Brevet FR2537483A1 — publié le 19840615

La présente invention concerne le matériel pour l'usinage par électroérosion et a notamment pour objet un dispositif pour l'usinage par électroérosion. L'invention peut être appliquée avec une efficacité maximale à la fabrication des outillages de production, en particulier à la fabrication des éléments actifs des étampes démontables de petites et moyennes dimensions. En outre, l'invention peut être appliquée à l'exécution de trous débouchants de profil compliqué dans les pièces à parois minces. Il est connu que, dans l'usinage par électroérosion avec emploi d'un mécanisme à friction sans jeu pour l'avance de l'électrode-outil et d'un contrepoids pour l'équilibrage, quand l'usinage est exécuté avec une électrode~outil animée d'un mouvement orbital, la stabilité de fonctionnement du mécanisme d'avance de l'électrode-outil est fréquemment perturbée, ce qui se manifeste par l'apparition d'oscillations de l'électrodeoutil dans la direction de l'avance. C'est pourquoi une partie importante du temps d'usinage est dépensée pour l'approche et le recul de l'outil, l'élimination des courts circuits entre l'électrode-outil et la pièce à usiner La stabilisation du processus par les moyens à la disposition de l'opérateur (stabilisation ou intensification des signaux électriques) n'est pas toujours possible Il s'ensuit un abaissement du rendement de l'usinage. Le déroulement instable de l'usinage résulte des causes# suivantes. Quand l'électrode-outil est animée d'un mouvement orbital, les paramètres géométriques de l'espace compris entre les électrodes (dénommé, dans ce qui suit, t'l'interélectrode"), notamment des intervalles latéral et frontal entre l'électrode-outil et la pièce à usiner, varient sans cesse.Dans ces conditions,l'effort transmis par le mécanisme d'avance de l'électrode-outil et limité par la force de friction dans l'accouplement à friction, est insuffisant pour le déplacement de la masse totale de l'électrode-outil, du mécanisme de déplacement orbital et du contrepoids qui i #ur est lié, avec des accélérations suffisantes pour le maintien de l'interélectrode dans la marge prescrite Par suite du retard de l'électrode-outil par rapport aux paramètres géométriques variables, l'électrode-outil peut contacter la pièce à usiner et provoquer un court circuit, ou bien, au contraire, lélectrode-outil peut s'éloigner de la pièce jusqu'à une distance telle que l'électroérosion s'interrompt.Dans un cas comme dans l'autre, le mécanisme d'avance de ltélectrodeaoutil commence à déplacer le mécanisme de déplacement orbital et ltélectrode outil suivant la direction de l'avance, c'est-à-dire qu'au fur et à mesure que cela est nécessaire, il augmente ou diminue l'intervalle entre la pièce à usiner et llélectrode-outil. Mais, du fait du mouvement orbital de l1électrode-outil, le sens nécessaire de l'avance peut changer rapidement, et le mécanisme d'avance de l'électrode- outil n'est pas en mesure de changer rapidement le sens d'avance, et ce par suite de l'inertie accrue due à la masse du contrepoids. Au lieu de changer dans le sens de la valeur optimale, l'ntervalle change dans le sens défavorable. Il s'ensuit que le mécanisme d'avance de llélectrode- outil commence à imprimer à l'électrode-outil un m#uvement oscillatoire désordonné et le déroulement du processus d'usinage devient instable. On connaît un dispositif d'usinage par électroérosion, comprenant un mécanisme de déplacement orbital de l'électrode-outil, équilibré conjointement avec l'électrode-outil par un contrepoids par l'intermédiaire d'un lien flexible, et lié au mécanisme d'avance de l'électrode-outil dans la zone d'usinage , de manière à pouvoir se déplacer dans le sens d'avance. De tels dispositifs comportent d'ordinaire un mécanisme d'avance de lélectrode-outil de faible puissance. Un mécanisme de ce genre est le mécanisme à friction pour le déplacement de l'électrode-outil sans jeu. C'est pourquoi, quand l'électrode-outil est animée d'un mouvement orbital, le fonctionnement du mécanisme de déplacement de ltélectrode-outi-l est#compliqué par la géométrie sans cesse variable de l'interélectrode, lequel