Brevet FR2572317A1 — publié le 19860502

La présente invention concerne l'usinage des métaux par électroérosion et a notamment pour objet un dispositif de perçage de trous par électroérosion. L'invention s'applique notamment à l'usinage des ma- tériaux électroconducteurs par électro-étincelage, notam- ment au perçage de trous borgnes ou débouchants en des en- droits difficilement accessibles de la pièce et dans les pièces de grand encombrement, ainsi que dans les matériaux difficilement usinables, par exemple les matériaux extra- durs et tenaces. On connaît un dispositif pour l'usinage par électro- érosion (cf. certificat d'auteur URSS n 707747, cl.Int.Cl. B23P 1/02, publié le 05.01.80) hors de la zone d'usinage des machines, réalisé sous la forme d'une embase se fixant rigidement à la pièce à usiner, et d'un bottier réuni à cette embase par un moyen de fixation rapide, par exemple à baïonnette. Le boîtier renferme un porte-électrode monté de façon qu'il puisse exécuter un mouvement rectiligne alternatif et un mouvement de rotation et dans lequel est placée une électrode-outil réalisée en forme de tige, le porte-électrode étant lié à la broche de la machine par un élément flexible. L'embase comporte un raccord avec un ajutage destiné à amener le liquide d'usinage dans une cuve formée par les parois de l'embase et ayant un trou pour la sortie de l'électrode-outil. Le liquide d'usinage venant du système de refoulement de la machine est amené au raccord par un tuyau flexible de liaison. Le liquide d'usinage en excès s'accumule dans la cuve, d'o il retourne à la cuve de la machine en passant par un tuyau flexible. Pour animer l'électrode-outil d'un mouvement recti- ligne alternatif et d'un mouvement de rotation, le porte- électrode est lié à la broche de la machine par un arbre flexible. La conception de l'électrode-outil et du circuit d'amenée et d'évacuation du liquide d'usinage ne permettent pas de réaliser à l'aide d'un seul circuit une circulation directe du liquide d'usinage dans la zone d'usinage, qui assurerait une évacuation efficace des produits d'é- rosion de cette zone. Il en résulte que le dispositif con- nu ne peut être utilisé pour percer des trous profonds. Etant donné que le mouvement d'avance et de rotation de l'électrode-outil lui est imprimé par la broche de la machine d'électroérosion, le dispositif considéré ne peut être utilisé en appareil autonome. Il s'ensuit une réduc- tion des possibilités technologiques du dispositif et l'im- possibilité de son utilisation dans une série de cas, par exemple pour le perçage de trous en des endroits difficile- ment accessibles de la pièce. La fixation rigide de l'embase à la pièce à usiner ne permet pas non plus son utilisation pour le perçage de trous en des endroits difficilement accessibles de la pièce. En outre, la réalisation de l'embase sous la forme d'une cuve ne permet d'employer le dispositif que pour l'usinage de pièces de-grand encombrement, c'est-à-dire que l'usinage de pièces dont la surface est plus petite que celle de l'embase est impossible, car la surface de la pièce à usiner sur laquelle se fixe l'embase doit être plus grande que la surface de l'embase. On s'est donc proposé de créer un dispositif portatif de petit encombrement pour le perçage de trous par électroé- rosion, dont la conception permettrait de lui donner un faible encombrement et de le rendre portatif, ainsi que de l'utiliser en appareil autonome pour le perçage de trous profonds dans les pièces de grand encombrement et en des endroits difficilement accessibles de la pièce, et avec un grand rendement. La solution consiste en un dispositif pour le perçage de trous par électroérosion, comprenant une embase se pla- çant sur la pièce à usiner, un bottier solidaire de l'em- base et renfermant un porte-électrode, monté de façon qu'il puisse exécuter un mouvement rectiligne alternatif et un mouvement de rotation, ainsi qu'une électrode-outil placée dans ledit porte-électrode, dispositif dans lequel, d'après l'invention, l'électrode-outil comprend une élec- trode centrale réalisée en matériau conducteur et mon- tée coaxialement dans une gaine de telle façon qu'elle dépasse au-delà de l'extrémité de travail de cette gaine du côté de la pièce à usiner, et l'embase est réalisée sous la forme d'un embout équipé d'éléments d'appui à ressorts, la gaine de l'électrode-outil étant fixée audit embout et comportant un collet d'appui fixé à son extrémité de travail, et la cavité intérieure