Brevet FR2486846A1 — publié le 19820122

On connait déjà un procédé pour faire passer au moyen de fluide, le bout d'une électrode-fil à travers un orifice de départ ou une fente d'usinage situé dans l'électrode-piéce d'une machine à découper par décharges électriques érosives, selon lequel on crée un écoulement de fluide dans cet orifice dans le sens du passage du fil. Des dispositifs utilisant tel procédé sont décrits par exemple dans les brevets suisse no 559'599 et américain no 3'987'270. Dans ces brevets, le fil est éjecté à travers un orifice de départ au moyen d'un fluide, par exemple de l'eau, sous une pression très élevée. Le bon fonctionnement de ces dispositifs pose toutefois des problèmes de construction et de réglage relativement difficiles, en effet, pour permettre d'obtenir un "effet de tir", il est nécessaire de débarrasser la zone d'usinage du fluide qui peut s'y trouver. Il est délicat d'obtenir une précision suffisante dans la direction du tir. pour permettre de faire passer le fil dans un trou de la pièce qui soit de petite dimension. En outre, lorsque le fil a traversé l'orifice, il n'est pas aisé de l'introduire dans les organes d'entratnement qui doivent assurer son défilement. L'invention a pour but de faciliter l'introduction du fil dans un trou de départ d'une pièce à usiner, cette intro- duction pouvant être faite dans un trou d'un diamètre - 2 - inférieur à lmm, sans qu'il soit nécessaire de procéder à la vidange de la cuve contenant le fluide d'usinage. De plus, la précision du tir peut être relativement médiocre. Ces avantage sont obtenus par le procédé faisant l'objet de l'invention, grâce au fait qu'on crée une aspiration du fluide depuis l'une des extrémités de cet orifice, de façon à produire un flux de fluide convergeant en direction de l'en- trée de l'orifice et qu'on amène simultanément le bout du fil à proximité de cette entrée. - Le dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple trois formes d'exécution d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention. Les figures 1 à 4 représentent respectivement chacune, une de ces formes d'exécution. La figure 1 illustre schématiquement une partie d'une machine pour le découpage d'une pièce 2 au moyen d'une électrode-fil 1, la pièce 2 est immergée dans un bac contenant une électrolyte non représenté. Les décharges entre l'électrode 1 et la pièce 2 sont produites par un générateur 3. La pièce 2 présente un orifice 4 de départ constituant un passage facilitant la mise en place du fil 1 au début d'une opération d'usinage, ou encore pour reprendre une telle opération lorsqu'une rupture du fil 1 s'est produite. La figure montre le fil 1 dans sa position précédant Juste l'introduction de son extrémité dans l'orifice 4, le fil provient d'un dispositif d'alimentation non représenté et passe */- -3 - entre deux galets 5 et 6 d'un dispositif de freinage comprenant un dispositif de réglage 7. Le fil passe ensuite entre une sur- face d'appui 8 et un doigt 9 sollicité en direction de la sur- face d'appui 8 par un ressort 10. Ces pièces sont portées par un chariot il d'introduction du fil. Ce chariot 11 est destiné à être déplacé parallèlement à la trajectoire du fil par une vie 12 entrainée en rotation par un moteur 13. Le fil 1 passe ensuite devant un couteau 14 actionné par un dispositif électromagnétique 15 et destiné h coopérer avec une surface d'appui 16. Le fil pase ensuite successivement devant un galet 17 d'amenée de courant, un galet-presseur 18 et un guide 19 pour traverser l'orifice 4. En dessous de la pièce 2 le fil 1 pénètre dans une chambre 20 dont la partie inférieure comprend des paroi 21 formant un entonnoir convergeant et dé- bouchant à proximité de deux galets 22 et 23 entraînés par un moteur 24 pour exercer une traction sur le fil et assurer son avancement lors de l'usinage. la traction exercée sur le fil dépend bien entendu du réglage du dispositif de freinage 5 à 7, le fil 1 est ensuite évacué par des moyer non représentés. La chambre 20 contient une surface de guidage 25 et un contact frottant 26 contre lesquels le fil 1 est appliqué par la traction exercée par les galets 22 et 23. La chambre 20 est encore en communication avec une pompe réversible 27 dont une conduite 28 débouche simplement dans le bac contenant 1'électo- lyte. La chambre 20 présente une ouverture supérieure 29 entou- rée par un joint 30 destiné à être appliqué contre la face inférieure de la pièce 2. /O -4 - Le dispositif comprend encore une unité de commande 31 qui est constituée par des circuits électroniques donnant les ordres nécessaires pour commander une opération d'introduction du fil dans l'orifice 4. Cette unité 31 commande le moteur 13, le couteau magnétique 15 et le galet-presseur 18. Elle coopère en outre avec deux indicateurs 32 et 33 signalant les positions extrêmes du chariot 11; la mise en action de cette unité 31 est déclenchée par un signal électrique appliqué à une entrée 34. Ce signal peut être produit par une action manuelle lors du début d'une opération d'usinage