Brevet FR2509214A1 — publié le 19830114

Procédé et dispositif pour usiner par électro-érosion. La présente invention concerne l'usinage par décharges élec- triques à fil mobile et, de façon plus particulière, un nou- veau procédé et un nouveau dispositif améliorés pour usiner par électroérasion une pièce avec un fil-électrode mobile en présence d'un fluide d'usinage Le terme "fil-électrode" désigne ici une électrode mince et allongée sous la forme d'un fil, d'un filament, d'un ruban, etc. Comme on le sait, le procédé d'usinage par décharges électri- ques à fil mobile, utilise un mince fil métallique, par exem- ple en cuivre ou en laiton, ayant un diamètre par exemple compris entre 0, 1 et 0,5 mm Le fil peut être déroulé en continu depuis une bobine d'alimentation, traverser la pièce à usiner, et être repris sur une bobine de reprise Sur le trajet du fil, deux éléments de guidage de positionnement d'usinage sont disposés pour supporter et guider le fil mo- bile en position d'usinage par rapport à la pièce Un fluide d'usinage, de façon caractéristique de l'eau distillée, est amené dans la zone de découpe par des moyens de buses, les- quels comportent de préférence deux buses disposées respec- tivement de part et d'autre de la pièce De préférence, le fluide d'usinage est injecté dans la zone de découpe à par- tir d'une ou de chaque buse coaxialement au fil-électrode mobile Une source de courant d'usinage par décharges élec- o 9 j 14 triques est raccordée électriquement au fil-électrode et à la pièce pour appliquer entre eux un courant d'usinage, habituellement sous la forme d'une succession d'impulsions électriques Des décharges électriques discrètes et espacées dans le temps sont ainsi créées au travers de l'intervalle d'usinage défini entre le fil-électrode mobile et la pièce pour enlever par électro-érosion de la matière sur la pièce. Au fur et à mesure de l'enlèvement de matière par électro- érosion, la pièce est déplacée par rapport à l'axe du fil- électrode mobile, transversalement à celui-ci le long d'un chemin prédéterminé, qui détermine le contour de découpe réalisé sur la pièce. Lors de l'opération d'usinage, le liquide d'usinage tend à être chauffé par les décharges électriques successives On a maintenant constaté qu'une élévation de la température du liquide d'usinage, notamment lorsque celuici est de l'eau distillée, entraîne une réduction de la précision de découpe, une insuffisance du taux d'enlèvement et augmente les risques de rupture du fil Lorsque l'eau est chauffée, sa résistivité spécifique diminue et s'écarte de la valeur désirée, d'o il résulte une augmentation de la dimension de l'intervalle d'usinage et des erreurs dans la découpe En outre, la capa- cité de refroidissement de l'eau est réduite lorsqu'elle est chauffée et l'augmentation des risques de rupture du fil exige de limiter le courant d'usinage à un niveau ne donnant pas satisfaction. En conséquence, la présente invention vise à procurer un pro- cédé amélioré d'usinage par décharges électriques à fil mobile, qui réduise les risques de rupture du fil-électrode mobile, qui améliore la stabilité d'usinage et qui accroît notable- ment le rendement d'usinage; elle vise également à procurer un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé amélioré ainsi décrit. Sous un premier aspect, l'invention propose un procédé pour usiner une pièce par électro-érosion avec un fil mobile, dans lequel le filélectrode est déplacé axialement pour traverser la pièce entre deux éléments de guidage du fil tout en définissant un intervalle d'usinage dans une ouver- ture progressivement créée dans la pièce, dans lequel un fluide d'usinage est injecté dans l'ouverture de la pièce à partir de moyens de buses adjacents à la pièce et dans le- quel on fait passer un courant d'usinage entre le fil- électrode mobile et la pièce pour créer des décharges élec- triques au travers de l'intervalle d'usinage, enlevant ainsi par électroérosion de la matière sur la pièce, ce procédé se caractérisant en ce qu'on amène le fluide d'usinage en phase liquide dans des moyens de conduite d'alimentation raccordés aux moyens de buses, on refroidit le liquide dans les moyens de conduits d'alimentation, et on refoule le fluide en phase liquide refroidie pour l'amener, sans augmentation notable de température, au travers des moyens de buses dans l'ouverture de la pièce. De préférence, le fluide d'usinage est de l'eau distillée ayant une résistance spécifique prédéterminée donnée dans les moyens de conduits d'alimentation et refroidie à une tempéra- ture inférieure à une température prédéterminée, notamment inférieure à 201 C, et de préférence inférieure à 100 C, et plus particulièrement inférieure à 40 C La résistance spe- cifique prédéterminée doit, de préférence, être comprise en- tre 5 x 103 et 5 x 105 ohm-cm. De façon spécifique, le fluide d'usinage à l'état liquide est refroidi en refroidissant le fil-électrode en contact avec lui, indépendamment du fluide d'usinage refroidi En variante, le fil-électrode est refroidi par contact avec le fluide d'usinage refroidi passant à travers les moyens de buses disposés en amont de l'ouverture de la pièce Ainsi, le filélectrode peut être refroidi avec les moyens de buses disposés en amont de la pièce ou en amont de ces moyens de buses. Dans une autre réalisation de l'invention, le fil-électrode est refroidi à une température inférieure au point de congé- lation de l'eau et passe ensuite à travers les moyens de buses alimentés par de l'eau distillée liquide pour faire se constituer une couche de glace sur la surface du fil- électrode, qui recouvre ce dernier avant son entrée dans l'ouverture de la pièce Le fil-électrode peut être refroidi en amenant un agent de réfrigération en contact avec lui En variante, le fil-électrode peut être refroidi en le faisant passer à travers un élément de guidage du fil constitué par de la glace et disposé en amont des moyens