Brevet FR2464785A1 — publié le 19810320

La présente invention est relative à un dispositif porte-électrode avec in- jection de diélectrique adaptable aux machines d'électro-érosion et destiné plus particulièrement à l'usinage de fentes profondes et de faibles largeurs. Actuellement, le seul moyen pour réaliser des fentes profondes et de fai- bles largeurs en électro-érosion consiste à faire remonter périodiquement la tête de la machine d'électro-érosion pour effectuer une irrigation dans la zone d'usinage et une évacuation des particules de matière érodée par usinage. Ce sont généralement les machines d'électro-érosion qui comportent l'organe de commande électrique permettant cette remontée de la tête. Cette façon de pro- céder, bien qu'elle améliore le travail fait par électro-érosion en continu, ne permet guère dans des conditions aisées d'effectuer des fentes de faible largeur et de profondeurs supérieures à 20 mm. Un des buts de l'invention est de faciliter cet usinage. Un autre but de l'invention est de permettre l'usinage de fentes plus pro- fondes. Ces buts sont atteints suivant l'invention qui consiste en un dispositif porte-électrode comportant une platine support d'électrode, dispositif carac- térisé en ce que ladite platine supporte en outre un dispositif d'injection à jet dirigé et réparti du diélectrique dans la zone d'usinage. Ce dispositif d'injection comporte essentiellement: - une rampe d'injection pourvue d'orifices et orientée de manière à diriger les jets de diélectrique dans la position la plus favorable à l'usinage, - des moyens pour positionner et orienter la rampe, - des moyens pour maintenir la rampe en position d'appui au cours de l'usinage. Le nombre, la forme, la répartition, l'orientation des orifices de la rampe sont adaptés à la longueur déterminée de l'électrode utilisée. La platine peut également recevoir une pièce intermédiaire adaptée au type de machine utilisée permettant la fixation du dispositif porte- électrode sur la tête de la machine d'électro-érosion. Les matériaux constituant le dispositif suivant l'invention peuvent être de natures diverses. Ainsi les éléments constituant la platine support d'électrode peuvent être métalliques ou non. Les différentes parties du dispositif d'injec- tion peuvent être en matériaux isolants ou non; ils doivent seulement présen- ter une bonne tenue mécanique et être compatibles avec le diélectrique utilisé pour les parties immergées; selon les cas, on peut utiliser des stratifiés verre/époxy, de l'acier, de l'aluminium, etc. Seule la rampe d'injection est obligatoirement en matériau isolant. Les électrodes outils utilisées peuvent être en graphite, en cuivre, en cuprotungstène, etc. Un dispositif porte-électrode suivant l'invention est illustré, à titre in- dicatif et non limitatif, par la figure 1, des variantes pouvant être apportées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Sur la platine support d'électrode 1 est fixée une électrode 2 destinée à usiner la pièce 3. La platine support d'électrode 1 supporte un dispositif d'injection du dié- lectrique qui comprend essentiellement: - une rampe d'injection 4 du diélectrique, - une règle-support 5 de la rampe 4 comportant un raccord 6 d'amenée du diélectrique et des vis 7 permettant de dégauchir éventuellement la rampe 4 par rapport à la pièce 3, - un chariot mobile 8 supportant un coulisseau orientable 9 à tourillons 10 en appui sur vés Il; le coulisseau 9 sert à orienter la règle support 5 de la rampe 4. Les réglages terminés, le chariot 8 est bloqué par la vis 12 et le coulis- seau orientable 9 à l'aide de la vis 13, - un ressort 14 fixé sur la règle support 5 permettant le maintien en appui de la rampe 4 sur la pièce 3. La platine support d'électrode 1 reçoit en outre une pièce intermédiaire 15 permettant la fixation du dispositif sur la tête de la machine d'électro-érosion (NON REPRESENTEE). L'exemple suivant, donné à titre indicatif et non limitatif, montre les amé- liorations d'usinage que présente l'invention. EXEMPLE UNIQUE. Un dispositif tel que représenté figure 1 est utilisé pour réaliser des fen- tes profondes et de faible largeur dans un bloc d'acier traité, généralement uti- lisé en fabrication de moules, c'est-à-dire un acier à 12% de chrome. L'électrode outil, en graphite, a une longueur-de 150 mm et une épaisseur de 1 mm dans sa partie la plus faible pour un angle au sommet de 20. Le diélectrique utilisé est une huile de viscosité. 7,4 cSt et le point éclair de 1320 C. Le mode opératoire est le suivant: le dispositif étant fixé sur la tête de la machine et la pièce à usiner (3) en position dans le bac de la machine, 1) on fixe l'électrode (2) sur son support (1), 2) on amène l'électrode (2) en position de travail (axes x, y) 3) on règle l'orientation du dispositif d'injection à l'aide du coulisseau orien- table 9, de manière à amener la règle-support 5 parallèle à la face de l'élec- trode (2). Après obtention de l'orientation désirée, on bloque l'ensemble grâce à la vis (13). La distance entre la rampe d'injection (4) et l'électrode (2) doit être la plus faible possible; le réglage s'effectue par le déplacement du chariot (8) et le blocage par la vis (12) 4) Si nécessaire, on dégauchit la rampe par rapport à la pièce à usiner à l'aide des vis (7) ) On fixe le tuyau d'amenée du diélectrique au raccord (6) et l'on fait un es- sai de passage du diélectrique. 