Brevet FR2189166A1 — publié le 19740125

La présente invention concerne un dispositif d'alimentation en électrolyte dans les installations électro-chimiques de travail des métaux et, en particulier, dans les installations de découpe de métal au moyen d'un disque ou d'un ruban à tron çonner. Dans les installations électrochimiques de travail des métaux, la capacité d'enlèvement de matière et la section usinable du métal dépendent, dans une mesure décisive, de la présence, au point d'usinage, d'une quantité d'électrolyte utilisable suffisante également pour le refroidissement de l'intervalle de travail (ou fente d'usinage). Du fait de l'enlèvement de métal, l'électrolyte perd son efficacité au point d'usinage et doit être remplacé par de l'électrolyte neuf. Ceci est difficile en particulier parce que l'outil et la pièce ne sont séparés que par un intervalle extrêmement étroit, allant de quelques fractions de millimètre à quelques millimètres, par lequel ltélec- trolyte doit dte introduit. Dans certaines installations connues de travail des métaux par voie éleetro-chimique, l'électrolyte est amené sous pression élevée par des systèmes de buses injectant l'électro- lyte dans l'intervalle d'usinage. Outre le fait que, lorsque l'électrolyte neuf est amené de tous côtés à l'intervalle d'usinage, il empêche l'évacuation de l'ectrolyte usé de cet intervalle et ne laisse pas s'établir une circulation d'électrolyte, la consommation de ce dernier par injection et nébulisation est anormalement élevée. La pression d'électrolyte utilisable est limitée par les pertes d'électrolyte qui augmentent fortement avec la pression d'arrivée de cet élément, de meme que la profondeur de l'intervalle d'usinage jusqu'à laquelle l'électrolyte encore neuf peut pénétrer. Pour éliminer ces inconvénients et arriver à une circulation parfaite de l'électrolyte à travers l'intervalle d'usinage, on sait employer des outils d'usinage creux à travers lesquels ltélectrolyte est amené au point d'usinage, tandis que l'électro- lyte usé est exprimé à travers l'intervalle d'usinage ou dans des canaux ménagés entre l'outil et la pièce. La condition préalable au passage d'un électrolyte à tra vers l'outil d'usinage est que cet outil aura des dimensions appropriées pour pouvoir y disposer les espaces creux pour le passage de l'électrolyte et que les orifices de sortie de l'élec- trolyte puissent être logés dans l'outil et conformés de façon que l'écoulement et l'échappement des électrolytes ne provoque pas de modification inadmissible des cotes de la pièce dans l'intervalle d'usinage. Dans tous les cas où ces conditions ne peuvent pas être remplies, une alimentation en électrolyte à travers l'outil n'est pas possible. On a déjà proposé un disque en plusieurs parties à tron adonner fait de deux tôles circulaires jointes ensemble, maintenues écartées par des aubes de guidage, une au moins de ces ta- les possédant une ouverture d'arrivée de l'électrolyte qui sera centrifugé à la périphérie du disque tronçonneur entre les deux tôles. En utilisant de tels disques tronçonneurs on peut évidemment améliorer notablement la circulation de l'électrolyte dans l'intervalle d'usinage et par conséquent élever le rendement du tronçonnage et augmenter considérablement la longueur de découpe, mais la consommation d'électrolyte est assez grande car une bonne partie des électrolytes n'est pas évacuée en direction de l'outil mais centrifugée de la périphérie libre du disque contre le carter recouvrant ce dernier y est plus ou moins nébulisée. Un autre inconvénient de ces disques tronçonneurs, à part le coût de leur fabrication, est leur largueur. Neume lorsque les deux disques ont ensemble une épaisseur d'un millimètre seulement, leur écartement interne doit être également d'au moins un millimètre. Pour une largeur totale du disque de 2 mm seulement, ne donnant nullement des conditions optimales de passages pour les électrolytes, la fente réalisée dans la pièce a une largeur d'au moins 3 mm. Pour tronçonner, il faut donc décomposer électro-chimiquement un volume de matière d'oeuvre de 3 mm x Surface de la section de la pièce et pouvoir, par conséquent, disposer d'une énergie électrique et d'une quantité d'électrolyte correspondantes. L'invention a donc pour objet d'éliminer les inconvénients, décrits ci-dessus, des installations connues d'alimentation en électrolyte et de permettre un meilleur travail électro-chimique des métaux. Le problème à résoudre pour atteindre ce but est de concentrer le mieux possible l'électrolyte au point de travail sans employer d'outil pourvu d'orifices d'arrivée d'électrolute et réaliser une circulation intensive d'électrolyte à travers l'intervalle d'usinage. Ces problèmes sont résolus par une alimentation d'électrolyte