de buses. Dans une autre réalisation de la présente invention, le flui- de d'usinage est mélangé avec des particules ou des fragments de glace avant son passage dans l'ouverture de la pièce et, de préférence, avant qu'il ne sorte des moyens de buses. Sous un deuxième aspect, l'invention procure un dispositif pour usiner une pièce par électro-érosion avec un fil-électrode dans lequel le fil-électrode est axialement déplacé pour tra- verser la pièce entre deux éléments de support de fil tout en définissant un intervalle d'usinage dans une ouverture progressivement créée dans la pièce, dans lequel un fluide d'usinage est injecté dans l'ouverture de la pièce à partir de moyens de buses adjacents à la pièce et dans lequel on fait passer un courant d'usinage entre le fil-électrode mobi- le et la pièce pour créer des décharges électriques au tra- vers de l'intervalle d'usinage, enlevant ainsi par électro- érosion de la matière sur la pièce, ce dispositif comportant des moyens de conduits d'alimentation pour amener le fluide d'usinage en phase liquide, des moyens de buses raccordés aux moyens de conduits d'alimentation pour injecter le flui- de d'usinage dans l'ouverture de la pièce, des moyens dans les moyens de conduits d'alimentation pour refroidir le fluide d'usinage en phase liquide, et des moyens pour refou- ler le fluide en phase liquide refroidie pour l'amener, sans augmentation notable de température, auxdits moyens de buses. L'invention sera bien comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seule- ment, de plusieurs réalisations, en liaison avec le dessin joint, sur lequel la figure 1 est une vue schématique et en coupe partielle montrant un dispositif selon les principes de la présente invention; la figure 2 est une vue similaire montrant schématiquement une autre réalisation de l'invention, par laquelle on uti- lise des thermo-éléments pour refroidir le fluide d'usinage en phase liquide; la figure 3 est une vue similaire montrant schématiquement une autre réalisation de l'invention, dans laquelle le fil- électrode est refroidi par un thermo-élément avant de passer à travers une chambre de buse amont; la figure 4 est un graphique montrant les résultats d'essais dans lequel la température de l'eau d'usinage liquide est portée en abscisse et le taux d'enlèvement par usinage par décharges électriques est porté en ordonnée; la figure 5 est une vue longitudinale, essentiellement en coupe, montrant schématiquement un système amélioré d'injec- tion et de refroidissement du fluide selon la présente in- vention; la figure 6 est une vue similaire montrant schématiquement une autre réalisation de la présente invention, dans lequel, avant de passer à travers l'unité de buse amont, le fil- électrode traverse un agent réfrigérant de façon à être refroidi à une température inférieure au point de congé- lation de l'eau; la figure 7 est une vue similaire montrant une autre réali- sation de l'invention, dans lequel le fil-électrode passe entre deux éléments de guidage de fil constitués par de la glace au travers des buses d'alimentation en fluide d'usinage; la figure 8 est une vue en coupe transversale selon la ligne VIII-VIII de la figure 7; et -la figure 9 est une vue en coupe montrant schématiquement une autre réalisation de l'invention, dans laquelle le fluide d'usinage, par exemple un gaz ou un liquide, est mélangé à de fines particules ou de petits 4 ragments de glace avant d'être introduits dans une buse. On se reporte maintenant au dessin, et on voit un dispositif conventionnel d'usinage par décharges électriques à fil mobile 1 selon les principes de la présente invention. Ce dispositif d'usinage classique utilise un fil-électrode continu E qui est stocké, par exemple sur une bobine d'ali- mentation (non représentée) et qui en est tiré, de façon caractéristique à vitesse constante, pour découper une pièce W par électro-érosion Le filélectrode E est, de façon caractéristique, en cuivre ou en laiton et a un diamètre ou une épaisseur comprise entre 0,05 et 1 mm. Comme on le voit sur la figure 1, le fil-électrode E est tendu entre deux galets de guidage 2, et transporté axia- lement à travers la pièce W disposée entre eux Le fil- électrode E se déplace verticalement de haut en bas à tra- vers la pièce W et dans la direction indiquée, bien qu'il puisse également être transporté dans le sens opposé La figure montre deux galets conducteurs 3 dont l'un est main- tenu en contact avec le fil-électrode mobile E entre l'élé- ment de guidage supérieur 2 et la surface supérieure de la pièce W et l'autre est maintenu en contact avec le fil- électrode mobile E entre la surface inférieure de la pièce W et l'élément de guidage inférieur 2 Les galets conducteurs 3 sont électriquement raccordés à une borne d'une source de courant d'usinage 4, dont l'autre borne est électrique- ment raccordée à la pièce W. Le fil-électrode E quittant l'élément de guidage inférieur 2 est amené à une bobine de reprise ou à tout autre moyen de reprise (non représenté) Le fil-électrode E est entraîné par une unité de cabestan et de galet pinceur (non représen- tés) disposés entre les moyens de reprise et l'élément de guidage inférieur 2 pour conférer une vitesse de déplacement désirée et une tension désirée au fil-électrode E se dépla- çant à travers la pièce W, en liaison avec une unité de frei- nage (non représentée) disposée entre la bobine d'alimenta- tion et l'élément de guidage supérieur 2 Le rôle des galets de guidage 2 est de modifier à angle droit le sens de dépla- cement du fil, depuis la bobine d'alimentation jusqu'à la zone d'usinage, et de cette dernière aux moyens de reprise respectivement, et de constituer un brin mobile rectiligne du fil-électrode E traversant la pièce W à travers une ouverture ou une gorge de découpe H dans la pièce. Deux buses 5 et 6 sont disposées au voisinage immédiat de la pièce W et sont alimentées en fluide d'usinage, par exemple