6) On fait fonctionner l'ensemble du dispositif à blanc, c'est-à-dire sans ali- mentation électrique du générateur. 7) On commence l'usinage en respectant les consignes d'usage de la machine sur le plan électrique et en faisant varier le débit du diélectrique en fonction de l'évolution des surfaces. Des fentes de 50 mm. de profondeur sont réalisées sans difficulté dans le bloc d'acier et, en apportant les corrections d'usage au réglage du générateur d'impulsions en cours d'usinage, des profondeurs de fentes de 60 mm. sont même atteintes, ce qui est difficilement réalisable avec les dispositifs existants actuellement (pulsation de tête ou dispositif de lavage par tuyaux). De plus, au cours de plusieurs usinages sur profondeurs 50 mm, on relève des avances de l'électrode supérieures à 0,75 mm. par minute alors qu'avec des dispositifs classiques, ces avances sont de l'ordre de 0,2 mm. par minute et, sur profondeur 20 mm. seulement. La vitesse moyenne d'avance, compte tenu du temps d'accrochage ressort à 0,60 mm. par minute. C'est ainsi qu'une fente de 150 mm de longueur, 1 mm de largeur à sa partie la plus faible pour un angle au sommet de 2 , est réalisée sur une profondeur de 50 mm sur le bloc d'acier, avec une seule électrode en graphite, en 84 minu- tes. Une opération identique avec les moyens existants actuellement, nécessite l'utilisation de plusieurs électrodes (l'électrode se détériore au cours de l'usinage et doit être remplacée plusieurs fois) et dure plusieurs heures dans le meilleur des cas. Il est en outre à noter que les résultats indiqués à propos de l'invention ne doivent pas être considérés comme optimaux, mais sont le fait de réglages moyens en vue d'automatiser éventuellement ceux-ci tant au niveau du générateur d'impulsions électriques qu'à celui du débit de diélectrique. En plus de cette possibilité d'automatisation qui représente un avantage certain, le dispositif suivant l'invention en présente d'autres: - c'est un accessoire de machine d'électro-érosion qui ne comprend aucune com- mande électrique et peut être utilisé sur toutes les machines d'usinage par électro-érosion dites par "enfonçage". Le raccordement à un système d'injection du diélectrique est nécessaire, mais celui généralement placé sur les machines d'électro-érosion convient; il suffit qu'il présente un débit suffisant en fonction de la rampe d'imn-t-irri -.i$-4lsp Tl est préférable cependant 2'Jti1i- ser un débit-mètre. - le dispositif est adaptable aux électrodes droites dont l'angle au sommet n'excède pas 100 et également aux électrodes à faces parallèles et aux électro- des de forme courbe. - le même dispositif peut recevoir des rampes d'injection de différentes Ion- gueurs.et formes, répondant ainsi aux travaux les plus divers. Le dispositif suivant l'invention trouve ses principales applications dans les domaines o l'on désire usiner des fentes minces et profondes dans des pie- ces, par exemple dans des moules pour matière plastique, dans des moules pour fonderie sous pression. La possibilité de travailler avec des électrodes à fa- ces parallèles permet des applications en mécanique générale, en outillage. La possibilité de travailler avec des électrodes de forme courbe permet des applications très diverses, par exemple, l'usinage de moules pour pales de ventilateur, ou d'usinage d'aubes de turbine. R E V E N D I C A T I 0 N S. 1. Dispositif porte-électrode avec injection du diélectrique adaptable aux machines d'électro-érosion comportant une platine support d'électrode, dispo- sitif CARACTERISE EN CE QUE ladite platine supporte en outre un dispositif d'injection à jet dirigé et réparti du diélectrique dans la zone d'usinage. 2. Dispositif suivant la revendication 1, CARACTERISE EN CE QUE ledit dispositif d'injection comprend: - une rampe d'injection pourvue d'orifices et orientée de manière à diriger les jets de diélectrique dans la position la plus favorable à l'usinage, - des moyens pour positionner et orienter cette rampe, - desumoyens pour maintenir la rampe en position d'appui au cours de l'usinage. 3. Dispositif suivant la revendication 2, CARACTERISE EN CE QUE lesdits moyens pour positionner et orienter la rampe comprennent - une règlesupport de la rampe, - un coulisseau orientable à tourillons, - un chariot support de coulisseau, - éventuellement, des vis de réglage pour dégauchir la rampe. 4. Dispositif suivant la revendication 2 ou la revendication 3, CARACTERISE EN CE QUE les moyens pour maintenir la rampe en position d'appui au cours de l'usinage sont constitués par un ressort. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes CARACTERISE EN CE QUE ladite platine porte une pièce intermédiaire pour fixer ledit dispositif à la tête de la machine d'électro-érosion.