Brevet FR2468435A1 — publié le 19810508

La présente invention a pour objet un procédé pour l'usinage par électro- érosion ou étincelage d'une pièce en métal sur une machine d'étincelage commandée par un ordina- teur, qui comporte pour monter la pièce une table de posi- tionnement mobile dans un plan suivant deux coordonnées et une électrode d'usinage pouvant se déplacer par rapport à ce plan suivant une troisième coordonnée, procédé dans lequel les mouvements de la pièce et les mouvements de l'électrode d'usinage sont commandés par l'intermédiaire de l'ordina- teur suivant des programmes pré-donnés. On connaît des procédés de ce genre qui permettent d'effectuer des opérations d'usinage automatisées sur la pièce maintenue fixée dans la machine. C'est ainsi que, par exemple, la pièce est positionnée de façon appropriée à l'aide d'une bande perforée et une électrode mobile verti- cale est descendue dans la pièce pour réaliser une ouver- ture. De telles opérations de travail sont répétables à l'identique, avec un diamètre d'ouverture constant, en uti- lisant la même électrode d'usinage, éventuellement après changement de position de la pièce. En cas de changement de diamètre d'ouverture, les électrodes d'usinage sont rempla- cées éventuellement automatiquement, l'opération d'échange étant commandée par la bande perforée. Il est également possible et courant de réaliser sur des pièces des contours extérieurs qui peuvent présenter des formes aussi compliquées que l'on veut en faisant pénétrer automatiquement dans la pièce des électrodes d'usinage de forme appropriée. L'inconvénient des procédés connus est que les élec- trodes d'usinage utilisées doivent être adaptées à la forme matérielle à réaliser et être choisies de façon analogue. C'est pourquoi la fabrication de telles électrodes d'usinage est une opération relativement compliquée entraînant des dépenses d'outillage correspondantes. Si les opérations d'usinage sont effectuées en grandes séries, l'usure subie par les électrodes d'usinage oblige à entretenir un approvi- sionnement important de ces électrodes. L'invention a pour but de perfectionner les procédés connus du type indiqué au début et de permettre de réaliser des contours même compliqués sur des pièces métalliques par électro-érosion sans être obligé d'utiliser des électrodes d'usinage de forme correspondante. Les électrodes utilisées doivent avoir une forme essentiellement indépendante de la forme de la surface à usiner par électro-érosion et doivent pouvoir être remplacées facilement quand elles sont usées. Ce résultat est obtenu par l'invention avec un pro- cédé du type indiqué au début grâce au fait que l'électrode d'usinage est guidée sur la pièce dans un plan passant par la pièce, le long de la ligne d'intersection de ce plan avec une paroi extérieure ou une paroi intérieure de la pièce, de façon à enlever par étincelage le matériau de la pièce le long de cette ligne d'intersection.- Ce procédé permet de réaliser des contours de forme quelconque dans ce plan. En programmant de façon appropriée l'ordinateur commandant la machine, il est ainsi possible de réaliser des pièces de forme quelconque en prévoyant éven- tuellement plusieurs plans d'usinage superposés, ou éventuel- lement décalés angulairement l'un par rapport à l'autre. La forme de l'électrode d'usinage dont la surface active exer- çant l'effet d'étincelage peut être de forme générale liné- aire, ou étalée en surface, doit être adaptée aux conditions de place dont on dispose sur l'article traité, et éventuelle- ment à la largeur de la surface à usiner. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront, d'ailleurs, de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel les figures 1, 2 et 3 représentent respectivement trois for- mes différentes d'usinage selon l'invention d'une bande de métal dur. A la figure 1, on a représenté en 1 un morceau rec- tangulaire de métal dur que l'on veut usiner lisse par électro-érosion ou étincelage le long de ses bords rectili- gnes 2, 3 et 4 et que l'on veut munir également par électro- érosion, dans les zones 5 et 6, d'échancrures 7 et 8 de forme par exemple circulaire, par enlèvement du matériau corres- pondant. La bande de tôle 1 est montée sur la table à mouve- ments croisés de la machine