de l'eau liquide, pour l'amener dans l'ouverture H La buse supérieure 5 est conçue pour créer un courant de fluide d'usi- nage dirigé vers le bas, sensiblement coaxialement au fil- électrode mobile E, de façon à être entraîné dans l'ouverture H par le côté supérieur de la pièce W De même, la buse infé- rieure 6 est conçue pour créer un courant de fluide d'usinage dirigé vers le haut, sensiblement coaxialement au fil- électrode mobile E, de façon à être projeté dans l'ouverture H à travers le côté inférieur de la pièce W. Un intervalle d'usinage G est formé dans l'ouverture H entre le fil-électrode mobile E et la pièce W Lorsque le fil- électrode E et la pièce W sont alimentés par la source de courant d'usinage 4, il se produit une succession de déchar- ges électriques espacées dans le temps à travers l'inter- valle d'usinage G entre le fil-électrode E et la pièce W pour enlever par électro-érosion de la matière sur la pièce W Au fur et à mesure de l'enlèvement de matière, une table de travail (non représentée) sur laquelle est fixée la pièce W, est entrainée par une unité de commande (non représentée) pour déplacer la pièce W dans un plan horizontal X-Y trans- versalement au fil-électrode mobile E selon un trajet de découpe préprogramwé qui forme le contour de découpe désiré dans la pièce W. Les buses 5 et 6 sont supportées en position par des supports 7 et 8 de façon à être maintenues au voisinage des surfaces supérieure et inférieure respectives de la pièce W, et de façon à être coaxiales au fil-électrode mobile E Il apparatt que les supports 7 et 8 peuvent être fixés sur des bras supé- rieur et inférieur (non représentés) sur lesquels sont fixés respectivement les galets de guidage supérieur et inférieur 2. Les buses 5 et 6 sont alimentées en fluide d usinage par des conduits d'arrivée 9 et 10, portés par les supports 7 et 8 et raccordés, par des vannes respectives 11 et 12, à un con- duit d'alimentation 13 en provenance d'une pompe 14 Selon la présente invention, il est prévu des moyens qui seront décrits ultérieurement pour assurer que la température du fluide d'usinage amené dans l'ouverture H ou dans l'inter- valle d'usinage G n'est pas supérieure à 20 C, de préférence à 10 'C, et plus particulièrement à 41 C, indépendamment de la température de l'environnement dans lequel est placé le dispositif ou la machine d'usinage par décharges électriques à fil mobile précité. Le fluide d'usinage sortant de la pièce W tombe-par gravité et est recueilli dans un bac 15 Ce liquide d'usinage usé, qui contient des produits d'usinage, par exemple des boues, -35 des copeaux et autres impuretés, est alors conduit à un système de traitement de liquide 16 qui comporte deux réser- voirs 17 et 18 Le premier réservoir 17 est une cuve de dépôt recevant le liquide d'usinage usé du bac 15 pour permettre aux boues et aux copeaux qu'il contient de se déposer par gravité dans le fond Une couche supérieure plus claire de liquide d'usinage dans le premier réservoir 17 est aspirée par une pompe 19 et passe à travers un filtre 20 pour être recueilli dans le deuxième réservoir 18. Le deuxième réservoir 18 est conçu pour traiter spécialement le liquide d'usinage lorsqu'il est constitué par de l'eau. L'eau dans le réservoir 18 est recyclée par une pompe 21 à travers une cartouche d'échange d'ions 22 pour régler sa conductibilité ou sa résistivité spécifique Le réservoir 18 est également équipé d'une unité de réglage de température ou de refroidissement 23 pour refroidir suffisamment l'eau dont la conductibilité a été réglée. Cette eau est aspirée de la cuve 12 b par une pompe 24 et est envoyée à travers un filtre ultra-fin 25 dans un autre réservoir 26 Un détecteur de conductibilité (résistivité) 27 est monté entre le filtre 25 et le réservoir 26 et est électriquement raccordé à un circuit de commande 28 conçu pour commander le fonctionnement de la pompe 21 en réponse à un écart de la conductibilité par rapport à une valeur prédéterminée, de façon à maintenir constante la conducti- bilité ou la résistivité de l'eau amenée dans le réservoir 26. Lorsqu'un écart de la conductibilité ou de la résistivité par rapport à cette valeur prédéterminée est détecté par le détecteur 27, le circuit de commande 28 est actionné pour mettre en marche la pompe 21 ou pour modifier la vitesse de rotation d'un moteur entraînant la pompe pour recycler l'eau ou pour régler la vitesse de circulation de l'eau dans le réservoir 18 à travers la cartouche d'échange d'ions 22 jusqu'à ce que la conductibilité ou la résistivité prédé- terminée de l'eau soit rétablie. Le réservoir 26 est prévu pour stocker temporairement l'eau purifiée et dont la conductibilité a été réglée et contient un serpentin de refroidissement 29 en contact avec l'eau stockée Le serpentin de refroidissement 29 est constitué par un tube d'échangeur thermique conventionnel enrolé en spirale, ayant une paroi extérieure en contact avec l'eau stockée et un passage intérieur traversé par un agent de refroidissement tel que de l'ammoniaque ou du fréon L'agent de refroidissement, qui est refroidi par un dispositif réfri- gérateur 30, est entraîné par une pompe 31 pour circuler à travers le passage tubulaire du serpentin 29 et il y entre en ébullition pour refroidir l'eau liquide en relation d'échange thermique avec lui Le réservoir 26 comporte éga- lement un détecteur de température 32 plongé dans l'eau stockée pour fournir un signal de' sortie électrique repré- sentant sa température Le signal de sortie du détecteur 32 est amené à un circuit de commande 33, qui contient une va- leur de seuil prédéterminée et qui est monté pour agir soit sur le dispositif réfrigérateur 30, soit sur la pompe 31, soit sur les deux Ainsi, lorsque le détecteur 32 détecte que la température de l'eau excède une température maximale correspondant à la valeur de seuil préréglée, généralement C, et dans une réalisation préférée 100 C ou 40 C, la vi- tesse