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Dokumentenidentifikation DE19916869A1 21.10.1999
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Werkstückbearbeitung mittels elektrischer Entladung
Anmelder Denso Corp., Kariya, Aichi, JP
Erfinder Yamaguchi, Tetsuji, Kariya, Aichi, JP;
Morita, Hiromichi, Kariya, Aichi, JP;
Sakamoto, Yukio, Kariya, Aichi, JP
Vertreter Zumstein & Klingseisen, 80331 München
DE-Anmeldedatum 14.04.1999
DE-Aktenzeichen 19916869
Offenlegungstag 21.10.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.10.1999
IPC-Hauptklasse B23H 7/22
Zusammenfassung Ein Vorgang zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung wird in einem Dielektrikum 150 durch Anlegen eines Spannungsimpulses zwischen einer Elektrode 10 und einem maschinell zu bearbeitenden Werkstück 2 ausgeführt, wobei das Dielektrikum 150 durch Anlegen von Druck oder Sog in ein maschinell zu erzeugendes Durchgangsloch 20 eingespritzt wird, und zwar ausgehend von einer Seite 201 des Werkstücks 2, auf welcher der maschinelle elektrische Entladungsvorgang ausgeführt wird, oder auf der anderen Seite 202 in Gegenüberlage zur Seite 201. Außerdem dauert die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung auf dem Werkstück 2 an, während die Zufuhr der Elektrode 10 in Übereinstimmung mit Profilen des Durchgangslochs zugeführt wird, bis das gewünschte Profil erhalten ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken mittels elektrischer Entladung zur Ausbildung von Durchgangslöchern mit extrem kleinem Durchmesser, wie etwa Einspritzdüsen, Ausflußöffnungen und dergleichen, welche eine besonders hohe Präzision erfordern, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bohrendbearbeiten, Fräsen und dergleichen sind bislang eingesetzt worden, um Durchgangslöcher, wie verschiedene Einspritzdüsen, Ausflußöffnungen und dergleichen, auszubilden. Es war jedoch sehr schwierig, Durchgangslöcher mit extrem kleinem Durchmesser von beispielsweise 50 µm oder kleiner mit hoher Präzision durch eine derartige Schneidbearbeitung zu bilden.

Um diesen Nachteil zu überwinden, können statt mechanischer Schneidmaschinen elektrische Entlademaschinen eingesetzt werden, um Durchgangslöcher mit extrem kleinem Durchmesser aus zubilden.

Wenn der Durchmesser eines Durchgangslochs extrem klein ist, besteht jedoch die Gefahr, daß durch die maschinelle Herstellung des Durchgangslochs Abmaterial bzw. Späne zwischen der Elektrode und dem Durchgangsloch verbleiben oder an dem Durchgangsloch haften und zwischen diesen beiden Teilen Kurzschluß erzeugen. Wenn ein derartiger Kurzschluß auftritt, wird die Entladung zwischen der Elektrode und der Innenwand des Durchgangslochs unterbrochen, was eine Unterbrechung des elektrischen Entladevorgangs zur maschinellen Bearbeitung zur Folge hat.

In einem derartigen Fall ist es erforderlich, die Elektrode aus dem Durchgangsloch herauszuziehen und das in dem Durchgangsloch verbleibende Abmaterial zu entfernen, was zu einer Erhöhung der Mannstunden für die Werkstückbearbeitung oder zu einer Verlängerung der Betriebszeit führt.

Wenn eine Düse, die mehrere Einspritzlöcher aufweist und dazu ausgelegt ist, einen vorbestimmten Durchsatz von Flüssigkeit aufrechtzuerhalten, die aus ihr ausgetragen werden soll, unter hoher Präzision hergestellt wird, kann das folgende Verfahren gemäß dem Stand der Technik zur Anwendung gelangen.

Zunächst wird ein erstes Einspritzloch dadurch ausgebildet, daß eine Entladungselektrode in eine vorbestimmte Position auf einer Austrag- bzw. Ausstoßoberfläche eines Werkstücks bewegt wird, auf welchem die Einspritzlöcher ausgebildet werden sollen. Wenn die Entladeelektrode aus dem ersten Einspritzloch entfernt wird, wird ein Durchsatz von Flüssigkeit, welche das erste Einspritzloch durchsetzt, gemessen. Aus dem derart gemessenen Wert kann die Größe des Einspritzlochs ermittelt werden.

Wenn die Größe des ersten Einspritzlochs, ermittelt aus diesem gemessenen Wert, sich von der Sollgröße unterscheidet, wird ein an die Elektrode angelegter Spannungsimpuls geändert, wenn ein zweites Einspritzloch ausgebildet wird, und zwar ausgehend von dem Spannungsimpuls, der angelegt wird, wenn das erste Einspritzloch gebildet wird, so daß eine mittlere Größe der ersten und zweiten Einspritzlöcher mit dem Sollwert des Einspritzlochs übereinstimmt.

Kurz gesagt, ist es möglich, einen Gesamtdurchsatz bzw. -durchfluß von Flüssigkeit, welcher sämtliche Einspritzlöcher durchsetzt, die auf der Einspritzfläche vorgesehen sind, selbst dann konstant zu halten, wenn die Größen der jeweiligen Einspritzlöcher sich voneinander unterscheiden, und zwar durch Steuern des Spannungsimpulses, der an die Elektrode rückgekoppelt auf Grundlage der Größen der bereits ausgebildeten Einspritzlöcher angelegt wird.

Das vorstehend genannte Verfahren gemäß dem Stand der Technik hat jedoch die nachfolgend erläuterten Nachteile.

Energie- bzw. Stromzufuhrbedingungen bei der Werkstückbearbeitung mittels elektrischer Entladung, wie etwa eine optimale Spannungsimpulsgröße oder dergleichen, werden auf Grundlage verschiedener Faktoren, wie etwa dem Material der Elektrode, dem Material des Werkstücks oder des Dielektrikums, ermittelt, in welches die Elektrode und das Werkstück während der elektrischen Entladebearbeitung eingetaucht sind. Es besteht deshalb die Gefahr, daß die (maschinelle) Bearbeitung mittels elektrischer Entladung von den optimalen Energiebedingungen abweicht, und zwar aufgrund von Variationen der Energiebedingungen, verursacht durch Einstellung der Größe des Durchgangslochs, was zu einer Verlängerung der Prozeßzeit führt. Da ein Bereich, in welchem die maschinelle Bearbeitung einstellbar ist, während die Energiebedingungen variiert werden, extrem klein bzw. eng ist, ist es schwierig, die Größe des Durchgangslochs durch Einstellung der Energiebedingungen in ausreichender Weise zu steuern.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorstehend erläuterten, beim Stand der Technik angetroffenen Probleme zu überwinden, indem ein Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung geschaffen wird, das während des elektrischen maschinellen Entladungsbearbeitungsvorgangs eine Entfernung von Abmaterial erleichtert, die Prozeßzeit minimiert und die Arbeitsausbeute verbessert.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung zu schaffen, durch welche ein hochpräziser Bohrvorgang ohne Erhöhung der Prozeßzeit ausgeführt werden kann, und eine elektrische Entladevorrichtung zur maschinellen Bearbeitung von Werkstücken zum Ausführen eines derartigen Verfahrens zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 15 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 8 bzw. 19.

Gemäß einem ersten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung demnach ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung, wobei die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung in einem Dielektrikum unter Anlegen eines Spannungsimpulses zwischen einer Elektrode und einem maschinell zu bearbeitenden Werkstück ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum durch Anlegen von Druck oder Sog in ein maschinell zu bearbeitendes Durchgangsloch ausgehend von einer Seite des Werkstücks eingespritzt wird, auf welche die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung ausgeführt wird oder auf die gegenüberliegende Seite.

Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung demnach eine Vorrichtung zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung, aufweisend: Ein Prozeßbad, in welchem ein Dielektrikum bevorratet ist, eine Elektrode zum Anlegen von Spannungsimpulsen an ein maschinell zu bearbeitendes Werkstück in dem Dielektrikum, ein Werkzeug, das auf der Seite in Gegenüberlage zu der Elektrode angeordnet ist, wobei das Werkstück sandwichartig dazwischen angeordnet ist, um einen Raum relativ zu dem Werkstück zu bilden, damit das Dielektrikum ein- und ausströmen kann, und entweder eine Dielektrikumansaugeinrichtung zum Saugen des Dielektrikums aus dem Raum, der zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück gebildet ist, oder eine Dielektrikumzuführeinrichtung zum Zuführen des Dielektrikums in den Raum.

Gemäß einem dritten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung demnach ein Verfahren zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung mit hoher Präzision, wobei ein Durchgangsloch in einem Werkstück unter Verwendung einer Vorrichtung zum maschinellen Bearbeiten des Werkstücks mittels elektrischer Entladung gebildet ist, welche Vorrichtung eine Elektrode mit einer an sich bekannten Verjüngung aufweist, eine Energie- bzw. Stromquelle zum Anlegen eines Spannungsimpulses für die elektrische Entladung zwischen der Elektrode und dem Werkstück, und eine Elektrodenzuführeinrichtung, welche die Elektrode fördert und dazu ausgelegt ist, daß die Zufuhr der Elektrode relativ zu dem Werkstück einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung auf dem Werkstück fortgesetzt wird, während die Zufuhr der Elektrode in Übereinstimmung mit Profilen des Durchgangslochs eingestellt wird, bis das gewünschte Profil erhalten ist.

