Brevet FR2150677A1 — publié le 19730413

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'électrodes pour l'usinage électrolytique. Autrefois, lorsque, par exemple, on désirait graver un moule métallique ou façonner une pale de turbine par usinage électrolytique, on rencontrait diverses difficultés dans la fabrication d'une électrode appropriée du fait que, parce que la surface à usiner est une surface tri-dimensionnellement incurvée ou qui varie tri-dimensionnellement, l'inter- stice entre l'ouvrage et ltélectrode n'est pas uniforme et varie de place en place. On fabriquait habituellement l'électrode par un procédé de profilage de ia manière indiquée ciaprès. A partir d'un dessin du produit à fabriquer, on conçoit un gabarit pour chacune dtune pluralité de sections transversales d'une électrode en vue de la fabrication des gabarits pour les sections transversales de ltélectrode et de la conception d'un maStre-profil, et on conçoit en même temps un gabarit pour chacune d'une pluralité de sections transversales d'un ouvrage en vue de la fabrication des gabarits pour les sections transversales de ouvrage. Ensuite, on fabrique le mattre-profil, après quoi on effectue le profilage de l'électrode.Ensuite, on essaie l'électrode en l'employant pour un usinage électrolytique d'essai de I'ouvrage, et on contrôle celui-ci avec les gabarits des sections transversales de l'ouvrage. Si ce contrôle prouve qu'unie correction est nécessaire, on soumet l'électrode à une correction manuelle, puis on l'utilise à nouveau pour un usinage électrolytique d'essai. Après avoir répété ces processus le nombre nécessaire de fois, on obtient l'électrode ayant la forme requise. Cependant, dans cette technique d'usinage électrolytique, l'interstice entre l'électrode et l'ouvrage dans une direction normale à la surface de ouvrage ntest pas uniforme, et il y a intrinsèquement une erreur entre les formes de l'électrode et de l'ouvrage. Par conséquent, afin d'obtenir une forme convenable de l'électrode par la méthode antérieure, il faut répéter un grand nombre de fois l'usinage électrolytique d'essai et la correction manuelle. I1 s'ensuit que cette méthode antérieure de fabrication de ltélectrode prend énormément de temps et est très onéreuse. Par conséquent, un but de la présente invention est de fournir un procédé de fabrication d'électrodes- pour l'usinage électrolytique, qui permette la fabrication des électrodes avec une grande précision et en un temps court. La présente invention fournit donc un procédé de fabrication d'une électrode pour l'usinage électrolytique comprenant les étapes suivantes : programmation de pièce basée sur l'information stockée sur un dessin d'un produit à fabriquer, calcul de la forme du produit avec un calculateur en conformité avec le programme, stockage du résultat du calcul, programmation de la forme de l'électrode basée sur le résultat du calcul stocké, calcul de la forme de l'électrode en conformité avec ce dernier programme, stockage du résultat du dernier calcul, et usinage de l'électrode basé sur le résultat stocké du dernier calcul au moyen d'une machine-outil à commande numérique. Suivant la présente invention, la production automatique des dessins des sections transversales de ltélectrode par un appareil à dessiner automatique et la fabrication des gabarits pour le contrôle de l'électrode et le contrôle du produit à fabriquer sont aussi rendues possibles simultanément avec la fabrication de l'électrode. D'autres buts et avantages de la présente invention apparattront à la lecture de la description détaillée ci-après d'un mode de réalisation préféré de l'invention, cette description se référant au dessin annexé sur lequel La figure 1 est un organigramme d'un procédé antérieur de fabrication d'électrodes pour l'usinage électrolytique. La figure 2 est un organigramme d'un procédé de fabrication d'électrodes suivant la présente invention. La figure 3 est un diagramme explicatif d'une surface d'un ouvrage. La figure 4 est un diagramme explicatif montrant la