließt durch einen zunächst sehr engen Entladekanal. Die aus der hohen Stromdichte entstehende Wärme wirkt nur auf sehr kleine Elektrodenflächen, was zu Werkstoffverdampfung an beiden Elektroden führt. E2: Durch Verdampfung des Dielektrikums weitet sich der Entladekanal aus, Stromdichte und Temperatur nehmen ab. E3: Der Entladekanal stabilisiert sich. Dielektrikum wird weiter verdampft, Elektrodenwerkstoff nur noch abgeschmolzen, vorrangig am Werkstück. Pausenphase P1: Mit dem Abschalten der Spannung fällt der Druck im Entladekanal, Dielektrikum fließt in die Schmelze. Beides führt zum explosionsartigen Ausschleudern der Schmelze. Ein neuer Entladekrater entsteht. P2: Die Gasblase schrumpft. Durch abnehmende Temperatur verringert sich die Leitfähigkeit des Entladekanals bis zur Deionisierung. P3: Reste der Gasblasen und ausgeschleuderte, erstarrte Schmelzepartikel werden mit der Spülung abgeführt Kle/WH Zwickau, FB MBK Erod_S1-6.doc, Stand vom Druck: , 15:42 Uhr

3 Aus dem Entladevorgang lassen sich folgende allgemeine Gesetzmäßigkeiten ableiten: 1. Je größer die Arbeits-Stromstärke I A und die Impusdauer t i, desto tiefer werden die Entladekrater. Daraus resultieren eine größere Rautiefe (Bild 4) und eine tiefere Randzonenbeeinflussung infolge des Abschreckens der stark erhitzten bzw. angeschmolzenen Werkstückoberfläche. 2. Die Abtragrate (abgetragenes Werkstückvolumen/min) nimmt bei zu langer Impuldauer wieder ab, weil die Temperatur im größer werdenden Entladekanal fällt. Es gibt also eine optimale Impulsdauer (Bild 5). 3. Der relative Elektrodenverschleiß (Abtrag Elektrodenvolumen zu Werkstückvolumen) ist besonders groß bei kurzer Impulsdauer wegen der hohen Stromdichte und Temperatur im nur kleinen Entladekanal (Bild 6). Besonders komplizierte Formelektroden sind sehr teuer, weshalb deren Verschleiß zu minimieren ist (längere Impusdauer). 4. In Bereichen mit größerer Partikelkonzentration kommt es zu mehr Entladungen und damit Werkstoffabtrag. Bei unzweckmäßiger Spülung kann es damit zu örtlichen Konturfehlern am Werkstück kommen. Bild 4: Rauheit R z (t i, I A ) /1/ Bild 5: Abtragrate V W (t i, I A ) /1/ Bild 6: Relativer Elektrodenverschleiß ϑ(t i, I A ) /1/ Anhand des zeitlichen Verlaufs von Erodierstrom und -spannung während der Impulsdauer können Rückschlüsse auf die Stabilität des Prozesses gezogen werden. Darauf basieren Regelalgorithmen der Steuerungssoftware. Bild 7: Typische Spannungs- und Stromverläufe /1/ t p t i t 0 t d t e û i u e i e Periodendauer Impulsdauer Pausendauer Zündverzögerungszeit Entladedauer Leerlaufspannung Entladespannung Entladestrom Mittels Planetärbewegung (Bild 8) kann die Anzahl der Elektroden verringert werden, weil eine Elektrode für mehrere Arbeitsstufen mit jeweils kleinerer Stromstufe Verwendung findet, wobei statt von Stufe zu Stufe größerer Elektroden nur ein größerer Radius der Planetärbewegung erforderlich ist. Auch Hinterschnitte (Bild 9), z. B. Gewinde (Bild 10), können erodiert werden Kle/WH Zwickau, FB MBK Erod_S1-6.doc, Stand vom Druck: , 15:42 Uhr

