DE1615114A1 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrochemischen Formentgraten metallischet Werkstuecke - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zum elektrochemischen Formentgraten metallischer Werkstücke

Pie Anmeldung bezieht sich auf das elektrochemische Formentgraten, bei welchem mit elektrochemischem Werkstoffabtrag die bei spangebender Formgebung der Werkstücke entstehenden Grate entfernt und die scharfen Werkstückkanten gezielt verrundet werden·

Beim Formentgraten ist es bereits bekannt (vgl. z.B. Industrie-Anzeiger, Essen vom 27.8.1965, Seite 1654), eine der Werkstückform angepaßte Elektrode zu verwenden, die dem zu entgratenden Werkstück auf etwa 0,5 his 1 mm genähert wird, und dem derart verbleibenden. Zwischenraum zwischen Werkstück und Elektrode eine Elektrolytflüssigkeit unter hohem Druck zuzuführen. Es ist weiterhin bekannt, durch isolierende Abdeckungen der Elektrodenteile, die der zu bearbeitenden Werkstüokflache, d.h. also im vorliegenden Fall dem Grat, nicht zugewandt sind, den Abtragvorgang auf die gewünschten Werkstückteile zu lokalisieren.

Bei den bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen war die Anordnung j»dooh stets so getroffen, daß während des Entgratvorganges der Elektrolytstrom um die zu entgratende oder zu verrundende Kante des Werkstückes herumgeführt wurde. Obwohl diese Elektrolytführung zu einem ausreichenden Werkstoffabtrag an den Kanten führt, ist dies doch auch mit einer nachteiligen Erscheinung verbunden, und zwar wird trotz der isolierenden Abdeckungen der Elektrode, vor allem auch in der Umgebung der zu bearbeitenden Kant· des Werkstüok··, ein oft unerwünschter Streuabtrag hervorgerufen und eine gezielt· Entgratung und Verrundung

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sehr erschwert.

Diese Art von Werkstoffabtrag ist bei der Mehrzahl der zu entgratenden Werkstücke äußerst unerwünscht. Vielfach ist doch das Entgraten innerhalb eines Herstellungsprozesses der letzte Arbeitsgang ^ der auf eine maßgenau» Oberflächenbearbeitung, eine Oberflächenhärtung ο.dgl« folgt« Somit stellt der erwähnte unerwünschte Werkstoffabtrag an unversehrt zu erhaltenden Oberflächenteilen der Werkstücke eine starke Einengung für die Anwendung des elektrochemischen Entgratena dar·

Die Anmeldung hat sich nun die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen.die erwähnten Nachteile vermieden werden können.

Sie betrifft ein Verfahren zum elektrochemischen Formentgraten spangebend geformter metallischer Werkstücke unter Verwendung metallischer Kathoden aus elektrisch leitendem Werkstoff und eines strömenden vorzugsweise passivierenden Elektrolyten·

Erfindungsgemäß wird der Elektrolyt geradlinig oder nahezu^eradlinig auf die zu entgratende oder verrundende Kante hin zwangsgeführt· Vorzugsweise soll der Elektrolyt aus einem der Kante gegenüber angeordneten veränderlichen Spalt der Elektrode zugeführt werden.

Beim Verrunden und/oder Entgraten der Kanten von Bohrungen mit geringem Durohmesser dagegen ist es nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung vorteilhafter« den Elektrolyt aus einer der Kante gegenüber angeordneten Bohrung der Elektrode zuzuführen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrene, insbesondere zum Entgraten bzw* Verrunden der Kanten einer Längsnut wird eine Vorrichtung vorgesohl&gen, die gekennzeichnet ist durch eine Werkzeugelektrode, die den Längsnuten gegenüber mit Qegennuten versehen ist, in welche derart bemessene Segmente aus elektrisch isolierendem Werkstoff eingelegt sind, daß gegenüber der zu be-

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arbeitenden Kante zwischen dem Elektrodenkörper und dem Segment ein Längsschlitz entsteht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Längsschlitz mit Hilfe von Segmenten unterschiedlicher Größe einstellbar sein. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß in die zu entgratenden oder verrundenden Kanten ohne aufwendige Werkzeugänderungen Verrundungen mit unterschiedlichen Krümmungsradien eingebracht werden können_e

Beim elektrochemischen Entgraten nach dem neuen Verfahren soll der Elektrolytaustritt an den Stirnseiten der Elektrode verhindert werden, beispielsweise durch Anbringung von Abdeckplatten.