Gemäß einem vierten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung demnach eine elektrische Entladevorrichtung, aufweisend eine Elektrode mit an sich bekannter Verjüngung, eine Energie- bzw. Stromquelle zum Anlegen eines Spannungsimpulses zur elektrischen Entladung zwischen der Elektrode und einem Werkstück, und eine Elektrodenzuführeinrichtung, welche die Elektrode trägt, damit diese derart beweglich ist, daß ein Durchgangsloch in dem Werkstück durch Einwirkung der Elektrode gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenzuführeinrichtung dazu ausgelegt ist, daß die Zufuhr der Elektrode relativ zu dem Werkstück in Übereinstimmung mit dem gewünschten Profil des Durchgangslochs einstellbar ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert, es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittseitenansicht zur Erläuterung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung,

Fig. 2 eine schematische Vorderansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung,

Fig. 3 eine Schnittseitenansicht zur Erläuterung eines maschinellen elektrischen Entladevorgangs zur Bildung eines grobgebohrten Lochs in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine Schnittseitenansicht zur Erläuterung der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung,

Fig. 5 schematisch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung, bei welchem Verfahren das Dielektrikum von der gegenüberliegenden Seite aus angesaugt wird,

Fig. 6 eine schematische Vorderansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung,

Fig. 7 schematisch die Größen eines grobgebohrten Lochs und eines Durchgangslochs gemäß einer vierten Ausführungsform,

Fig. 8 schematisch die Beziehung zwischen dem Durchmesser der Elektrode, dem maschinellen Endbearbeitungsvolumenverhältnis und der maschinellen Bearbeitungsausbeute gemäß der vierten Ausführungsform,

Fig. 9 schematisch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung mit Hilfe einer maschinellen Laserbearbeitungsvorrichtung,

Fig. 10A eine Vibrationsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform,

Fig. 10B schematisch einen Hauptteil der Vibrationsvorrichtung,

Fig. 11A ein Diagramm zur Erläuterung, wie die vertikale Vibration auf ein Werkstück mit Hilfe der Vibrationsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform ausgeübt werden soll,

Fig. 11B ein Diagramm zur Erläuterung, wie eine horizontale kreisförmige Vibration ausgeübt werden soll,

Fig. 12(a) und 12(b) Diagramme der maschinellen Bearbeitungsausbeuten, wenn die vertikale Vibration gemäß der fünften Ausführungsform angelegt wird,

Fig. 13(a) und 13(b) Diagramme der maschinellen Bearbeitungsausbeuten, wenn eine horizontale kreisförmige Vibration gemäß der fünften Ausführungsform angewendet wird,

Fig. 14 schematisch eine Vorderansicht einer Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 15 Ansichten eines Hauptteils verschiedener Elektroden sowie deren verjüngte Abschnitte in Übereinstimmung mit der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 16A eine Schnittseitenansicht eines Einspritzlochs mit einem Durchgangsloch gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 16B eine Draufsicht einer Einströmoberfläche einer Düse mit vier Einspritzlöchern gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 17A und 17B perspektivische Ansichten von zwei zur Regeneration einer verbrauchten Elektrode verwendeten Abrichtplatten, und

Fig. 18A und 18B Schnittseitenansichten zur Erläuterung der Messung bzw. Ausmessung eines Durchgangslochs durch ein Kontaktermittlungsverfahren und ein Sichtermittlungsverfahren bzw. optisches Ermittlungsverfahren.

Ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter bezug auf Fig. 1 bis 3 erläutert, welche eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigen.

Wenn in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, eine maschinelle Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung ausgeführt wird, indem Spannungsimpulse zwischen einer Elektrode 10 und einem zu bearbeitenden Werkstück 2 angelegt werden, wobei Elektrode und Werkstück beide in ein Dielektrikum 150 eingetaucht sind, wird das Dielektrikum 150 unter Druck in ein Durchgangsloch 20 eingespritzt, das durch den maschinellen Bearbeitungsvorgang mittels elektrischer Entladung ausgehend von einer Seite 202+ des Werkstücks 2 gebildet wird, auf welchem die Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung angeordnet ist.

Zunächst wird eine Vorrichtung 10 zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung, welche Vorrichtung bei dieser Ausführungsform eingesetzt wird, näher erläutert.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine Elektrode 10 an einer Elektrodenzuführeinrichtung 13 über eine Elektrodenführung 11 angebracht. Ein Prozeßbad 15, welches mit dem Dielektrikum 150 gefüllt ist, ist unter der Elektrode 10 angeordnet, und der maschinelle Bearbeitungsvorgang mittels elektrischer Entladung wird in dem Prozeßbad 15 ausgeführt.

Die Elektrodenzuführeinrichtung 13 ist an einer NC-Welle 14 befestigt, und die Zufuhr der Elektrode 10, verursacht durch die NC-Welle, wird durch eine NC-Wellensteuereinrichtung 31 gesteuert.

Die Bezugsziffer 33 bezeichnet eine Energie- bzw. Stromquelle zum Anlegen von Spannungsimpulsen an die Elektrode 10 und das Werkstück 2 für die maschinelle Bearbeitung mittels elektrischer Entladung. In diesem Hinblick wird der Spannungsimpuls an das Werkstück 2 über das Prozeßbad 15 und ein nachfolgend erläutertes Werkzeug 29 angelegt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, werden das maschinell zu bearbeitende Werkstück 2 und das Werkzeug 28 zum Tragen des Werkstücks 2 in dem Prozeßbad 15 angeordnet und ein geschlossener Raum 289 ist zwischen dem Werkzeug 28 und dem Werkstück 2 festgelegt.

Die Elektrode 10 hat einen Einspritzpfad 109, ausgebildet auf ihrer Achse, durch welchen das Dielektrikum 150 in den geschlossenen Raum 289 eingespritzt bzw. eingetragen wird.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist im Bereich des Werkzeugs 28 zum Regenerieren der Elektrode 10, die aufgrund der elektrischen Entladung verbraucht wird, eine Abrichtplatte 4 angeordnet.

Die Bezugsziffer 16 bezeichnet eine Dielektrikumpumpe zum Umwälzen des Dielektrikums 150 durch einen Pfad, welcher einen Dielektrikumtank 151 mit dem Prozeßbad 15 verbindet.

Die maschinelle Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung gemäß dieser Ausführungsform wird nunmehr erläutert.

Zunächst wird ein grobgebohrtes Loch 200 in einer Position in dem Werkstück 2 vorgesehen, in welcher ein Durchgangsloch 20 gebildet werden soll (siehe Fig. 3).

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird daraufhin das Werkstück 2 in dem Prozeßbad 15 angeordnet, und zwar unter Verwendung des Werkzeugs 28. Daraufhin wird das Dielektrikum 150 aus dem Dielektrikumtank 151 dem Innern des Prozeßbads 15 unter Verwendung der Dielektrikumpumpe 16 zugeführt. Zur selben Zeit strömt das Dielektrikum 150 in den geschlossenen Raum 289 durch das grobgebohrte Loch und füllt den geschlossenen Raum.

Als nächstes wird die Elektrodenzuführeinrichtung 13 betätigt, um ein Vorderende der Elektrode 10 am Zutritt zu dem grobgebohrten Loch 200 anzuordnen. Daraufhin wird die Energie- bzw. Stromquelle 33 betätigt, um zwischen die Elektrode 10 und dem Werkstück 2 Spannungsimpulse anzulegen, wodurch der elektrische Entladungsbearbeitungsvorgang ausgeführt wird, wie in Fig. 3 gezeigt, um das grobgebohrte Loch 200 in das Durchgangsloch 20 zu überführen.

Während dieses Vorgangs der maschinellen Bearbeitung des Werkstücks mittels elektrischer Entladung wird die Dielektrikumpumpe 16 angetrieben, um das Dielektrikum 150 in den geschlossenen Raum 289 über den Einspritzpfad 109 einzuspritzen, wodurch das Dielektrikum 150 unter Druck gesetzt wird. Dadurch steigt der Innendruck des geschlossenen Raums 289, um einen Strom des Dielektrikums 150 zu erzeugen, der durch einen Spalt zwischen der Elektrode 10 und dem Durchgangsloch 20 fließt, wie durch einen Pfeil B gezeigt. Während der elektrischen Entladungsbearbeitung erzeugtes Abmaterial wird durch diesen Strom gefördert und entfernt, wie durch den Pfeil B gezeigt, und zwar ausgehend von einer Seite 202 des Werkstücks 2, auf welcher die elektrische Entladung ausgeführt wird.

Nachdem die elektrische Entladungsbearbeitung beendet ist, wird die Elektrodenzuführeinrichtung 13 betätigt, um die Elektrode 10 aus dem Innern des Durchgangslochs 20 nach oben über das Werkstück 2 herauszuziehen.

Daraufhin wird das Werkstück 2, in welchem das Durchgangsloch 20 gebildet wurde, durch ein frisches zu bearbeitendes Werkstück ersetzt, auf welchem die elektrische Entladungsbearbeitung fortdauert bzw. fortgesetzt wird.

Da die Elektrode 10 aufgrund der elektrischen Entladung allmählich verbraucht wird, ist es erforderlich, die verbrauchte Elektrode 10 mit einer vorbestimmten Periode zu regenerieren, und zwar durch Abrichten, während ein Vorderende der Elektrode 10 mit einer Abrichtplatte 4 in Kontakt gebracht wird, die benachbart zu dem Werkstück 2 angeordnet ist.

In diesem Zusammenhang wird das "Abrichten" ausgeführt, indem Spannungsimpulse zwischen der Elektrode 10 und der Abrichtplatte 4 derart angelegt werden, daß die Elektrode 10 durch die Abrichtplatte 4 aufgrund der elektrischen Entladung maschinell bearbeitet wird.

