Brevet FR2474371A1 — publié le 19810731

Z474371 La présente invention concerne l'usinage électrique à fil de découpe, auquel il est fait référence ci-après sous le nom d'usinage électrique, ce qui englobe l'usinage élec- trique par décharge, l'usinage électrochimique et l'usinage électrochimique par décharge, et elle concerne plus particu- lièrement un dispositif de support et de guidage d'électrode en fil pour une machine d'usinage électrique à fil de découpe. L'usinage électrique à fil de découpe ou usinage élec- trique fait appel à une électrode en fil continu d'une épais- seur comprise entre 0,05 mm et 0,5 mm, qui progresse axiale- ment et qui traverse une zone d'usinage en provenant d'un côté d'alimentation pour aller à un côté de réception. Une pièce à usiner est disposée dans la zone d'usinage et un intervalle d'usinage par décharge électrique est ménagé entre l'électrode en fil circulant et la pièce. Un fluide d'usi- nage, habituellement de l'eau distillée de nature diélectri- que ou un électrolyte liquide, est amené à l'intervalle d'usinage par décharge électrique pour le remplir et le balayer alors qu'un courant électrique est établi entre l'électrode en fil et la pièce pour provoquer une succession de décharges électriques, ou une forte action électrolytique dans l'agent fluide, de la matière étant ainsi enlevée à la pièce. L'enlèvement de matière se poursuivant, la pièce est déplacée par rapport à l'électrode circulante, généralement transversalement à la direction axiale de cette électrode, suivant un trajet prédéterminé, de manière à réaliser la découpe désirée dans la pièce. Dans le trajet de circulation du fil, des galets de commande entraînés par un moteur sont prévus immédiatement en amont de l'extrémité de réception pour appliquer une force de traction au fil et l'alimenter à une vitesse d'avance prédé- terminée. Des galets de freinage entrainés par un moteur peu- vent en outre être prévus immédiatement en aval de l'extré- mité d'alimentation pour assurer que le fil circule tendu sous une tension appropriée le long du trajet, ledit trajet comprenant aussi une paire d'éléments de guidage constitués par des surfaces de supports incurvées et lisses, destinées 2 2474371 à modifier la direction de circulation du fil à partir de l'extrémité d'alimentation jusqu'à la zone d'usinage et à partir de cette dernière jusqu'à l'extrémité de réception, respectivement. Ces éléments de guidage peuvent aussi servir de guides pour le positionnement du fil qui alignent préci- sément le fil circulant dans une position d'usinage prédé- terminée par rapport à la pièce. C'est pourquoi la structure d'un élément de guidage pour le positionnement du fil influe directement sur la pré- cision de l'usinage qui en résulte. Jusqu'à ce jour, on a utilisé deux formes de passage du fil dans le dispositif de guidage et de support du fil. La première comprend un passage interne conformé au travers d'un élément massif allongé. De telles structures ne permet- tent pas cependant un montage et un démontage aisés du fil continu. Dans l'autre forme, une fente en forme de V, prévue sur un corps de guidage fixe, fournit une surface de support pour le fil circulant, mais cette solution a tendance à pro- voquer la sortie du fil circulant, augmentant ainsi le ris- que d'imprécision d'usinage. Un but principal de la présente invention est de four- nir un dispositif de support et de guidage de fil électrode pour l'usinage par décharges électriques à fil de découpe, ou l'usinage électrochimique à fil de découpe, qui élimine les difficultés mentionnées ci-dessus et les inconvénients liés à la technique antérieure. La présente invention fournit un dispositif de support et de guidage d'un fil électrode pour l'usinage électrique dans lequel une électrode en fil continu progresse axiale- ment et est transportée d'une extrémité d'alimentation à une extrémité de réception en passant à proximité d'une pièce à usiner, et dans lequel un courant électrique est établi entre l'électrode en progression et la pièce dans un inter- valle d'usinage rempli de fluide pour enlever électriquement de la matière de la pièce. le dispositif comprend: un pre- mier galet monté à rotation sur un premier arbre et dont.la périphérie présente un renfoncement annulaire, de profondeur