Brevet FR2382973A1 — publié le 19781006

La présente invention dlle à la collaboration de Messieurs Jean-Pierre BiASILAPS et Serge LACROIX concerne un dispositif d'usi- nage électrochimique sous pression de pièces de petites dimensions, telles que des poussoirs de culbuteurs de moteurs à explosions, On connait déjà le principe de ltenlèvement de métal par usinage électrochimique en établissant un courant électrique de forte intensité entre la pièce à creuser et une électrode conformatrice de profil correspondant, sépares par un interval, dit "d'usinage", contenant un électrolyte sous pression maintenu en circulation. La pièce constitue l'anode et l'électrode d'usinage, la cathode d'une source de courant continu.On traite habituellement des pièces de moyennes ou grandes dimensions, telles que des moules, des matrices d'estampage, etc... T)ans ces conditions, l'unique pièce conformée est fixée sur un bâti, disposé dans une enceinte étanche et c'est l'électrode conformatrice quise déplace au fur et à mesure de l'attaque de la pièce à usiner. Le dispositif selon l'invention a pour but de résoudre les problèmes spécifiques et l'usinage de petites pièces, tels que leur maintiei leur positionnement précis, rapide, compatible avec leur traitement en grande série, au moyen de manipulations simples. L'invention sera décrite au regard des figures 1 et 2 cijointes, données à titre d'exemple non limitatif, et qui représentent respectivement: - La figure 1, la machine dans son ensemble, comportalt plusieurs postes élémentaires d'usinage travaillant simultanémeat, vue en coupe selon un plan vertical. - La figure 2, une vue de détail en coupe selon un plan vertical médian, d'un poste élémentaire d'usinage. En se référant à la figure 1, on voit que la machine comporte une enceinte en acier constituée de bâtis inférieur 1, et supérieur 2, réunis par une paroi verticale périphérique 3; l'ensemble ainsi constitué est étanche et comporte un ou plusieurs moyens d'accés au volume interne ainsi déterminé. Ce dernier comporte une table fixe 4 sur laquelle sont positionnés plusieurs postes élémentaires de travail 5. Ceux-ci peuvent être répartis en cercle et dans le cas présent sot au nombre de six, dont deus sont invisibles sous l'angle choisi pour la représentation de cette figure. Un plateau mobile 6 en matière srnthétique telle que PVC ou polyester armé est relié au bâti supérieur par un moyen 7 mu par un moteur 8 permettant son abaissement en direction de la table fixe 4. Il comporte également six éléments 9, disposés face aux postes de travail 5 et ccopérant avec ces derniers lors de l'usinage des pièces à conformer. La figure 2 montre le détail de cette opération. La table 4, quq est généralement circulaire, est composite, et comporte un plateau inférieur 10, un plateau supérieur 11 tous deux en acier inoxydable et un revêtement supérieur 19 en matière isolante du type PVC. Les plateaux 10 et i1 sont conducteurs, et comportent des conduits pour la circulation de l'électrolyte. Ainsi, celui-ci arrive de façon connuepar une canalisation débouchant dans un trou d'injection 13, situé au centre du plateau tO, remonte verticalement dans le plateau Il par le canal 14, parcourt le conduit horizontal 15 et aboutit dans une saignée circulaire 16 ménagée à la périphérie d'une cavité 17, ouverte à sa partie supérieure, au niveau de la surface du plateau 11. L'électrode conformatrico 18 généralement en cuivre est logée dans le fond de cette cavité 17 et coiffée par un guide creux 20 en matière isolante du type PCV. Ses dimensions permettent son introduction et son ajustement dans la cavité 17, de laquelle émerge sa partie supérieure. Celleci se prolonge par une zone 21 de diamètre inférieur, entourée d'un ressort hélicoïdal 22 qui repose sur l'épaulement 23 réunissant les deux zones de diamètre différent oonstituant @e guide 20, La partie ce supérieure de dernier comporte une ouverture centrale 24 dont le diamètre correspond précisément à celui de la pièce 25 à usiner. Au niveau de la saignée circulaire 16 débouche radialement un conduit 26 aboutissant dans la partie creuse du guide 20 qui entoure l'électrode de