Als nächstes werden die Wirkungen dieser Ausführungsform erläutert.

In Übereinstimmung mit der Ausführungsform wird das unter Druck stehende Dielektrikum 150 in das Durchgangsloch 20 eingespritzt, welches durch die elektrische Entladung maschinell bearbeitet wird. Das Dielektrikum 150 strömt dadurch stets durch einen Spalt zwischen der Elektrode 10 und dem Durchgangsloch 20, um zu verhindern, daß Abmaterial in dem Spalt verbleibt oder an der Innenwand des Durchgangslochs haftet.

Da das Dielektrikum 150 in den geschlossenen Raum 289 eingespritzt wird, steigt außerdem der Innendruck des geschlossenen Raums 289, um einen Strom des Dielektrikums zu erzeugen, der auf den Spalt zwischen der Innenwand und dem Durchgangsloch 20 und der Elektrode 10 gerichtet ist, welches einen einzigen Auslaß hierfür darstellt. Das Abmaterial wird dadurch problemlos aus dem Durchgangsloch 20 durch diesen Strom entfernt.

Demnach ist es möglich, kontinuierlich die elektrische Entladung zwischen der Elektrode 10 und dem Durchgangsloch 20 zu erzeugen, was zu einem effektiven elektrischen Entladungsbearbeiten führt. Die Prozeßzeit kann damit verkürzt werden, und die Arbeitsausbeute wird erhöht.

In Übereinstimmung mit der Ausführungsform ist außerdem das Werkstück 2 mit dem grobgebohrten Loch 200 versehen, das in einem vorausgehenden Prozeß vorab gebildet wurde und in das Durchgangsloch 20 überführt wird, das einen ausreichenden Präzisionsgrad und eine ausreichende Größe aufweist, und zwar durch den maschinellen elektrischen Entladungsvorgang, wie in Fig. 3 gezeigt.

Da in diesem Fall eine Schulter 209 in derjenigen Position gebildet wird bzw. ist, in welcher das Vorderende der Elektrode 10, die Innenwand des Durchgangslochs 20 und diejenige des grobgebohrten Lochs 200 zusammentreffen, wie in Fig. 3 gezeigt, wird die Durchsatzgeschwindigkeit des Dielektrikums 150 im Bereich hiervon verringert, was zu einem Zurückbleiben von Abmaterial führt.

Da in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der Strom des Dielektrikums 150 erzeugt wird, der von dem geschlossenen Raum 289 zu dem Spalt zwischen der Innenwand des Durchgangslochs 20 und der Elektrode 10 gerichtet ist, wie vorstehend angeführt, tritt die Verzögerung bzw. Verlangsamung des Dielektrikums 150 selbst im Bereich der Schulter 209 kaum auf. Dies verhindert, daß Abmaterial auf der Schulter 209 verbleibt und/oder haftet.

Da das Durchgangsloch 20 außerdem durch die elektrische Entladung bei dieser Ausführungsform maschinell bearbeitet wird, ist es möglich, ein feineres Durchgangsloch 20 mit einem höheren Präzisionsgrad zu bilden.

In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform ist es, wie vorstehend erläutert, möglich, ein Verfahren zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung zu schaffen, welches Verfahren in der Lage ist, Abmaterial aus dem Durchgangsloch während der elektrischen Entladungsbearbeitung effektiv zu entfernen, die Prozeßzeit zu verkürzen und die Arbeitsausbeute zu erhöhen.

In einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Dielektrikum 150, wie in Fig. 4 gezeigt, unter Druck in das durch die elektrische Entladung maschinell zu bearbeitende Durchgangsloch 20 von der anderen Seite 201 des Werkstücks 2 in Gegenüberlage zu der einen Seite 202 unter Druck eingespritzt, auf welcher der elektrische Entladungsbearbeitungsvorgang ausgeführt wird.

Auch in dieser Ausführungsform wird die Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung ähnlich zu derjenigen in der ersten Ausführungsform verwendet.

Wie in Fig. 4 gezeigt, sind ein Werkstück 2 und ein Werkzeug 29 zum Tragen bzw. Halten des Werkstücks 2 in dem Prozeßbad 15 angeordnet. In der Bodenwand des Werkzeugs 29 ist ein Strömungspfad 290 für das Dielektrikum vorgesehen, durch welchen das Dielektrikum 150 in das Innere des Werkzeugs 29 über ein Einführloch 160 eingespritzt bzw. eingetragen wird, das in dem Prozeßbad 15 vorgesehen ist, und füllt dasselbe.

Der maschinelle elektrische Entladungsbearbeitungsvorgang wird in dieser Ausführungsform, wie nunmehr erläutert, ausgeführt.

Zunächst wird ein grobgebohrtes Loch durch einen mechanischen Schneidvorgang in einer Position bereitgestellt, in welcher das Durchgangsloch 20 gebildet werden soll.

Daraufhin wird das Werkstück 2, wie in Fig. 4 gezeigt, in dem Prozeßbad 15 unter Verwendung des Werkzeugs 29 angeordnet. Daraufhin wird das Dielektrikum 150 von dem Dielektrikumtank in das Prozeßbad 15 und das Innere des Werkzeugs 29 zugeführt.

Als nächstes wird die Elektrodenzuführeinrichtung 13 betätigt, um ein Vorderende der Elektrode 10 am Einlaß des grobgebohrten Lochs anzuordnen. Daraufhin wird die Energie- bzw. Stromquelle 33 betätigt, um Spannungsimpulse zwischen der Elektrode 10 und dem Werkstück 2 anzulegen. Dadurch wird die elektrische Entladungsbearbeitung in derselben Weise wie in Fig. 3 ausgeführt, um das grobgebohrte Loch in ein Durchgangsloch 20 zu überführen.

Während der maschinellen elektrischen Entladungsbearbeitung wird die Dielektrikumpumpe 16 angetrieben, um das Dielektrikum 150 unter Druck zu setzen und es in das Innere des Werkzeugs 29 über das Einführloch 160 und den Strömungspfad 290 für das Dielektrikum einzuspritzen bzw. einzutragen, wie durch ein Pfeil C gezeigt, und zwar in Richtung auf das Durchgangsloch 20. Aufgrund der maschinellen elektrischen Entladungsbearbeitung wird ein erzeugter Schlamm bzw. erzeugtes Abmaterial von der einen Seite des Werkstücks 2 entfernt, auf welche das elektrische Entladungsbearbeiten ausgeführt wird, wie durch einen Pfeil B gezeigt.

Nach Beendigung der elektrischen Entladungsbearbeitung wird die Elektrodenzuführeinrichtung 13 betätigt, um die Elektrode 10 aus dem Innern des Durchgangslochs 20 nach oben herauszuziehen, um sie in eine Position über dem Werkstück zu bewegen.

Daraufhin wird das Werkstück 2, in welchem das Durchgangsloch 20 gebildet wurde, durch ein frisches bzw. neues Werkstück ersetzt, auf welchem die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung neuerdings gestartet wird.

Abgesehen von dem vorstehend Erläuterten entspricht diese Ausführungsform der ersten Ausführungsform.

Da die Herstellungskosten für die Elektrode 10, die für das Verfahren gemäß dieser Ausführungsform verwendet wird, niedrig sind, kann die Vorrichtung zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung bei niedrigeren Kosten hergestellt werden.

Zumindest entweder die Elektrode 10 oder das Werkstück 2 sind bevorzugt in Übereinstimmung mit der Erfindung vibrierend hergestellt.

Durch eine derartige Vibration der Elektrode oder des Werkstücks wird eine Pumpwirkung erzeugt, um zusätzlich sicherzustellen, daß Abmaterial nicht im Durchgangsloch verbleibt oder auf dessen Wandung haftet.

Da das Dielektrikum ebenfalls aufgrund der Vibration der Bearbeitungselektrode oder des Werkstücks in Vibration versetzt wird, wird eine Durchflußgeschwindigkeit des Dielektrikums, das durch den Spalt zwischen der Elektrode und der Innenwand des Durchgangslochs hindurchtritt, beschleunigt, wodurch die Entfernung des Abmaterials erleichtert wird.

In diesem Hinblick kann die Vibration der Elektrode oder des Werkstücks durch Anlegen einer Hochfrequenzwelle an diese bzw. dieses erzeugt werden.

Während der Durchfluß des Dielektrikums 150 in dem Spalt zwischen der Elektrode 10 und dem Durchgangsloch 20 durch unter Druck setzen des Dielektrikums 150 in den vorstehend genannten ersten und zweiten Ausführungsformen erzeugt wird, konnten derselbe Betrieb und dieselbe Wirkung durch einen Sog des Dielektrikums 150 erzielt werden.

In Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform wird das maschinelle Bearbeiten eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung von der gegenüberliegenden Seite 201 des Werkstücks 2 aus durchgeführt, während das Dielektrikum 150 durch das Durchgangsloch 20 gesaugt wird, das maschinell hergestellt bzw. bearbeitet wurde.

Das Werkzeug 29 wird auf der gegenüberliegenden Seite 201 des Werkstücks 2 angeordnet, um dieses zu tragen, und ein Raum 289 wird zwischen dem Werkzeug 29 und dem Werkstück 2 gebildet. Außerdem ist der Strömungspfad 290 für das Dielektrikum so vorgesehen, daß der Raum 289 in Verbindung mit dem Einführloch 160 steht, das in dem Prozeßbad 15 gebildet wird. Das Einführloch 160 ist mit einer nicht gezeigten Pumpe verbunden.

In anderer Hinsicht entspricht diese Ausführungsform der zweiten Ausführungsform.

