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DE3006711C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Spiegel-Finishen eines zylindrischen Werkstücks - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Spiegel-Finishen eines zylindrischen Werkstücks

Info

Publication number
DE3006711C2
DE3006711C2 DE3006711A DE3006711A DE3006711C2 DE 3006711 C2 DE3006711 C2 DE 3006711C2 DE 3006711 A DE3006711 A DE 3006711A DE 3006711 A DE3006711 A DE 3006711A DE 3006711 C2 DE3006711 C2 DE 3006711C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
abrasive
cylindrical workpiece
treated
working electrodes
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3006711A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3006711A1 (de
Inventor
Shoichi Honda
Hiroshi Osaka Kamada
Yasuo Kimoto
Hidehiko Maehata
Katsunori Tamiya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanadevia Corp
Original Assignee
Hitachi Shipbuilding and Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2091979A external-priority patent/JPS55112731A/ja
Priority claimed from JP3661879A external-priority patent/JPS55128600A/ja
Priority claimed from JP5508779A external-priority patent/JPS55150930A/ja
Priority claimed from JP5508679A external-priority patent/JPS6051973B2/ja
Priority claimed from JP10431479A external-priority patent/JPS5921735B2/ja
Priority claimed from JP10431379A external-priority patent/JPS5921734B2/ja
Priority claimed from JP10431579A external-priority patent/JPS5627739A/ja
Application filed by Hitachi Shipbuilding and Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Shipbuilding and Engineering Co Ltd
Publication of DE3006711A1 publication Critical patent/DE3006711A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3006711C2 publication Critical patent/DE3006711C2/de
Expired legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H5/00Combined machining
    • B23H5/06Electrochemical machining combined with mechanical working, e.g. grinding or honing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spiegel-Finishen eines zylindrischen Werkstücks gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Unter dem Begriff »Spiegel-Finishen« versteht man die Feinstbearbeitung einer Werkstückoberfläche durch Hochglanzpolieren oder ein Mikrofinishen zur Erzielung einer ausgezeichneten Rundheit eines zylindrischen Werkstücks bzw. einer ausgezeichneten Oberflächenrauhigkeit.
Es ist bereits ein elektrolytisches Verfahren bekannt, entsprechend dem ein wasserdurchlässiges Schleifmittel und ein Elektrolyt in einen Spalt zwischen den Arbeitselektroden und der zu behandelnden Außenfläche eines zylindrischen Werkstücks eingegeben wurden. Bei diesem Verfahren wurde das zylindrische Werkstück gedreht und dem Spalt zur Erzeugung eines anodischen Passivfilms auf der zu behandelnden Oberfläche ein Gleichstrom oder eine pulsierende Spannung aufgebracht. Dabei wurden die vorstehenden Teile der zu
I I if
behandelnden Oberfläche durch Schleifen bzw. durch einen abrasiven Vorgang und ein elektrolytisches Abseigem beseitigt
Wenn entsprechend einem derartigen Verfahren die Oberfläche eines Werkstücks bearbeitet wurde, nahm jedoch die Wirksamkeit des Finishens des Schleifmittels im Laufe der Zeit erheblich ab. Daraus resultierte eine unzureichende Feinstbearbeitung der zu behandelnden Oberflächen. Daher hat man das verwendete Schleifmittel häufig dJ'iTch ein neues ersetzt, wobei der Feinstbearbeitungsvorgang unterbrochen werden mußte. Nach Wiederaufnahme der Feinstbearbeitung war natürlich das neu eingebrachte Schleifmittel wirksamer als vor der Unterbrechung, was zu einer ungleichmäßigen Oberflächenbearbeitung führte.
Durch die Anwendung des bekannten Verfahrens betrug die minimal erreichbare Oberflächenrauhigkeit 0,2 bis 03 μmRmax. Es war daher schwierig, eine gleichmäßige Oberfläche mit einer Oberflächenraahigkeit von 0,1 μΓηΚτηαχ oder weniger zu erzielen. Ebenso war es unmöglich, eine Rundheit eines zylindrischen Werkstücks von einigen wenigen μπι oder weniger zu erzielen.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren derart weiterzuentwikkeln, daß ein weitgehend kontinuierlicher Betrieb bei zufriedenstellender Oberflächenrauhigkeit und Rundheit des zylindrischen Werkstücks ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 sowie die beanspruchte Vorrichtung gelöst
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen erfolgt keine Beeinträchtigung der Oberflächen durch eine mit der Zeit auftretende Verschlechterung des Schleifmittels. Auch ist es nicht notwendig, das Schleifmittel auszutauschen und hierzu den Bearbeitungsvorgang zu unterbrechen. Dies führt zu einer gleichmäßigen Oberflächenbearbeitung.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden insbesondere die vorstehenden Teile der zu behandelnden Oberfläche elektrolytisch aus- bzw. abgeseigert und dann abgetragen, wodurch die Außenfläche oder die Innenfläche von zylindrischen Werkstücken zuverlässig, leicht und sehr wirksam spiegelpoliert werden können, um so eine Oberflächenrauhigkeit von ungefähr 0,1 μπ^η^χ oder weniger und eine Rundheit des zylindrischen Werkstückes von einigen wenigen μΐη zu erzielen.
Das Spiegel-Finishen von ebenflächigen Werkstükken ist aus der US-PS 41 40 598 bekannt Beim Spiegel-Finishen eines ebenflächigen Werkstücks gemäß dieser Druckschrift erfolgt der Bearbeitungsvorgang mittels einer sich drehenden Scheibe, wobei keine kontinuierliche Geschwindigkeit des abrasiven Schleifmittels vorliegt. Die bevorzugte Tangentialgeschwindigkeit des Elektrodenwerkzeuges beträgt 50 bis 450 m/min, d. h. 0,48 bis 7,5m/sec. Zur Mitte der Scheibe hin nimmt diese Schleifgeschwindigkeit bis auf Null ab, so daß keine gleichmäßige Schleifgeschwindigkeit vorliegt Es wird eine elektrolytische Spannung von einigen wenigen Volt bis ungefähr 15 Volt angelegt Die Dichte des elektrolytischen Stromes bei dem Verfahren gemäß der US-PS 41 40 598 beträgt 0,5 bis 2,5 A/cm*.