Mitunter kann es zur besseren Führung des elektrischen Stromes zwischen Werkzeugelektrode und Werkstück vorteilhaft sein, den elektrisch leitenden Elektrodenkörper mit einem verlängernden Blechstreifen zu versehen. Daa gilt insbesondere dann, wenn aufgrund einer dickeren Isolierschicht auf dem Elektrodenkörper der Abstand zwischen metallischem Eiektrodenkörpex¹ und dem Werkstück zu groß wird.

Es ist nicht unbedingt erforderlich„ d@n Elektrolyten durch eine Schlitz zu führen. Die Art der Zuführung ist abhängig -von der Bearbeitungsaufgabe· Sollen beispielsweise die scharfen Kanten einer vorzugsweise» kleinen Bohrung am Werkstück entgratet und verrundet werden, so kann man den Elektrolytan durch eine Bohrung der metallischen, an der Oberfläche isolierten Elektrode der Entgratkante zuführen, derart, daß der Elektrolyt in Richtung der Bohrungsachse des Werkstückeis auf die zu entgratende Kante auftrifft. Die Stärke der Verrundung läßt sich in diesem Fall durch den Durchmesser der Bohrung in der Elektrode variieren.

Anhand der Abbildungen 1 bis 5 soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.

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Abb. 1 zeigt in einer Draufsicht den Schnitt durch Werkzeugelektrode und Werkstück, die sich in Arbeitsstellung gegenüberstehen.

Abb. 2 ist ein Sohnitt entlang der Linie AB in Abb. 1, wobei jedoch das Werkzeug weggelassen ist.

Abb. 3 zeigt ein abgeändertes Werkstück in gleicher Ansicht wie Abb. 2.

Abb. k zeigt die Nut einer Elektrode gemäß Abb. 1 mit eingelegtem Elektrodenblech und gegenüberliegender Werkstücknut und

Abb. 5 zeigt die Anwendung der Erfindung beim Entgraten von Bohrungen.

Als Beispiel für die Beschreibung der Erfindung ist die Bearbeitung eines Stahlringes 1 gewählt, der auf seiner Innenfläche mit Längsnuten 2 versehen ist. Wie insbesondere in der rechten Hälfte der Abb. 2 gut zu erkennen, weisen die Längsnuten vom spangebenden Arbeitsgang her scharfe Kanten 3 auf, die verrundet oder entgratet werden sollen.

Xm Innenraum des Ringes ist die aus elektrisch gut leitendem Werkstoff gefertigte Werkzeugelektrode k angeordnet. Sie ist etwa dem Innenradius des Stahlringes angepaßt. Diejenigen Oberfläohenteile der Werkzeugelektrode 1, die nicht an der elektrochemischen Abtragung teilnehmen sollen, sind in an sich bekannter Weise mit einem elektrisch isolierenden Überzug 5 versehen. Den Längsnuten 2 des Werkstückes 1 genau gegenüber ist die Werkzeugelektrode mit Gegennuten 6 versehen, die eine geringfügig größere Breite als die Längsnuten aufweisen sollen. Die Breitendifferenz zwischen Längsnut 2 und Gegennut 6 ist abhängig von dem verwendeten Elektrolyten, der Stärke der Isolationsschicht 5 auf der Elektrode und von dem gewünschten Krümmungsradius der zu entgratenden und verrundenden Kante. In jede Gegennut ist ein aus elektrisch isolierendem Werkstoff hergestelltes Segment 7 derart eingelegt, daß zwischen «einer der Gegennut zugewandten Oberfläche und der Gegennut ein Spalt

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verbleibt. Jede Gegennut ist außerdem über eine Stichleitung 8 mit einer zentralen Bohrung 9 der Werkzeugelektrode verbunden. Diese Bohrung bzw* die Stiohleitungen führen den Elektrolyt während der elektrochemisch abtragenden Bearbeitung, Duroh die erläuterte Anordnung ist nun sichergestellt, daß der von der zentralen Bohrung 9 über die Stiohleitungen 8 den Gegennuten 6 unter entsprechend hohem Druck zufließende Elektrolyt aus den Längsschlitzen Io heraus geradlinig oder nahezu geradlinig auf die zu entgratenden Kanten 3 zwangegeführt wird.

Durch die erläuterte Anordnung und das Verfahren ist sicher·· gestellt, daß der elektrochemische Abtrag in kürzester Zeit ausschließlich an den Kanten erfolgt. Da die Werkzeugelektrode gut an die Innenmaße des Stahlringes angepaßt ist, kann im Bereich des elektrisch isolierenden Überzuges 5 kein Elektrolyt zwischen Werkzeugelektrode und Werkzeug eindringen und dort einen Abtrag hervorrufen»

Auch auf der Oberfläche der Längsnut 2 selbst erfolgt praktisch kein elektrochemischer Abtrag} da auf dieβ©^Fläche sehr wenig Stromfäden in das Werkstück eintreten und der dorthin gelangende Elektrolyt nur nooh eine geringe Strömungsgeschwindigkeit aufweist, sind die Bedingungen für einen elektrochemischen Abtrag nicht mehr erfüllt.