4 Planetärradius R P R P R P Bild 8: Planetärbewegung Bild 9: Hinterschnitt Bild 10: Innengewinde R P R P Bei Formelektroden werden die Ecken natürlich mit dem Planetärradius verrundet (Bild 11). Mit geregelten Achsen auch in x- und y-richtung können z. B. scharfe Ecken durch sternförmiges Aufweiten, mit einer zusätzlichen geregelten C- Achse beliebige Konturen erodiert werden. Bild 11: Eckenverrundung beim Planetärerodieren mit Formelektroden, scharfkantige Ecken durch sternförmiges Aufweiten 3 Versuchseinrichtung Die Versuche werden an einer CNC-Senkerodiermaschine HS 300 E mit 4 NC-Achsen durchgeführt. Der Werkzeugwechsel kann manuell und automatisch erfolgen. Bild 12: CNC-Senkerodiermaschine HS 300 E, Bild 13: Werkzeugmagazin in Wechselposition Arbeitsbehälter in den Tisch abgesenkt Für das Positionieren der Elektroden ist höchste Genauigkeit erforderlich, nicht nur weil sehr genaue Werkstücke zu fertigen sind, sondern auch weil die Form durch mehrere Elektroden hergestellt wird. Die Elektrodenformen werden aus CAD-Modellen mit spangebenden Verfahren erzeugt, teilweise auch mittels Drahterodieren. Von der ersten Bearbeitungsstufe an bis zum Einwechseln in die Elektrodenaufnahme der Senkerodiermaschine muss eine exakte 2003 Kle/WH Zwickau, FB MBK Erod_S1-6.doc, Stand vom Druck: , 15:42 Uhr

5 Lage der Elektodengeometrie zu den Bestimmflächen der jeweiligen Elektrodenaufnahmen gewährleistet sein. Neben der exakten Positonierung ist sicheres Spannen erforderlich. Die Maschine ist mit dem Elektrodenspannsystem 3R Macro ausgerüstet. Bild 14: Spannsystem Macro von 3R Zentrierprismen aus Hartmetall (Pos. 1) greifen in die Kreuznuten des Elektrodenhalters (Pos. 2) ein und positionieren damit in x- und y- Richtung. Damit die Zentrierfasen keine Überbestimmung in z-richtung verursachen können, stützen sich die Zentrierfasen an in z- Richtung federnden Zungen ab, die durch Schlitze (Pos. 3) in den Elektrodenhalter eingearbeitet sind. Die Positionierung in z-richtung erfolgt an großflächigen und damit steifen Aufnahmen (Pos. 4). Mit diesem patentierten System wird eine sehr hohe Positionier- und Spanngenauigkeit erreicht; der Hersteller gibt eine Positionierung genauer als 0,002 mm an. 2 Das Spannprinzip zeigen die Bilder 15 und 16. Eine im Elektrodenhalter eingesetzte Zugstange wird durch einen federbelasteten Spannkolben über Kugeln gespannt. Beim Elektrodenwechsel wird der Spannkolben durch Druckluft in Leitung L nach unten gedrückt und die Spannung gelöst. Damit die Genauigkeit beim automatischen Elektrodenwechsel nicht durch auf den z-referenzflächen befindliche Schmutzpartikel beeinträchtigt werden kann, erfolgt vor dem Spannen der neu eingewechselten Elektrode das Freiblasen der