de circulation de l'agent de refroidissement à travers le serpentin 29 est commandée pour maintenir la température de l'eau stockée afin qu'elle ne dépasse pas la température préréglée L'eau liquide suffisamment refroidie de cette ma- nière est aspirée par la pompe 14 et est envoyée dans l'ou- verture H de la pièce de la manière précédemment décrite. EXEMPLE I Une pièce en acier 555 C JIS (Norme industrielle japonaise) et ayant une épaisseur de 25 mm est usinée en utilisant un fil-électrode de laiton d'un diamètre de 0,2 mm et de l'eau liquide d'usinage d'une résistance spécifique de l'ordre de 104 ohm-cm, tout en faisant varier la température du liquide d'usinage amené dans la zone de la pièce et le fil- électrode mobile On a constaté que le taux d'enlèvement varie en rai- son inverse de la température du liquide d'usinage, comme le montre le graphique de la figure 4, dans lequel les températures sont portées en abcisses et le taux d'enlève- ment en ordonnées Ainsi, le taux d'enlèvement qui est de 2 mm/min lorsque la température d'usinage est 250 C, croît à 2,6 mm/min lorsque la température est réduite à 100 C. Le taux d'enlèvemnt croît camplérentaire Ment à 3,1 nm Vmin L Orsque la température est réduite à 40 C, immédiatement au-dessus de la température de congélation du liquide d'usinage. Dans la réalisation de la figure 2, dans laquelle on utilise les mêmes références que dans la figure 1 pour désigner les mêmes parties, le liquide d'usinage est refroidi immédiatement avant son entrée dans la zone d'usinage Dans cette réalisa- tion, chaque conduit d'arrivée 9, 10, partant de la pompe 14, est couplé à un cylindre 35, 36 constituant les moyens de refroidissement du fil-électrode mobile E Ainsi, les cylin- dres 34 et 35 ont leurs passages intérieurs cylindriques res- pectifs 34 a, 35 a, coaxiaux l'un à l'autre; le fil-électrode E passe à travers ces passages 34 a, 35 a pour traverser en ligne droite la pièce W entre les éléments de guidage et de support du fil 2 Le liquide d'usinage refoulé à travers chaque con- duit d'arrivée 9, 10 est injecté dans l'ouverture H de la pièce sous forme d'un courant coaxial au fil-électrode mobi- le E Le liquide d'usinage, lorsqu'il est suffisamment re- froidi du cÈté source comme il est décrit en se reportant à la figure 1, refroidit donc effectivement le fil-électrode mobile dans la zone de découpe. En outre, la réalisation de la figure 2 est conçue pour refroidir le fil-électrode E par le liquide d'usinage l'en- veloppant et circulant coaxialement en refroidissant exté- rieurement les cylindres 34 et 35 Plusieurs thermo-éléments 36 sont ainsi fixés sur chaque cylindre 34, 35, chacun d'eux constituant un système de refroidissement électrique utili- sant l'effet Peltier Lorsque des métaux dissemblables en contact l'un avec l'autre sont traversés par un courant électrique, de la chaleur se crée et s'absorbe à leurs jonc- tions, cette création et cette absorption étant réversibles en fonction des directions du courant électrique En dispo- sant la portion d'absorption de chaleur en contact avec la paroi extérieure des cylindres 34, 35 pour absorber la cha- leur du fluide d'usinage passant à travers les passages in- térieurs 34 a, 35 a, le fluide d'usinage est refroidi pour refroidir ensuite le fil-électrode mobile E. EXEMPLE II Une pièce en acier SK JIS,ayant une épaisseur de 50 mm, est usinée par électro-érosion avec un fil-électrode en laiton ayant un diamètre de 0,2 mm et se déplaçant axialement à la vitesse de 3 m/min De l'eau liquide d'usinage est amenée dans la zone de découpe à un débit de 5 litres/minute et a. une température à sa source réglée à 100 C, d'o il résulte un taux d'enlèvement de 0,8 mm/min Le taux d'enlèvement croiît à 3 mm/min dans un dispositif analogue à celui repré- senté sur la figure 2, lorsque les cylindres 34, 35 sont re- froidis à une température de 10 C. La figure 3 montre une autre réalisation de l'invention, dans laquelle on utilise un système de refroidissement élec- trique, tel qu'il a été décrit en liaison avec la figure 2, pour refroidir le fil-électrode E indépendamment du fluide d'usinage refroidi (se reporter à la figure 1), maintenant ainsi la température de liquide d'usinage suffisamment en dessous d'un seuil du côté alimentation 26lorsqu'il est amené coaxialement au fil-électrode mobile E dans la zone de découpe H Ainsi, le fil-électrcle E passant sur l'élément de guidage amont 2 a et le galet conducteur de l'électricité amont 3 a est amené au voisinage immédiat de la portion absor- bant la chaleur 37 A-d'un thermo-élément 37, ou en contact avec lui, avant d'entrer dans la buse amont 5 à travers laquelle le liquide d'usinage refroidi en provenance de la source 26 est injecté dans l'ouverture H dans la pièce W. 13 2509214 La chaleur du fil-électrode mobile E est effectivement absorbée par le thermo-élément 37 pour refroidir suffisarm- ment le fil-électrode E amené dans le liquide d'usinage 5. EXEMPLE III Le processus est analogue à celui de l'exemple 1, sauf que le filélectrode E est refroidi par un thermo-élément 37 sur une portion de son trajet entre l'élément de guidage amont 2 a et le galet conducteur 3 a On a constaté que le taux d'enlèvement est accru à 2,9 mm/min et 3,3 mm/min. Lorsque la température de la source 16 du liquide d'usinage est réduite à 100 C et 4 WC respectivement. On doit en outre noter qu'on peut avantageusement amener l'eau sur ou dans une cavité de la portion d'absorption de chaleur 37 A du thermo-élément 37 de façon qu'elle soit par- tiellement congelée de façon à augmenter le refroidissement du filélectrode E. Il apparaît que la présente invention permet d'accroître le taux d'enlèvement d'usinage par fil mobile de près, voire plus de 50 % par rapport aux systèmes classiques En limitant la température du liquide d'usinage, notamment de l'eau li- quide, à une valeur basse, on a constaté que sa résistivité spécifique peut être pratiquement