conformation 18. Un support également creux 27 en matière isolante telle qu'en PVC prend appui sur la dernière spire supérieur du ressort 22 et comporte à son sommet une ouverture 28 permettant le passage de la queue du poussoir de culbuteur, mais dont les bords servent de siège pour la toto de ce dernier. Le support 27 se déplace en partie à l'intérieur d'une coiffe périphérique creuse 29, également en matière isolante du type PVC et ouverte à sa partie supérieure qui limite le débattement du support de position haute au moyen d'un épaulement 30 coopérant avec un épaulement 31 correspondant de la partie inférieure du support 27. La coiffe 29 repose par sa partie basse sur le revêtement 19 isolant du plateau il. L'électrode 18, est reliée au pôle négatif du générateur, et percée sur toute sa hauteur d'un canal 31 débouchant a son sommet et faisant face,à sa base, à un canal 32 d'évacuation de l'électrolyte, qui traverse les plateaux il eut 10 en direction d'une bâche de récupération, non figurée, à partir de laquelle l'électrolyte sera recyclé Vers le trou central d'injection 13 du plateau 10. L'ensemble décrit ci-dessus constitue donc l'un des postes élémentaires de travail 5, représentés à la figure 1. On conçoit que la table fixe4 qui les supporte comporte autant de conduits 15 d'alimentation qn'-il y a de postes de traib ceux-ci s'écartant radialement du canal vertical 14 en direction des postes 5. L'étanchéité vis à vis de l'électrolyte est assurée au moyen des joints toriques 33-34 entre les plateaux 10 et 11 et des joints 33-3(; entre le plateau 11 et le guide 20. Face aux postes de travail 5 correspondent des éléments complémentaires 9 supportés par le plateau mobile -6 en matière isolante. Ceux-ci sont essentiellement constitués d'un plot de contact conducteur 37 mobile à l'intérieur d'un guide 38 en matière isolante du type PVC dont la partie supérieure est montée à force dans le plateau mobile 6. Le plot 37 est solidaire d'une tige conductrice 37 tous dieux en laiton ou en inoinohiles dans le guide 38. Un ressort hélicoïdal 39prend appui sur la face supérieuredu plot 37 et sur la face inférieure d'un bouchon 40 en acier inoxydable qui est vissé par sa tête 41 à la fois dans le plateau 6 et la partie supérieure du guide 38, dans lequel peut également se mouvoir la tige 39. La zone supérieure d cette dernière est solidarisée par les écrous 42 à la cosse 43, reliée à la morne positive du gé nérateur, au moyen d'un cable conducteur souple. Le dispositif précédent fonctionne de la manière suivante Le plateau mobile 6 ést écarté de la table fixe 4. Les poussoirs 25 à usiner sont introduits dans les ouvertures 28 et 24 respectivement du-support 27 et du guide 20, jusqu'à ce que leur tête repose sur le rebord supérieur du support 27; dans cette posi est tion, la zone 43 à usiner des poussoirs a proximité de l'électrode conformatrice 18. On apaise le plateau mobile jusqu'à ce que le plot 37 fasse contact avec la tête des poussoirs et on établit la circulation de l'électrolyte ainsi que la différence de potentiel entre le poussoir et l'électrode conformatrice. L'électrolyte arrive par le trou d'injection 13, parcourt le canal vertical 14, les différents conduits radiaux horizontaux 15, les saignées 16, le conduit 25, débouche dans l'enceinte 44 contenant l'électrode, agit entre celle-ci et la zone 43 à conformer, puis s'évacue par le canal 31 de l'électrode, et le canal 32 d'éva- cuation en direction de la bâche, non figurée, à partir de laquelle sous l'action d'une pompe, il est recyclé en direction du trou d'injection 13 du plateau 10. Au fur et à mesure de l'érosion de la zone 43, les poussoirs 2r sont rapprochés des électrodes correspondantes, à l'encontre. Des ressorts 22, sous l'action de l'abaissement programmé-du plateau mobile 6 par les moyens connus 7 et 8. Selon l'amplitude prévue pour ce mouvement, on peut ne conformer qutnne partie limitée de la queue du poussoir, ou au contraire d'éroder sur une longueur considérable, jusqu'à obtenir, à la limite, un poussoir creux. On remarquera de ce qui précède la grande facilité de posi tionnomont et d'extraction des pièces à