Brevet FR2466308A1 — publié le 19810410

Procédé d'usinage par électro-érosion, dispositif et électrode-outil pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention est relative à un procédé d'usinage par électro-érosion de surfaces à façonner sur des pièces à travailler, en particulier de surfaces de révolution et de surfaces planes, et à un dispositif et à une électrode-outil pour la mise en oeuvre dudit procédé. L'usinage par électro-érosion de surfaces tech- nologiquement complexes à façonner sur des pièces à travailler, en particulier lorsqu'il s'agit de pièces présentant des qualités technicophysiques élevées, amme par exemple du point de vue résistance, dureté, ténacité et poli de surface anisotrope, est dans la pratique toujours de plus en plus utilisé actuellement. Mais en dépit de ses grands avantages, l'usinage par électro-érosion et les dispositifs utilisés actuelle- ment présentent de nombreux inconvénients, et de nom- breux facteurs en limitent l'emploi, ce qui s'oppose à une extension encore plus large du procédé. Un de ces facteurs limitatifs est le renouvellement défec- tueux du liquide se trouvant dans l'espace situé entre les électrodes et une moindre régularité de l'opéra- tion d'usinage lorsqu'il s'agit de traiter des surfa- ces relativement importantes ainsi que le faible ren- dement du travail qui dépend de la qualité superfi- cielle exigée pour la surface à usiner. Actuellement, en vue d'améliorer le renouvelle- ment du liquide se trouvant dans l'espace situé entre les électrodes, on fait appel à des mouvements supplé- mentaires des électrodes et à une mise en circulation forcée du liquide grâce à la présence d'ouvertures ou de fentes sur l'électrode-outil et, en vue d'ac- croitre le rendement de l'usinage tout en conservant la même qualité superficielle, on utilise un usinage à plusieurs canaux. Dans le premier cas, il se peut que la fente, même si son action se trouve renforcée par les mouvements supplémentaires, ne soit pas suffi- sante pour enlever d'une manière totalement efficace les résidus produits par l'usinage; en particulier, dans le cas o l'usinage est effectué avec des déchar- ges de faible énergie à l'achèvement du travail, un inconvénient possible est également la difficulté d'éliminer des surépaisseurs se formant sur les ou- vertures de mise en circulation du liquide et les fentes. Dans le deuxième cas, un facteur limitant la productivité du travail d'usinage est que la produc- tivité n'est pas une fonction linéaire du nombre crois- sant des canaux en raison des difficultés qu'entralne un réglage simultané de l'avancement de plusieurs élec- trodes, fixées en général sur un support unique, de sorte qu'en cas de court-circuit sur une électrode, toutes les autres électrodes sont simultanément mises hors service. Les inconvénients cités des procédés et des dispositifs connus disparaissent avec le procédé selon l'invention, d'usinage par électroérosion de surfaces à façonner sur des pièces à travailler et avec le dis- positif et l'électrode-outil pour la mise en oeuvre dudit procédé, prévus selon l'invention. Le procédé selon l'invention se caractérise en ce que l'électrode-outil agit sur la surface en cours d'usinage de la pièce suivant la direction parallèle à une tangente à ladite surface à usiner et suivant une direction essentiellement perpendiculaire à ladite surface, c'est-à-dire perpendiculaire au déplacement relatif de travail, la vitesse du déplacement ou avan- cement relatif de travail étant supérieure à 0,2 m/s. La pièce à travailler peut être avantageusement placée -au-dessus de l'électrode-outil de telle sorte que la surface à usiner de la pièce soit tournée vers le fond du récipient. L'électrode-outil peut être constituée par un barreau dont la surface active de travail a une forme correspondant à la forme finale à donner à la surface à usiner, la longueur de cette surface de travail de l'électrode-outil correspondant à la largeur de la surface à usiner de la pièce; éventuellement, l'élec- trode-outil peut être constituée d'au moins deux bar- reaux, isolés électriquement l'un par rapport à l'au- tre, chacun de ces barreaux étant relié, par une ligne indépendante d'amenée du courant, à un générateur de décharge. Les avantages de ce procédé reposent sur une amé- lioration des conditions permettant d'enlever de l'es- pace situé entre les électrodes les résidus produits par l'usinage par érosion et sur l'élimination des si- tuations perturbatrices qui pourraient accidentelle- ment se produire sur le parcours de la décharge, telles que par exemple des pontages provoqués par l'accumu- lation d'impuretés conductrices ou de courts-circuits temporaires sur un des canaux dans le cas d'usinage avec plusieurs canaux; grâce à cela, la régularité du travail d'usinage est considérablement augmentée, le pourcentage de décharges électriques productives produites par le générateur est accru et le temps to- tal d'usinage à l'aide de la machine se trouve