In Übereinstimmung mit dem Verfahren gemäß dieser Ausführungsform wird das Dielektrikum durch eine Pumpe aus dem Einführloch 160 gesaugt bzw. angesaugt. Das Dielektrikum 150 strömt damit von einem Spalt zwischen dem Durchgangsloch 20 und der Elektrode 10 durch den Raum 289, den Strömungspfad bzw. Durchflußpfad 290 für das Dielektrikum und das Einführloch 160, wodurch verhindert wird, daß Abmaterial verbleibt oder anhaftet.

Im übrigen zeigt dieses Verfahren Wirkungen und umfaßt Vorgänge ähnlich der ersten Ausführungsform.

In Übereinstimmung mit einer in Fig. 6 bis 9 gezeigten vierten Ausführungsform wird die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung in derselben Weise wie in der ersten Ausführungsform durch Eintragen von Druck des Dielektrikums in das Durchgangsloch ausgeführt, das von der maschinellen Bearbeitungsseite aus maschinenbearbeitet bzw. -eingearbeitet wird.

Wie in Fig. 7 gezeigt, wird das grobgebohrte Loch 200 in dem Werkstück 2 durch ein vorausgehendes maschinelles Bearbeiten gebildet, und das elektrische Entladungsbearbeiten wird für das grobgebohrte Loch 200 ausgeführt, um eine Schulter 209 zu entfernen und um dadurch ein Durchgangsloch auszubilden.

Fig. 6 zeigt die Vorrichtung 1 zur maschinellen Bearbeitung eines Werkzeugs mittels elektrischer Entladung, die in dieser Ausführungsform verwendet wird.

Die Elektrode 10 wird auf der Elektrodenzuführeinrichtung 13 über die Elektrodenführung 11 angebracht. Das Prozeßbad 15, das mit dem Dielektrikum 150 gefüllt ist, wird unter der Elektrode 10 angeordnet, und die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung wird in dem Prozeßbad 15 ausgeführt.

Das Prozeßbad 15 wird, wie durch Pfeile gezeigt, vor und zurück und nach rechts und links sich bewegen gelassen.

Die Elektrodenzuführeinrichtung 13 ist auf der NC-Welle 14 angebracht, und das Zuführausmaß der Elektrode 10 durch die NC- Welle 14 wird durch die NC-Wellensteuereinrichtung 31 gesteuert.

Die Bezugsziffer 33 bezeichnet die Energie- bzw. Stromquelle zum Anlegen von Spannungsimpulsen an die Elektrode 10 und an das Werkstück 2. Die Spannungsimpulse werden an das Werkstück 2 über das Prozeßbad 15 und ein Werkzeug 29 angelegt, das nachfolgend näher erläutert ist.

Die Vorrichtung 1 zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform ist mit einem Positionssensor 18 zum Messen der Durchmesser und Positionen des grobgebohrten Lochs 200 und des Durchgangslochs 20 versehen.

Nachfolgend erläutert ist ein Maschinenbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform.

Das Werkstück 20 mit dem mittels maschineller Laserbearbeitung gebildeten grobgebohrten Loch 200 wird auf dem Werkzeug 28 in dem Prozeßbad 15 der Vorrichtung 1 zur maschinellen Bearbeitung mittels elektrischer Entladung angeordnet. Daraufhin wird das Prozeßbad 15 zu einer Stelle unter dem Positionssensor 18 bewegt, und die Position und der Durchmesser des grobgebohrten Lochs 200 werden durch den Positionssensor 18 gemessen. Als nächstes wird das Prozeßbad 15 zu einer Stelle unter der Elektrode 10 bewegt, die NC-Wellensteuereinrichtung 31 wird auf Grundlage der Meßergebnisse gesteuert, und das grobgebohrte Loch 200 wird maschinell mittels elektrischer Entladung bearbeitet, um ein Durchgangsloch 20 zu bilden.

Im übrigen entspricht das Verfahren gemäß dieser Ausführungsform demjenigen gemäß der ersten Ausführungsform.

Der maschinelle Bearbeitungswirkungsgrad bzw. die Bearbeitungsausbeute wird getestet, indem die Vorrichtung 1 zum maschinellen Bearbeiten-eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung gemäß dieser Ausführungsform verwendet wird, und zwar unter geeignetem Verändern des Endbearbeitungsvolumenverhältnisses. Der Testvorgang wurde ausgeführt unter Verwendung der Elektroden 10 mit Durchmessern von 100 µm, 300 µm und 500 µm und durch Bilden der Durchgangslöcher mit Durchmessern R von 100 µm, 300 µm und 500 µm unter Verwendung der elektrischen Entladungsbearbeitungsvorrichtung 1.

Das grobgebohrte Loch besaß einen Durchmesser R0 einer geeigneten Größe derart, daß das Endbearbeitungsvolumenverhältnis von 0,05 bis 1 variierte. Die Dicke des Werkstücks betrug 1 mm.

Eine Spannung von 100 V wurde an die Elektrode angelegt.

Fig. 8 zeigt ein Diagramm der Ergebnisse des Tests, durchgeführt unter den vorstehend genannten Bedingungen.

Der Bearbeitungswirkungsgrad in diesem Diagramm bezeichnet die maschinelle Bearbeitungsrate, ermittelt aus der gesamten Zeitdauer, die für die Maschinenbearbeitung erforderlich ist, und das Endbearbeitungsvolumen, das durch die Maschinenbearbeitung entfernt wurde.

Aus diesem Diagramm geht hervor, daß ein hervorragender Bearbeitungswirkungsgrad bzw. eine Bearbeitungsausbeute angetroffen wird, wenn das Endbearbeitungsvolumenverhältnis nicht kleiner als 0,3 eingestellt ist, und ein sehr guter Bearbeitungswirkungsgrad wird angetroffen, wenn das Endbearbeitungsvolumenverhältnis von 0,6 bis 0,8 ungeachtet des Durchmessers der Elektrode 10 beträgt.

Die Vorrichtung 1 zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung gemäß dieser Ausführungsform kann, wie in Fig. 8 gezeigt, mit einer maschinellen Laserbearbeitungsvorrichtung 19 versehen sein.

Die Laserbearbeitungsvorrichtung 19 umfaßt einen Laseroszillator 191, einen Reflexionsspiegel 192 zum Reflektieren und Sammeln des Laserstrahls 190, der von dort emittiert wird, und eine Fokussierlinse 193.

Bei dieser Vorrichtung wird das Werkstück 2 auf dem Werkzeug 29 in dem leeren Prozeßbad 15 angeordnet und es wird gemeinsam mit dem Prozeßbad bewegt, um es unter der maschinellen Laserbearbeitungsvorrichtung 19 anzuordnen, um durch maschinelles Laserbearbeiten ein grobgebohrtes Loch 200 zu bilden. Daraufhin wird das Werkstück 2 gemeinsam mit dem Prozeßbad 15 zu einer Stelle unter der Elektrode 10 bewegt, wo das Dielektrikum 150 in das Prozeßbad 15 zugeführt wird.

Daraufhin wird ein Durchgangsloch 20 in dem Werkstück 2 in derselben Weise wie in der ersten Ausführungsform gebildet.

Unter Verwendung der vorstehend genannten elektrischen Entladungsbearbeitungsvorrichtung 1 ist es möglich, die Zeit zum Fördern des Werkstücks zu verkürzen. Außerdem ist es möglich, Daten betreffend das grobgebohrte Loch 200, maschinell bearbeitet durch die Laserbearbeitungsvorrichtung 19, zu der Steuereinheit (NC-Wellensteuereinrichtung 31 usw.) für die Elektrode 10 in der elektrischen Entladungsbearbeitungsvorrichtung 1 derart zu übertragen, daß die zwei Einheiten miteinander zusammenwirkend arbeiten, wodurch es möglich ist, die Zeit zu verkürzen, die zum Messen des grobgebohrten Lochs 200 erforderlich ist, und um eine effiziente elektrische Entladungsbearbeitung zu verwirklichen.

Nachfolgend wird unter bezug auf Fig. 10 bis 13 eine fünfte Ausführungsform erläutert, demnach das Werkstück elektrisch entladungsbearbeitet wird, während es einer Vibration ausgesetzt wird.

Bei der in dieser Ausführungsform verwendeten Vorrichtung handelt es sich um die vorstehend unter bezug auf Fig. 2 erläuterte Vorrichtung zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung und sie umfaßt eine Vibrationseinrichtung 3, wie in Fig. 10A gezeigt, anstelle des Werkzeugs 28.

Wie in Fig. 10A gezeigt, enthält die Vibrationseinrichtung 3 piezoelektrische Elemente 31 und 32 und besitzt Vibrationswellen 33 und 34. Die Vibrationswelle 33 hat einen eingetieften Abschnitt 35, der in ihrer Oberfläche 331 gebildet ist, und einen eingetieften Abschnitt 36, der in ihrer Oberfläche 332 gebildet ist. Wie in Fig. 10B gezeigt, stehen diese eingetieften Abschnitte 35 und 36 miteinander durch einen Durchlaß 37 in der Vibrationswelle in Verbindung.

Wenn bei dem nachfolgenden Testvorgang es erwünscht ist, an das Werkstück 2 eine vertikale Vibration anzulegen, wird die Vibrationseinrichtung auf der elektrischen Entladungsbearbeitungsvorrichtung so angeordnet, daß der eingetiefte Abschnitt 36 zu der Elektrode weist, wie in Fig. 11A gezeigt. Daraufhin wird das Werkstück 2, wie in Fig. 10B mit durchbrochener Linie gezeigt, auf dem eingetieften Abschnitt 36 angeordnet.