Mit dem erfindungsgemäßen Gerät kann ein zylindrisches Werkstück dadurch spiegelpoliert bzw. spiegelgefinisht werden, daß Material durch Elektrolyse im Zusammenhang mit einem mechanischen Schleifvorgang von der Innenfläche oder der Außenfläche von insbesondere groß bemessensn zylindrischen Werkstücken abgetragen werden. Die Zirkulation der Schleifbänder, welche ausreichend langer ist als die Größe der Elektrodenflächen der Arbeitselektroden, erlaubt die Realisierung eines Langzeit-Poliervorganges und die Schaffung einer gleichmäßig spiegelgefinishten Oberfläche. Daher schafft die Erfindung ein höchst wirksames und wirtschaftliches Gerät
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine Teilschnittansicht eines ersten Beispiels eines Werkzeugs, welches im Zusammenhang mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Spiegel-Finishen eines zylindrischen Werkstückes verwendet wird,
Fig.2 eine charakteristische Kurve während der Zeit, in der das Spiegel-Finishen durchgeführt wird,
F i g. 3 eine charakteristische Kurve zur Darstellung des Verhältnisses zwischen der OberfJächenrauhigkeit und dem Zyklus, während dem ein Teil der zu behandelnden Oberfläche den Arbeitselektroden ausgesetzt ist,
Fig.4 eine charakteristische Kurve zur Darstellung des Verhältnisses zwischen der Schleifgeschwindigkeit eines Schleifmittels und der Oberflächenrauhigkeit,
F i g. 5 eine charakteristische Kurve zur Darstellung
des Verhältnisses zur Anpreßkraft des Schleifmittels auf die zu behandelnde Oberfläche, dem Spalt zwischen der zu behandelnden Oberfläche und der Elektrodenfläche und der Oberflächenrauhigkeit,
F i g. 6 eine Teilschnittansicht eines zweiten Beispiels eines gemäß der Erfindung zu verwendenden Werkzeuges,
F i g. 7 eine Vorderansicht eines dritten Beispiels eines gemäß der Erfindung zu verwendenden Werkzeuges,
F i g. 8 eine Seitenansicht des in F i g. 7 dargestellten Werkzeuges,
F i g. 9 eine charakteristische Kurve des Stromes, der in der Zeit fließt, in der mit dem in F i g. 7 dargestellten Werkzeug das Spiegel-Finishen durchgeführt wird,
Fig. 10 eine Vorderansicht eines vierten Beispiels eines gemäß der Erfindung zu verwendenden Werkzeugs und
F i g. 11 —16 Vorderansichten von sechs anderen Ausführungsformen von Spiegel-Finish-Geräten entsprechend der Erfindung.
Ein in F i g. 1 dargestelltes zylindrisches Werkstück 1 mit einer einem Spiegel-Finishen zu unterwerfenden Außenfläche 2 ist in Richtung des Pfeiles A mittels eines geeigneten Antriebsmechanismus drehbar und ist mit der Anode einer Energieversorgung verbunden.
Eine Arbeitselektrode 3 ist neben der Außenfläche 2 des zylindrischen Werkstückes mit einem Abstand Ig angeordnet und ist mit der Kathode der Energieversorgung verbunden. Die Elektrodenfläche 4 dor Arbeitselektrode 3 ist mit einer konkav gekrümmten Oberfläche versehen, deren Radius ein wenig größer ist als der der Außenfläche 2 des zylindrischen Werkstückes und befindet sich gegenüber der Außenseite 2 des zylindrischen Werkstücks 1, wobei sich zwischen den Oberflächen ein Abstand befindet Die Arbeitselektrode 3 ist mit einer öffnung 5 versehen, durch die ein Elektrolyt 6 zugeführt werden kann. Die öffnung 5 mündet in die Elektrodenfläche 4.
Zwischen der Elektrodenfläche 4 und der Außenseite 2 des zylindrischen Werkstücks 1 befindet sich ein
5 6
Schleifmittel 7 mit Wasserdurchlässigkeitseigenschaften Strom /2, wenn dieser Teil der zu behandelnden Ober-
und elektrischen Isoliereigenschaften. Das Schleifmittel fläche nicht der Arbeitselektrode 3 gegenüberliegt, wie
7 kann als Schleiftuch, als Schwabbelkissen oder als dies in F i g. 2 dargestellt ist. Durch eine derartige Ver-
Schleifkörner alleine oder in geeigneter Kombination änderung des Stromes / wird das Spiegel-Finishen wie
ausgebildet sein. Das Schleifmittel 7 verhindert einen 5 folgt durchgeführt: Während der Strom /2 fließt, wird
Kurzschluß zwischen dem zylindrischen Werkstück 1 ein anodischer Passivfilm auf dem vorstehenden und
und der Elektrodenfläche 4 der Arbeitselektrode 3 und konkaven Abschnitt des genannten Teils der zu behan-
hält zwischen diesen Teilen einen elektrolytischen Spalt delnden Fläche ausgebildet. Wenn dieser Teil der zu
aufrecht Es ist wünschenswert, daß das Schleifmittel 7 behandelnden Oberfläche dann der Arbeitselektrode 3
eine Dicke von 0,5 mm oder mehr einnimmt 10 gegenüberliegt, wird ein derartiger anodischer Passiv-
Um das Schleifmittel 7 zwischen das zylindrische film an dem vorstehenden Teil abgeschliffen und durch Werkstück 1 und die Elektrodenfläche 4 anzuordnen, das Schleifmittel 7 beseitigt. Der am vorstehenden Teil
kann das Schleifmittel 7 auf einen geeigneten Abschnitt fließende Strom wird dann bis auf den Strom /1 ver-
der Elektrodenfläche 4 aufgebracht werden oder stärkt Der vorstehende Teil wird vorzugsweise selektiv
Schleifkörner können in das Elektrolyt 6 gemischt wer- 15 elektrolytisch abgeseigert Danach werden diese Vor-
den. gänge wiederholt so daß nur derartig vorstehende Teile
Die Außenfläche 2 des zylindrischen Werkstücks 1 der zu behandelnden Oberfläche gefinisht werden,
wird auf eine solche Weise spiegelgefinisht, daß die Es wird nun der Zyklus Γ beschrieben, währenddem
Elektrodenfläche 4 der Arbeitselektrode 3 mit einem ein Teil der zu behandelnden Oberfläche der Arbeits- Abstand von 1 bis 2 mm der Außenfläche 2 des zylindri- 20 elektrode 3 gegenüberliegt
sehen Werkstücks 1 gegenüberliegt und daß das Elek- F i g. 3 zeigt das Verhältnis zwischen einem derarti-
trolyt 6 in den Spalt zwischen der Elektrodenfläche 4 gen Zyklus T und der Oberflächenrauhigkeit Wie aus
und der Außenfläche 2 des zylindrischen Werkstücks 1 F i g. 3 ersichtlich ist, beträgt der geeignete Bereich des
durch die Zuführöffnung 5 der Arbeitselektrode 3 von Zyklus Tzur Erzielung einer Oberflächenrauhigkeit von
einer äußeren Vorrichtung zum Zuführen des Elektro- 25 0,5 μΓηΙΙΐηβχ oder weniger 10 bis 600 ms. Insbesondere
lyts zugeführt wird. Das zylindrische Werkstück 1 wird bei der Bedingung von T < 10 ms wird der Beseiti-
dann gedreht und das Schleifmittel 7 wird durch die gungsbetrag der zu behandelnden Oberfläche extrem
Elektrodenfläche 4 gegen die Außenfläche des zylindri- gering, so daß eine gut behandelte Oberfläche infolge
sehen Werkstücks 1 gepreßt Das zylindrische Werk- der unzureichenden Zeitperiode nicht erzielt werden
stück 1 und die Arbeitselektrode 3 sind mit der Anode 30 kann, die allerdings notwendig wäre, einen anodischen
bzw. der Kathode einer Gleichstrom- oder einer pulsie- Passivfilm zu erzeugen. Außerdem liegt diese an der
renden elektrolytischen Energiequelle verbunden. Das Streuung des Elektrolyts.