Bestimmflächen mit Druckluft über die Leitung Sp (Bild 15). Wenn die z-referenzflächen anliegen, ist dieser Luftaustritt verschlossen und die Druckluft drückt zusätzlich zur Federkraft den Spannkolben nach oben. Die dadurch erzeugte große Spannkraft ist besonders für größere Elektroden von Vorteil. L Sp Bild 15: Freiblasen der Bestimmflächen L Sp Bild 16: Spannen mit Druckluftunterstützung 4 Festlegen der Erodierparameter Bewegungszyklen der Elektroden festlegen - Nur Senken ohne Planetärbewegung ( Senken ) - Nur Planetärbewegung mit zunehmendem Planetärradius zum Aufweiten ( Weiten ), z. B. für Gewinde u. Hinterschneidungen - Senken und anschließendes planetäres Aufweiten ( Senken/Weiten ) - Senken mit mit gleichzeitiger Planetärbewegung ( Planetärsenken ) - Ecken scharfkantig aufweiten ( Quadrat/Weiten o. Stern/Weiten ) (Werkzeug-)Elektrodenwerkstoff und Polung für Elekrode festlegen 2003 Kle/WH Zwickau, FB MBK Erod_S1-6.doc, Stand vom Druck: , 15:42 Uhr

6 Erfahrungswerte für Erodierparameter aus Technologietabellen wählen (Tabellen für unterschiedliche Elektrodenwerkstoffe, Elektrodengrößen, spezielle Formelemente u. a.) - Größte Leistungsstufe für Schruppbeginn in Abhängigkeit der wirksamen Elektrodenfläche und kleinste Leistungsstufe zum Bearbeitungsende in Abhängigkeit der geforderten Oberflächenrauigkeit (je nach Technologietabelle können gleichen Leistungsstufen unterschiedliche Stromstufen zugeordnet sein) - Anzahl der erforderlichen Elektroden (Schruppen, Schlichten, Feinschlichten, [Polierelektrode nur in Ausnahmefällen!]) und Zuordnung der Leistungsstufen zu den Elektroden gemäß Bild 17 Leistungsstufen Polieren Pol. Pol. Bild 17: Elektrodenanzahl und Leistungsstufenzuordnung Elekrodenmaße und Planetärradien wählen. Die Untermaßempfehlungen in Technologietabellen berücksichtigen: - Abzutragende Werkstoffschichtdicke/Leistungsstufe > Randzonenbeeinflussung infolge der vorausgegangenen größeren Leistungsstufe - Arbeitsspalte, frontal und lateral, abnehmend mit kleineren Leistungsstufen Spülbedingungen festlegen 5 Versuchsdurchführung Im Rahmen der Laborversuche werden unterschiedliche Formen erodiert, aus Zeitgründen unter Umständen nur mit Schruppstufen. Das Programmieren der Maschine ist nicht Inhalt der Versuche. 6 Leistungsbewertung Zum Versuch wird in der Regel ein Kolloquium durchgeführt. Die Bewertung des Versuches erfolgt auf der Grundlage des Kolloquiums. Das Beispiel unter Punkt 9 wird parallel zum Versuch behandelt und ist nicht Gegenstand des Kolloquiums. 7 Kontrollfragen zum Versuch 1. In welchen Fällen erfolgt die Bearbeitung durch Erodieren? 2. Was verstehen Sie unter Planetärerodieren und welche Ziele werden damit verfolgt? 3. Welche Aufgaben hat der Erodiergenerator? 4. Welche Aufgaben erfüllen Dielektrikum und Spülung? 5. Welche Anforderungen sind an Steuerung und Antriebe der Erodiermaschine zu stellen? 