Wenn es erwünscht ist, an das Werkstück 2 eine horizontale kreisförmige Vibration anzulegen, wird die Vibrationseinrichtung auf der elektrischen Entladungsbearbeitungsvorrichtung derart angeordnet, daß der eingetiefte Abschnitt 35 zu der Elektrode weist, wie in Fig. 11B gezeigt. Wie in Fig. 10B mit durchgezogener Linie gezeigt, wird daraufhin das Werkstück 2 auf dem eingetieften Abschnitt 35 angeordnet.

Der Maschinenbearbeitungswirkungsgrad wurde für den Fall, daß an das Werkstück 2 unter Verwendung der vorstehend erläuterten Vibrationseinrichtung 3 eine Vibration angelegt wurde, in der nachfolgend erläuterten Weise getestet.

Die Vibrationseinrichtung 3 mit zwei Vibrationswellen wird in dem Prozeßbad installiert, wie in Fig. 11A gezeigt, und zwar derart, daß sie entlang einer einzigen Achse vibriert, um eine vertikale Vibration anzulegen. Die Vibrationseinrichtung 3 wird außerdem in dem Prozeßbad so angeordnet, wie in Fig. 11B gezeigt, um eine biaxiale Vibration und Phasen einzustellen, um eine elliptische Vibration oder eine kreisförmige Vibration an das Werkstück anzulegen.

Der PZT (feste Lösung aus PbZrO3 und PbTiO3), bei dem es sich um einen Vibrator handelt, dehnt sich bei Ein/Ausschalten aus und zieht sich zusammen. Bei Anlegen einer Frequenz mit sinusförmiger Wellenform wird deshalb die für den folgenden Testablauf erforderliche Vibration gewonnen.

Wenn die vertikale Vibration an das Werkstück 2 angelegt wird, wie in Fig. 11A gezeigt, wird das Werkstück 2 auf dem eingetieften Abschnitt 36 angeordnet, der in der Oberfläche 332 der Vibrationswelle 33 gebildet ist, und die Vibrationseinrichtung 3 wird auf der elektrischen Entladungsbearbeitungsvorrichtung derart angeordnet, daß die Oberfläche 332 zu der Elektrode weist. Das Dielektrikum wird ausgehend von der Seite des eingetieften Abschnitts 35 angesaugt.

Wenn eine horizontale kreisförmige Vibration an das Werkstück 2 angelegt werden soll, wie in Fig. 11B gezeigt, wird das Werkstück 2 auf dem eingetieften Abschnitt 35 angeordnet, der in der Oberfläche 331 der Vibrationswelle 33 gebildet ist, und die Vibrationseinrichtung 3 wird derart auf der elektrischen Entladungsbearbeitungsvorrichtung angeordnet, daß die Oberfläche 331 zur Elektrode weist. Das Dielektrikum wird von der Seite des eingetieften Abschnitts 36 aus angesaugt.

Wenn die horizontale Vibration angelegt wurde, wurde der Maschinenbearbeitungswirkungsgrad gemessen, und zwar indem die Frequenz konstant gehalten, jedoch die Amplitude geeignet geändert wurde. Die Ergebnisse sind in Fig. 12(a) gezeigt. Der Maschinenbearbeitungswirkungsgrad wurde ebenfalls unter Konstanthalten der Amplitude, jedoch beim geeigneten Ändern der Frequenz, gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 12(b) gezeigt.

Wenn eine horizontale Vibration angelegt wurde, wurde außerdem der Maschinenbearbeitungswirkungsgrad unter Konstanthalten der Frequenz, jedoch bei geeigneter Änderung des Oszillationsradius, gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 13(a) gezeigt. Der Maschinenbearbeitungswirkungsgrad wurde außerdem unter Konstanthalten des Oszillationsradius, jedoch bei geeignetem Ändern der Frequenz, gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 13(b) gezeigt.

Der Maschinenbearbeitungswirkungsgrad wurde in derselben Weise wie in der vierten Ausführungsform gemessen.

Es ergibt sich, daß der Maschinenbearbeitungswirkungsgrad durch Anlegen einer Vibration in einem geeigneten Bereich erhöht werden kann.

Wenn das Durchgangsloch 20 in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform gebildet wird, wird der Maschinenbearbeitungswirkungsgrad am größten, wenn die Amplitude 3 µm beträgt und wenn die Frequenz etwa 1000 Hz im Fall der vertikalen Vibration beträgt, und wenn der Oszillationsradius 5 µm beträgt und die Frequenz 400 Hz im Fall der horizontalen Vibration beträgt.

Der Maschinenbearbeitungswirkungsgrad wurde außerdem gemessen, indem eine vertikale Vibration angelegt wurde unter Konstanthalten der Amplitude und geeignetem Ändern der Frequenz und Drehen der Elektrode. Die Ergebnisse sind in Fig. 12(b) gezeigt.

Aus Fig. 12(b) geht hervor, daß dann, wenn die Elektrode gedreht wurde, der Maschinenbearbeitungswirkungsgrad ungeachtet dessen erhöht wurde, daß keine Vibration angelegt war. Ungeachtet des Drehens oder des Nichtdrehens der Elektrode wurde außerdem ein hoher Maschinenbearbeitungswirkungsgrad unter der Voraussetzung erhalten, daß eine Vibration geeigneten Grads angelegt wurde.

Ein elektrisches Entladungsbearbeitungsverfahren und eine Vorrichtung hochpräzisen Typs gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nunmehr unter bezug auf Fig. 14 bis 18 erläutert.

Wie in Fig. 14 und 15 gezeigt, läuft das elektrische Entladungsbearbeitungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform ab unter Verwendung einer elektrischen Entladebearbeitungsvorrichtung 1 mit einer Elektrode 10, die eine bereits bekannte Verjüngung 100 aufweist, einer Energie- bzw. Stromquelle 33 zur elektrischen Entladung und dazu ausgelegt, Spannungsimpulse zwischen der Elektrode 10 und einem maschinenzubearbeitenden Werkstück 2 anzulegen, und einer Elektrodenzuführeinrichtung 13, welche die Elektrode 10 darauf trägt und ausgelegt ist, die Zufuhr der Elektrode 10 relativ zu dem Werkstück 2 einzustellen, wobei während der Ausbildung des Durchgangslochs 20 in dem Werkstück 2 die elektrische Entladungsbearbeitung auf dem Werkstück 2 andauert, während die Zufuhr der Elektrode 10 in Übereinstimmung mit dem gewünschten Profil des Durchgangslochs 20 eingestellt wird, bis das Durchgangsloch 20 mit dem gewünschten Profil gewonnen wird.

Zunächst wird die elektrische Entladungsbearbeitungsvorrichtung 1 näher erläutert, die in dieser Ausführungsform verwendet wird.

Wie in Fig. 14 gezeigt, wird die Elektrode 10 über eine Elektrodenführung 11 an der Elektrodenzuführeinrichtung 13 angebracht, welche eine Drehwelle 12 zum Drehen der Elektrode 10aufweist. Die Elektrodenzuführeinrichtung 13 ist ihrerseits auf der NC-Welle 14 angebracht.

Ein Prozeßbad 15 wird unter der Elektrode 10 angeordnet und mit einem Dielektrikum 150 gefüllt. Die elektrische Entladungsbearbeitung wird in dem Prozeßbad 15 ausgeführt.

Die Zufuhr der Elektrode 10, veranlaßt durch die Elektrodenzuführeinrichtung 13 wird durch eine NC-Wellensteuereinrichtung 32 gesteuert, die mit der NO-Welle 14 verbunden ist, und die Drehwelle 12 wird durch eine Drehwellensteuereinrichtung 31 gesteuert.

Obwohl in den Zeichnungen nicht gezeigt, ist die NC-Wellensteuereinrichtung 32 mit einem Rückkopplungssteuermechanismus zum Ermitteln der Zufuhr der Elektrode durch Betätigen der NO-Welle 14 auf Grundlage einer Durchflußrate versehen, die durch einen Durchflußmesser 17 gemessen wird, der nachfolgend erläutert ist, und durch Antreiben der NO-Welle 14 in Übereinstimmung damit.

Die Bezugsziffer 33 bezeichnet eine Energie- bzw. Stromquelle zum Anlegen eines Spannungsimpulses zwischen der Elektrode 10 und dem Werkstück 2. Der Spannungsimpuls wird an das Werkstück 2 über das Prozeßbad 15 und das Werkzeug 29 angelegt.

Wie in Fig. 14 gezeigt, werden das maschinenzubearbeitende Werkstück 2 und das Werkzeug 29 zum Tragen des Werkstücks 2 in dem Prozeßbad 15 angeordnet. In der Bodenwand des Prozeßbads 15 ist ein Durchflußpfad 290 für das Dielektrikum vorgesehen, durch welchen das Dielektrikum 150, das von einem Einführloch 160 eingeführt wird, das in dem Prozeßbad 15 vorgesehen ist, in das Innere des Werkzeugs 29 fließt bzw. strömt und dieses füllt.

Wie ebenfalls in Fig. 14 gezeigt, ist eine Abrichtplatte 4 im Bereich des Werkzeugs 29 zum Regenerieren des Profils der Elektrode 10 angeordnet, die aufgrund der elektrischen Entladung verbraucht wird.

Die Bezugsziffer 16 bezeichnet eine Dielektrikumpumpe zum Umwälzen des Dielektrikums 150 durch einen Pfad zum Verbinden des Dielektrikumtanks 151 mit dem Prozeßbad 15 und die Bezugsziffer 17 bezeichnet einen Durchflußmesser.