zylindrische Werkstück 1 oder die Arbeitselektrode 3 Wenn andererseits T > 600 ms beträgt bricht der auf wird axial zur Arbeitselektrode 3 bzw. zum zylindri- den konkaven Bereichen der zu behandelnden Obernäschen Werkstück 1 in axialer Richtung des zylindrischen 35 ehe erzeugte anodische Passivfilm, so daß solche konka-Werkstücks 1 bewegt Weiterhin ist dafür gesorgt daß ven Bereiche gleichzeitig mit dem elektrolytischen Abein Elektrolyt in einem passiven Zustand, wie beispiels- seigern der vorstehenden Bereiche elektrolytisch abgeweise 20% Natriumnitratlösung, verwendet wird. Eine seigert werden. Daher wird bei größer werdendem Zyzu verwendende elektrolytische Spannung liegt in ei- klus 7"die Oberflächenrauhigkeit verschlechtert nem Bereich von einigen wenigen Volt bis 15 V. Die 40 Es ist ebenso aus F i g. 3 ersichtlich, daß der Zyklus T Dichte eines elektrolytischen Stromes beträgt ungefähr für die Erzielung einer zufriedenstellenden Oberflä-10 A/cm2 oder weniger. Die Anpreßkraft des Schleifmit- chenrauhigkeit von ungefähr 0,1 μπΛιηβχ oder weniger tels 7 auf die zu behandelnde Oberfläche beträgt 0,5 kgf/ im Bereich von 20 bis 200 ms betragen sollte. cm2 oder mehr. Die Schleifgeschwindigkeit des Schleif- Anhand der nachfolgenden Beschreibung erfolgt die mittels 7 beträgt 2 m/s oder mehr. Der Zyklus, während 45 Diskussion der Schleifgeschwindigkeit des Schleifmitdem ein Teil der zu behandelnden Oberfläche der Ar- tels.
beitselektrode 3 gegenüberliegt liegt in einem Bereich Fig.4 zeigt das Verhältnis zwischen der Schleifge-
von 20 bis 200 ms. schwindigkeit des Schleifmittels 7 und der Oberflächen-
Mit den zuvor erwähnten Anordnungen ist ein anodi- rauhigkeit Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist sollte die
sches Abseigem durch auf dem Metall in der zu behan- 50 Schleifgeschwindigkeit des Schleifmittels 2 m/s oder
delnden Fläche durchgeführte Elektrolyse mit einem mehr betragen, um eine Oberflächenrauhigkeit von
Schleifen kombiniert durch das anodische Passivfilme, 0,5 μπιΙΙπιβχ oder weniger zu erzielen. Insbesondere
die auf der zu behandelnden Oberfläche erzeugt wer- wenn die Schleifgeschwindigkeit weniger als 2 m/s be-
den, mechanisch abgetragen und mittels des Schleifmit- trägt, ist der Beseitigungsbetrag der zu behandelnden
tels beseitigt werden, so daß vorstehende Teile der zu 55 Oberfläche extrem klein und die Oberflächenrauhigkeit
behandelnden Oberfläche vorzugsweise elektrolytisch schlecht da der anodische PassivfUm mittels des Schleif-
abgeseigert und abgeschliffen werden, wodurch die Au- mitte'is nicht in ausreichendem Maße beseitigt werden
ßenfläche eines zylindrischen Werkstücks leicht, zuver- kann.
lässig und wirksam spiegelgefinisht werden kann, um In der nachfolgenden Beschreibung erfolgt die Dis-
eine Oberflächenrauhigkeit von ungefähr 0,1 μπιΕπ^ 60 kussion der Anpreßkraft des Schleifmittels 7 auf die zu
und eine Rundheit des zylindrischen Werkstücks von behandelnde Oberfläche,
wenigen μπι zu erzielen. F i g. 5 zeigt das Verhältnis zwischen der Anpreßkraft
Nachfolgend wird die Erfindung weiter im einzelnen P des Schleifmittels auf die zu behandelnde Oberfläche,
beschrieben. dem Spalt Ig zwischen der Außenfläche 2 des zylindri-
Der an einem Teil der zu behandelnden Oberfläche 65 sehen Werkstücks 1 und der Elektrodenfläche 4 der Arfließende Strom J verändert sich in einem Bereich vom beitselektrode 3 und der zu erzielenden Oberflächen-Strom J1, wenn dieser Teil der zu behandelnden Ober- rauhigkeit fläche der Arbeitselektrode 3 gegenüberliegt zu einem Die Anpreßkraft P des Schleifmittels 7 hängt vom
Spalt Ig ab. Die in F i g. 5 ersichtliche unterbrochene Linie zeigt die Anpreßkraft P des Schleifmittels 7 mit einer Dicke von 5 mm.
Wie aus F i g. 5 ersichtlich ist, wird die Anpreßkraft P größer, wenn der Spalt Ig abnimmt. Ebenso ist aus den in F i g. 5 ausgezogenen Linien ersichtlich, daß die Oberflächenrauhigkeit von der Anpreßkraft P des Schleifmittels 7 abhängt.
Es ist festzustellen, daß derartige Daten unter Bedingungen erzielt wurden, entsprechend denen das zylindrische Werkstück einen Durchmesser von 20 bis 100 und eine Länge von 500 mm hat. Dabei betrug die anfängliche Oberflächenrauhigkeit 25 μπ^ηίαχ oder weniger. Die seitliche Abweichung des zylindrischen Werkstücks infolge der Drehbewegung betrug von 0,01 bis 0,04 mm. Die Arbeitselektrode 3 hatte eine Breite von 40 mm und eine Höhe von 15 bis 60 mm, je nach der Dimension des zylindrischen Werkstücks, und eine Fläche von 7 bis 26 cm2. Die elektrolytische Spannung betrug 9 V, der elektrolytische Strom 10 bis 50 A. Als Elektrolyt wurde eine 20%ige Natriumnitratlösung verwendet. Das zylindrische Werkstück wurde mit einer Drehzahl von 500 Upm gedreht. Die Geschwindigkeit der Relativbewegung der Arbeitselektrode relativ zum zylindrischen Werkstück und in dessen Axialrichtung betrug Vl = 12 mm/min bzw. V2 = 4 mm/min.