ne peut etre maintenu à la valeur prescrite par le mécanisme d'avance de l'électrode-outil par suite de la grande inertie des parties à déplacer, accrue par la masse du contrepoids. Il s'ensuit une perturbation de la stabilité du processus d'usinage par électroérosion et une baisse de son rendement. On test donc proposé de créer un ispositif d'usinage par électroérosion, dans lequel la conception de la liaison entre le mécanisme de déplacement orbital et le contrepoids serait réalisée de manière à supprimer l'influence de l'inertie du contrepoids, ce qui accroStrait la vitesse de réponse du mécanisme d'avance de ltélectrode outil et améliorerait par conséquent la stabilitêoe l'usinage et élèverait son rendement Ce problème est résolu gracie à un dispositif d'usinage par électroérosion, comprenant un mécanisme de déplacement orbital de lélectrode-outil, équilibré conjointemant avec ltélectrode-outil par un contrepoids par l'intermédiaire d'un lien flexible et lié au mécanisme d'avance de l'électrode-outil dans la zone d'usinage de manière à pouvoir se déplacer suivant la direction de l'avance, dispositif dans lequel, d'après l'invention, le lien flexible entre le mécanisme de déplacement orbital de l'électrode-outil et le contrepoids comporte un élément amortisseur supprimant l'influence de l'inertie du contrepoids sur le fonctionnement du mécanisme d'avance de ltélectrode outil quand la stabilité de l'usinage est perturbée Une telle conception dudit lien, avec insertion dudit élément amortisseur, assure l'équilibrage des parties mobiles du dispositif par le contrepoids et n'entrave pas le déplacement d'avance du mécanisme de déplacement orbital, de l'électrode et du contrepoids qui leur est lié. Etant donné que le système comprenant, d'une part, le mécanisme de déplacement orbital et l'électrode-outil, et d'autre part, le contrepoids, est équilibré, l'effort pour le déplacement de ce système par le mécanisme d'avance de lVélectrode-outil n'est que celui nécessaire pour surmonter les forces de frottement s'opposant à leur déplacement.En même temps, s'il devient nécessaire de reculer ou de rapprocher rapidement lélectrode outil, le mécanisme d'avance n'aura pas à surmonter l'inertie du contrepoids, car, étant donné la rapidité des variations des paramètres géométriques de l'intervalle d?usinageRl'effort dudit mécanisme d'avance ne sera dépassé que pour la déformation de l'élément amortisseur. De ce fait, l'effort du mécanisme d'avance devient suffisant pour maintenir les paramètres géométrique-s variables de l'interélectrode dans la marge prescrite assurant la stabilité de#l'usinage. Ceci se traduit par un accroissement du rendement de l'usinage. Il est avantageux de placer l'élément amortisseur dans la partie du lien flexible qui est la plus rapprochée du mécanisme de déplacement orbital de l'électrodeoutil, car, dans ce cas, le mécanisme d'avance de l'électrode-outil dans la zone d'usinage n'aura pas à surmonter les forces de frottement apparaissant aux axes des galets et l'effort de flexion du lien flexible. En tant qu'élément amortisseur,- le plus simple est d'utiliser un ressort d'extension. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la description détaillée d'un mode de réalisation non limitatif, avec références au dessin unique annexé, qui représente une vue d'ensemble d'un dispositif d'usinage par électroérosion conforme à l'invention, en coupe longitudinale. Le dispositif d'usinage par électroérosion conforme à l'invention, représenté sur la figure, comprend un mécanisme 1 de déplacement orbital, suivant les flèches a-a, de ltélectrode-outil 2, équilibré conjointement avec ce dernier par un contrepoids 6 par l'intermédiaire d'un lien flexible 3 constitué par un câble contournant des galets 5. Le dispositif comprend aussi un mécanisme 7 d'avance de l'électrode-outil dans la zone d'usinage 8, lié directement par une tige 9 au mécanisme de déplacement orbital et assurant le déplacement de celui-ci suivant la direction d'avance (flèches b-b) Le mécanisme 7 d'avance de lXélectrode-outil dans la zone 8 d'usinage et les galets 5 sont fixés dans la partie supérieure du b ti 10 