Selbstverständlich ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht auf die in Abb. 1 und 2 gezeigte Elektrode und das Werkstück beschränkt. Außerdem ist es gleichgültig, ob die Längsnuten geradlinig - wie in Abb, 2 - oder schräg - wie in Abb, 3 - verlaufen.

In Abb, k ist der Bereioh einer Nut und einer Gegennut mit einem Längssohlitz Io vergrößert herausgezelohnet, um zu zeigen, in welcher Weis· bei Verwendung dickerer Isolationsschichten die Wirkung der Vorrichtung weiter verbessert werden kann,

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nämlich dadurch, daß an dem elektrisoh leitenden metallischen Teil der Elektrode 4 ein diese verlängernder elektrisch leitender Blechstreifen 11 angesetzt ist. Mit diesem Blechstreifen, der - wie in Abb. k gezeigt - unterhalb der Oberfläche der Isolationsschicht 5 enden soll, wird eine im Vergleich zu einer derartigen Elektrode ohne Bleche bessere und schnellere elektrochemische Entgratung bewirkt.

Mit gleioh gutem Resultat ist auch das erfindungsgemäße Verfahren beim Entgraten oder Verrunden von Bohrungen anwendbar, wie aus Abb. 5 ersichtlich. Das als Anode geschaltete Werkstück ist mit der Bohrung Ί3 versehen, deren Kanten Ik entgratet bzw, verrundet werden sollen. Der Bohrung 13 gegenüber ist eine als Kathode geschaltete Verkzeugelektrode 15 angeordnet, die mit einer Gegenbohrung 17 versehen ist, welche in Abb. 1 entsprechender Weise größer als die Bohrung 13 dimensioniert und an ihrer gesamten Stirnfläche mit einem elektrisch isolierenden Überzug 16 versehen ist. Xm gezeigten Beispiel wird der Elektrolyt von der Gegenbohrung 17 her entsprechend der Pfeile 18 zugeführt und bewirkt dadurch eine genaue und rasche Verrundung der Bohrungskanten. Erforderlichenfalls kann die Werkzeugelektrode 15 in einer der in Abb« k gezeigten Anordnung entsprechenden Weise mit einem den metallischen Elektroden— körper verlängernden Blechstreifen versehen sein«

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1, Verfahren zum elektrochemischen Formentgraten spangebend geformter metallischer Werkstücke unter Verwendung metallischer Kathoden aus elektrisch leitendem Werkstoff und eineβ strömenden, vorzugsweise passivierenden Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt geradlinig oder nahezu geradlinig auf die zu entgratende oder verrundende Kante (3,l4) hin zwangsgeführt wird·

   2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet! daß der Elektrolyt aus einem der Kante (3) gegenüber angeordneten veränderlichen Spalt (lO) der Elektrode zugeführt wird.

   3» Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zum Verrunden und/ oder Entgraten der Kanten von Bohrungen mit geringem Durohmesser, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus einer der Kante (l4) gegenüber angeordneten Bohrung (l?) der Elektrode zugeführt wird,

   k. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, insbesondere zum Entgraten bzw» Verrunden der Kanten einer Längsnut, gekennzeichnet durch eine Werkzeugelektrode, die den Längsnuten (2) gegenüber mit Gegennuten (6) versehen ist, in welche derart bemessene Segmente (7) aus elektrisch isolierenden Werkstoff eingelegt sind, daß gegenüber der zu bearbeitenden Kante (3) zwischen dem Elektrodenkörper (4) und dem Segment (7) ein Längssohlitz (lO) entsteht»

   5. Vorrichtung nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gegennut an die Elektrolytzuführung angeschlossen ist·

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   6. Vorrichtung nach den Ansprüohen 4 und 5 t dadurch gekennzeichnet, daß der Längeechlitz (lO) mit Hilfe von Segmenten unterschiedlicher Größe einstellbar ist.

   7· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch eine Elektrode (15)> die der Werkstüokbohrung (13) gegenüber eine geringfügig größer bemessene Gegenbohrung (17) aufweist und deren dem Werkstück (12) zugewandte Stirnfläche mit einem elektrisch isolierenden Überzug (l6) versehen ist»

   8. Vorrichtung nach den Ansprüchen k bis 7? gekennzeichnet durch einen den elektrisch leitenden Elektrodenkörper (4 verlängernden Blechstreifen (ll)·

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