uniforme, propre à recevoir et retenir l'électrode en fil un second galet monté à rotation sur un second arbre paral- lèle au premier arbre et présentant un rebord dont le profil est sensiblement complémentaire de celui du renfoncement; et des moyens pour solliciter le premier et le second arbre au rapprochement relatif l'un de l'autre pour amener le rebord du second galet en coopération de forme avec le ren- foncement du premier galet de telle manière que l'électrode en fil, quand elle passe dans le renfoncement, y est pincée. Une forme de réalisation de l'invention sera mainte- nant décrite, à titre d'exemple, en liaison avec le dessin annexé, dans lequel: - la figure 2 est une vue schématique en plan d'une installation d'usinage électrique à fil de découpe équipée d'une paire de dispositifs selon la présente invention; et - la figure 2 est une vue en plan schématique, à plus grande échelle, du dispositif de maintien et de guidage de l'électrode en fil, représentée à la figure 1. On se réfère à la figure 1. Une électrode 1 en fil continu progresse axialement et est transportée d'une extré- mité d'alimentation 2, représentée sous la forme d'un tam- bour d'alimentation, jusqu'à une extrémité de réception 3, représentée sous la forme d'un tambour de réception. Sur le trajet de l'électrode en fil 1, est prévue une paire d'élé- ments de guidage fixes 4a et 4b propres à modifier la direc- tion de progression du fil à partir de l'extrémité d'alimen- tation 2 jusqu'à une zone 5 d'usinage, et à partir de cette dernière jusqu'à l'extrémité de réception 3. Dans la zone d'usinage 5, une pièce à usiner W est juxtaposée à l'élec- trode 1 en fil circulant de manière à former un intervalle d'usinage entre celles-ci. Un fluide d'usinage, par exemple de l'eau distillée, ou un autre liquide de nature diélec- trique (c'est-à-dire un fluide d'usinage par décharge élec- trique) ou un liquide électrolytique de conductivité appro- priée (c'est-à-dire un fluide d'usinage électrochimique) est fourni à la zone 5 d'usinage. Dans la zone d'usinage et entre les éléments fixes de guidage 4a et 4b, qui peuvent être de toute forme convention- nelle, sont prévus des éléments 6a et 6b de guidage et de maintien du fil électrode, constitués chacun selon la pré- sente invention. La fonction des éléments 6a et 6b est d'em- pêcher les déplacements non désirés du fil circulant 1, le maintenant précisément dans une position souhaitée dans la zone 5 d'usinage, et aussi de conduire le courant d'usinage. Une source 7 de courant électrique d'usinage a, pour ce faire, l'une de ses bornes de sortie connectée à ces éléments 6a et 7b et son autre borne de sortie connectée à la pièce, de ma- nière à conduire le courant d'usinage entre la pièce et l'électrode en fil 1, au travers de l'intervalle d'usinage. L'enlèvement de matière sur la pièce W a lieu par action d'usinage par décharge électrique ou électrochimique, selon la nature du liquide d'usinage utilisé et la nature du cou- rant d'usinage fourni. Selon la progression de l'usinage, la pièce W est trans- portée par une table (non représentée) et est déplacée par rapport à l'électrode 1 en fil circulant selon un trajet pré- déterminé de telle manière qu'une découpe d'usinage souhai- tée, correspondant au trajet du déplacement, est réalisée sur la pièce W. Sur le trajet de circulation, sont disposés des galets 8 de commande entraînés par un moteur (non représenté) et pla- cés immédiatement en amont de l'extrémité 3 de réception pour provoquer une avance et un transport en continu-ou en sé- quence de l'électrode en fil 1. Des galets de freinage 9, en- tratnés par un moteur (non représenté), sont disposés immé- diatement en aval de l'extrémité 2 d'alimentation. Les galets de commande 8 et les galets de freinage 9 assurent une vi- tesse prédéterminée de circulation et une tension prédéter- minée à l'électrode en fil 1. A la figure 2, est représentée une vue en plan à plus grande échelle de l'un des dispositifs 6a et 6b de maintien et de guidage du fil représentés à la figure 1. Le disposi- tif 6 comprend un premier galet 61 monté à rotation sur un arbre 62 et présentant sur sa périphérie un renfoncement k474371 annulaire 63 de profondeur uniforme propre à recevoir et à retenir l'électrode en fil 1. Un second galet 64 est