Brevet FR2664188A1 — publié le 19920110

Procédé de remise à longueur des électrodes d'usinage par décharges électriques La présente invention concerne une machine d'usinage par décharges électriques et notamment une telle machine dans laquelle on utilise des électrodes parallèles pour usiner simultanément une multiplicité de petits trous L'invention procure un procédé pour remettre à longueur les électrodes entre des opérations d'usinage pour compenser l'érosion des pointes des électrodes. Une machine connue d'usinage par décharges électriques comporte de façon caractéristique une multiplicité d'électrodes filiformes parallèles, portées, coulissantes, dans une cartouche et passant à travers un guide de nez pour attaquer la pièce qui doit être usinée La cartouche est montée pour se déplacer en ligne droite par rapport au guide de nez dans une direction parallèle aux électrodes, et le guide de nez est monté pour se rapprocher et s'éloigner de la pièce La cartouche est équipée d'une bride qui peut saisir les électrodes et les empêcher de glisser par rapport à la cartouche. Pendant l'opération d'usinage, le guide de nez est placé adjacent à la pièce et, la bride étant serrée, la cartouche est déplacée vers l'avant de telle sorte que les électrodes glissent à travers le guide de nez pour pénétrer dans la pièce, usinant des trous au fur et à mesure de leur avance Le courant pour les décharges électriques est amené par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs plaques de contact sur la cartouche, contre lesquelles sont appliquées les électrodes par l'action de la bride. Au fur et à mesure de l'usinage, les pointes des électrodes s'érodent etde ce faiton prévoit des moyens pour remettre à longueur les électrodes en les faisant avancer depuis la cartouche entre des opérations d'usinage pour remplacer les longueurs d'électrodes qui ont été érodées et pour réaligner les pointes des électrodes Le procédé de remise à longueur utilisé doit faire avancer des électrodes différentes de quantités différentes afin de compenser des degrés d'érosion inégaux et, pour résoudre ce problème, on a suggéré un certain nombre de procédés. Le Brevet britannique No 1 569 561 décrit une machine d'usinage par décharges électriques, dans laquelle la cartouche comporte une semelle de frottement coopérant avec les électrodes pour s'opposer à leur mouvement coulissant A la fin d'une opération d'usinage, une bride sur le guide de nez vient coopérer avec les électrodes pour les maintenir fixes pendant que la cartouche est reculée par rapport au guide de nez Ensuite, pour effectuer la remise à longueur, la bride sur le guide de nez est desserrée et on fait avancer encore une fois la cartouche La semelle de frottement sur la cartouche entraîne les électrodes vers l'avant en liaison avec le mouvement de la cartouche, surmontant le frottement ayant naturellement lieu dans le guide de nez, jusqu'à ce que les pointes des électrodes atteignent la pièce Ensuite, le mouvement vers l'avant des électrodes est arrêté et la semelle de frottement glisse sur elles pendant que la cartouche continue à avancer. Ce procédé présente l'inconvénient qu'il est difficile de choisir un coefficient de frottement entre la semelle de frottement et les électrodes qui permette d'entraîner positivement les électrodes vers l'avant sans provoquer leur flambage pendant le mouvement de glissement Les électrodes peuvent n'avoir que 0,1 mm de diamètre et,de ce fait, elles peuvent flamber très aisément. Le Brevet britannique No 1 571 666 décrit une machine similaire, dans laquelle les électrodes sont entraînées vers l'avant pendant l'opération de remise à longueur au moyen de galets jusqu'à ce qu'elles atteignent la pièce, mais ici également on rencontre le même problème d'obtenir un coefficient de frottement approprié avec les galets pour empêcher le flambage des électrodes. Dans une machine d'usinage par décharges électriques ayant un guide de nez et une référence d'électrodes mobile l'un par rapport à l'autre, une cartouche mobile par rapport au guide de nez, une multiplicité d'électrodes pratiquement parallèles supportées par le guide de nez et par la cartouche de façon à pouvoir se déplacer longitudinalement, et une bride de cartouche pouvant être mise en oeuvre pour empêcher tout mouvement relatif entre les électrodes et la cartouche, l'invention procure un procédé de remise à longueur des électrodes, comprenant dans l'ordre les stades suivants: (a) accroître la distance entre la référence et le guide de nez, la cartouche et les électrodes d'une distance prédéterminée; (b) avancer la cartouche par rapport au guide de nez de cette