6. In welchem Abschnitt der Entladephase ist der (Werkzeug-)Elektrodenverschleiß besonders groß? Begründen Sie das! Warum sollte bei teuren Elektroden die Impulsdauer nicht zu kurz sein? 7. Warum darf die Impulsdauer andererseits auch nicht zu lang sein? 8. Welche Eigenschaften haben die Randzonen erodierter Teile? 8 Quellennachweis /1/ Schumacher, B.; Weckerle, D.: Funkenerosion. Velbert: Technischer Fachverlag, Kle/WH Zwickau, FB MBK Erod_S1-6.doc, Stand vom Druck: , 11:27 Uhr

7 9 Beispiel 9.0 Aufgabenstellung und Vorgaben In gehärteten Werkzeugstahl ist eine Senkung 21,0 + 0,02, Senktiefe 3,0 + 0,02 zu erodieren. Gefordert ist ein arithmetischer Mittenrauwert R a = 2µm. Vorausgewählt sind bereits Werkzeugelektrode: Cu, Polung + Erodierzyklen: Senken/Weiten für Schruppen Quadrat/Weiten für scharfkantiges Aufweiten beim Schlichten 9.1 Wahl der Technologietabellen Wirksame Elektrodenfläche A w = 2,1 2 = 4,4 cm 2, Werkstoffpaarung St / Cu Tab. 801 und 802 Tab. 801 in der Regel zum Schruppen, da relativer Elektrodenverschleiß geringer wegen längerer Impulsdauer, Tab. 802 in der Regel zum Schlichten. Bei sehr komplizierten und damit teuren Elektroden u. U. auch mit Tab. 801 schlichten, bei sehr einfachen Elektroden (Norm-Profile als Meterware) u. U. auch mit Tab. 802 schruppen. Vereinfachung für Beispiel: Schruppen und Schlichten mit Tab Maximale und minimale Leistungsstufen Tab. 802, Blatt 1 A w = 4,4 cm 2 < 6 cm 2 LS max = 13 (mit i e = 30 A) R a = 2 µm LS min = 6 (mit i e = 2,5 A) Tabelle 1: Technologietabelle mit Erodierparametern /Ingersoll-Hansen/ Nach INGERSOLL HANSEN Technologie E R O C O M 200 Elektrode: Cu, Polarität + Werkstück: X 45 NiCrMo 4, Polarität - Dielektrikum: IME MH Tab. 802 Cu - St "Abtragsintensiv" 1 wirks. Elektrodenfläche 20 cm 2 Spannung: U1 C-Box: ohne Blatt 1 Stand: 07/92 min. Elektrodenwirkfläche [cm 2 ] ,5 0,3 0,1 < 0,1 Stromstufe LS max. mittlerer Arbeitsstrom i e [A] ,5 2 1,5 1 0,8 0,5 Zeiten: Impulsdauer t i [µs] Pausendauer t o [µs] Arbeitsspalt, lateral: min. Arbeitsspalt 2 s L min [mm] 0,170 0,160 0,125 0,110 0,083 0,077 0,050 0,047 0,045 0,040 0,030 0,027 0,024 0,021 0,019 max. Arbeitsspalt 3 s L max [mm] 0,340 0,320 0,250 0,220 0,166 0,154 0,100 0,094 0,090 0,080 0,060 0,054 0,048 0,042 0,038 zu erwartende Kenngrößen: Abtragrate V W [mm 3 /min] ,7 0,65 0,45 0,22 relativer Elektrodenverschleiß ϑ [%] 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,6 0,8 1,2 1, max. Rauhtiefe R max [µm] , ,5 9,5 8 6,5 Mittenrauhwert R a [µm] ,5 10 7,1 5,6 4 3,15 2,5 2 1,6 1,3 1,12 1 0,8 Oberflächenklasse VDI Bemerkungen: 1 ) Anwendung vorwiegend zum Schlichten ( für die Bearbeitung von kleinen und kleinsten Flächen bei nur kleiner Senktiefe ). Kürzere Impulsdauer t i gegenüber Tab. 801 zur Erhöhung der Abtragsleistung um % bei Vergrößerung des relat. Elektrodenverschleißes. Relat. Elektrodenverschleiß steigt um % an. 2 ) Für kleine zu erwartende Lateralspaltaufweitung (-konizität) - Planetärbearbeitung bzw. Senken ins Volle bei kleiner Senktiefe (max mm). 