pour installations électro-chimiques de travail des métaux constituée, conformément à l'invention, par une chambre à élec -trolyte formée de deux coquilles en matériau non conducteur, entourant étroitement le point de travail, pourvue de raccords filetés pour les conduites d'arrivée d'électrolyte et d'un orifice pour le passage de l'outil. Pour pouvoir employer une telle chambre à électrolyte pour les pièces de grandes dimensions à travailler, les coquilles constituant la chambre pourront être encore, selon un développement de l'invention, pourvues d'orifices par lesquels la pièce à travailler pourra être introduite dans la chambre à électrolyte. L'idée mère de l'invention consiste en ce que, bien que l'électrolyte doive traverser sous pression l'intervalle d'usinage pour garantir un flot d'électrolyte suffisant, cette pression ne doit pas tomber considérablement au voisinage de l'outil, ce qui est presque toujours le cas avec l'alimentation d'électrolyte au moyen buses. L'invention va être décrite ci-après en détail au moyen d'un exemple, non limitatif, de réalisation représentant l'application d'un dispositif d'alimentation en électrolyte selon l'invention à une installation électro-chimique automatique de tronçonnage de métaux utilisant un disque tronçonneur. Aux dessins annexés, représentant cet exemple de réalisation la figure 1 est une coupe latérale de toute l'installation de tronçonnage selon la ligne I-I de la figure 2 la figure 2 est une vue de dessus de l'installation de la figure 1, sans disque tronçonneur la figure 3 est une vue selon la flèche "h" de-la figure 1 ; et la figure 4 est une série d'échantillons de sections de pièces à travailler pouvant être tronçonnées en utilisant la chambre à électrolyte de l'invention. La figure 1 représente une coupe partielle à travers une installation électro-chimique de tronçonnage, vue de côté, dans non laquelle on a omis des élements/essentiels pour clarifier ltex- plication de l'invention. Sur un arbre entrarné porte-disque 1, comportant un flasque fixe 2 et un flasque mobile de serrage 3, est fixé, par un écrou 5 un disque tronçonneur 5 d'épaisseur inférieure à 1 mm. Dans la position représentée, le disque tron çonneur 5 vient de couper une pièce 6, représentée en traits mixtes, serrée entre une mâchoire fixe 7 et une mâchoire de serrage 8 d'un étau de machine-outil (figure 2). Une coquille gauche 9 et une coquille droite 10, constituant à elles deux la chambre d'electrolyte, sont disposées, opposées l'une à l'autre, des deux côtés du disque tronçonneur 5 et fixées amovibles, par des goujons saillants 7a ou 15a, d'une part à la mâchoire fixe 7 et d'autre part à un bras 15 monté sur celle-ci. Les coquilles 9 et 10 possèdent des raccords filetés Il et 12 servant à l'arrivee d'électtAyte par des conduits non représentés. Dans les coquilles 9 et 10 sont ménagés des orifices de passage 16 et 17 alignéslcun sur l'autre, par lesquels la pièce à travailler6 peut passer a-vec un faible jeu. Dans les surfaces, tournées vers le disque tronçonneur 5, des coquilles 9 et 10, faites d'un matériau non conducteur tel qu'un isolant stratifié, sont enfoncées, régulièrement réparties à la périphérie et dirigées vers le disque tronçonneur 5, une pluralité de goupilles de guidage 13 et 14 en matière extrêmement lisse et résistant à l'abrasion, en céramique par exemple, ne saillant de la surface des coquilles que de quelques fractions de millimètre seulement. Les extrémités libres de ces goupilles de guidage 13 et 14 ne sont espacées de celles qui leur font face que d'une distance dépassant de quelques fractions de millimètre l'épaisseur maximale du disque tronçonneur 5. Ces goupilles ont pour but d'empêcher les faces latérales du disque de toucher et d'éroder les faces des coquilles ; elles servent également à guider le disque. Le processus de tronçonnage électro-chimique se déroule essentiellement de la façon suivante L'arbre porte-disque 1 et son disque tronçonneur 5 est soulevé jusqu'8 ce que l'arête inférieure du disque 5 soit située au dessus de 1'arête supérieure des coquilles 9 et 10. La mâchoire de serrage 8 est desserrée, la pièce à travailler 6 est poussée à travers les orifices de passage 16 et 17 de la longueur de découpe voulue et la mâchoire de serrage 8 est de nouveau resserrée contre la mtchoire fixe 7 de sorte que la pièce 6 est à nouveau calée. Par les raccords filetés 11 et 12, du liquide électrolytique sous pression est introduit dans la chambre d'électrolyte, balaie la pièce 6 et ne peut pratiquement s'échapper que par la fente étroite séparant les deux coquilles 9 et 10. Comme il est d'usage général dans l'usinage électro-chimique des métaux, la tension électrique est appliquée à la pièce 6 et au disque tronçonneur 5 et ce dernier