usiner, la rentabilité d'utilisation du dispositif qui permet le traitement simultané de plusieurs pièces, la précision de l'usinage résultant du bon guidage des pièces, mobiles par rapport, alIx électrodes fixes, contrairement à ce qui se fait généralement. F,nfin, la face à usiner constituant elle même une partie de la bite de pression, il n'est pas nécessaire de prévoir d'autres mo- yens d'accés à cette dernière pour y introduire la pièce, ce qui simplifie encore la manutention des pièces et la structure du dispositif. REVENDICATIONS I Dispositif pour l'usinage électrochimique d'évidements dans une pièce conductrice constituant l'anode, comprenant une électrode d'usinage formant cathode, une chambre de pression parcourue par un liquide électrolytique, des moyens pour établir la circulation dudit liquide électrolytique et du courant continu entre l'anode et la cathode, ainsi que pour faire progresser ces deux éléments au fur et à mesure de la conformation de la pièce, caractérisé prr le fait qu'au moins une électrode conformatrice est solidaire d'une table fixe, conductricelrevêtue à sa surface par une matière isolante,qu'elle est située à l'intérieur d'une cavité déterminée par un guide en matière synthétique non conductrice, que ce guide comporte unepartie supérieure de plus faible dimension dans Pwuelle est disposée une ouverture centrale aux dimensions de la pièce à usiner et qui est entourée par un ressort hélicoïdal dont la spire inférieure repose sur l'épaulement constitué par. la jonction des deux parties de dimensions différentes du guide, qu'un support creux en matière synthétique isolante susceptible de coulisser sur la partie supérieure du guide et ouvert à son sommet repose par sa base sur la spire supérieure du ressort précédent, qu'une coiffe en matière synthétique isolante comporte une ouverture à sa partie supérieure lui permettant d'être traversée par ledit support et de prendre appui sur un épaulement prévu à cet effet à la partie inférieure de ce dernier tandis que la base de la coiffe repose sur la surface isolante de la table fixe, au moins un élement conduc sieur relié au p8le positif d'lm générateur et mobile dans un guide isolant} situé face à l'électrode conformatrice, est solidaire d'un plateau mobile en direction de la table fixe. II dispositif pour l'usinage électrochimique selon la revendication I, caractérisé en ce que la table fixe comporte une arrivée centrale de liquide électrolytique qui est envoyé au travers de plusieurs conduits qui s'éloignent radialement de l'arrivee centrale, chacun en direction d'un poste élémentaire d'usinage, via une saignée circulaire entourant le guide et ménagée dans la table fixe à travers un conduit traversait ledit guide et débouchant dans la chambre de pression, le liquide électrolytique s'échappant de cette dernière par le canal de l'électrode de conformation, un conduit d'évacuation situé dans la table fixe, en direction d'une boche de récupération et d'une pompe de recyclage en direction de l'arrivée centrale de ladite table fixe. III Dispositif pour l'usinage électrochimique selon les revendications I et II, caractérisé en ce que la pièce à usiner, introduite au travers de l'ouverture située au sommet du support et de celle du guide lui faisant face, jusqu'à ce que sa partie supérieure prenne appui sur le rebord du support, constitue ainsi une partie de la boîte de pression. IV Procédé pour l'usinage électrolytique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plateau mobile étant en position haute, on dispose les pièces à usiner sur le support correspondant de chaque poste d'usinage, face aux électrodes conformatrices qui demeurent fixes tout au long de 11 opération, que l'on abaisse le plateau mobile jusqutà ce que chaque élément conducteur positif qui lui est solidaire entre en contact avec les pièces à usiner, que l'on établit la circulation du liquide électrolytique et du courant continu, le mouvement de rapprochement relatif des pièces à usiner et des électrodes conformatrices étant dt au déplacement des pièces elles-mssmes sons l'action des guides et des éléments conducteun solidaires du plateau mobile.