ou encore par un dispositif de contr8le sensible à une rupture éventuelle du fil. Lorsqu!il se produit une rupture de l'électrode-fil au cours de l'usinage, cette rupture de l'électrode-fil se produit entre les galets de freinage 5, 6 et les galets d'entraînement 22, 23 et plus précisément dans la zone d'usinage de la pièce 2, c'est-à-dire à l'endroit o le fil est échauffé par le courant qui le traverse et par les étincelles éclatant entre ce fil et la pièce 2 Il en résulte que lors d'une opération d'introduction du fil, l'extrémité libre de celui-ci se trouve à peu près au niveau de la pièce 2. L'opération d'enfilage se déroule comme suit - - En position de repos ou d'attente, le chariot 11 est en posi- tion haute pour que sa partie 35 soit située en regard de l'in- dicateur 32. Lorsque le signal 34 met en opération l'unité 31, celui-ci envoie tout d'abord une impulsion de commande au couteau électromagnétique 14 qui vient prendre appui sur la surface 16 pour couper proprement l'extrémité du fil 1, en même temps un signal est appliqué au galet-presseur 18 pour l'éloigner de la trajectoire du fil. Ensuite le moteur 13 est mis en marche pour déplacer le chariot 11 vers le bas, tandis qu'en même temps la pompe 27 est commandée pour aspirer le fluide d'usinage se trou- vant dans la chambre 20. Il y a lieu de remarquer que la dépression régnant alors dans la chambre 20 provoque une aspiration du fluide à travers le passage ou orifice 4 et en même temps par l'orifice inférieur de la chambre 20. Comme la pièce est immergée dans le liquide d'usinage, l'aspiration de ce liquide à travers l'orifice 4 provoque un flux de liquide convergeant vers l'entrée de celui-ci. Dans la position illustrée à la figure 1 le chariot 11 a parcouru une partie de sa course, suffisante pour amener l'ex- trémité libre 36 à proximité de l'entrée du passage 4. Grâce à la convergence du flux du fluide aspiré à travers ce passage, l'extrémité 36 du fil est automatiquement guidée par les forces hydrauliques résultant de ce flux et vient se placer en regard du passage 4, même si l'alignement.initial présentait un écart pouvant dépasser 1 mm. Le chariot 11 poursuivant sa descente, il entraine par son doigt 9 le fil dont l'extrémité libre 36 traverse le passage 4 et aboutit dans la chambre 20. Dès ce moment la pompe 27 peut être stoppée, puis être remise en marche dans le sens o elle fournit du liquide sous pression dans la chambre 20, pour provoquer le renouvellement du fluide dans la zone d'usinage. Lorsque le chariot 11 arrive à sa position inférieure donnée par l'indicateur 33, sa course a été suffisante pour que l'extré- mité libre du fil ait passé entre les galets 22 et 23. Le signal émis par l'indicateur 33 et reçu par l'unité 31 commande le retour a/1 6 - du chariot 11 dans sa position d'attente. Il est clair que le signal de commande appliqué à l'entrée 34 peut être obtenu de diverses manières. Une possibilité de provoquer la mise en fonc- tion de l'unité 31 pourrait être réalisée par l'intermédiaire du galetpresseur 18, en effet au moment de la rupture du fil, celui- ci n'est plus tendu et n'offre donc plus de résistance d'appui au galet-presseur. Un déplacement supplémentaire de ce dernier pour- rait donc fermer un interrupteur pour donner le signal déclen- chant la mise en action de l'unité 31. Dans la forme d'exécution selon la figure 2, on n'a re- présenté que les parties qui sont modifiées par rapport à la figure 1. La chambre 20 présente une ouverture inférieure 37 suscep- tible d'être obturée par un clapet 38 formé par une membrane souple. La dépression dans cette chambre est obtenue par une trompe à dépression 39 comprenant une buse 40 alimentée par une pompe 41 qui peut être la même que celle fournissant l'électrolyte sous pression pour l'arrosage de la zone d'usinage par des moyens non représentés. Une vanne à trois voies 42 permet d'amener le fluide sous pression soit à la trompe 39, soit auxdits moyens d'arrosage_ Lorsque la trompe 39 est en action, l'aspiration pro- duite dans la chambre 20 provoque tout d'abord la fermeture de l'ouverture 37 par le clapet 38 et ensuite 1' aspiration par le passage 4. L'introduction du fil 1 dans ce passage est réalisée de la même façon que dans le cas de la figure 1. La forme d'exécution selon la figure 3 est très proche de celle de la figure 2 et ne diffère que par la trompe à dépression 1. -7- qui constitue en même temps la chambre d'aspiration 43, cette dernière est entourée par une chambre annulaire 44 qui se termine par une buae 45 entourant l'orifice 46 de sortie de la chambre 43. La chambre 44 est alimentée en fluide sous pression dont l'écoulement par la buse 45 provoque une aspiration dans la chambre 43. Dans cette forme d'exécution le fil 1 pénètre dans la chambre 43, puis sort par son orifice 46 sans qu'il soit nécessaire d'arrêter la pompe 41. La figure 4 illustre une forme d'exécution d'un dispositif très simple pour la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention. Dans ce cas, l'aspiration du fluide d'usinage à