Die Elektrode 10, die in dieser Ausführungsform verwendet wird, wird nunmehr erläutert.

Die in dieser Ausführungsform verwendete Elektrode 10 kann unterschiedliche Profile aufweisen, wie etwa diejenigen, die in Fig. 15(a) bis 15(e) gezeigt sind.

Bei dem in Fig. 15(a) gezeigten Profil handelt es sich um eine rechteckige Querschnittsform mit einer planaren bzw. ebenen Verjüngung 100 auf jeder von zwei Seiten eines Frontabschnitts; bei dem in Fig. 15(c) gezeigten Profil handelt es sich um eine rechteckige Querschnittsform mit einer verrundeten Verjüngung 100.

Bei dem in Fig. 15(b) gezeigten stabartigen Profil handelt es sich um eine quadratische Querschnittsform mit einer planaren bzw. ebenen Verjüngung 100 auf jeder von vier Seiten des Frontabschnitts.

Bei dem in Fig. 15(d) gezeigten stabartigen Profil handelt es sich um eine kreisförmige Querschnittsform mit einer verrundeten Verjüngung 100 um den Frontabschnitt und bei dem in Fig. 15(e) stabartigen Profil handelt es sich um eine kreisförmige Querschnittsform mit einer planaren bzw. ebenen Verjüngung 100 auf einer Seite eines Frontabschnitts.

Jede der in Fig. 15(a) bis 15(e) gezeigten Elektroden kann für eine elektrische Entladungsmaschinenbearbeitungsvorrichtung bzw. eine Vorrichtung zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung gemäß dieser Ausführungsform verwendet werden. Die Elektrode 10 ist außerdem nicht auf die Dargestellten beschränkt.

Das elektrische Entladungsbearbeitungsverfahren bzw. das Verfahren zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung gemäß dieser Ausführungsform ist nachfolgend mehr im einzelnen erläutert.

In dieser Ausführungsform wird eine Einströmoberfläche 25 mit vier Einspritzlöchern 21 bis 24, wie in Fig. 16B gezeigt, so hergestellt, daß eine Gesamtdurchflußrate einer von sämtlichen der Einspritzlöcher ausgestoßenen Zielflüssigkeit konstant wird. In diesem Hinblick legt die Einströmoberfläche 25 ein Werkstück 2 fest, und jedes der vier Einspritzlöcher 21 bis 24 legt ein Durchgangsloch, ausgebildet durch eine elektrische Entladungsbearbeitung entsprechend dieser Ausführungsform fest.

Wie in Fig. 16A gezeigt, handelt es sich bei dem auszubildenden Einspritzloch 21 um eine kegelstumpfförmige Querschnittsform mit einem kleineren Durchmesser R auf der Einströmoberfläche 25, relativ zu demjenigen auf der gegenüberliegenden Oberfläche. Da die Menge des Zielfluids in Übereinstimmung mit Größen des Durchmessers R ermittelt wird, wird die Zufuhr der Elektrode 10 auf Grundlage der Meßergebnisse für den Durchmesser R eingestellt.

In dieser Hinsicht ist der Ziel- bzw. Sollwert des Durchmessers R bei der elektrischen Entladungsbearbeitung gemäß dieser Ausführungsform als R0 definiert. Das heißt, in dieser Ausführungsform werden vier identische Durchgangslöcher hergestellt, von denen jedes den Durchmesser R auf der Einströmoberfläche 25 gleich R0 aufweist, welche Löcher als Einspritzlöcher 21 bis 24 genutzt werden.

Zunächst werden grobgebohrte Löcher in dem Werkstück 2 in Positionen bereitgestellt, in welchen die Einspritzlöcher 21 bis 24 gebildet werden sollen.

Wie in Fig. 14 gezeigt, wird daraufhin das Werkstück 2 in dem Prozeßbad 15 unter Verwendung des Werkzeugs 29 angeordnet. Daraufhin wird das Dielektrikum 150 von dem Dielektrikumtank 151 in das Prozeßbad 15 und den Innenraum 289 des Werkzeugs 29 durch die Wirkung der Pumpe 16 für das Dielektrikum derart zugeführt, daß dieser Innenraum mit dem Dielektrikum 150 gefüllt ist.

Als nächstes wird die Elektrodenzuführeinrichtung 13 betätigt, um ein Frontende bzw. Vorderende der Elektrode 10 im Innern des grobgebohrten Lochs anzuordnen, das in dem Werkstück 2 vorgesehen ist. Die Energie- bzw. Stromquelle 33 wird betätigt, um einen Spannungsimpuls zwischen der Elektrode 10 und dem Werkstück 2 zum Zweck der elektrischen Entladungsbearbeitung anzulegen. Dadurch wird das grobgebohrte Loch in das Durchgangsloch 20 überführt.

Nach Beendigung der elektrischen Entladungsbearbeitung wird die Elektrodenzuführeinrichtung 13 betätigt, um die Elektrode 10 nach oben aus dem Innern des Durchgangslochs 20 derart herauszuziehen, daß sie in einer Position über dem Werkstück 2 rückgezogen ist.

Daraufhin wird das Dielektrikum 150 durch das Durchgangsloch 20 umgewälzt und seine Durchflußrate wird durch den Durchflußmesser 17 gemessen. Der Durchmesser R des Durchgangslochs 20 wird auf Grundlage der gemessenen Durchflußrate erfaßt, und wenn der erfaßte Wert für R R0 oder mehr beträgt, wird die elektrische Entladungsbearbeitung zu diesem Zeitpunkt unterbrochen.

Wenn hingegen der ermittelte Wert von R kleiner als R0 ist, wird die Zufuhr der Elektrode 10 durch die Elektrodenzuführeinrichtung 13 eingestellt und die elektrische Entladungsbearbeitung wird weiterhin derart fortgesetzt, daß der Durchmesser R des Durchgangslochs 20 mit R0 übereinstimmt. Daraufhin wird der Durchmesser R des Durchgangslochs 20 erneut gemessen.

Die Maschinenbearbeitung des Durchgangslochs 20, festgelegt durch den ersten Strahl 21, ist damit beendet.

Als nächstes wird die Elektrode 10 in dem grobgebohrten Loch für das zweite Einspritzloch 22 angeordnet, um einen elektrischen Entladungsbearbeitungsvorgang auszuführen. Die Zufuhr der Elektrode 10 variiert entsprechend dem Durchmesser R des Durchgangslochs 20, welches den ersten Strahl 21 festlegt.

Wenn der Durchmesser R des ersten Einspritzlochs 21 größer oder kleiner als R0 ist, wird die elektrische Entladungsbearbeitung auf bzw. an dem Durchgangsloch für das zweite Einspritzloch 22 ausgeführt, während die Zufuhr der Elektrode derart eingestellt wird, daß ein Mittelwert der Durchmesser R der ersten und zweiten Einspritzlöcher 21, 22 gleich R0 ist. Wenn im Gegensatz hierzu der Durchmesser R des ersten Einspritzlochs 21 gleich R0 ist, wird die elektrische Entladungsbearbeitung auf bzw. an dem Durchgangsloch für das zweite Einspritzloch 22 derart ausgeführt, daß sein Durchmesser R gerade eben gleich R0 ist. Nach Beendigung der elektrischen Entladungsbearbeitung wird der Durchmesser R des Durchgangslochs für das zweite Einspritzloch 22 erneut gemessen.

Das Durchgangsloch 20 für das dritte Einspritzloch 23 wird durch die elektrische Entladung in derselben Weise wie für das zweite Einspritzloch 22 maschinenbearbeitet bzw. -erzeugt, und nach Beendigung der elektrischen Entladungsbearbeitung wird sein Durchmesser R gemessen.

Das das vierte Einspritzloch 24 festlegende Durchgangsloch wird schließlich durch die elektrischen Entladungsbearbeitung maschinenbearbeitet bzw. -erzeugt, wobei die Zufuhr der Elektrode 10 in Übereinstimmung mit den Durchmessern R der ersten bis dritten Einspritzlöcher 21 bis 23 derart eingestellt wird, daß ein Mittelwert der Durchmesser R der ersten bis vierten Einspritzlöcher gleich R0 ist.

Nachdem die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung auf dem grobgebohrten Loch unter geeigneter Zuführung der Elektrode ausgeführt wurde, wird der Durchmesser R des Lochs gemessen. Auf Grundlage des gemessenen Durchmessers R wird eine notwendige Zufuhr der Elektrode berechnet und die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung wird erneut mit der berechneten Zufuhr für die Elektrode 10 ausgeführt.

In der vorstehend erläuterten Weise werden die vier Durchgangslöcher, welche die vier Einspritzlöcher festlegen, durch die erfindungsgemäße maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung erhalten.

Nachdem die Bearbeitung eines Werkstücks 2 mit der vorstehend erläuterten maschinellen elektrischen Entladungsbearbeitung endbearbeitet bzw. fertiggestellt wurde, wird das Prozeßbad 15in der in Fig. 14 durch einen Pfeil A bezeichneten Richtung verschoben, um die Elektrode 10 in Gegenüberlage zu der Abrichtplatte 4 anzuordnen, die benachbart zu dem Werkzeug 29 angeordnet ist.

Die Abrichtplatte 4 hat die Funktion, die verbrauchte Elektrode 10 zu regenerieren, indem die Form der Elektrode stets konstantgehalten wird. Die Regenerierung der Elektrode 10 wird ausgeführt, indem ein Spannungsimpuls zwischen die Elektrode 10 und die Abrichtplatte 4 angelegt wird, um die Elektrode 10 durch die elektrische Entladung unter Verwendung der Abrichtplatte 4 maschinell zu bearbeiten.