maintenue à un niveau fixe favorable à l'électroérosion Du fait que ceci permet de maintenir pratiquement constante la valeur de l'intervalle d'usinage, la précision d'usinage peut être largement amé- liorée. La figure 5 montre une autre réalisation de l'invention dans laquelle est incorporé un dispositif amélioré de bala- yage par le fluide d'usinage et de refroidissement de celui-ci Le dispositif comporte deux ensembles de buses 38 et 39, chacun comportant un passage de fil 38 a, 39 a, coaxial au fil-électrode E, une arrivée de fluide 38 b, 39 b, raccordée à une source d'eau liquide (voir figure 1), une chambre de buse 38 c, 39 c, ouverte vers l'ouverture H de la pièce W, et une portion de bride terminale 38 d, 39 d, s'éten- dant radialement autour de l'ouverture terminale 38 c', 39 c' de la chambre de buse 38 c, 39 c Les ensembles de buses 38 et 39 peuvent être fixés sur des bras supérieur et infé- rieur (non représentés), s'étendant parallèlement l'un à l'autre à partir d'une colonne verticale (non représentée) d'une machine classique d'usinage par décharges électriques à fil mobile Chaque arrivée de fluide 38 b, 39 b est alimentée en eau liquide pour l'injecter à travers la chambre de buse 38 c, 39 c dans l'ow erture H de la pièce sous une pression élevée de 1 kg/cm 2 ou plus Chaque bride 38 d, 39 d a une surface plusieurs fois supérieure à la surface en coupe transversale de l'ouverture de buse 38 c', 39 c', cette surface étant très voisine de la pièce W en n'en étant écartée que très peu, par exemple 2 mm, de préférence 1 mm, voire moins. Du fait de cette portion de bride 38 c, 39 c, qui empêche pra- tiquement l'eau de s'échapper radialement sur la pièce W, l'ensemble de buses amélioré 38, 39 assure une fourniture et un renouvellement d'eau d'usinage extrêmement régulier et efficace dans l'ouverture H de la pièce, tout en maintenant une pression d'injection désirée. Le passage de fil 38 a, 39 a dans chaque ensemble de buses 38, 39 doit être suffisamment allongé et étroit pour per- mettre tout juste au fil-électrode de passer régulièrement et pour empêcher les fuites de liquide d'usinage au travers des passages Facultativement, un élément d'étanchéité adap- té pour laisser passer à coulisseoent le fil-électrode peut être placé dans chaque passage de fil 38 a, 39 a. Ccame on le voit, chaque éléoent de bride 38 d 39 d peut cmpoter des gor- ges 38 e,39 e au voisinage de la pièce W, lesquelles gorges sont, de pré- férence, sous foroe de spirale ou de labyrinthe pour rendre turbulent 1 'écoulement du liquide d'usinage tendant à s'échapper radialement vers l'extérieur à travers l'étroit intervalle entre la bride 38, 39 d et la pièce W Par ces turbulences le liquide d'usi- nage tendant à s'échapper radialement vers l'extérieur est notablement limité Chaque ensemble de buses 38, 39 peut être en une matière non conductrice de l'électricité, telle qu'une résine synthétique Les brides 38 d, 39 d, pré- sentant des gorges 38 e, 39 e, peuvent être en caoutchouc. De cette manière, chaque ensemble 38, 39 peut être maintenu suffisamment près de la pièoe W pour permettre une fourni- ture de liquide d'usinage plus efficace et plus régulière. Par exemple, une pièce ayant uoe épaisseur de 300 mm peut être usinée avec un fil-électrode ayant un diamètre de 0,2 mm. * On a constaté que, lorsque le dispositif d'usinage est, comme il est classique, dépourvu dé brides 38 d, 39 d, le fil- électrode est brisé lorsque le courant d'usinage moyen dépasse 9,2 ampères Toutefois, lorsque les ensembles de buses 38, 39 comportent chacun une bride 38 d, 39 d d'un dia- mètre de 40 mm avec des gorges spirales ou sous forme de labyrinthe 38 e, 39 e, on ne constate aucune rupture du fil- électrode lorsque le courant d'usinage atteint une intensité aussi élevée que 12 ampères Le liquide d'usinage est injecté dans l'ouverture H de la pièce sous une pression de 2 kg/cm 2. Il est souhaitable que des moyens de refroidissement soient prévus pour refroidir le liquide d'usinage immédiatement avant son entrée dans l'ouverture H de la pièce, pour refroi- dir ensuite le fil-électrode E en un endroit situé immédia- tement en amont de cette ouverture pour les raisons indiquées en se reportant aux figures 2 et 3 Dans ce but, chaque en- semble de buses 38, 39,sauf peut-être la bride 38 d et 39 d et le conduit d'arrivée 38 b, 39 b, est métallique et les passages tubulaires 38 a, 39 a, et les chambres de buses 38 c, 39 c, sont équipées de portions absorbant la chaleur a, 41 a, 42 a, 43 a des thermo-éléments respectifs 40, 41 et 42, 43 En outre, les extrémités dégageant la chaleur 40 b, 41 b, 42 b et 43 b de ces thermo-éléments sont refroidies par un agent réfrigérant passant à travers un conduit de refroidissement 44. Chaque ensemble de buses 38, 39 est également équipé d'une arrivée de fluide 38 f, 39 f dont la section transversale est plus étroite que la première arrivée de fluide 38 b, 39 b et que la chambre de buse 38 c, 39 c et qui est coaxiale à ces éléments Chaque deuxième arrivée de fluide 38 f, 39 f se termine et débouche immédiatement en amont de l'ouverture H de la pièce dans la chambre de buse 38 c, 39 c Il est sou- haitable que la deuxième arrivée de fluide 38 f, 39 f soit alimentée en un liquide d'usinage refroidi à base d'hydro- carbure F 2 tel que du kérosène, etque la première arrivée de fluide 38 b, 39 b soit alimentée avec de l'eau liquide Fl. Les deux liquides Fl et F 2 sont simultanément amenés au système d'usinage de oette -manière, grâce à quoi le deuxième liquide F 2 est injecté, au moins dans sa plus grande partie, à travers le deuxième conduit d'arrivée 38 f,dans l'ouverture H de la pièce et le premier liquide Fl est amené en tant que liquide d'usi- nage auxiliaire pour être mélangé au premier liquide d'usi- nage à base d'hydrocarbure F 2 ou en tant qu'un fluide de travail auxiliaire servant exclusivement à refroidir et à recouvrir la pièce W et le fil-électrode