distance prédéterminée, pendant que le guide de cartouche est serré; (c) diminuer la distance entre la référence et le guide de nez et la cartouche de cette distance prédéterminée, pendant que la bride de cartouche est desserrée, faisant ainsi coopérer au moins deux des électrodes avec la référence de façon à provoquer un mouvement relatif entre ces électrodes et le guide de nez et la cartouche; (d) de façon facultative, répéter les stades (a) à (c) un certain nombre de fois; et (e) reculer la cartouche par rapport au guide de nez pendant que la bride de cartouche est desserrée. Dans une machine comportant en outre une bride de guide de nez pouvant être mise en oeuvre pour empêcher un mouvement relatif entre les électrodes et le guide de nez, l'invention prévoit en outre que la bride de guide de nez est serrée pendant le stade (e) du procédé. La référence d'électrodes peut de façon appropriée être une surface de la pièce qui est la suivante à usiner En variante, ce peut être un gabarit séparé qui est introduit spécifiquement dans le but d'aligner les électrodes avant l'usinage Un gabarit séparé présente l'avantage qu'il n'est pas nécessaire que son profil corresponde à celui de la surface frontale de la pièce. En particulier, le profil peut être celui de la surface arrière, de façon à assurer que les électrodes atteignent la surface arrière à peu près en même temps pendant l'usinage. Le mouvement relatif entre le guide de nez et la référence peut être obtenu en maintenant fixe le guide de nez et en déplaçant la référence par rapport à lui, notamment lorsque la référence est un gabarit au lieu d'être la pièce elle-même. L'avantage du présent procédé par rapport à la technique antérieure est que le guide de nez reste fixe par rapport à la cartouche, tandis que les électrodes reculent dans la cartouche. Ceci évite la nécessité de monter une semelle de frottement sur la cartouche pour surmonter le frottement entre les électrodes et le guide de nez, et de ce fait les électrodes ne risquent pas de flamber pendant la remise à longueur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple, de réalisations préférées, en liaison avec le dessin joint sur lequel: la figure 1 est une vue en perspective du dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention; les figures 2 à 5 illustrent schématiquement en élévation latérale la séquence d'opérations du procédé de l'invention; la figure 2 montrant le dispositif après une opération d'usinage; la figure 3 montrant le dispositif préparé pour l'opération de remise à longueur; la figure 4 montrant l'appareil après un premier stade du cycle de remise à longueur; la figure 5 montrant le dispositif après un deuxième stade du cycle de remise à longueur; la figure 6 montre le dispositif à la fin d'un cycle de remise à longueur; et la figure 7 montre le dispositif après un autre stade faculta- tif du cycle de remise à longueur. La figure 1 montre la partie d'une machine d'usinage par décharges électriques qui commande l'avance des électrodes en direction de la pièce à usiner Un chariot 10 supporte à son extrémité frontale un guide de nez formé d'un seul tenant 12 Une cartouche 14 est montée derrière le guide de nez de façon à pouvoir coulisser en ligne droite par rapport au chariot 10 et parallèlement à sa longueur Une multiplicité d'électrodes 16 est supportée sur une surface supérieure 18 de la cartouche 14 et sur une surface supérieure 20 du guide de nez 12 qui se trouve dans le même plan que la surface 18 de la cartouche Les électrodes 16 passent à travers des trous 22 dans la partie avant 23 du guide de nez 12, de telle sorte que les pointes 24 des électrodes dépassent en direction de la pièce à usiner Les électrodes sont supportées de telle sorte qu'elles puissent coulisser longitudi- nalement par rapport à la cartouche 14 et au guide de nez 12 Un premier actionneur (non représenté) est prévu pour déplacer la cartouche 14 par rapport au chariot 10. Un couvercle 28 est fixé sur une partie arrière de la surface 18 de la cartouche, ce couvercle ayant des rainures parallèles 30 pour guider les électrodes Une bride 32 est prévue au-dessus de la cartouche 14 de telle sorte que, lorsqu'on actionne la bride de cartouche 32, elle saisit les électrodes 16 et les empêche de se déplacer par rapport à la cartouche 14 Une deuxième bride 34 est prévue au-dessus de la surface 20 du guide de nez de telle sorte que, lorsque la bride de guide de nez 34 est actionnée, elle saisit ces électrodes 16 et les empêche de se déplacer par rapport au guide de nez 12. Pendant l'usinage, les électrodes 16 doivent être alimentées avec une tension élevée afin de produire les