Aus F i g. 5 ist ersichtlich, daß eine bessere Oberflächenrauhigkeit erzielt wird, wenn die Anpreßkraft P des Schleifmittels größer wird. Sowohl bei der Geschwindigkeit Vi = 12 mm/min und V2 — 4 mm/min wurde eine Oberflächenrauhigkeit von 0,05 bis 0,1 lunRmax bei P = 0,5 kgf/cm2 oder mehr erzielt.
Wenn im Gegensatz dazu die Anpreßkraft P des Schleifmittels kleiner wird als 0,5 kgf/cm2, wird die Oberflächenrauhigkeit rapide schlechter. Solch ein Phänomen ist bemerkenswert, wenn die Fördergeschwindigkeit Vder Arbeitselektrode größer wird.
Aus dem Verhältnis zwischen der Anpreßkraft P des Schleifmittels und dem Spalt Ig zwischen der Außenfläche 2 des zylindrischen Werkstücks 1 und der Elektrodenfläche 4 der Arbeitselektrode 3 entsprechend F i g. 5 ist verständlich, daß Ig 1,8 mm ist, wenn P = 0,5 kgf/cm2 ist, und daß Ig 1,4 mm beträgt, wenn P — \ kgf/cm2 ist Insbesondere kann Ig in einem relativ großen Bereich liegen, vorausgesetzt, daß die Anpreßkraft P des Schleifmittels der Bedingung genügt, entsprechend der eine stabile Oberflächen rauhigkeit von ungefähr 0,1 μπιΙΙπ^ (P > 0,5 kgf/cm2) erzielt werden kann. Daher kann die Genauigkeit der Anordnung der Arbeitselektrcde 3 bei ungefähr 0,1 iron liegen.
50
Wenn andererseits in F i g. 1 die Durchbiegung des zylindrischen Werkstücks 1 größer ist oder die Rundheit des zylindrischen Werkstückes schlecht ist, wird der Spalt Ig zwischen der Außenfläche 2 des zylindrischen Werkstücks 1 und der Elektrodenfläche 4 der Arbeitelektrode 3 groß, so daß sowohl die Anpreßkraft des Schleifmittels 7 als auch der elektrolytische Strom abnimmt
Wenn dagegen der Spalt /#■ zwischen der Außenfläche 2 des zylindrischen Werkstücks 1 und der Elektrodenfläehe 4 kleiner wird, werden sowohl die Anpreßkraft des Schleifmittels 7 als auch der elektrolytische Strom hinsichtlich einer Beschleunigung des Schleifens verstärkt, wodurch die Form des zylindrischen Werkstücks modifiziert werden kann.
Die nachfolgende Beschreibung betrifft die Diskussion der Ergebnisse eines gemäß der Erfindung durchgeführten Versuchs.
Ein zylindrisches Werkstück wurde unter Zugrundelegung folgender Bedingungen spiegelgefinisht. Das zylindrische Werkstück hatte einen Durchmesser von 30 mm und eine Länge von 400 mm. Die anfängliche Oberflächenrauhigkeit betrug 20 μπ^πιβχ oder weniger, die anfängliche Rundheit des Werkstücks betrug 4 bis 7 μπι. Die Durchbiegung des zylindrischen Werkstücks infolge der Drehung betrug 0,01 bis 0,04 mm. Die Arbeitselektrode hatte eine Breite von 40 mm, eine Höhe von 20 mm, eine Kathodenfläche von 8,4 cm2 und eine Elektrodenfläche von 16,5 mmR. Die elektrolytische Spannung betrug 9 V und der elektrolytische Strom hatte eine Stärke von 14 A. Als Elektrolyt wurde eine 20%ige Natriumnitratlösung verwendet. Die Anpreßkraft des Schleifmittels betrug ungefähr 1 kgf/cm2. Das zylindrische Werkstück wurde mit einer Drehzahl von ungefähr 500 Upm gedreht und die Fördergeschwindigkeit der Arbeitselektrode relativ zum Werkstück betrug ungefähr 8 mm/min. Unter diesen Bedingungen erzielt das zylindrische Werkstück nach dem Spiegel-Finishen eine Oberflächenrauhigkeit von 0,05 bis 0,1 μπ^π^χ und eine Rundheit von 1,5 bis 3 μηι mit einer Durchmesserabnahme des zylindrischen Werkstücks von 0,04 bis 0,06 mm. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß es möglich ist, eine spiegelgefinishte Oberfläche mit einer Oberflächenrauhigkeit von 0,05 bis 0,1 u.mRmax und einer Rundheit im μΐη-Bereich erzielbar ist, obwohl das zylindrische Werkstück bei der Rotation eine Durchbiegung im Bereich von 10 bis 40 μπι erfährt Weiterhin ist von dem Umfang der Abnahme des Werkstücksdurchmessers verständlich, daß nur die vorstehenden Teile der zu behandelnden Oberfläche des zylindrischen Werkstücks beseitigt werden, um eine glatte spiegelgefinishte Oberfläche zu schaffen.
Die nachfolgende Beschreibung betrifft die Diskussion eines zweiten Beispiels eines gemäß der Erfindung verwendeten Werkzeuges unter Bezugnahme der Fig. 6.
In F i g. 6 sind Teile, die mit denen der Ausführungsform gemäß F i g. 1 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei diesem Beispiel ist eine Arbeitselektrode 3 nicht mit einer Elektrolyt-Versorgungsöffnung versehen, wie beim in F i g. 1 dargestellten Beispiel. Ein Elektrolyt 6 kann in den Spalt zwischen der Außenfläche 2 des zylindrischen Werkstücks 1 und der Elektrodenfläche 4 der Arbeitselektrode 3 mittels einer Düse 8 eingebracht werden, welche unabhängig von der Arbeitselektrode 3 ausgebildet ist Wie beim in F i g. 1 dargestellten Fall wird bei diesem Beispiel die Außenfläche 2 des zylindrischen Werkstückes 1 durch Elektrolyse in Kombination mit einem Schleifen spiegelgefinisht
In der nachfolgenden Beschreibung erfolgt die Diskussion eines dritten Beispiels eines gemäß der Erfindung verwendeten Werkzeugs unter Bezugnahme der F i g. 7 und 8.