rac- courci; en outre, du fait de la limitation des courts- circuits et de la meilleure circulation du liquide, la qualité superficielle obtenue pour la surface usi- née est améliorée et conforme à celle à reproduire. En outre, ce procédé permet d'usiner aussi des pièces relativement importantes sans qu'il soit nécessaire de plonger en totalité celles-ci dans le liquide de travail. L'invention sera mieux comprise par la descrip- tion d'un de ses modes de réalisation, donné ici à titre illustratif mais nullement limitatif, qui en sera faite ci-après à l'aide du dessin unique annexé qui représente un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention d'usinage par électro-éro- sion de pièces à travailler. Une pièce à travailler 1, dont les dimensions peuvent être relativement importantes, est placée dans un récipient 4 au-dessus d'une électrodeoutil 2 et la surface à usiner 3 de ladite pièce 1 est tournée vers le fond du récipient 4. Dans le liquide de travail 5 n'est plongée que la partie à usiner-de la pièce 1. Cette pièce 1 et l'électrode-outil 2 sont reliées par des lignes électriques 6 et 7 à un géné- rateur 8 de décharges électriques. L'électrode-outil 2 est fixée sur un support, non représenté sur la figure, et il en est de même pour la pièce à travailler 1 disposée audessus de l'électrode 2. Le récipient 4 est rempli du liquide de travail et la pièce 1 dont la mise en mouvement est assurée par un-élément d'entraînement 17 et l'électrode de tra- vail 2 dont le déplacement est obtenu par un mécanisme 11 d'avancement du travail s'éloignent, l'une par rap- port à l'autre, suivant la direction 9 parallèle à une tangente à la surface à usiner 3 de la pièce 1, la di- mension de l'espace situé entre les électrodes restant constante. Le mouvement relatif de la pièce 1 et de l'électrode-outil 2, se déplaçant l'une par rapport à l'autre suivant la direction 9, peut être rectiligne ou, dans le cas de pièces à usiner de révolution cir- culaire, ce mouvement relatif pouvant être soit conti- nu soit réversible. Au fur et à mesure que se pour- suit l'enlèvement par érosion de la matière, la sur- face de travail 12 de l'électrode-outil 2 se rappro- che de la pièce 1 suivant la direction 10 essentiel- lement perpendiculaire à la surface 3 en cours d'usi- nage. Du liquide propre 5 est introduit dans le réci- pient 4 par un bec 13. A l'intérieur du récipient 4 se produit une mise en circulation latérale de la to- talité du liquide contenu dans le récipient 4 et le liquide de travail 5 pollué est évacué par une tubulu- re 15 et envoyé à la régénération en vue de son recy- clage pour une nouvelle utilisation. Pour augmenter la vitesse d'usinage, on peut uti- liser une électrode-outil 2 constituée d'au moins deux barreaux qui sont isolés électriquement l'un par rap- port à l'autre et sont raccordés chacun à une ligne électrique autonome d'alimentation en courant les reliant à un générateur de décharges 8. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'ap- plication qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé d'usinage par électro-érosion de sur- faces à façonner sur des pièces à travailler, surfaces qui ont en particulier une forme de révolution ou une forme plane, à l'aide d'une électrode-outil, qui con- curremment avec la pièce à usiner est raccordée à une source de décharges électriques, des mécanismes étant prévus pour provoquer un avancement relatif de travail de la pièce et de l'électrodeoutil dans un récipient contenant un liquide de travail, liquide qui est amené propre dans ledit récipient par un bec et en est éva- cué à l'état pollué par une tubulure, lequel procédé est caractérisé en ce que, du fait du déplacement re- latif de la pièce à travailler (1) et de l'électrode- outil (2), l'électrode-outil (2) agit sur la surface (3) en cours d'usinage de la pièce (1) suivant une di- rection (9) parallèle à une tangente à ladite surface (3) et suivant une direction (10) essentiellement parallèle à ladite surface (3), la vitesse de l'avan- cement relatif de travail étant supérieure à 0,2 m/s. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce à travailler (1) est placée au-dessus de l'élec- trode-outil (2) de telle sorte que la surface à usi- ner (3) de la pièce (1) soit tournée vers le fond du récipient (4). 3. Electrode-outil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette électrode-outil (2) est constituée par un barreau dont la surface active de travail (12) a une forme correspondant à la forme finale à donner à la surface (3) à usiner de la pièce (1), la longueur de cette surface de travail (12) de l'électrode-outil (2) correspondant à la largeur de la surface à usiner de la pièce à travailler (1). 4. Electrode-outil selon la revendication 3, ca- ractérisée en ce qu'elle est constituée d'au moins deux barreaux, isolés électriquement l'un par rapport à l'autre, chacun de ces barreaux étant relié, par une ligne autonome d'amenée du courant, à un généra- teur de décharge (8).