3 ) Für große zu erwartende Lateralspaltaufweitung (-konizität) - Senken größerer Tiefen ins Volle und Bahnerodieren. (sl max = 2 s L min). 9.3 Elektrodenanzahl und Leistungsstufen-Zuordnung Nach Bild 17 Schruppelektrode LS 13 LS 10 i e [A] Schlichtelektrode LS 9 LS 6 i e [A] , Kle/WH Zwickau, FB MBK Erod_S7-9.doc, Stand vom , 18:29 Uhr Druck , 19:52 Uhr

8 9.4 Bearbeitungsaufmaße und Elektrodenuntermaße Mit der jeweils kleineren Leistungs- bzw. Stromstufe ist mindestens die Werkstoffschicht abzutragen, die die tiefere Randzonenbeeinflussung der vorausgegangenen größeren Stromstufe enthält. Erfahrungswerte sind Technologietabellen zu entnehmen, z. B. Tabelle 2. Tabelle 2: Elektroden-Untermaße und Aufmaße zur Berechnung der Programmeingaben /nach Ingersoll-Hansen/ Doppeltes Lateral-Mindest-Aufmaß b n min oberhalb der Diagonale im weißen Feld, Frontal-Aufmaß f n unterhalb der Diagonale im grauen Feld P Bearbeitungsaufmaße und Elektrodenuntermaße bei zu erwartender großer Spaltaufweitung (große Senktiefe beim Schruppen ins Volle, Primärelektrode bei Ingersoll-Hansen) Doppeltes Lateral-Mindest-Aufmaß b n min u. Frontal-Aufmaß fn LS ,88 1,00 1,14 1,23 1,34 1,38 1,45 1,48 1,51 1,51 1,52 1,52 1,53 1, ,71 0,76 0,90 0,99 1,10 1,14 1,21 1,24 1,27 1,27 1,28 1,28 1,29 1, ,80 0,61 0,64 0,73 0,84 0,88 0,95 0,98 1,01 1,01 1,02 1,02 1,03 1, ,92 0,72 0,52 0,53 0,64 0,68 0,75 0,78 0,81 0,81 0,82 0,82 0,83 0, ,99 0,79 0,59 0,43 0,44 0,49 0,55 0,59 0,61 0,61 0,62 0,63 0,84 0, ,07 0,88 0,67 0,51 0,36 0,36 0,42 0,46 0,48 0,48 0,49 0,50 0,50 0,51 9 1,11 0,92 0,71 0,55 0,39 0,29 0,27 0,30 0,33 0,33 0,34 0,34 0,35 0,36 8 1,16 0,97 0,76 0,60 0,44 0,34 0,22 0,23 0,25 0,25 0,26 0,27 0,27 0,28 7 1,19 1,00 0,79 0,63 0,47 0,37 0,24 0,18 0,21 0,21 0,22 0,22 0,23 0,24 6 1,21 1,01 0,81 0,65 0,49 0,39 0,26 0,20 0,17 0,16 0,17 0,18 0,19 0,19 5 1,21 1,01 0,81 0,65 0,49 0,39 0,26 0,20 0,17 0,13 0,13 0,14 0,15 0,15 4 1,21 1,02 0,81 0,65 0,50 0,39 0,27 0,21 0,17 0,14 0,11 0,12 0,13 0,13 3 1,22 1,03 0,82 0,66 0,51 0,40 0,28 0,22 0,18 0,15 0,11 0,10 0,11 0,11 2 1,23 1,03 0,83 0,67 0,51 0,41 0,28 0,22 0,19 0,15 0,12 0,10 0,09 0,09 1 1,24 1,04 0,84 0,68 0,52 0,41 0,29 0,23 0,20 0,16 0,12 0,11 0,09 0,08 Elektroden-Soll- Untermaß b n LS 15 1, , , , , ,60 9 0,50 8 0,40 7 0,30 6 0,20 5 0,20 4 0,20 3 0,20 2 0,10 1 0,10 b nmin f n F b 2 min LS13 - LS10 b 1 min LS9 - LS6 f 1 LS9 - LS6 Bearbeitungsaufmaße u. Elektrodenuntermaße bei zu erwartender kleiner Spaltaufweitung (kleine Senktiefe beim Schruppen ins Volle, Schlichtelektroden, Folgeelektrode bei Ingersoll-Hansen) Doppeltes Lateral-Mindest-Aufmaß b n min u. Frontal-Aufmaß f n Elektroden-Soll- Untermaß b n LS ,54 0,66 0,80 0,89 1,00 1,04 1,11 1,14 1,17 1,17 1,18 1,18 1,19 1, ,44 0,44 0,58 0,67 0,78 0,82 0,89 0,92 0,95 0,95 