E Pour ce dernier but, l'eau Fl agit dans la zone entre l'extrémité ouverte du deuxième conduit 38 f, 39 f et l'ouverture H de la pièce sous forme d'une enveloppe de fluide pour entourer-l'hydro- carbure liquide, et est de ce fait forcée de s'écouler dans des régions autres que l'intervalle d'usinage dans l'ouver- ture H de la pièce et ailleurs à l'extérieur de la pièce W. Dans une autre réalisation de l'invention représentée sur la figure 6, un fil-électrode E déroulé d'une bobine d'ali- mentation 45 passe à travers un agent réfrigérant 46, tel que de l'azote liquéfié contenu dans un réservoir 47 Le fil-électrode E provenant de la bobine d'alimentation 45 pénètre dans l'agent réfrigérant 46 dans le réservoir 47 et est guidé sur une paire de galets de guidage 48, 49 située à l'intérieur Le fil-électrode E est ainsi refroidi à une température inférieure au point de congélation de l'eau liquide Le fil-électrode E, quittant l'agent réfri- gérant 46 passe alors sur l'élément de guidage d'usinage inférieur 2 a et sur un balai inférieur conducteur de l'élec- tricité 3 et est amené à travers la buse inférieure d'ali- mentation en fluide 50,une ouverture H dans la pièce, un balai supérieur conducteur de l'électricité 3 b et un élément de guidage d'usinage supérieur, pour être repris dans des moyens de reprise (non représentés) La buse inférieure 50 a une chambre de buse et une ouverture coaxiale au fil- électrode mobile E, comme dans le dispositif de la figure 1. Une buse supérieure 51 est en fait une unité de buse dispo- sée à côté du fil-électrode mobile E et orientée vers l'ou- verture H de la pièce, bien qu'elle puisse être du même type que l'unité de buse inférieure 50 Les deux unités de buses 50 et 51 sont alimentées en eau liquide suffisamment refroidie à sa source pour que sa température soit infé- rieure à une valeur prédéterminée comme il a été décrit pré- cédemment. Du fait que le fil-électrode E est refroidi en dessous du point de congélation de l'eau liquide avant de pénétrer dans l'unité de buse inférieure 50, il s'ensuit qu'il se développe une couche glacée d'eau sur la surface du fil-électrode E sortant de l'ouverture de buse de l'unité de buse inférieure , c'est-à-dire une couche d'eau complètement gelée ou par- tiellement glacée, par exemple sous la forme de neige plus ou moins fondante, en fonction de la vitesse de déplacement du fil-électrode et de la température de l'eau liquide arri- vant au contact du fil-électrode glacé dans la chambre de buse Du fait que le fil-électrode E, amené dans la zone de découpe H, est suffisamment refroidi, sa capacité thermique est notablement augmentée pour y absorber la chaleur d'usi- nage En outre, la couche glacée procure une protection tem- poraire et/ou locale contre tout dommage possible en prove- nance des décharges électriques et contre tout dommage mé- canique, augmentant ainsi la stabilité d'usinage et le taux d'enlèvement On peut augmenter la fréquence des décharges et le courant d'usinage moyen La résistance à la rupture du fil-électrode peut également être améliorée Il apparaît que diverses modifications du dispositif représenté sur la figure 6 sont possibles Par exemple, les moyens de refroi- dissement du fil peuvent ne pas être limités à l'utilisation d'un agent réfrigérant tel que l'azote liquide La bobine de fil elle-même peut être refroidie autour de O C,voire moins Le fil-électrode peut, immédiatement avant de péné- trer dans l'unité de buse amont 50, passera travers du gaz carbonique liquéfié retenu dans une enveloppe. EXEMPLE IV Une pièce d'acier 555 C JIS, ayant une épaisseur de 25 mm, est usinée dans un dispositif analogue à celui de la figure 6, en utilisant de l'eau liquide ayant une résistivité spé- cifique de 5 x 104 ohm-cm et en utilisant un fil-électrode en laiton d'un diamètre de 0,2 mm Le fil-électrode est amené de façon à se déplacer axialement à une vitesse de 3 m/min. L'eau liquide refroidie à 51 C à sa source est injectée dans l'ouverture de la pièce à partir de la buse supérieure sous une pression de 0,3 kg/cm 2 et de la buse inférieure sous une pression de 1 kg/cm 2 L'ouverture de la buse supérieure est à 3 mm de la surface supérieure de la pièce, tandis que l'ouverture de la buse inférieure est à 2 mm de la surface inférieure de la pièce Lorsque le fil passant à travers le dispositif est à une température ambiante, on observe que le taux d'enlèvement est au maximum 2,00 mm/min Toutefois, lorsque, avant de pénétrer dans la buse inférieure, le fil- électrode passe à travers de l'azote liquide, on observe qu'une couche de glace de 0,045 mm d'épaisseur se développe sur la surface du filélectrode quittant ladite buse et le taux d'enlèvement est augmenté à 2,5 mm/min. Dans une variante du dispositif de la figure 6 représentée sur la figure 7, le fil-électrode E est guidé à travers un élément de guidage en glace 52, monté immédiatement en amont de l'unité de buse amont 50 et facultativement également à travers un élément de guide en glace supplémentaire 53 monté immédiatement en aval de l'unité de buse aval 51. Les éléments de guidage en glace 52 et 53 sont tenus res- pectivement par des éléments de tenue et de formation de glace 54 et 55, qui sont raccordés aux pôles de refroidisse- ment de thermo-éléments 56 et 57 respectivement, lesquels ont des ailettes radiantes 58 et 59 disposées dans un con- duit 60 dans lequel circule un agent de refroidissement 61. Chaque thermo-élément 56, 57 dans lequel l'ailette de ra- diation de la chaleur 58, 59 est refroidie par l'agent de refroidissement 61, est disposé, comme on le voit sur la figure 8; les arêtes radiantes 58, 59 et les plaques polai- res de refroidissement 62, 63 sont raccordées par un semi- conducteur 64 (type N), 65 (type P) Lorsqu'on fait passer un courant électrique à travers ces derniers, il se crée une absorption de chaleur et une action de refroidissement sur la plaque 62, 63, et de ce fait dans