travers un avant- trou 4 de la pièce 2 est obtenu au moyen d'un soufflet 47 action- né par un bras 48, fixé par une de ses extrémités sur un arbre de commande 49. Le soufflet 47 est constitué par un disque 50 et une rondelle 51 reliés entre eux par un cylindre souple ondulé 57 fixé de façon hermétique au disque 50 et à la rondelle 51. Ces deux pièces 50 et 51 sont soumises à l'action d'un ressort 52 tendant à les écarter l'une de l'autre. Enfin la rondelle 51 présente un joint d'étanchéité annulaire 53 destiné à prendre appui contre la face inférieure de la pièce 2. Le disque 50 présente un orifice central 54 pour permettre au fil de passer pour atteindre les organes d'entralnement. Lorsque l'électrode-fil doit être introduite dans l'avant- trou 4, le bras 48 est actionné par un dispositif non représenté pour presser le soufflet contre la face inférieure de la pièce 2 en écrasant le ressort 52. Le liquide contenu dans le soufflet est tout d'abord éjecté par l'avant-trou 4, l'orifice 54 et en partie sur la périphérie de la rondelle 51, car le joint 53 -8 - forme une lèvre souple. Après ce mouvement et lorsque l'extré- mité du fil arrive à proximité de l'entrée du trou 4, le bras 48 se libère, de sorte que le ressort 52 provoque une ouverture du soufflet et par conséquent, une aspiration du fluide d'usinage à travers le trou 4. Par suite de la dépression relative,régnant dans le soufflet 47, le joint 51 reste appliqué automatiquement contre la face de la pièce-2. En général, la vitesse d'avance du fil est connue,de sorte que l'on connait également le moment o l'extrémité de ce fil vient à proximité de l'orifice 54. Le mécanisme d'actionnement du soufflet peut donc être prévu pour qu'à ce moment, le bras 48 commande un mouvement de fermeture du soufflet, ce qui a pour effet de chasser une partie du fluide d'usinage par l'orifice 54, le flux de fluide est alors convergeant en direction de l'entrée dé l'orifice 54. On obtient ainsi un guidage hydraulique de l'extrémité du fil qui traverse alors l'orifice 54 sans difficulté On peut évidemment prévoir de nombreuses variantes dans la réalisation des dispositifs de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. En particulier le dispositif de la figure 4 pourrait être modifié pour éloigner le soufflet 47, par exemple par une translation le long de la face de la pièce 2, dès que le fil a pénétré dans le trou 4. De cette façon, l'accès aux moyens de guidage inférieur du fil et d'entraînement de celui-ci serait totalement dégagé. 1. - 9 - REVENDICATIONS 1. Procédé pour faire passer, au moyen de fluide, le bout (36) d'une électrode-fil (1) à travers un orifice de départ (4) ou une fente d'usinage, situé dans l'électrode-pièce (2) d'une machine à découper par décharges électriques érosives, selon lequel on crée un écoulement de fluide dans cet orifi- ce (4) dans le sens du passage du fil (1), c a r a c t é - r i s 6 en ce qu'on crée une aspiration du fluide depuis l'une des extrémités de cet orifice (4), de façon à produire un flux de fluide convergeant en direction de l'autre extré- mité de l'orifice (4) et en ce qu'on amène simultanément le bout (36) du fil (1) à proximité de cette autre extrémité. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant des moyens (22, 23) d'entraine- ment du fil (1) en aval de la zone d'étincelage, c a - r a c t é r i s é en ce qu'il comprend une chambre (20) si- tuée à proximité de l'une des extrémités dudit orifice et présentant une ouverture (29) en regard de cet orifice (4), un système d'aspiration pour créer une dépression du fluide contenu dans ladite chambre (20) et dans ledit orifice (4), et des moyens ( 8 à 13) pour amener le fil (1) depuis l'au- tre des extrémités de cet orifice à travers cet orifice (4) Jusqu'à sa prise en charge par lesdits moyens (22, 23) d'en- trainement du fil. 3. Dispositif selon la revendication 2, c a r a ct é r i - s é en ce que la chambre (20) présente une seconde ouverture (37, figure 2) opposée à la première, cette seconde ouverture - 1J - (37) étant associée à un clapet (38) commandé par la dépres- sion régnant dans la chambre (20), de façon à obturer cette ouverture (37) sous l'effet de la dépression et à la libérer pour créer un passage pour le fil (1) en l'absence de la dé- pression. 4. Dispositif selon la revendication 2, c a r a c t é r i- s é en ce que ladite chambre présente au moins une paroi de guidage (21) convergeant vers un orifice de sortie de cette chambre, cet orifice étant situé en regard des moyens (22, 23) d'entraînement du fil. 5. Dispositif selon la revendication 4, c a r a c t é r i- s 6 en ce que ladite chambre (43, figure 3) est entourée par une chambre annulaire (44) qui se termine par une buse (45) entourant l'orifice (46) de sortie de la première chambre (43), cette seconde chambre (44) étant alimentée en fluide sous pression, ladite buse (45) étant agencée pour que le cou- rant de fluide s'échappant de la seconde chambre (44) crée une dépression et un écoulement du fluide d'usinage dans la pre- mière chambre (43).