relation entre la surface d'une électrode et la surface d'un ouvrage. Pour obvier aux inconvénients du procédé antérieur décrit ci-dessus de fabrication des électrodes pour l'usinage électrolytique, procédé illustré par l'organigramme de la figure 1, on effectue en série suivant la présente invention, comme montré à la figure 2, les opérations de programmation de pièce de la forme d'un produit d'après un dessin du produit, de cal cul de la forme du produit avec un calculateur, et de stockage de l'information qui est la forme calculée. Dans la programma tion de pièce de la forme du produit, une partie de la surface de l'ouvrage est définie comme montré à la figure 3. C'està-dire que la totalité de la surface de l'ouvrage est définie par une série d'éléments de surface similaires à celui entouré par quatre lignes C1(u), C2(V), C3(u) et C4(v). -L'élément de surface p(u,v) est représenté par la formule connue suivante - > - > - > F(u,v) = C2(v)Bo(u) + C4(v)Bl(u) + C1(u)B0(v) + S(U)Bl(V) (1) 4 P1B0(U)B0(V) - P3B0(u)B1(v) - P2B1(u)B0(v) - P4B1(u)B1(v) dans laquelle Bo(u), Bo(v) B1(u) et î Bl(v) sont des fonctions déterminant la forme de la surface courbe. On effectue la programmation de pièce en se basant sur l'équation de surface ci-dessus; le calcul est effectué par le calculateur, et l'information représentée par le résul tat du calcul est stockée dans une mémoire. On effectue le calcul pour la détermination de la forme de l'électrode en employant cette information. On réalise alors les bandes, dont chacune correspond à l'un des gabarits d'une pluralité de gabarits de sections transversales de l'électrode et de l'ou vrage en vue de la fabrication de ces gabarits des sections transversales au moyen d'une machine-outil commandée numérique ment par lesdites bandes. La forme de l'électrode par rapport à,la forme du produit à fabriquer est déterminée de la manIère suivante. Supposons que, comme on le voit à la figure 4, le point de-la surface d'une électrode imaginaire, sur la normale à un élément de surface de l'ouvrage au point Pk, soit Qk' que le point de la surface de l'électrode imaginaire, sur la normale au plan horizontal coupant l'élément de surface au point PO (qui coïncide avec le point Pk), soit QO, que la k, distance entre les points Pk et Qk soit Hk, et que la distance entre les points PO et Qo soit Ho.Supposons également que la vitesse d'avancement de l'électrode soit dy/dt, y étant la coordonnée dans la direction d'avancement de l'élec- trode, c'est-à-dire la coordonnée sur la normale au plan horizontal, que la vitesse d'usinage de l'ouvrage dans la direc tion QoPo soit d# o/dt, que la vitesse d'usinage dans la H direction QkPk soit d#k/dt, et que l'angle entre la normale à l'élément de surface et la normale au plan horizontal soit #k .Alors, si la vitesse d'avancement dy/dt de l'électrode et la vitesse d'usinage d#o/dt de l'ouvrage sont identiques, on obtient l'équation suivante : d0/dt = dy/dt = M.K.E/Ho (2) ou M est une constante, K est la conductivité de l'électroly- te, et E est la différence de potentiel entre ltélectrode et l'ouvrage. Dans la direction QkPk d#k/dt = M.K.E/Hk (3) Etant donné la relation dNlk/dt = (dy/dt) cos #k, il s'ensuit que M.K.E/Ho = M-K-E/Hk cos #k (4) c est--à-dire que Hk = Ho/cos ek (5) Si le vecteur unité dans la direction d'avancement de l'électrode est représenté par V, et si le vecteur unité de H la normale PkQk est représenté par N, cos #k est par représenté par le produit scalaire cos k = V.N.Par conséquent, l'équa- tion (5) peut entre réécrite comme suit Etant donné que la coordonnée du point Qk est la somme de la coordonnée du point Pk et de la distance entre ces points, on a : L'équation (7) est une équation représentant l'élément de surface de l'électrode correspondant à un quelconque élément de surface du produit à fabriquer. Comme indiqué ci-dessus, la totalité de la surface du produit à fabriquer est représentée par une série d'éléments de surface (équation (1)). D'autre part, le vecteur normal N de l'élément de surface