Auch bei dem in F i g. 7 dargestellten Werkzeug sind Teile, die mit der Ausführungsform gemäß F i g. 1 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei diesem Beispiel wird eine Zusatzelektrode 9 ergänzend zu einer Arbeitselektrode 3 entsprechend F i g. 1 dem Werkstück zugeordnet Zwischen der Elektrodenfläche 10 dieser Zusatzelektrode 9 und der Außenfläche 2 des zylindrischen Werkstücks 1 befindet sich kein Schleifmittel. Diese Zusatzelektrode 9 ist gegenüber der Außenfläche 2 des zylindrischen Werkstücks 1 mit einem Abstand von 1 bis 2 mm angeordnet und steht mit der Arbeitselektrode 3 durch eine einheit-
9 10
liehe Konstruktion in Verbindung. Beide Elektroden 9 ner Energieversorgung verbunden. Eine Stützachse 27,
und 3 werden in Axialrichtung des zylindrischen Werk- die in der Achse des zylindrischen Werkstücks 26 liegt,
Stücks 1 relativ zu diesem bewegt. An die Zusatzelektro- ist mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden, um
de 9 ist eine Spannung angelegt, welche geringer ist als die Stützachse 27 in Axialrichtung des zylindrischen
die an die Arbeitselektrode 3 angelegte Spannung. 5 Werkstücks 26 zu bewegen. Die Stützachse 27 ist mit
Wenn ein Abschnitt der Außenfläche 2 des zylindri- der Kathode der Energiezuführung verbunden. Auf Her sehen Werkstücks 1 auf die Zusatzelektrode 9 gerichtet Stützachse 27 ist über eine Drehlagerung oder dergleiist, fließt zu diesem Abschnitt ein Strom /2 entspre- chen ein Rahmen 28 montiert, der an den Enden mit chend der Darstellung in F i g. 9. Dadurch wird ein ano- Schleifköpfen 29 versehen ist. Der Rahmen 28 wird um discher Passivfilm auf den konkaven und vorstehenden 10 die Stützachse 27 in Richtung des Pfeiles D mittels einer Teilen der zu behandelnden Oberfläche erzeugt und Wirbelvorrichtung (nicht dargestellt) gedreht zwar in der Nähe des genannten Abschnitts. Wenn das Jeder Schleifkopf 29 ist mit einer Arbeitselektrode zylindrische Werkstück 1 dann gedreht wird, so daß mit einer Elektrodenfläche 1 -ersehen, die konvex gedieser genannte Abschnitt der zu behandelnden Ober- formt ist und einen Radius aufweist, welcher im wesentfläche auf die Arbeitselektrode 3 zu gerichtet ist, wird 15 liehen dem der zu bearbeitenden Innenfläche des zylinder auf den vorstehenden Teiien erzeugte anodische drischen Werkstücks 26 entspricht Weiterhin ist eine Passivfilm abgeschliffen und durch das Schleifmittel be- Anpreßvorrichtung zum Anpressen der Elektrodenfläseitigt Der in diesem Bereich fließende Strom wird er- ehe 30 der Arbeitselektrode an die Innenfläche 31 des höht und erreicht den Wert /1. Daher werden Vorzugs- zylindrischen Werkstücks 26 mittels einer Feder oder weise und selektiv die vorstehenden Teile der zu behan- 20 einer hydraulischen Einrichtung vorgesehen. Schließlich delnden Oberfläche einer elektrolytischen Wirkung un- ist eine Elektrolytversorgungsvorrichtung vorzusehen, terzogen und abgeseigert Die Wiederholung derartiger um den Spalt zwischen der Elektrodenfläche 30 und der Vorgänge erlaubt das ausschließliche Spiegel-Finishen Innenfläche 31 des zylindrischen Werkstücks 26 mit der vorstehenden Teile der zu behandelnden Oberflä- Elektrolyt zu versorgen. cne· 25 Über Bürsten oder dergleichen sind die Arbeitselek-
Allgemein gesprochen beträgt die Dichte eines elek- troden mit der Stützachse 27 verbunden, die ihrersciib
trolytischen Stromes zur Erzeugung eines anodischen mit der Kathode der Energieversorgung in Verbindung
Fassivfilms 0,1 A/cm2 oder weniger. steht Die nachfolgende Beschreibung betrifft die Diskus- Am Rahmen 28 befinden sich Drehglieder 32, wie
sion des Ergebnisses eines unter Verwendung des 30 beispielsweise Rollen, die mit der Stützachse 27 oder mit
Werkzeuges gemäß F i g. 7 durchgeführten Versuches. einem Getriebe in Verbindung stehen, dessen Zahnrä- Dem Versuch lagen folgende Bedingungen zugrunde. der mit an der Stützachse 27 befindlichen Zahnrädern Die Arbeitselektrode 3 war eine Kupferelektrode mit kämmen. Auf einer Welle 33 der Drehglieder 32 ist ein
einer Breite von 40 mm, einer Höhe von 20 mm und Schleifmittel 35 aufgewickelt welches von den Haspeln
einer Elektrodenfläche mit einem Radius von 16 mmR. 35 34, auf denen Schleifmittel aufgewickelt ist, abgezogen
Die Schleifkörner mit einer Größe von #600 bis #800 wurde. Dabei verläuft das Schleifmittel über die Elek-
(600 entspricht 26 bis 31 μηι, 800 entspricht 18 bis 22 μπι) trodenflächen 30 der Schleifköpfe 29. Die Haspeln 34
wurden dem Schleifmittel 7 und dem Elektrolyt 6, d. h. sind dabei auf dem Rahmen 28 angebracht
einer 20%igen Natriumnitratlösung, zugegeben. Es Für das Schleifmittel 35 wird nachgiebiges, nicht-ge-
wurde eine Gleichspannung von 6 bis 9 V angelegt Dem 40 webtes Schleifmittel verwendet welches wasserdurch-
Spalt zwischen der Arbeitselektrode 3 und dem gedreh- lässig und elektrisch isolierend ist Auf diese nachgiebi-
ten zylindrischen Werkstück 1 wurde ein Elektrolyt 6 ge, nichtgewebte Schleifunterlage sind die Schleifkörner
zugegeben. Dann erreichte der Strom, welcher im Be- aufgebracht
reich der zu behandelnden Oberfläche, die auf die Ar- In der nachfolgenden Beschreibung erfolgt die Dis-
beitselektrode 3 gerichtet ist, fließt einen Wert von /1. 45 kussion des Betriebs der Vorrichtung gemäß F i g. 11.