Nach Beendigung der Regeneration der Elektrode 10 durch die Abrichtplatte 4 wird das Prozeßbad 15 in der durch einen Pfeil B bezeichneten Richtung derart verschoben, daß die Elektrode 10 erneut sich in Gegenüberlage zum Werkstück 2 befindet.

Wenn die in Fig. 15(a) oder 15(b) gezeigte Elektrode 10 verwendet wird, wird die Regeneration der verbrauchten Elektrode unter Verwendung der Abrichtplatte 4 ausgeführt, wie in Fig. 17A gezeigt, wobei eine Prozeß- bzw. Verarbeitungsoberfläche 40 einen V-förmigen Querschnitt aufweist.

Das heißt, die Elektrode 10 ist dazu ausgelegt, sich der Verarbeitungsoberfläche 40 unter Anlegen eines Spannungsimpulses zwischen der Elektrode 10 und der Abrichtplatte 4 zu nähern, wodurch ein Vorderende der Elektrode 10 derart maschinell bearbeitet wird, daß es dasselbe Profil aufweist wie die Verarbeitungsoberfläche 40 mit der Verjüngung 100.

Wenn die in Fig. 15(c) oder 15(d) gezeigte Elektrode 10 verwendet wird, wird die Regeneration der verbrauchten Elektrode unter Verwendung der Abrichtplatte 4 ausgeführt, welche die in Fig. 17A gezeigte Verarbeitungsoberfläche 40 aufweist.

Das heißt, die Elektrode 10 wird dazu gebracht, sich, während sie sich dreht, der Verarbeitungsoberfläche 40 unter Anlegung eines Spannungsimpulses zwischen der Elektrode 10 und der Abrichtplatte 4 zu nähern, wodurch ein Vorderende der Elektrode 10 maschinell bearbeitet wird, um dasselbe Profil aufzuweisen, wie die Verarbeitungsoberfläche bzw. Prozeßoberfläche 40 mit der Verjüngung 100.

In dieser Hinsicht wird der Elektrode 10 durch die Drehwelle 12 eine Drehung erteilt, wie vorstehend erläutert (siehe Fig. 14).

Wenn die in Fig. 15(c) oder 15(d) gezeigte Elektrode 10 verwendet wird, kann die scheibenartige Abrichtplatte mit einer Verarbeitungsoberfläche 40 konischen Profils verwendet werden, wie in Fig. 17B gezeigt. In diesem Fall kann die Elektrode 10 dazu gebracht werden, sich der konischen Verarbeitungsoberfläche 40 so anzunähern, wie sie ist, wodurch die verbrauchte Verjüngung 100 der Elektrode 10 regeneriert werden kann.

Die Abrichtplatte 4 ist nicht auf die vorstehend erläuterten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann unterschiedliche Profile entsprechend den jeweiligen Formen der Elektrode 10 und der Verjüngung 100 aufweisen.

Nachdem die verbrauchte Elektrode 10 in dieser Weise regeneriert wurde, gelangt die Elektrode 10 in Gegenüberlage zu einem frischen Werkstück und führt die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung darauf aus, um Durchgangslöcher zu bilden.

Um den Verbrauch der Abrichtplatte 4, die in Fig. 17A gezeigt ist, zu verhindern, wird die Elektrode 10 bevorzugt unter Verwendung der vollständigen Länge der Abrichtplatte 4 regeneriert. Wenn andererseits die in Fig. 17B gezeigte Abrichtplatte 4 verwendet wird, kann die Regeneration der Elektrode 10 ausgeführt werden, während die Abrichtplatte 4 gedreht wird.

Obwohl die Regeneration der Elektrode 10 in dem Prozeßbad 15 ausgeführt wird, in welchem das Werkstück 2 gemäß dieser Ausführungsform verarbeitet wird, ist es möglich, getrennt ein Regenerationsbad mit einer darin vorgesehenen Abrichtplatte 4 bereitzustellen, zu welcher die Elektrode 10 überführt wird, wenn die Regeneration ausgeführt werden soll.

Anstelle einer Regeneration mit der Elektrode immer dann, wenn die Verarbeitung eines Werkstücks beendet ist, ist es möglich, die Regeneration zu einer vorbestimmten Zeitperiode durchzuführen.

Wirkungen dieser Ausführungsform werden nunmehr erläutert.

In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform unter Verwendung einer Vorrichtung 1 mit einer Elektrode 10, welche eine an sich bekannte Verjüngung 100 aufweist, und einer Elektrodenzuführeinrichtung 13, die dazu ausgelegt ist, die Zufuhr der Elektrode 10 einzustellen, werden in einem Werkstück 2 durch maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung Durchgangslöcher gebildet, während die Zufuhr der Elektrode 10 eingestellt wird.

Durch Vorsehen der Verjüngung 100 ist es möglich, die Elektrode 10 derart auszulegen, daß eine Querschnittsform oder ein Durchmesser der Elektrode sich von Teil zu Teil ändert.

Das Werkstück 2 in Übereinstimmung mit dem Profil der Elektrode 10 bei der maschinellen elektrischen Entladungsbearbeitung maschinell bearbeitet wird, ist es möglich, ein Durchgangsloch 20gewünschten Profils zu bilden, wenn die vorstehend genannte Elektrode 10 verwendet wird, und zwar ausschließlich durch Einstellen der Zufuhr der Elektrode.

In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform ist es unnötig, Energie- bzw. Stromzufuhrbedingungen bei der Einstellung des Durchmessers des Durchgangsloch 20 zu ändern. Deshalb kann die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung stets unter optimalen Energiebedingungen ausgeführt werden, um eine Erhöhung der Prozeßzeit bzw. der Verarbeitungszeit zu vermeiden.

Da das Profil der Verjüngung 100 bereits bekannt ist, ist es möglich, ein Durchgangsloch 20 eines gewünschten Durchmessers durch geeignetes Ändern der Zufuhr der Elektrode zu erhalten.

Da die Elektrode 10 außerdem aufgrund der maschinellen elektrischen Entladungsbearbeitung allmählich verbraucht wird, wird die Elektrode 10 immer dann regeneriert, wenn die Verarbeitung eines Werkstücks 2 beendet ist, und zwar durch die Abrichtung, welche durch die Abrichtplatte 4 ausgeführt wird, die benachbart zu dem Werkstück 2 in dem Prozeßbad 15 angeordnet ist. Der Verbrauch der Verjüngung 100 ist dadurch vermeidbar, wodurch eine hohe maschinelle Bearbeitungspräzision für eine lange Zeitdauer aufrechterhalten werden kann.

In dieser Ausführungsform wird das Profil des Durchgangslochs 20 stets daraufhin geprüft, ob es ein gewünschtes Profil ist oder nicht, wobei das Prüfungsergebnis zum elektrischen Entladungsbearbeitungsvorgang rückgekoppelt wird, um den Präzisionsgrad bei der maschinellen Bearbeitung zu gewährleisten.

Da die Durchflußrate der Flüssigkeit, welche das Durchgangsloch 20 durchsetzt, bei der vorstehend genannten Messung genutzt wird, ist es möglich, eine Einspritzung mit hohem Präzisionsgrad in bezug auf die Durchflußrate in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform zu erhalten.

Wie vorstehend ausgeführt, ist es in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform möglich, ein Verfahren zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung und eine dafür geeignete Vorrichtung zur maschinellen Bearbeitung bzw. Gewinnung eines Durchgangslochs mit hoher Präzision ohne Erhöhung der Prozeßzeit auszuführen.

Bevorzugt wird die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung in einem Prozeßbad ausgeführt, das mit einem Dielektrikum gefüllt ist, in welchem die Elektrode und ein Werkstück angeordnet sind, und zwar ähnlich einer üblichen maschinellen elektrischen Entladungsbearbeitung.

Vor der Ausbildung des Durchgangslochs wird ein grobgebohrtes Loch in dem Werkstück in unterschiedlicher Weise, einschließlich mittels Laserschneiden, elektrischer Drahtschneideentladung oder mechanischem Schneiden, bereitgestellt, wobei auf das grobgebohrte Loch die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung angewendet wird, um dieses Loch in ein Durchgangsloch zu überführen.

Die Elektrode kann unterschiedliche Profile aufweisen, wie in Fig. 15 gezeigt, etwa einen rechteckigen oder einen kreisförmigen Querschnitt. Die Verjüngung kann auch planar bzw. eben, verrundet oder in anderer Weise gestaltet sein.

Die Elektrodenzuführeinrichtung ist bevorzugt dazu ausgelegt, daß die Zuführung der Elektrode auf Grundlage einer vorabgemessenen Beziehung zwischen der Zuführung relativ zu dem Werkstück oder dem Durchgangsloch und dem Durchmesser des resultierenden Durchgangslochs selbst dann eingestellt wird, wenn eine profilierte Elektrode verwendet wird.

Das Profil der Elektrode wird bevorzugt konstantgehalten, um die konstante Beziehung zwischen der Zufuhr der Elektrode und dem Durchmesser des Durchgangslochs sicherzustellen, wodurch einen exakte maschinelle Bearbeitung gewährleistet ist.

Die Elektrode wird bevorzugt derart hergestellt, daß nach groben Ausbilden eines Profils für dieselbe durch Pressen unter Verwendung einer Preßrolle oder dergleichen die Verjüngung während der Abrichtung unter Verwendung einer Abrichtplatte bereitgestellt wird, wie in Fig. 17A und 17B nachfolgend erläutert.