l'élément de tenue 54, 55 De cette manière, on peut, de façon très efficace, refroidir au préalable le fil-électrode E par des éléments de guidage et de support de-fil glacés afin d'augmenter le taux d'enlèvement d'usinage et d'améliorer la performance de découpe tout en réduisant les risques de rupture du fil. L'eau liquide contenant un grand nombre de particules ou de fragments de glace ayant une température légèrement supé- rieure ou inférieure à 00 C, est injectée-dans l'ouverture H de la pièce à partir des buses 50 et 51 Des buses 66 et 67 (figure 7) sont prévues pour amener de l'eau liquide dans les éléments de retenue 54 et 55 respectivement lorsque l'eau liquide amenée est glacée. La figure 9 montre le fil-électrode E reliant de façon rec- tiligne les éléments de guidage d'usinage amont et aval 2 a et 2 b et se déplaçant verticalement à travers l'ouverture H de la pièce, de haut en bas, comme sur les figures 6 et 7. On doit noter toutefois que le fil-électrode peut se déplacer en sens inverse, ce qui est souvent préférable, notamment dans un dispositif qui va maintenant être décrit Dans cette réalisation, une chambre de buse 70 a une ouverture de buse 71 coaxiale au fil-électrode mobile et orientée vers l'ou- verture H de la pièce La chambre de buse 70 a un conduit d'arrivée 72 adapté pour être alimenté en eau liquide 73 qui a été suffisamment refroidie à sa source comme décrit précédemment En variante, le fluide 73 peut être un gaz réfrigérant Dans cette réalisation, toutefois, on prévoit des moyens pour distribuer de fines particules de glace 74 dans le fluide 73 Ces moyens comportent une chambre de for- nation de glace 76 alimentée en eau liquide 75 par un conduit d'arrivée 77 et débouchant sur le conduit d'eau liquide 72. La chambre 76 est refroidie par un therno-élément comportant un couple 78 pour geler complètement ou partiellement l'eau liquide 75 arrivant par le conduit d'arrivée 77 L'eau gelée ou glace 74 est meulée par une meule 79 se présentant sous la forme d'un rouleau ayant une multiplicité de bords de meu- lage 80 et entraînée par un moteur 89 par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement 83 On produit ainsi des particu- les de glace qui sont mélangées à l'eau liquide provenant de sa source-pour former un mélange de neige fondante 84. EXEMPLE V De l'eau congelée ayant une résistivité spécifique de 105 ohm-cm est broyée par une meule dans un dispositif similaire à celui de la figure 9 pour former des particules de glace qui sont mélangées dans la proportion de 1/1 et entraînées dans un courant d'azote gazeux refroidi pour former un mélange de gaz contenant ces particules Le mélange fluide gaz/glace est injecté dans l'ouverture H de la pièce coaxialement au fil-électrode mobile E On a trouvé qu'on pouvait augmenter le courant d'usinage moyen, limité à 5 à 6 ampères, jusqu'à ampères de façon simple avec un tel liquide d'usinage. EXEMPLE VI Un fluide d'usinage constitué par de l'eau distillée liquide ayant une résistivité spécifique de 105 ohm-cm contenant du sorbitol est refroidi en dessous de son point de congélation en amont de la buse amont domme dans la réalisation de la figure 9 et injecté par cette buse dans la zone de découpe coaxialement au fil-électrode mobile constitué par 65 % de cuivre et 35 % de zinc et ayant un diamètre de 0,2 mm On n'a constaté aucune rupture du fil-électrode avec le courant d'usinage moyen porté à 13 ampères. EXEMPLE VII De l'eau liquide d'usinage ayant une résistivité spécifique de 10 ohm-cm est, après et sans refroidissement en dessous de son point de congélation, projetée sur le fil-électrode de laiton de 0,25:mm de diamètre se déplaçant dans une zone de découpe définie dans une pièce en acier 555 C de 100 mm d'épaisseur à une vitesse de 4 m/min Dans l'un ou l'autre des deux cas, le débit volumétrique minimal du fluide d'usi- nage nécessaire pour éviter la rupture du fil et le taux d'enlèvement d'usinage résultant est mesuré, ce qui donne le tableau suivant: Il apparaît que, selon quantité d'eau liquide la réalisation de l'invention, la nécessaire est considérablement ré- Fluide d'usinage Débit volumétrique Taux minimal d'enlèvement Eau distillée non refroidie 101 /min 92 mm 2/min Eau distillée refroi- die pour former un 50 cc/min 140 mm 2/min fluide analogue à de la neige fondante duite et cependant, le taux d'enlèvement est considérablement accru En outre, les vibrations néfastes du fil sont rédui- tes, ce qui améliore la précision des découpes lors de la finition. Revendications. 1 Procédé d'usinage d'une pièce (W) par électro-érosion avec un fil-électrode (E), dans lequel le fil-électrode est axia- lement déplacé pour traverser la pièce entre une paire d'élé- ments supports de fil ( 2) tout en définissant un intervalle d'usinage (G) dans une ouverture (H) progressivement créée dans la pièce, dans lequel un fluide d'usinage est injecté dans l'ouverture de la pièce depuis au moins, un moyen de buse ( 5, 6) adjacent à la pièce et dans lequel on fait passer f un courant d'usinage entre le fil-électrode mobile et la pièce pour créer des décharges électriques au travers de l'intervalle d'usinage, enlevant ainsi par électro-érosion de la matière sur la pièce, caractérisé en ce que a) on amène le fluide d'usinage à l'état liquide dans les moyens de conduits d'usinage raccordés aux moyens de buse; b) on refroidit le liquide dans les moyens de conduits; et c) on refoule le fluide à l'état liquide refroidi pour l'ame- ner, sans augmentation notable de température, par les moyens de buses dans l'ouverture de la pièce. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide d'usinage est de l'eau distillée ayant une résis- tivité spécifique prédéterminée donnée dans des moyens de conduits d'alimentation et refroidie à une température in- férieure à une température prédéterminée. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que cette température prédéterminée est 20 'C. 4 Procédé selon la revendication 2, caractérisé enc e que cette température prédéterminée est 100 C. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que cette température prédéterminée est 40 C. 6 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en'ce que la résistivité spécifique prédéterminée est comprise entre 5 x 103 et 5 x 105 ohm-cm. 7 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide d'usinage à l'état liquide est refroidi en refroi- dissant le fil-électrode en contact avec lui. 8 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on refroidit le fil-électrode avant son entrée dans l'ouverture de la pièce. 9 Procédé selon b revendication 8, caractérisé en ce que le fil-électrode est refroidi par contact avec le fluide d'usinage refroidi passant à travers les moyens de buses disposés en amont de l'ouverture de la pièce. 10 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le filélectrode est refroidi en amont des moyens de buses disposés en amont de la pièce. 11 Procédé selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce que le fil-électrode est refroidi sur un parcours entre les éléments supports de fil. 12 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le filélectrode est refroidi à-une température inférieure au point de congélation de l'eau et passe ensuite à travers les moyens de buses alimentés avec l'eau distillée liquide de façon qu'une couche de glace s'établisse sur la surface du fil-électrode et recouvre de dernier avant son entrée dans l'ouverture de la pièce. 13 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le filélectrode est refroidi en amenant un agent réfrigérant en contact avec lui. 14 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le filélectrode est refroidi en le faisant passer à travers un élément de guidage de fil en glace disposé en amont des moyens de buses. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mélange le fluide refroidi avec des particules et des frag- ments de glace avant son entrée dans l'ouverture de la pièce. 16 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le fluide refroidi est mélangé à ces particules ou fragments avant sa sortie des moyens de buses. 17 Dispositif pour usiner une pièce (W) par électro-érôsion avec un filélectrode (E), dans lequel le fil-électrode est axialement déplacé pour traverser la pièce entre deux éléments supports de pièce ( 2), tout en définissant un intervalle d'usinage (G) dans une ouverture (H) progressivement créée dans la pièce, dans lequel un fluide d'usinage est injecté dans l'ouverture de la pièce à partir de moyens de buses ( 5, 6) adjacents à la pièce et dans lequel on fait passer un courant d'usinage entre le fil-électrode mobile et la pièce pour créer des décharges électriques au travers de l'inter- valle d'usirage, enlevant ainsi par électro-érosion de la matière sur la pièce, caractérisé en ce qu 'il comporte: des moyens de conduits d'alimentation pour amener le fluide d'usinage en phase liquide, des moyens de buses raccordés à ces moyens de conduits pour injecter le fluide d'usinage dans l'ouverture de la pièce, des moyens dans les moyens de con- duits d'alimentation pour refroidir AÄe fluide d'usinage en phase liquide, et des moyens pour refouler ce fluide en phase liquide refroidie pour l'amener, sans augmentation substan- tielle de température, aux moyens de buses. 18 Dispositif selon la revendication 17, dans lequel le fluide d 'usinage en phase liquide est de l'eau, caractérisé en ce que des moyens-d'échange d'ions ( 22) sont prévus dans les moyens de conduits d'alimentation pour ioniser l'eau amenée et lui conférer une résistance spécifique prédéter- minée. 19 Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement comportent un réservoir ( 26) disposé dans les moyens de conduits d'alimentation pour y retenir le fluide d'usinage en phase liquide et ayant un serpentin de refroidissement ( 29) immergé dans ce fluide et dans lequel circule un agent réfrigérant. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection ( 32) en contact avec le fluide d'usinage dans le réservoir pour y mesurer la tem- pérature et régler la vitesse de circulation de l'agent ré- frigérant dans le serpentin, refroidissant ainsi le fluide d'usinage à une température inférieure à la température pré- déterminée. 21 Dispositif selon la revendication 18, dans lequel les moyens de conduits d'alimentation comportent un manchon cy- lindrique ( 34, 35) en une matière conductrice de la chaleur monobloc avec les moyens de buses et coaxial au fil-électrode, et un thermo- élément ( 36) ayant une portion d'absorption de chaleur couplée au manchon cylindrique pour refroidir le flui- de d'usinage en phase liquide passant au travers. 22 Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comporte des seconds moyens de refroidissement pour refroidir le fil-électrode indépendamment du fluide d'usinage. 23 Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement sont disposés à proximité du fil-électrode en amont des moyens de buses pour refroidir le;fil-électrode et refroidir ainsi le fluide d'usinage en phase liquide. 24 Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement comportent un thermo-élément. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement comportent des moyens pour amener le fil-électrode en contact avec un agent réfrigérant pour le refroidir à une température inférieure au point de congélation de l'eau, grace à quoi, lorsqu'il sort des moyens de buses, le fil-électrode est revêtu sur sa surface d'une couche glacée d'eau avant de pénétrer dans l'ouverture de la pièce. 26 Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de guidage de fil constitué par un liquide congelé et disposé en amont des moyens de buses. 27 Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mélanger le fluide refroidi avec des particules ou des fragments de glace avant de péné- trer dans l'ouverture de la pièce.