est abaissé. Au fur et à mesure que le disque 5 s'enfonce entre les coquilles 9 et 10, l'intervalle les séparant diminue et la pression d'électrolyte monte. Le disque chasse l'électrolyte de la fente d'usinage et une quantité suffisante d'électrolyte frais est envoyée entre les coquilles 9 et 10. Le point d'usinage, ou selon les circonstances le point de découpe, sur la pièce 6 se trouve constamment baigné par l'électrolyte, poussé à travers la fente d'usinage par le disque et la pression interne, de sorte qu'on obtient, avec des pertes d'électrolytes des plus réduites, une circulation d'électrolyte optimale à travers cette fente. La figure 3 est une vue, en coupe partielle, à l'intérieur de la coquille droite 10, en direction de la flèche "A" de la figure 1. L'orifice de passage 17 pour la matière d'oeuvre à tronçonner est rectangulaire et à peine supérieur à la section de la pièce à tronçonner. Si les tolérances de section de la pièce à tronçonner sont très grandes, ou si l'on veut tronçonner des pièces d'une section inférieure de quelques millimètres, on peut insérer dans chaque coquille (9, 10) un joint élastique 18, tel que représenté en traits interrompus sur la figure 1. La surpression de l'électrolyte dans la chambre d'électrolyte appuie le joint contre la pièce à travailler, empêchant ainsi toute perte exagérée d'électrolyte. Les orifices 16 et 17 de passage de la pièce peuvent également être réduits, ou leur section être diminuée, au moyen de cales d'ajustage de forme appropriée, comme le montre plus en détail la figure 4c. Quand on utilise des disques tronçonneurs d'épaisseur constante, et en renonçant à un intervalle réglable à volonté entre les coquilles 9 et 10 (figure 2), ces dernières peuvent être jointes ensemble à leur partie inférieure, par exemple par des vis, car le disque ne doit pas absolument passer complètement entre les coquilles 9 et 10, comme le montre la figure 1, mais seulement à travers la pièce à tronçonner, comme on le représente en traits interrompus sur la figure 3. En dessous de la ligne en traits mixtes B - B de la figure 3, les coquilles 9 et 10 peuvent donc se toucher. La figure 4 représente divers profils de pièces pouvant être tronçonnées avec des orifices de passage 16 et 17 de mêmes dimensions. La figure 4b représente le profil quadratique fondamental de la figure 1, qu'on peut diviser en quatre profils quadratiques partiels comme sur la figure 4a, ou en quatre profils plans de même section comme sur la figure 4d. Comme le représente la figure 4c, des pièces rapportées 19 peuvent également être insérées, avec des sections appropriées, dans les orifices de passage 16 et 17 des coquilles 9 et 10, et y être ancrées par des contre-fiches 20, de façon à pouvoir tron çonner des profilés e U et des cornières. Comme le représente la figure 4e, des pièces de section circulaire peuvent également être passées dans des orifices de passages rectangulaires et tronçonnées, sans diminution notable du rendement de la chambre d'électrolyte du fait d'un écoulement d'électrolyte plus fort et de la perte de pression qui en résulte. Les profilés tubulaires seront en outre, comme il était déjà d'usage, obturé à leurs extrémités au moyens de bouchons, pour empêcher la fuite de l'électrolyte par le tube. En principe, les orifices de passage de section maximale sont adaptées individuellement à toute section désirée par in sertion de pièces rapportées adaptées aux sections à tronçonner. Au lieu des goupilles de guidage 13 et 14, ont peut également insérer dans les coquilles des-bagues de section ree- angulaire pour que le disque tronçonneur soit guidé constamment sur ses deux faces pendant le processus de tronçonnage. Pour l'usinage électro-chimique de pièces de faibles dimensions, par exemple dans le perçage électro-chimique, la pièce toute entière peut être introduite dans la chambre à électrolyte divisible, de sorte que les orifices de passages peuvent être supprimés ou être obturables pour l'insertion et l'extraction de la pièce. De toute façon, la chambre d'électrolyte comporte un orifice pour le passage de 11 outil. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation en électrolyte pour installation électro-chimique de travail des métaux, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre à électrolyte formée de deux coquilles en matériau non conducteur, entourant étroitement le point de travil, pourvue de raccords filetés pour les conduites d'arrivée d'électrolyte et d'un orifice pour le passage de l'outil. 2. Dispositif d'alimentation en électrolyte selon la revendication i, caractérisé en ce que les coquilles constituant la chambre à électrolyte sont pourvues d'orifices permettant l'introduction de la pièce à travailler dans la chambre à électrolyte.