Der Leckstrom /2, welcher an dem Bereich der zu be- Im in F i g. 11 dargestellten Zustand, bei dem die FJek-
handelnden Oberfläche fließt, die nicht der Arbeitselek- trodenfläche 30 der Schleifköpfe 29 gegen die Innenflä-
trode 3 gegenüberliegt, erzeugt in diesem Bereich der ehe 31 des zylindrischen Werkstücks 26 mit einer vorbe-
Oberfläche einen anodischen Passivfilm. stimmten Anpreßkraft gepreßt werden und in dem der
V/cuii dciiicuispfcchcnd das zylindrische Werkstück 50 Rahmen 28 in Richtung des Pfeiles D simultan mit der 1 ejnen relativ kleinen Durchmesser hat und das Elek- Aufbringung einer elektrolytischen Spannung gedreht trolyt 6 in ausreichendem Maße auf die zu behandelnde wird, wird die innenfläche 31 des zylindrischen Werk-Oberfläche aufgebracht wird, ist es nicht immer notwen- Stücks einer Elektrolyse unterworfen und entsprechend dig, die Zusatzelektrode 9 anzuordnen. einem Abseigerungsvorgang durch Elektrolyse abgerie-
Das in Fig.7 dargestellte Beispiel zeigt ein zylindri- 55 ben, was im Zusammenhang mit einem Schleifvorgang sches Werkstück mit einem relativ kleinen Durchmes- durch das Schleifmittel 35 erfolgt Die Wellen 32, die mit ser, welches jedoch für die Verwendung eines groß be- der festen Stützachse 27 in Verbindung stehen, werden messenen zylindrischen Werkstückes geeignet ist Die um die Stützachse 27 gedreht Das über die Elektroden-Anordnung einer Vielzahl von Arbeitselektroden 3 und flächen 30 laufende Schleifmittel 35 wird dann auf die einer Vielzahl von Zusatzelektroden 9 ist in F i g. 10 dar- ω Wellen 33 der Drehglieder 32 aufgewickelt In der gleigestellt Der Zyklus liegt dabei in einem Bereich von 20 chen Zeit wird neues Schleifmittel 35 von den Haspeln bis 200 ms, so daß durch diese Anordnung ein wirkungs- 34 abgezogen und den Elektrodenflächen 31 zugeführt volleres Spiegel-Finishen erfolgen kann. Weiterhin wird simultan mit der Drehung des Rahmens
Die nachfolgende Beschreibung ist auf eine Ausfüh- 28 die Stützachse 27 axial mit konstanter Geschwindig-
rungsform eines Geräts der zum Spiegel-Finishen der 65 keit vorbewegt und die Schleifköpfe 29 werden axial mit
Innenfläche eines zylindrischen Werkstücks gerichtet, konstanter Geschwindigkeit bewegt während sie in der
welches in F i g. 11 dargestellt ist Innenfläche 31 des zylindrischen Werkstücks 26 einer
Ein zylindrisches Werkstück 26 ist mit der Anode ei- Drehbewegung unterworfen sind, wodurch die Innen-
11 12
fläche 31 des zylindrischen Werkstücks 26 gleichförmig 39 der Schleifköpfe 38 und zwischen der Stützachse 36
poliert wird. und den beiden Rollen 40, die das Schleifband 43 gegen
Die Schleifmittel-Aufwickelgeschwindigkeit ist von die Stützachse 36 drücken. Für das Schleifband 43 wird
der Anzahl der Drehungen des Rahmens 28, dem Ver- ein nachgiebiges, nicht-gewebtes Schleifmittel verwen-
hältnis des Stützachsendurchmessers zum Drehglied- 5 det, welches wasserdurchlässig ist und elektrisch isolie-
durchmesser und den Dimensionen der Wellen 33 ab- rende Eigenschaften hat Auf dieses nicht-gewebte
hängig, die auf der Grundlage der Dauer der Verwend- Schleifmittel sind Schleifkörner aufgebracht,
barkeit des Schleifmittels 35 bestimmt sind. Eine Schleifband-Anpreßeinrichtung besteht aus den
Wenn beispielsweise die Anpreßkraft des Schleifmit- Rollen 40, den Schlitzen 41 und den Federn 42.
tels 0,5 bis 1 kgf/cm2 und die Schleifgeschwindigkeit des io Nachfolgend wird der Betrieb des in der F i g. 13 dar-
Scbleifmittels 1 bis 2 m/s beträgt, beträgt die Lebens- gestellten Gerätes beschrieben,
dauer des Schleifmittels 40 bis 60 Minuten. Wenn der Bei dem in F i g. 13 dargestellten Zustand, in dem die
Innendurchmesser des zylindrischen Werkstücks 26 1 m Elektrodenflächen 39 der Schleifköpfe 38 gegen die In-
und der Umfang der Arbeitselektrode 03 m beträgt, nenflächen 31 des zylindrischen Werkstückes 26 mit ei-
wird die Schleif mittel-Aufwickelgeschwindigkeit 0,2 bis 15 ner vorbestimmten Anpreßkraft gepreßt werden und in
0,4 mm oder mehr pro Umdrehung des Schleifkopfes dem der Rahmen 37 in Richtung des Pfeiles D simultan
betragen. Die Dimensionen der Stützachse 27, des mit der Aufbringung der elektrolytischen Spannung ge-
Drehgliedes 32 und der Wellen 33 ergeben sich daher dreht wird, wird die Innenfläche 31 des zylindrischen
aus dieser Schleifmittel-Aufwickelgeschwindigkeit Es Werkstückes einer Elektrolyse unterworfen und durch
ist möglich, die Schleifmittel-Aufwickelgeschwindigkeit 20 Elektrolyse in Verbindung mit einem Schleifen durch
durch Zwischenschaltung von Zahnrädern oder derglei- das Schleifband 43 abgetragen.
!■ chen zu reduzieren, wenn dies notwendig ist. Das durch die Anpreßrollen gegen die feste Stützach- : Während das Schleifmittel 35 entsprechend der Dar- se 36 gedrückte Schleifband 43 wird ebenso gedreht und stel!ji-.g durch den Pfeil D in der Ausführungsform ge- wird in Richtung des Pfeiles .Eentgegen der Schleifrichmäß F i g. 11 in relativ zur Schleifrichtung entgegenge- 25 tung des Pfeiles D auf einer Umlaufbahn auf den Eleksetzter Richtung aufgewickelt wird, kann entsprechend trodenflächen 39 der Schleifköpfe 38 bewegt. Zugleich der Darstellung in F i g. 12 das Schleifmittel 35 auch in mit der Drehung des Rahmens 37 wird die Stützachse 36 der Schleifrichtung aufgewickelt werden. mit konstanter Geschwindigkeit axial vorgeschoben. Die nachfolgende Beschreibung betrifft die Diskus- Die Schleifköpfe 38 werden gedreht und axial in der sion eines anderen Ausführungsbeispiels eines Gerätes 30 Innenfläche 31 des zylindrischen Werkstücks 26 gedreht zum Spiegel-Finishen der Innenfläche eines zylindri- und axial vorgeschoben, wodurch die Innenfläche 31 des ■ sehen Werkstücks, wobei auf F i g. 13 Bezug genommen zylindrischen Werkstücks 26 gleichmäßig poliert wird. ! wird. Während das Schleifband 43 in Richtung entgegen Wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbei- der Schleifrichtung gemäß dem Pfeil D (Ausführungsspiel ist ein zylindrisches Werkstück 26 mit der Anode 35 form gemäß Fi g. 16) zirkuliert ist es möglich, daß das einer Energieversorgung verbunden. Eine Stützachse Schleifband 43 in derselben Richtung wie die Schleif-36, die in der Achse des zylindrischen Werkstückes 26 richtung gemäß Pfeil D zirkuliert, wie dies in Fig. 14 liegt, ist auf einem nicht dargestellten Antrieb befestigt, dargestellt ist Dies erfolgt durch die Anordnung von um die Stützachse 36 axial zu bewegen. Diese Stützach- Zwischenrollen 44 oder Zahnrädern zwischen der Stützse ist mit der Kathode der Energieversorgung verbun- 40 achse 36 und den Anpreßrollen 40 und durch Anordden. nung des Schleifbandes 43 zwischen die Rollen 40 und
Auf der Stützachse 36 ist über eine Drehlagerung 44.