0,96 0,96 0,97 0, ,53 0,36 0,39 0,48 0,59 0,63 0,70 0,73 0,76 0,76 0,77 0,77 0,78 0, ,64 0,47 0,32 0,31 0,42 0,46 0,53 0,56 0,59 0,59 0,60 0,60 0,61 0, ,71 0,54 0,39 0,25 0,28 0,32 0,39 0,42 0,45 0,45 0,46 0,46 0,47 0, ,80 0,62 0,47 0,34 0,22 0,20 0,27 0,30 0,33 0,33 0,34 0,34 0,35 0,36 9 0,84 0,66 0,51 0,37 0,26 0,16 0,17 0,20 0,23 0,23 0,24 0,24 0,25 0,26 8 0,89 0,71 0,56 0,42 0,31 0,22 0,14 0,13 0,16 0,16 0,17 0,17 0,18 0,19 7 0,92 0,74 0,59 0,45 0,34 0,24 0,16 0,11 0,12 0,12 0,13 0,13 0,14 0,15 6 0,93 0,76 0,61 0,47 0,36 0,26 0,18 0,13 0,09 0,08 0,09 0,10 0,11 0,11 5 0,93 0,76 0,61 0,47 0,36 0,26 0,18 0,13 0,09 0,07 0,07 0,08 0,09 0,09 4 0,94 0,77 0,61 0,48 0,37 0,27 0,19 0,13 0,10 0,08 0,06 0,07 0,07 0,08 3 0,95 0,77 0,62 0,48 0,37 0,28 0,20 0,14 0,11 0,08 0,07 0,05 0,06 0,06 2 0,95 0,78 0,63 0,49 0,38 0,28 0,20 0,15 0,11 0,09 0,07 0,06 0,05 0,05 1 0,96 0,79 0,64 0,50 0,39 0,29 0,21 0,16 0,12 0,09 0,08 0,07 0,05 0,04 b 2 LS 15 1,40 b , , , , ,50 9 0,40 8 0,30 7 0,20 6 0,20 5 0,10 4 0,10 3 0,10 2 0,10 1 0,10 b nmin f n 1999 Kle/WH Zwickau, FB MBK Erod_S7-9.doc, Stand vom , 18:29 Uhr Druck , 19:52 Uhr

9 Allgemeine Erläuterung zu Aufmaßen und Untermaßen in den Technologietabellen Bearbeitungsaufmaß für die aktuelle Bearbeitungsstufe entspricht Vorbearbeitungs-Untermaß (nach VDI 3402, Blatt 1) der vorausgegangenen Arbeitsstufe. Letzte Arbeitsstufe (mit letzter Elektrode) ist Fertigbearbeitungsstufe, n = 1. Wenn z. B. von Leistungsstufe LS 12 bis zu LS 4 erodiert werden soll, sind 3 Elektroden gem. Bild 17 zu verwenden: n = 3 LS 12 LS 10 Schruppelektrode n = 2 LS 9 LS 6 Schlichtelektrode n = 1 LS 5 LS 4 Feinschlichtelektrode zur Fertigbearbeitung auf geforderte Rauheit Bild 18: Definition der Aufmaße s F Vorschubrichtung (Hauperodierachse) b n /2 s L f n s L s F b n f n Arbeitsspalt, lateral Arbeitsspalt, frontal doppeltes(!) laterales Aufmaß für die Arbeitsstufe n (analog Durchmesseruntermaß) b n = 2 (s L + abzutragende Schichtdicke) frontales Aufmaß für die Arbeitsstufe n f n = s F + abzutragende Schichtdicke große Spaltaufweitung kleine Spaltaufweitung Bild 19: Spaltaufweitung infolge unerwünschter Entladungen im Lateralspalt große Senktiefe kleine Senktiefe Beispiel: Aus Tabelle 2 können für das Beispiel entnommen werden: - Fertigbearbeitungsstufe Schlichten LS 9 bis LS 6 (doppeltes) Mindest-Lateral-Aufmaß b 1 min = 0,23 mm, frontales Aufmaß f 1 = 0,18 mm Elektroden-Soll-Untermaß b 1 = 0,40 mm - Schruppstufe LS 13 bis LS 10 (doppeltes) Mindest-Lateral-Aufmaß b 2 min = 0,59 mm (wird aber für dieses Beispiel nicht benötigt) Elektroden-Soll-Untermaß b 2 = 1,00 mm Schruppelektrode darf nur bis zu einer Tiefe Q2 2 = T - f 1 = 3,00-0,18 = 2,82 mm senken 9.5 Wahl der Elektrodenabmessungen Elektrodenmaße sind nach b n genau zu fertigen. Maßtoleranzen können durch Planetärbewegung ausgeglichen werden, müssen aber symmetrisch zur Elektodenachse