de l'embout étant réalisée sous la forme d'un chambrage mis en communication avec un circuit d'alimentation en fluide d'usinage et avec un intervalle prévu entre la gaine et l'électrode centrale, lequel est également. mis en communication avec un circuit d'évacuation du fluide d'usinage. L'invention permet de percer des trous profonrs dans des pièces d'encombrement et de poids quelconques ou en des endroits difficilement accessibles de la pièce. L'invention sera mieux comprie- et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mod de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références au dessin annexé qui représente une vue en coupe longitudinale du dispositif conforme à l'invention. Le dispositif pour le perçage de trous par électroéro- sion, conforme à l'invention, comprend un boîtier 1 du type "pistolet" muni d'une poignée 2. A la partie supérieure du boîtier 1 est placé un sytème d'avance de l'électrode centrale 3 de l'électrode-outil et de réglage de l'inter- valle 4. L'électrode centrale.3 est réalisée en matériau conducteur et montée dans une gaine 5 avec un écartement 6 par rapport à celle-ci et de telle façon qu'elle dépasse au-delà de l'extrémité de travail de ladite gaine 5, du côté de la pièce 7 à usiner. Le système d'avance de l'électrode centrale 3 et de réglage de l'intervalle 4 comprend une douille 8 et un poussoir 9 avec un contre- écrou 10. Le poussoir 9 est creux et comporte un filetage extérieur et un filetage intérieur. Une vis 11 est engagée dans le filetage intérieur du poussoir 9 et porte un contre-écrou 12. Le bottier 1 renferme un coulisseau 13 à ajustement glissant légèrement dur et comportant une tige 14 avec un ressort 15. Dans le coulisseau 13 est monté un moteur 16, sur l'arbre 17 duquel est fixé le porte-électrode 18 muni d'une pince 19 dans laquelle est serrée l'électrode centrale 3. Le porte-électrode 18 est isolé électriquement de l'arbre 17 du moteur 16 et du boîtier 1 au moyen d'un isolateur 20. En outre, une douille 21 pourvue d'un joint d'étanchéité 22 est fixée au coulisseau 13. Le bottier 1 est solidaire de l'embase, laquelle est réalisée sous la forme d'un embout 23 auquel est fixée la gaine 5 de l'électrode-outil et qui a un trou pour le passage de l'électrode centrale 3. La cavité intérieure de l'embout 23 est réalisée sous la forme d'un chambrage 24, mis en com- munication avec un circuit d'alimentation en fluide d'usi- nage par un raccord 25, et avec l'espace 6 entre la gaine 5 et l'électrode centrale 3. Ledit espace 6 est mis en commu- nication par un raccord 26 avec un circuit d'évacuation du fluide d'usinage chargé de produits d'érosion. La gaine 5 est équipée d'un collet 27 d'appui, fixé à son extrémité de travail et portant sur la pièce 7. Le collet 27 comporte un joint d'étanchéité 28. L'embout 23 est équipé de palets ou analogues 29 avec des éléments d'appui limiteurs à ressorts, réalisés chacun sous la forme d'une vis 30 avec un ressort 31. Le dispositif fonctionne de la façon suivante. Le dispositif est orienté de telle manière que l'élec- trode centrale 3 soit en regard de la portion à percer, et que les éléments d'appui portent sur la pièce 7. Les élé- ments d'appui peuvent aussi porter non pas sur la pièce 7, mais sur la surface sur laquelle est-posée la pièce 7. Dans le cas d'une configuration compliquée de la pièce 7, lesdits éléments d'appui peuvent porter sur des portions de sur- face de la pièce 7 non situés dans le plan de la surface à usiner. Par pression sur la pognée 2, l'opérateur comprime les ressorts 31 des éléments d'appui jusqu'à ce que le collet d'appui 27 vienne porter intimement sur la pièce 7. Chaque élément d'appui est réalisé de façon que sa course soit réglable, afin d'assurer le positionnement lorsque le collet d'appui 27 porte intimement sur la pièce 27. L'électrode centrale 3 est raccordée au pôle négatif d'une source de courant, et la pièce 7, à son pôle posi- tif. Le circuit d'alimentation en fluide d'usinage et l'alimentation électrique (source de courant impulsion- nel) sont mis en action. Le moteur 16 est mis en marche et fait tourner l'électrode centrale 3. A l'aide du système d'avance de l'électrode centrale 3 et de réglage de l'intervalle 4, le coulisseau 13 est mis en mouvement, et sa translation est transmise à l'électrc centrale 3. L'électrode centrale 3 est d'abord rapprochée au maximum de la pièce 7 à l'aide du poussoir 9, et blo- quée dans cette position à l'aide du contre-écrou 10. En- suite, à