d'étincelage de façon à pouvoir, sous la commande d'un ordinateur, se déplacer dans un plan horizontal suivant les axes des X et des Y de coordonnées rectangulaires, et une électrode de travail 11, à section transversale circulaire, également commandée par un ordina- teur, est montée dans le montant de la machine et peut se déplacer perpendiculairement à ce plan horizontal suivant l'axe des Y. Pour usiner la tôle 1, on déplace l'électrode 11 suivant l'axe des Z en l'amenant dans le plan de la tôle 1 le long des bords de celle-ci, l'électrode 11 étant disposée par son centre, par exemple, à une distance telle du bord 3 qu'il se forme entre la surface de l'électrode d'usinage 11 et le bord 3 un gap de dimension appropriée. Par l'intermé- diaire de la boucle d'asservissement correspondante de la machine, la largeur de ce gap est soumise au processus usuel de réglage de largeur de gap, de sorte que cette largeur de gap est maintenue constante de façon connue en soi. Ensuite, l'électrode d'usinage 11 est déplacée parallèlement au bord 3, le long de celui-ci, dans le plan de la bande de tôle 1 dans le sens des flèches 12 et 13, et le bord 3 est ainsi usiné lisse par étincelage. On procède de la même façon avec les bords 2 et 4. Lorsqu'il se produit des court-circuits entre l'électrode d'usinage 11 et la tôle 1, il est avanta- geusement prévu de régler la position de l'électrode d'usi- nage en augmentant l'intervalle entre cette électrode et le contour en cours d'usinage. A cet effet, il est, par exemple, avantageux de déplacer la tôle 1 dans le sens opposé à l'électrode d'usinage 11. Pour diminuer l'usure que subit l'électrode d'usinage 11, on peut mettre en rotation cette électrode autour de son axe de sorte que chaque emplacement de la périphérie de l'électrode d'usinage 11 participe au processus d'usinage d'une façon correspondant à la vitesse de rotation de ladite électrode. Pour usiner les échancrures 5 et 6, on abaisse l'électrode d'usinage 11 dans le plan de la bande de tôle 1 en la faisant pénétrer dans le plan du bord A. Suivant le rapport entre la dimension de l'échancrure et le diamètre de l'électrode d'usinage, cette opération peut s'effectuer soit dans uneseulepasse de travail, soit dans plusieurs passes de travail successives, qui enlèvent chacune une quantité partielle du matériau de l'évidement de la bande de tôle 1. On voit que le procédé décrit peut être adapté à l'épaisseur de la bande de tôle 1 en choisissant de façon appropriée la dimension dans le sens de l'axe des Z de l'électrode 11, c'est-à-dire la dimension de cette électrode perpendiculairement au plan du dessin. La surface d'action étirée en longueur dans laquelle les étincelles d'usinage sont produites entre l'électrode d'usinage 11 et la bande de tôle 1 est ainsi adaptable à l'épaisseur de la bande de tôle. Comme on peut le voir également, il n'est pas néces- saire que la bande de tôle 1 coïncide avec le plan des axes des X et des Y de la machine d'étincelage. Le plan de la bande de tôle 1 peut présenter n'importe quelle position angulaire par rapport au plan passant par les axes des X et des Y, et, dans ce but, l'électrode d'usinage 11 doit être inclinée de façon correspondante. En commandant de façon appropriée les trois axes de déplacement de la machine, on détermine de façon voulue le mouvement de poursuite de l'électrode d'usinage dans le bord du plan de la bande de tôle 1. Il est ainsi possible de réaliser dans n'importe quel plan de coupe d'une pièce n'importe quel contour exté- rieur et intérieur, ces contours étant réalisés en guidant l'électrode d'usinage le long de ce contour d'usinage. A la figure 2, on a montré en 20 une bande de tôle dure sur le côté extérieur de laquelle on veut réaliser un contour en dents de scie 21. Pour réaliser ce contour, on utilise une électrode d'usinage 22, de forme allongée dans le plan du dessin et munie d'une pointe dont la dimension dans le sens perpendiculaire au plan du dessin correspond sensiblement à l'épaisseur de la tôle 20. Pour l'usinage de précision du contour, cette électrode est guidée parallèle- ment audit contour de sorte qu'il se forme entre la pointe de l'électrode d'usinage et le contour le gap habituel. L'électrode 22 est guidée parallèlement au contour et ce dernier