liegen und in beiden Richtungen Haupterodierachse gleich groß sein. Form- und Lageabweichungen werden als Fehler auf das Werkstück kopiert. Aus Kostengründen sollten für (geom.) ähnliche Formelemente vorhandene Elektroden genutzt werden, wegen kurzer Erodierzeiten möglichst große. Im Beispiel seien Elektroden 19,85, 20,10 und 20,45 vorhanden. Bedingung: Elektroden-Sollmaß Elektroden-Istmaß, L E soll n L En bzw. Elektroden-Ist-Untermaß Elektroden-Soll-Untermaß, b En b n Tabelle 3: Elektrodenmaße Elektoden-Soll- Untermaß b n Werkstückmaß L Elektroden-Sollmaß L E soll n = L - b n Auswahl Elektroden-Istmaß L En Elektoden-Ist-Untermaß b En Vergleich b En b n b 1 = 0,40 20,60 20,45 21,00-20,45 = 0,55 0,55 > 0,4 21,00 + 0,02 b 2 = 1,00 20,00 19,85 21,00-19,85 = 1,15 1,15 > 1,00 Die für die Programmerstellung erforderlichen Kenngrößen sind in Tabelle 4 zusammengestellt Kle/WH Zwickau, FB MBK Erod_S7-9.doc, Stand vom , 18:29 Uhr Druck , 19:52 Uhr

10 i i i i Elektrode Werkstück L bzw. D E E L bzw. D E:\Labor\ERODIERM\Labvers\Vers-anl_0500\Bsp-Plan.DOC, Stand , 22:22 Uhr Druck , 14:42 Uhr T Tabelle 4: Planung Arbeitsstufenfolge für HS 300 E mit EROCOM 200 Werkstückkontur Bearbeitungsfolge Elektrode Generatoreinstellung Auf- / Untermaße Senktiefe Formelement Fertigmaße Benennung Zyklus Intervallspülung Rang- Nr. Zyklus Nr. Magazinplatz Ist-Maß Tabelle Spaltaufweitung Tab.- Nr. Leistungsstufe LS Min.- AM Elek- troden- Soll- UM Elek- troden- Ist-UM frontal Q2 Eingabe n -wert bei TOOL M-Befehle Q-Parameter Cycl. Def. U Sondereinstellungen L, D T n Nr. L E, D E P / F max. min. b nmin b n b En f n CALL s mm Erodier zeit Abhebeweg ❷ 21,0 21,0 3,0 Senken/Weiten ,85 F ,59 1 1,15-2,82 0, tief Quadrat/Weiten ,45 F ,23 0,4 0,55 0,18 3,0 0, ben b n, (1) ben = L - LEn, (2) U1 = L - LE1, = n 1 Un = L - LEn - b i min, für n > 1, = 1 = n 1 Q2n = T - f i, für n > 1, = 1 (bei Zylindern D statt L und DE statt LE) U3 = L - LE3 - b1min - b2min, U2 = L - LE2 - b1min, (4) (3) Mutter-Gewinde erodieren mit 3 Stufen: Anerodieren UA = U3 = d - D E + C (D - b1min - d) (5) mit Richtwert C = 0,5... 0,3. Schruppen USchr = U2 = D - b1min - DE. (6) Schlichten Mindest- Aufmaß für Schlichten b1min aus Tab. xx5 zum Gewinde-Aufweiten. b En Elektroden-Ist-Untermaß der Bearbeitungsstufe n b n Elektroden-Soll-Untermaß der Bearbeitungsstufe n b n min doppeltes Mindest-Aufmaß für die Bearbeitungsstufe n D Werkstück-, Gewinde-Außen- D E Elektroden-, auch mit Index n d Gewinde-Kernloch- f n Frontal-Aufmaß für die Bearbeitungsstufe n L Werkstück-Innenmaß Haupterodierachse L E Elektroden-Außenmaß Haupterodierachse, auch mit Index n n Rangnummer der Bearbeitungsstufe pro Formelement, n = 1 für letzte Stufe, z. B. Feinschlichten T Tiefe Werkstücksenkung Q2 n Programm-Eingabewert Senktiefe in der Stufe n U n Programm-Eingabewert bei TOOL CALL, abgeleitet von Fräsmaschinensteuerung als "Werkzeug-Untermaß"