de la machine.Dans la partie inférieure du bati 10 de la machine est montée une cuve Il avec une table 12 pour la fixation de la pièce à usiner 13 Lors de l'usinage par électroérosion, la cuve Il est remplie d'un liquide d'usinage, notamment de kérosène D'après l'invention, le lien flexible 3 comprend un élément amortisseur 14 qui supprime l'influence de l'inertie du contrepoids 6 sur le fonctionnement du mécanisme 7 d'avance de l9électrode-outil 2 quand la stabilité de l'usinage est perturbée L'élément amortisseur 14 est réalisé de préférence sous la forme d'un ressort 15 et est monté dans la partie du lien flexible 3 qui est la plus rapprochée du mécanisme 1 de déplacement orbital de l9électrode-outil 2 Le dispositif pour l'usinage par électroérosion fonctionne de la façon suivante Quand la machine est mise en marche, l'électrodeoutil 2 est animée d'un mouvement de translation plan suivant les flèches a-a par le mécanisme 1 de déplacement orbital En même temps, le mécanisme 7 d'avance de l'électrodeoutil fait déplacer le mécanisme 1 conjointement avec l'électrode-outil 2 dans la zone d'usinage 8, jusqu'à ce que les paramètres géométriques de linterélectrode se situent dans la marge prescrite Toutefois, lors du mouvement de l'électrode-outil 2 suivant les flèches a-a, il se produit des variations ininterrompues des paramètres géométriques de l'interélectrode.C'est pourquoi le mécanisme 7 d'avance de l'électrode outil commence à déplacer, à l'aide de la tige 9, le mécanisme 1 de déplacement orbital conjointement avec l'électrodeoutil 2 suivant la direction des flèches b-b, dans le sens nécessaire au rétablissement des paramètres de l'interélectrode aux valeurs prescrites Comme le mécanisme 1 de déplacement orbital est lié au contrepoids 6 par le lien flexible 3 comprenant l'élément amortisseur 14, le mécanisme 1 commence à tirer le contrepoids 6 Toutefois, grâce à la présence de l'élément amortisseur 14 dans le lien flexible 3 et à d'inertie du contrepoids 6, l'élément amortisseur 14 compense les déplacement rapides, et le déplacement du mécanisme I conjointement avec lsélectrode- outil 2 n'est pas entravé par le contrepoids 6 L'effort développé par le mécanisme 7 d'avance de liélectrode- outil n'est donc pas dépensé pour l'accélération du contrepoids 6 lors des déplacements rapides du mécanisme 1 conjointement avec l'électrode-outil 2 De la sorte, tout l'effort produit par le mécanisme 7 d'avance de ltélectrode- outil n'est dépensé que pour le déplacement du mécanisme 1. L'élément amortisseur 14 supprime ainsi l'infulence de l'inertie du contrepoids 6 sur le fonctionnement du mécanisme 7 d'avance de l'électrode-outil il en résulte un accroissement de sa vitesse de réponse, l'usinage devient plus stable et son rendement plus grand Le dispositif faisant l'objet de l'invention est l'un des principaux sous-ensembles d'une installation d'électroérosion destinée notamment à l'usinage des éléments actifs des outils de formage à poinçons multiples par la méthode de copiage longitudinal L'installation est de conception simple ; elle est fiable et a un rendement élevé comparativement aux équipements du type considéré, REVENDICATIONS 1. Dispositif d'usinage par électroérosion, comprenant un mécanisme (1) de déplacement orbital de 1'électrodeoutil, équilibré, conjointement avec l'électrode outil (2), par un contrepoids (6) par l'intermédiaire d'un lien flexible (3), et lié au mécanisme (7) d'avance de l'électrode-outil dans la zone d'usinage (8) de manière à pouvoir se déplacer suivant la direction de l'avance, caractérisé en ce que le lien flexible (3) entre le mécanisme (1) de déplacement orbital de l'électrode-outil et le contrepoids (6) comporte un élément amortisseur (14) supprimant l'influence de l'inertie du contrepoids (6) sur le fonctionnement du mécanisme (7) d'avance de a'électrode-outll quand la stabilité de l'usinage est perturbée 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément amortisseur (14) est monté dans la partie du lien flexible (3) la plus rapprochée du mécanisme 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément amortisseur (14) est un ressort d'extension (vis)