est soumis de façon connue en soi au processus d'usinage lisse par étincelage. Il est avantageusement prévu que l'électrode d'usinage 22 est montée de façon à pouvoir également, comme l'électrode 11 de la figure 1, tourner autour de son axe de déplacement principal et pivoter sous des angles déterminés. Cette possibilité de pivotement de l'électrode d'usinage permet aussi, comme le montre la figu- re 2, de réaliser des contours à tracé discontinu. On a représenté à la figure 3 une bande de métal dur qui est munie d'un évidement 31. Le bord intérieur de l'évidement est usiné par électroérosion au moyen d'une électrode d'usinage 32 qui se déplace dans le sens des flè- ches représentées. La surface active de l'électrode d'usina- ge servant à l'usinage par étincelage présente, dans cet exemple de réalisation particulièrement simple, des dimen- sions importantes et a une forme rectangulaire. Il n'est pas obligatoire que les contours à réaliser selon l'invention soient, avec l'inclinaison de la surface à traiter, placés perpendiculairement au plan de montage de pièce qui est pris comme base pour l'usinage. C'est ainsi que, par exemple, les contours de bord 7 et 8 de l'exemple de réalisation représenté à la figure 1 peuvent être incli- nés sous un angle différent de 90 par rapport au plan du dessin. Pour réaliser le contour, il faut incliner la tôle 1 de façon correspondante, ou bien conférer à l'électrode d'usinage une inclinaison correspondante. Le procédé selon l'invention se distingue essentiel- lement par le fait que l'électrode d'usinage qui se présente sous forme d'électrode unitaire comporte une surface d'étin- celage qui peut, éventuellement, prendre une forme linéaire, et qui, sur le bord à usiner, le long duquel elle est guidée dans le sens du bord, a une dimension correspondant à la largeur du bord à usiner. On ne peut donner à cette dimension une valeur plus grande que le long de bords qui, dans le sens de cette surface, n'ont pas d'accumulations de matériau ou n'en ont pas de gênantes. Mais, par contre, il est possible de donner à la surface à action d'étincelage une dimension plus petite que la largeur du bord à usiner. Dans de tels cas, il faut que l'électrode passe plusieurs fois sur ce bord. Un autre avantage du procédé selon l'invention est que, quelque compliquée que soit la forme des contours exté- rieurs à usiner dans le plan d'usinage de la pièce traitée, on peut utiliser des électrodes d'usinage de forme géométri- que simple, par exemple ronde, angulée, triangulaire ou autre. Le prix de revient du traitement d'obtention par électro-érosion de différentes formes de pièce en est nota- blement abaissé. La dépense correspondante pour le programma- ge de la commande de la machine-outil est réduite de façon comparable. 24684-35 REVENDI CATIONS 1. Procédé pour l'usinage par électro-érosion ou étincelage d'une pièce en métal sur une machine d'étincelage commandée par un ordinateur, qui comporte pour monter et* fixer la pièce une table de positionnement mobile dans un plan suivant deux coordonnées, et une électrode d'usinage pouvant se déplacer par rapport à ce plan suivant une troi- sième coordonnée, procédé dans lequel les mouvements de la pièce et les mouvements de l'électrode d'usinage sont comman- dés par l'intermédiaire de l'ordinateur suivant des program- mes pré-établis, caractérisé en ce que l'électrode d'usinage est guidée sur la pièce dans un plan passant par la pièce, le long de la ligne d'intersection de ce plan avec une paroi extérieure ou une paroi intérieure de la pièce, de façon à enlever par étincelage le matériau de la pièce le long de cette ligne d'intersection. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour usiner le contour extérieur, on utilise une électrode d'usinage présentant en coupe avec le plan d'usi- nage une forme à symétrie de révolution, et en ce que l'élec- trode d'usinage peut tourner et pivoter autour de son axe de symétrie. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce qu'en cas de court-circuit se produisant entre l'électrode d'usinage et la pièce usinée, le gap formé entre l'électrode d'usinage et le contour à réaliser est augmenté en augmentant l'intervalle entre l'électrode d'usinage et la pièce usinée, mesuré perpendiculairement au contour.