monté à rotation sur un arbre 65 et présente un rebord 66 dont le profil est complémentaire de celui du premier galet 61. Les arbres 62 et 65 sont parallèles l'un à l'autre et les galets 61 et 64 sont dans un plan commun comprenant l'électrode en fil 1 qui circule en traversant le plan de la figure 2 de l'avant du dessin vers l'arrière. L'électrode en fil étant tendue entre les guides fixes 4a et 4b et ayant été disposée dans le renfoncement 63 du galet 61 faisant face au galet 64, l'arbre 62 portant le premier galet 61 est sollicité au rap- prochement de l'arbre 65 portant le galet 64, ou vice versa, pour amener le rebord 66 en coopération de forme avec le renfoncement 63, de telle manière que le fil électrode 1 est pincé entre les galets, comme représenté. Comme représenté, le renfoncement 63 est, de préférence, à section à gradins de telle manière que la zone extérieure a une largeur plus grande que la zone intérieure. Cette structure permet au fil 1 d'être facilement introduit dans le renfoncement 63 et d'en être facilement retiré. L'arbre 62 est entrainé en rotation par un moteur 67. Un dispositif de courroie 68 accouple l'arbre 62 avec l'ar- bre 65 de telle manière que le premier galet 61 et le second galet 64 sont entraînés dans des sens opposés pour guider l'électrode en fil 1 prise, pour ainsi dire, en sandwich entre eux. Les arbres 62 et 65 sont aussi accouplés ensemble par des ressorts 69a et 69b qui servent à supporter élasti- quement les galets 61 et 64. Des balais 71, conducteurs de courant, sont aussi connectés aux arbres 62 et 65, ces ba- lais étant reliés à une borne d'une source de courant élec- trique d'usinage dont l'autre borne est connectée à la pièce W. On comprend que l'invention fournit un dispositif de support et de guidage grandement amélioré pour l'électrode d'usinage électrique à fil circulant. A la différence de la structure conventionnelle à gorge en V, dans laquelle l'électrode en fil a tendance à s'échapper des surfaces de 6 'Z474371 guidage, le dispositif selon l'invention est propre à retenir l'électrode en fil de façon stre et stable, tout en l'empè- chant de vibrer ou d'errer. le pincement est réalisé élasti- quement, si bien que, même dans les cas possibles d'une va- riation de la dimension du fil, ou de sa vibration, le fil peut être tenu et guidé sans difficulté de façon stable et avec douceur. Le positionnement du fil se fait grâce à une structure dans laquelle deux galets sont séparés; le fil peut être monté et démonté extrêmement facilement à la diffé- rence de la structure conventionnelle de support et de gui- dage du type en creux. le dispositif est extrêmement prati- que pour la manutention quand, par exemple, l'électrode en fil est accidentellement rompue, nécessitant un nouveau posi- tionnement. En outre, un ou chaque galet peut aussi être utilisé avantageusement en tant que conducteur du courant d'usinage et permettre une conduction bien établie du cou- rant. Du fait que le dispositif peut agir sans force d'appli- cation excessive ou non nécessaire sur le fil circulant, le risque de cassure du fil est considérablement réduit. 7 k474371 REVENDICATION Dispositif de maintien et de guidage d'électrode en fil, pour l'usinage électrique dans lequel une électrode en fil continu progresse axialement et est transportée d'une zone d'alimentation à une zone de réception en passant à proximité d'une pièce à usiner, un courant électrique étant établi, entre l'électrode circulante et la pièce, dans un intervalle d'usinage rempli de fluide, pour l'enlèvement par voie électrique de matière sur la pièce, caractérisé en ce qu'il comprend un premier galet, monté à rotation sur un pre- mier arbre, présentant sur sa périphérie un renfoncement annulaire, d'une profondeur uniforme, propre à recevoir et retenir l'électrode en fil, un second galet, monté à rota- tion sur un second arbre parallèle au premier, présentant iu rebord à profil sensiblement complémentaire de celui du renfoncement, et des moyens pour solliciter au rapproche- ment relatif le premier et le second arbre l'un vers l'au- tre et amener le rebord du second galet en coopération de forme avec le renfoncement du premier galet, de manière que le fil électrode, quand il est introduit dans le renfonce- ment, est pincé entre les galets.