oder dergleichen ein Rahmen 37 montiert, der an den In der nachfolgenden Beschreibung wird eine weitere
Enden mit Schleifköpfen 38 versehen ist Ausführungsform eines Gerätes zum Spiegel-Finishen
''ν Dieser Rahmen kann um die Stützachse 36 in Rieh- 45 der Innenfläche des zylindrischen Werkstückes disku-
tung des Pfeiles D mittels einer Wirbeleinrichtung (nicht tiert und zwar unter Bezugnahme der F i g. 15.
; dargestellt) gedreht werden. Jeder Schleifkopf 38 um- Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform
]-■-_ faßt eine Arbeitselektrode mit einer Elektrodenfläche ist ein zylindrisches Werkstück 26 mit der Anode einer
39 in Form einer konvex gekrümmten Fläche mit einem Energieversorgung verbunden. Eine in der Achse des
' Radius, der im wesentlichen gleich dem Radius der In- 50 zylindrischen Werkstückes 26 liegende Stützachse 45 ist
' nenfläche 31 des zylindrischen Werkstücks 26 ist Wei- mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden, damit
terhin umfaßt jeder Schleifkopf 38 eine AnpreBvomlch- die Stützachse 45 axial bewegbar ist- Die Stützachse 45
' tung zum Anpressen der Elektrodenfläche 39 der Ar- ist mit der Kathode der Energieversorgung verbunden.
; beitselektrode an die Innenfläche 31 des zylindrischen Auf der Stützachse 45 ist über eine Drehlagerung ti Werkstücks 26 mittels einer Feder oder einer hydrauli- 55 oder dergleichen ein Rahmen 46 montiert, der an beiden
% sehen Einrichtung. Schließlich umfaßt jeder Schleifkopf Enden mit einem Schleifkopf 47 versehen ist Der Rah-
\r eine Elektrolyt-Versorgungseinrichtung zum Versorgen men 46 kann um die Stützachse 45 in Richtung des
t :< des Spaltes zwischen der Elektrodenfläche 39 und der Pfeiles D mittels eines Wirbelkopfes (nicht dargestellt)
ψ Innenfläche 31 des zylindrischen Werkstücks 26 mit ei- gedreht werden.
|| nem Elektrolyt Die Arbeitselektroden stehen über Bür- 60 Jeder Schleifkopf 47 umfaßt eine Arbeitselektrode
te sten oder dergleichen mit der Stützachse 36 in Verbin- mit einer konvex gekrümmten Elektrodenfläche 48, die
p dung, die ihrerseits mit der Kathode der Energieversor- im wesentlichen denselben Radius hat wie die Innenflä-
gung in Verbindung steht ehe 31 des zylindrischen Werkstücks, eine Anpreßein-
ύ Zwei Anpreßrollen 40 sind entlang von jeweiligen im richtung zum Anpressen der Elektrodenfläche 48 der $ Rahmen 37 befindlichen Schlitzen 41 verschiebbar auf 65 Arbeitselektrode an die Innenfläche 31 des zylindri-
M1 dem Rahmen 37 angeordnet und werden mittels Federn sehen Werkstücks 26 mittels einer Feder oder einer
■' 42 gegen die Stützachse 36 gedrückt nicht dargestellten hydraulischen Einrichtung, und eine
iii Ein Schleifband 43 verläuft über die Elektrodenfläche Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung zum Zuführen eines
13
Elektrolyts zum Spalt zwischen dar Elektrodenlläche 48 und der Innenfläche 31 des zylindrischen Werkstücks 26. Durch Bürsten oder dergleichen sind die Arbeitselektroden mit der Stützachse 45 verbunden, die ihrerseits mit der Kathode der Energieversorgung verbunden ist
Am Rahmen 46 sind zwei zusätzliche Drehglieder 49, ~.
wie Rollen, angebracht, die mit der Stützachse 45 in p
Berührung stehen, oder deren Zahnräder mit an der Stützachse 45 angebrachten Zahnrädern in Eingriff ste- £
hen. ίο %
Zwei Drehglieder 50 sind entlang von im Rahmen 46
angeordneten jeweiligen Schlitzen 51 auf dem Rahmen 46 verschiebbar angebracht Die Drehglieder 50 werden durch Federn 52 gegen zusätzliche Drehglieder 49 gedrückt Jedes der beiden Schleifbänder 53 ist über eine Elektrodenfläche 48 und jedes der Drehglieder 50 geführt Für die Schleifbänder 53 wird nachgiebiges, nichtgewebtes Schleifmittel verwendet, welches wasserdurchlässig ist und elektrische Isoliereigenschaften hat Auf dieses Schleifmittel werden Schleifköraer aufgebracht
Die nachfolgende Beschreibung betrifft den Betrieb des in F i g. 15 dargestellten Gerätes.
Bei dem in Fi g. 15 dargestellten Zustand, in dem die Elektrodenflächen 48 der Schleifkopfe 47 mit einer vor- 2s bestimmten Druckkraft gegen die Innenfläche 31 des zylindrischen Werkstücks 26 gedrückt wird und in dem
der Rahmen 46 simultan mit der Aufbringung einer '
elektrolytischen Spannung in Richtung des Pfeiles D gedreht wird, wird die Innenfläche 31 des zylindrischen Werkstückes 26 einer Elektrolyse unterworfen und durch Elektrolyse in Kombination mit einem Schleifen durch Schleifbänder 53 geflnisht
Die zusätzlichen Drehglieder 49, die in Berührung mit der festen Stützachse 45 sind oder mit dieser kämmen, 3s werden um die Stützachse 45 gedreht Die von den Drehgliedern 50 gegen die zusätzlichen Drehglieder 49 gedrückten Schleifbänder 53 werden in Richtung des Pfeiles £ gedreht und verlaufen bei einer zirkulierenden Bewegung über die Elektrodenflächen 48 der Schleifköpfe 47 in der Schleifrichtung gemäß Pfeil D entgegengesetzten Richtung. Simultan mit der Drehung des Rahmens 46 wird die Stützachse 45 axial mit konstanter Geschwindigkeit vorgeschoben. Die Schleifköpfe 47 werden in der Innenfläche 31 des zylindrischen Werk-Stücks 26 mit konstanter Geschwindigkeit gedreht und axial vorgeschoben, wodurch die Innenfläche 31 des zylindrischen Werkstücks 26 gleichmäßig poliert wird.