est représenté par le produit vectoriel du vecteur u et du vecteur v de l'élément de surface Bu ss x su (8) A partir des équations (1), (7) et (8), non seulement la forme de la surface de l'électrode, mais aussi les formes des sections transversales de l'électrode et du produit peuvent être facilement obtenues avec le calculateur et stockées dans la mémoire. Des bandes pour l'usinage de l'électrode et des gabarits pour les sections transversales de l'électrode et du produit sont établies en accord avec cette information pour permettre la fabrication de l'électrode par une machineoutil à commande numérique.Les gabarits des sections transversales de l'électrode sont destinés à permettre le contrôle de chaque section transversale de l'électrode et les gabarits des sections transversales du produit sont destinés à permettre le contrôle de chaque section transversale du produit après l'usinage électrolytique. L'emploi des gabarits pour le produit après l'usinage électrolytique est seulement utile pour confirmation. En outre, sur la base de l'information susindiquée, on réalise une bande destinée à un appareil à dessiner automatique pour chaque section tran ersale prédéterminée, en vue du traçage automatique d'un dessin de la section transversale de l'électro- de. Etant donné que la présente invention fournit exactement la forme de l'électrode, il est aussi possible de fabriquer un mattre-profil permettant de produire l'électrode par profilage de la même manière que par le procédé antérieur. La fabrication de l'électrode pour l'usinage d'un ouvrage ayant une forme tri-dimensionnelle compliquée stef- fectue conformément au procédé suivant la présente invention sous forme d'une série d'éléments de surface au moyen d'un calcul tri-dimensionnel, alors que, par le procédé antérieur, on ne peut obtenir qu'une forme approximative de l'ouvrage en opérant bi-dimensionnellement sur la base d'un dessin des sections droites de l'ouvrage. Avec le procédé suivant la demande, l'usinage peut être effectué avec une très grande précision, sans qu'vil soit nécessaire d'avoir recours à ce mode opératoire fastidieux consistant en tailles et essais successifs et alternés de l'électrode, obligatoirement utilisé dans le procédé antérieur, ce qui réduit le temps requis pour la fabrication de l'électrode. De plus, suivant la présente invention, les gabarits pour chacune des sections transversales du produit à fabriquer et de l'électrode peuvent être obtenus par des méthodes simples et, en outre, la forme d'une section transversale de l'électrode peut être facilement dessinée au moyen d'un appareil à dessiner automatique. REVENDICATIONS 10 Procédé de fabrication d'une électrode pour l'usinage électrolytique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : programmation de pièce basée sur l'information stockée sur un dessin d'un produit à fabriquer, calcul de la forme du produit au moyen d'un calculateur en accord avec ledit programme, stockage du résultat du calcul, programmation de la forme de l'électrode sur la base du résultat stocké du calcul, calcul de la forme de l'électrode en accord avec le dernier programme, stockage du résultat du dernier calcul, et usinage de l'électrode sur la base du résultat stocké du dernier calcul au moyen d'une machine-outil à commande numérique. 2 Procédé de fabrication d'une électrode pour l'usinage électrolytique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de fabrication d'un gabarit pour chacune d'une pluralité de sections transversales du produit sur la base du résultat stocké du premier calcul, et de fabrication d'un gabarit pour chacune d'une pluralité de sections transversales de l'électrode. 30 Procédé de fabrication d'une électrode pour l'usinage électrolytique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de fabrication d'un gabarit pour chacune d'une pluralité de sections transversales du produit sur la base du résultat stocké du premier calcul, et de traçage d'un dessin de chacune d'une pluralité de sections transversales de l'électrode.