l'aide de la vis 11,, l'électrode centrale 3 est rapprochée progressivement de la pièce 7 jusqu'à amorçage de l'étincelle. Les décharges électriques érodent le matériau de la pièce 7. Ensuite le processus d'érosion est entretenu par avance progressive de l'électrode centrale 3 à l'aide de la vis 11, de façon que l'électrode pénètre dans le trou au fur et à mesure de son perçage. S'il s'avère nécessaire de reculer l'électrode-outil, par exemple en cas de court-circuit, l'opérateur dévisse la vis 11 ou le poussoir 9; l'électrode-outil est alors rappelée à sa position initiale par le ressort 15 et la tige 14. En cas d'urgence, pour éloigner l'électrode-outil de la zone d'usinage, on diminue la pression sur la poignée 2, et les éléments d'appui limiteurs dégagent alors ra- pidement l'électrode-outil de la zone d'érosion. Une fois le trou percé, le dispositif est enlevé de dessus la pièce 7 et l'électrode-outil est ramenée à sa position initiale à l'aide du poussoir 9. La réalisation de l'électrode-outil sous la forme d'une électrode centrale 3 placée avec un écartement 6 dans la gaine 5, permet de réaliser l'alimentation et l'évacuation du fluide d'usinage par un circuit unique, assurant sa circulation à travers la chambrage 24 de l'embout 23, l'écartement 6 et directement à travers la zone d'usinage, d'o il est ensuite évacué. On obtient ainsi une évacuation efficace des produits d'érosion et, par conséquent, un accroissement de la productivité et une augmentation de la profondeur de perçage des trous. La réalisation dans l'embout 23 d'un chambrage 24 faisant office de cuve permet de réduire les dimensions de l'embase et, de la sorte, de diminuer la surface nécessaire à l'application du dispositif sur la pièce 7. Il devient ainsi possible d'obtenir un dispositif de faible encombrement et de l'utiliser pour percer des trous en des endroits difficilement accessibles de la pièce 7. La disposition des mécanismes de rotation et de trans- lation de l'électrode-outil dans le bottier 1 permet d'obtenir un dispositif portatif, d'encombrement réduit, et de l'utiliser en appareil autonome. L'emploi d'une gaine 5 avec un collet d'appui 27 et l'utilisation d'éléments d'appui limiteurs rendent possi- ble l'utilisation du dispositif de l'invention sans fixation rigide à la pièce 7 à usiner. Ceci permet de réduire notablement le nombre d'opérations préparatoires pour le perçage des trous, et, en outre, de diminuer la surface nécessaire à l'application du dispositif sur la pièce 7, car le dispositif peut porter sur la pièce 7 seulement par son collet d'appui 27, les palets 29 des éléments d'appui pouvant porter soit sur une surface située dans le même plan que la surface à usiner de la pièce 7, soit sur la surface sur laquelle est posée la pièce à usiner 7. A l'aide du dispositif faisant l'objet de l'invention on a percé des trous dans une grosse plaque de 3000x870x38 mm en acier inoxydable, d'un poids de 1 tonne, la profondeur des trous allant jusqu'à 60 mm et leur diamètre étant de 3 à 5 mm, ce qu'aucun des dispositifs connus ne pourrait réaliser. Le dispositif est de conception simple et d'une bonne sécurité d'emploi; son utilisation ne requiert pas une formation spéciale. R E V E N D I -C A T I 0 N REVENDICATION Dispositif pour le perçage de trous par électroérosion, comprenant une embase se plaçant sur la pièce à usiner (7), un bottier (1) solidaire de l'embase et renfermant un porte- électrode (18) monté de façon qu'il puisse exécuter dans ledit boitier un mouvement rectiligne alternatif et un mouvement de rotation, ainsi qu'une électrode-outil placée dans le porte-électrode (18) caractérisé en ce que l'électrode- outil comprend un électrode centrale (3) réalisée en matériau conducteur et montée dans une gaine (5) coaxialement à celle-ci et de telle façon qu'elle dépasse au-delà de l'extrémité de travail de cette gaine (5) du côté de la pièce à usiner (7), et en ce que l'embase est réalisée sous la forme d'un embout (23) équipé d'éléments d'appui limiteurs à ressorts, la gaine (5) de l'électrode-outil étant fixée audit embout (23) et comportant un collet d'appui (27) fixé à son extrémité de travail, et la cavité intérieure de l'embout (23) étant réalisée sous la forme d'un chambrage (24) mis en communication avec un circuit d'alimen- tation en fluide d'usinage et avec un espace (6) prévu entre la gaine (5) et l'électrode centrale (3) et qui est également mis en communication avec un circuit d'évacuation du fluide d'usinage.