Während die Schleifbänder 53 in der Schleifrichtung gemäß dem Pfeil D bei der Ausführungsform gemäß F i g. 15 entgegengesetzter Richtung zirkulieren, ist es möglich, die Schleifbänder 53 in derselben Richtung wie die Schleifrichtung entsprechend dem Pfeil D zirkulieren zu lassen, was in F i g. 16 dargestellt ist Dabei drükken die Drehglieder 50 unmittelbar auf die Stützachse 45.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
60
65

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Spiegel-Finishen eines zylindrischen Werkstücks, entsprechend dem ein Schleifmittel und ein Elektrolyt in den Spalten angeordnet bzw. den Spalten zugeführt sind, die zwischen einem mit der Anode einer Energiezuführung verbundenen zylindrischen Werkstück und mit der Kathode der Energieversorgung verbundenen und gegenüber der Außenfläche oder der Innenfläche des zylindrischen Werkstücks angeordneten Arbeitselektroden bestehen, und entsprechend dem ein anodisches Abseigern durch Auswirkung einer Elektrolyse auf das Metall der zu behandelnden Oberfläche des zylindrischen Werkstücks von einem Schleifvorgang begleitet ist, durch den ein anodischer Passivfilm, welcher auf der zu behandelnden Oberfläche erzeugt wird, durch ein wasserdurchlässiges Schleifmittel mechanisch abgetragen wird, wodurch die vorstehenden Teile der zu behandelnden Oberfläche elektrolytisch abgeseigert und bevorzugt abgeschliffen werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrolyt in einem passiven Zustand verwendet wird, daß eine elektrolytische Spannung im Bereich von einigen wenigen Volt bis ungefähr 15 V verwendet wird, daß die Dichte des elektrolytischen Stromes ungefähr 10 A/cm2 oder weniger beträgt, daß die Anpreßkraft des Schleifmittels an die zu behandelnde Oberfläche 0,5 kgf/cm2 oder mehr beträgt, daß die Schleifgeschwindigkeit des Schleifmittels 2m/sec oder mehr beträgt und daß der Zyklus, während dem ein Abschnitt der zu behandelnden Fläche der Arbeitselektrode ausgesetzt ist, im Bereich von 20 bis 200 ms liegt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenflächen der Arbeitselektroden als gekrümmte Flächen ausgebildet sind, deren Krümmung im wesentlichen gleich der Krümmung der zu behandelnden Oberfläche eines zylindrischen Werkstücks ist.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrisches Werkstück (U; 26) mit der Anode einer Energieversorgung verbunden ist, daß Arbeitselektroden (14) dem zylindrischen Werkstück gegenüberliegend angeordnet und mit der Kathode der Energieversorgung verbunden sind, daß Elektrodenflächen (15; 30; 39; 48) der Arbeitselektroden in Form von gekrümmten Flächen ausgebildet sind, die im wesentlichen der zu behandelnden gekrümmten Fläche (12; 31) des zylindrischen Werkstücks entspricht, daß zwischen der zu behandelnden Fläche und jeder Elektrodenfläche ein bandförmiges Schleifmittel (24; 35; 53) angeordnet ist, welches mit der zu behandelnden Oberfläche in Berührung steht, daß ein Schleifmittel-Fördermechanismus vorgesehen ist, mit dem das bandförmige Schleifmittel relativ zur zu behandelnden Oberfläche bewegbar ist, daß ein Elektrolyt (6) im passiven Zustand in den Spalt zwischen jeder Elektrodenfläche und der zu behandelnden Fläche einführbar ist, daß ein Wirbelmechanismus vorgesehen ist, mit dem die Arbeitselektroden und die zu behandelnde Oberfläche des zylindrischen Werkstückes miteinander in Umfangsrichtung des zylindrischen Werkstücks drehbar sind, daß ein Bewegungsmechanismus vorgesehen ist, mit dem die Arbeitselektroden und die
zu behandelnde Oberfläche des zylindrischen Werkstücks miteinander in Axialrichtung des zylindrischen Werkstücks bewegbar sind, daß ferner die Elektrodenflächen (30; 39; 48) der Arbeitselektroden als konvex gekrümmte Flächen ausgebildet sind, deren Radius ein wenig geringer ist als der der Innenfläche (31) des zylindrischen Werkstücks (26), daß der Wirbelmechanismus eine in der Achse des zylindrischen Werkstücks liegende Stützachse (27) und einen Rahmen (28) umfaßt, welcher um die Stützachse drehbar ist und an beiden Enden mit Arbeitselektroden versehen ist, und daß der Bewegungsmechanismus so konstruiert ist, daß der Wirbelmechanismus axial zum zylindrischen Werkstück bewegbar ist
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifmittel-Fördermechanismus auf dem Rahmen (28) befestigte Schleifmittelhaspeln (34) umfaßt, auf denen das Schleifmittel aufgewickelt ist, und daß dieser Mechanismus Drehglieder (32) umfaßt, die durch die Stützachse (27) drehbar sind und auf die das von den Haspeln (34) abgewickelte Schleifmittel (35) aufwickelbar ist, nachdem das Schleifmittel die Elektrodenflächen passiert hat
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Arbeitselektroden auf dem Rahmen befestigt ist, daß das Schleifband (53) endlos um die jeweiligen Elektrodenflächen (48) der Vielzahl von Arbeitselektroden verläuft, daß der Schleifmittelfördermechanismus auf dem Rahmen (46) befestigte Rollen (50) umfaßt, durch die das Schleifmittel auf die Stützachse (45) drückbar ist, und daß das Schleifmittel (53) zirkulierend auf der Vielzahl von Arbeitselektroden bewegt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Drehglieder (49) auf dem Rahmen (46) drehgelagert sind, daß das Schleifband (53) endlos um Rollen (50) und die Elektrodenflächen (48) der Arbeitselektroden geführt sind, und daß die Schleifbänder (53) gegen die Drehglieder (49) gedrückt werden, die ihrerseits an der Stützachse (45) anliegen, so daß die Schleifbänder gleichzeitig mit der Umlaufbewegung der Arbeitselektroden zirkulieren.
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