étincelles nécessaires au niveau de leurs pointes 24 La tension est appliquée aux électrodes 16 par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs conduc- teurs électriques 36 incorporés dans la surface 18 de la cartouche, en dessous de la bride de cartouche 32 Ainsi, lorsque la bride est actionnée, elle applique les électrodes contre le conducteur 36 et assure un bon contact électrique La cartouche 14, le guide de nez 12, le couvercle 28 et les brides 32 et 34 sont toutes en une matière électriquement isolante. Bien que le conducteur 36 soit représenté à des fins de simpli- cité sous la forme d'une simple bande s'étendant en travers de la largeur de la cartouche 14, il peut y avoir en variante des conducteurs séparés pour alimenter indépendamment des électrodes individuelles Dans certains appareils antérieurs, des rainures pour guider les électrodes avaient été prévues dans la surface 18 de la cartouche, mais la réalisation représentée ayant des rainures 30 dans le couvercle 28 est préférée, du fait qu'elle permet à la surface 18 et à la face supérieure du conducteur 36 d'être usinée plane, lisse et dans le même plan, de sorte qu'une base plane de la bride 32 peut porter régulièrement sur les électrodes 16 disposées sur la surface supérieure plane et lisse de la cartouche 14 et celle du conducteur 36,ce qui assure un bon contact électriques entre les électrodes 16 et le conducteur 36 sans recourir à des tolérances de fabrication précises. En se reportant maintenant au procédé de remise à longueur des électrodes 16, les figures 2 à 7 et la description suivante illustrent la séquence de stades dans la réalisation dans laquelle le chariot 10 peut se déplacer en ligne droite par rapport à une référence d'électrodes fixe 26 au moyen d'un deuxième actionneur (non représenté) Dans une autre réali- sation le chariot 10 reste fixe et la référence d'électrodes 26 peut se déplacer en ligne droite en se rapprochant et en s'éloignant du chariot En principe, la séquence de stades est la même dans les deux réalisations Toutefois, lorsque, dans la- réalisation représentée, le chariot 10 se déplace d'une certaine distance dans une direction particulière, on obtient le même résultat dans l'autre réalisation en déplaçant la référence 26 de la même distance dans la direction opposée. La référence d'électrodes 26 peut être une surface de la pièce à usiner ou un gabarit séparé introduit spécifiquement dans le but d'aligner les électrodes pendant leur remise à longueur. La figure 2 représente le dispositif de la figure 1 dans sa configuration à la fin d'une opération d'usinage L'alimentation en courant du conducteur 36 est arrêtée, le chariot 10 a été reculé pour éloigner le guide de nez 12 de la référence d'élec- trodes 26, la cartouche 14 éloignéedu guide de nez 12, les deux brides 32 et 34 sont desserrées et les pointes 24 des électrodes se trouvent à des positions différentes et imprévisibles En fait, le recul de la cartouche 14 peut avoir pour résultat que certaines pointes d'électrodes 24 ne se projettent plus au-delà de la face frontale 23 du guide de nez. Le dispositif est préparé pour le début d'une opération de remise à longueur en déplaçant le chariot 10 vers l'avant, comme indiqué par la flèche 38 sur la figure 3, jusqu'à ce que le guide de nez 12 atteigne la position qu'il adopte pendant l'usinage Sur la figure 3, l'avant 23 du guide de nez est représenté comme étant en contact avec la référence 26, mais, en pratique, il peut y avoir un intervalle entre les deux Lorsque le chariot 10 est déplacé vers l'avant, toute électrode 16 se projetant suffisam- ment loin en avant du guide de nez 12 pour venir au contact de la référence 26 sera empêchée de se déplacer en liaison avec le chariot etide ce faitelle coulissera vers l'arrière par rapport à la cartouche 14 lorsque le chariot 10 continue à avancer. Ceci ne soulève pas les problèmes concernant le flambage des électrodes considéré en liaison avec la technique antérieure, car il n'y a aucune semelle de frottement appliquant les électrodes contre la cartouche pour s'opposer à leur mouvement coulissant. Toutefois, un certain frottement est nécessaire pour effectuer le mouvement initial des électrodes 16 en liaison avec le mouvement de la cartouchemais, du fait que la cartouche 14 et le guide de nez 12 se déplacent ensemble, le frottement ayant naturellement lieu des électrodes 16 à l'intérieur des rainures et des trous 22 est suffisant La semelle de frottement de la technique antérieure était nécessaire, car il y avait un mouvement relatif entre la cartouche et le guide de nez, de telle sorte que le frottement à l'intérieur du guide de