In Übereinstimmung mit dem vorstehend genannten Verfahren kann die Elektrode problemlos massenproduziert und mit einer Verjüngung bei hohem Präzisionsgrad versehen werden.

Die Abrichtung wird ausgeführt, indem eine Abrichtplatte verwendet wird, wobei ein Spannungsimpuls zwischen der Elektrode und der Abrichtplatte angelegt wird. Die Verjüngung der Elektrode kann durch verschiedene maschinelle Bearbeitungsverfahren, wie etwa Ziehen, bereitgestellt werden.

Eine siebte Ausführungsform eines Verfahrens zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung vom Hochpräzisionstyp gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter bezug auf Fig. 18A und 18B erläutert, wobei der Durchmesser R des Durchgangslochs durch ein Kontaktermittlungsverfahren oder ein optisches bzw. visuelles Ermittlungsverfahren gemessen wird.

Wenn unter bezug auf Fig. 18A die Messung für das Durchgangsloch 20 ausgeführt wird, wird die Elektrode zunächst aus dem Durchgangsloch herausgezogen. An ihrer Stelle wird eine Ermittlungselektrode 51 in das Durchgangsloch eingeführt und in geeigneter Weise bewegt. Eine Spannung wird vorläufig bzw. zunächst zwischen der Ermittlungselektrode 51 und dem Werkstück 2 angelegt.

Der Durchmesser des Durchgangslochs 20 wird durch Ermitteln eines Kontaktstroms gemessen, der durch den Kontakt der Ermittlungselektrode 51 mit einem Umfangsrand des Durchgangslochs 20 erzeugt wird.

In Übereinstimmung mit dem vorstehend genannten Verfahren ist es möglich, den Durchmesser R mit hohem Präzisionsgrad selbst dann zu messen, wenn Fremdstoffe, wie etwa Staub oder dergleichen, vorhanden sind.

Im übrigen entspricht diese Ausführungsform der sechsten Ausführungsform.

Wenn unter bezug auf Fig. 18B die Messung des Durchgangslochs 20 ausgeführt wird, wird die Elektrode zunächst aus dem Durchgangsloch herausgezogen. An ihrer Stelle wird eine Kamera 52 über das Einführloch 160 und den Durchflußpfad 290 eingeführt (siehe sechste Ausführungsform), um ein Bild von dem Durchgangsloch 20 zu gewinnen. Aus diesem Bild erhaltene Bilddaten werden in einen Computer eingegeben, in welchem eine Bildanalyseverarbeitung bezüglich der Bilddaten ausgeführt wird. Es ist möglich, die Messung des Durchgangslochs 20 auf Grundlage dieser Analyse zu erhalten.

In Übereinstimmung mit den vorstehend angeführten Verfahren ist eine rasche Messung in kontaktfreier Weise möglich.

Im übrigen entspricht diese Ausführungsform der sechsten Ausführungsform.

Wie vorstehend erläutert, ist es in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung möglich, die Ausbildung eines Durchgangslochs mit hohem Präzisionsgrad auszuführen, weshalb die vorliegende Erfindung besonders geeignet ist zum maschinellen Bearbeiten bzw. Erzeugen eines Einspritzlochs, das an einem Vorderende einer Einspritzdüse vorgesehen ist.

Während die Erfindung unter bezug auf spezielle Ausführungsformen, die zu Darstellungszwecken gewählt wurden, erläutert wurde, erschließen sich dem Fachmann zahlreiche Modifikationen, ohne vom grundsätzlichen Konzept der Erfindung abzuweichen, die durch die anliegenden Ansprüche festgelegt ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung, wobei die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung in einem Dielektrikum unter Anlegen eines Spannungsimpulses zwischen einer Elektrode und einem maschinell zu bearbeitenden Werkstück ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum durch Anlegen von Druck oder Sog in ein maschinell zu bearbeitendes Durchgangsloch ausgehend von einer Seite des Werkstücks eingespritzt wird, auf welche die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung ausgeführt wird oder auf die gegenüberliegende Seite.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkzeug auf der anderen Seite des Werkstücks in Gegenüberlage zu der einen Seite (der Elektrodenseite) angeordnet wird, auf welcher die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung ausgeführt wird, und die Druckdifferenz in dem Dielektrikum zwischen der Innenseite und der Außenseite des Werkzeugs bereitgestellt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Loch in dem Werkstück durch eine maschinelle Vorbearbeitung grobgebohrt wird, und die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung für das grobgebohrte Loch ausgeführt wird, um den Schulterabschnitt zu entfernen, um dadurch ein Durchgangsloch auszubilden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das maschinelle Endbearbeitungsvolumenverhältnis (= maschinelles Endbearbeitungsvolumen/Durchgangslochvolumen) kleiner als 0,3 ist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum in einen geschlossenen Raum eingespritzt wird, der sich in Gegenüberlage zu dem Werkstück befindet.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest entweder die Elektrode oder das Werkstück in Vibration versetzt wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung unter Verwendung einer verjüngten Elektrode ausgeführt wird.
  8. 8. Vorrichtung zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung, aufweisend:

    ein Prozeßbad, in welchem ein Dielektrikum bevorratet ist, eine Elektrode zum Anlegen von Spannungsimpulsen an ein maschinell zu bearbeitendes Werkstück in dem Dielektrikum,

    ein Werkzeug, das auf der Seite in Gegenüberlage zu der Elektrode angeordnet ist, wobei das Werkstück sandwichartig dazwischen angeordnet ist, um einen Raum relativ zu dem Werkstück zu bilden, damit das Dielektrikum ein- und aus strömen kann, und

    entweder eine Dielektrikumansaugeinrichtung zum Saugen des Dielektrikums aus dem Raum, der zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück gebildet ist, oder eine Dielektrikumzuführeinrichtung zum Zuführen des Dielektrikums in den Raum.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode die Form eines Rohrs mit einem darin ausgebildeten Einspritzdurchlaß aufweist, und das Dielektrikum dem Raum zugeführt oder aus diesem gesaugt wird, der zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück gebildet ist, und zwar durch den Einspritzdurchlaß.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einführloch in dem Werkzeug gebildet ist, um das Dielektrikum zuzuführen oder abzusaugen.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Innenwandfläche des Werkzeugs in Gegenüberlage zu dem Werkstück eine gekrümmte Oberfläche ist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Werkstück und das Werkzeug gebildete Raum in bezug auf die Achse der Elektrode symmetrisch ist.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode verjüngt ist bzw. spitz zuläuft.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vibrationseinrichtung vorgesehen ist, um das Werkstück unter Vibration zu setzen.
  15. 15. Verfahren zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks mittels elektrischer Entladung mit hoher Präzision, wobei ein Durchgangsloch in einem Werkstück unter Verwendung einer Vorrichtung zum maschinellen Bearbeiten des Werkstücks mittels elektrischer Entladung gebildet ist, welche Vorrichtung eine Elektrode mit einer an sich bekannten Verjüngung aufweist, eine Energie- bzw. Stromquelle zum Anlegen eines Spannungsimpulses für die elektrische Entladung zwischen der Elektrode und dem Werkstück, und eine Elektrodenzuführeinrichtung, welche die Elektrode fördert und dazu ausgelegt ist, daß die Zufuhr der Elektrode relativ zu dem Werkstück einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die maschinelle elektrische Entladungsbearbeitung auf dem Werkstück fortgesetzt wird, während die Zufuhr der Elektrode in Übereinstimmung mit Profilen des Durchgangslochs eingestellt wird, bis das gewünschte Profil erhalten ist.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei während der maschinellen Bearbeitung bzw. Erzeugung des Durchgangslochs das Durchgangsloch daraufhin überprüft wird, ob das gewünschte Profil erhalten ist oder nicht, und die Zufuhr der Elektrode außerdem auf Grundlage dieses Ergebnisses eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung durch ein visuelles Ermittlungsverfahren ausgeführt wird, demnach ein Bild des Durchgangslochs mittels einer Kamera erzeugt und durch einen Bildsensor gemessen wird.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei während der maschinellen Bearbeitung bzw. Erzeugung des Durchgangslochs das Durchgangsloch daraufhin überprüft wird, ob ein gewünschtes Profil erhalten ist oder nicht, und die Zufuhr der Elektrode außerdem auf Grundlage dieses Ergebnisses eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfung durch ein Kontaktermittlungsverfahren ausgeführt wird, wobei, nachdem die Elektrode aus dem Durchgangsloch herausgezogen ist, eine Ermittlungselektrode in das Durchgangsloch eingeführt wird.
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 15, wobei während der maschinellen Bearbeitung bzw. Erzeugung des Durchgangslochs das Durchgangsloch daraufhin überprüft wird, ob ein gewünschtes Profil erhalten ist oder nicht, und die Zufuhr der Elektrode außerdem auf Grundlage dieses Ergebnisses eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung durch eine Durchflußratenmessung ausgeführt wird, während die Fluidströmung durch das Durchgangsloch aufrechterhalten wird.
  19. 19. Elektrische Entladevorrichtung, aufweisend eine Elektrode mit an sich bekannter Verjüngung, eine Energie- bzw. Stromquelle zum Anlegen eines Spannungsimpulses zur elektrischen Entladung zwischen der Elektrode und einem Werkstück, und eine Elektrodenzuführeinrichtung, welche die Elektrode trägt, damit diese derart beweglich ist, daß ein Durchgangsloch in dem Werkstück durch Einwirkung der Elektrode gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenzuführeinrichtung dazu ausgelegt ist, daß die Zufuhr der Elektrode relativ zu dem Werkstück in Übereinstimmung mit dem gewünschten Profil des Durchgangslochs einstellbar ist.






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