nez devait être surmonté par une semelle de frottement Dans le présent procédé, il n'y a pas un tel mouvement relatif pour nécessiter une semelle de frottement. Le premier stade du cycle consiste à reculer le chariot 10 avec la cartouche 14 et les électrodes 16 en les éloignant de la référence 26 d'une distance x, comme l'indique la flèche 40 sur la figure 4 On peut se baser sur le frottement pour effectuer le retrait des électrodes 16, mais on peut en variante serrer soit la bride 32, soit la bride 34, et la figure 4 montre la bride de cartouche 32 en service. Le deuxième stade du cycle consiste à avancer la cartouche 14 par rapport au chariot 10 de la même distance x que le chariot a été reculé pendant le premier stade Pendant l'avance de la cartou- che, la bride de cartouche 32 est actionnée pour faire avancer simultanément vers l'avant les électrodes 16 à travers les trous 22 dans le guide de nez, de façon que l'électrode la plus longue vienne au contact de la référence 26 (figure 5). Le troisième stade du cycle consiste à avancer le chariot 10 de la distance x en direction de la référence 26 en même temps que la cartouche 14 et avec les deux brides 32 et 34 desserrées Les électrodes 16 qui n'étaient pas venues au contact de la référence 26 avanceront en liaison avec le mouvement du chariot 10 et celles déjà au contact de la référence 26 coulisseront vers l'arrière par rapport au chariot 14, comme décrit ci-dessus en liaison avec la figure 3. A la fin du troisième stade, représenté sur la figure 6, les électrodes les plus longues 16 sont alignées l'une avec l'autre au contact avec la référence 26 Toutes les électrodes qui ne sont pas encore alignées ont été avancées d'une distance x depuis leur position au début du cycle Finalement, la cartouche 14 a avancé de la distance x en direction du guide de nez 12. Le dispositif est ensuite dans une configuration appropriée pour répéter le cycle de mise à longueur à partir du premier stade. Quelques répétitions du cycle suffisent habituellement pour aligner toutes les électrodes et le nombre de cycles possible est seulement limité par la fermeture de l'intervalle entre le guide de nez 12 et la cartouche 14. Si le nombre désiré de cycles de remise à longueur ne peut pas être atteint, car l'intervalle entre le guide de nez et la cartouche devient trop faible, alors on peut inclure un autre stade facultatif à la fin du cycle Celui-ci implique le serrage de la bride de guide de nez 34 pour maintenir immobiles les électrodes 16 pendant que la cartouche 14 recule de la distance x, augmentant l'intervalle comme on le voit sur la figure 7 On peut alors répéter le cycle depuis son premier stade, juste comme précédemment. Lorsque toutes les pointes d'électrodes 24 sont alignées ou lorsqu'un nombre prédéterminé de cycles de remise à longueur a été réalisé, la bride de guide de nez 34 est serrée et la cartouche 14 est reculée pour préparer le dispositif à des opérations d'usinage. h Revendications 1. Procédé pour remettre à longueur les électrodes dans une machine d'usinage par décharges électriques ayant: un guide de nez ( 12) et une référence d'électrodes ( 26) mobiles l'un par rapport à l'autre; une cartouche ( 14) mobile par rapport au guide de nez; une multiplicité d'électrodes ( 16) pratiquement parallèles, supportées par le guide de nez ( 12) et par la cartouche ( 14) de façon à pouvoir être longitudinalement mobiles; et une bride de cartouche ( 32) pouvant être mise en oeuvre pour empêcher tout mouvement relatif entre les électrodes et la cartouche, caractérisé dans l'ordre par les stades suivants: (a) augmenter la distance entre la référence ( 26) et le guide de nez, la cartouche et les électrodes, d'une distance prédéterminée (x), (b) faire avancer la cartouche ( 14) par rapport au guide de nez ( 12) de la distance prédéterminée (x), pendant que la bride de cartouche ( 32) est serrée; (c) diminuer la distance entre la référence et le guide de nez et la cartouche de cette distance prédéterminée (x) pendant que la bride de cartouche ( 32) est desserrée, amenant ainsi au moins deux des électrodes ( 16) en contact avec la référence ( 26) de façon à provoquer un mouvement relatif entre ces électrodes et le guide de nez et la cartouche; (d) répéter facultativement les stades (a) à (c) un certain nombre de fois; et (e) reculer la cartouche par rapport au guide de nez pendant que la bride de cartouche ( 32) est desserrée. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, dans le stade (e), la cartouche est reculée à une position permettant à l'usinage de reprendre. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le stade facultatif (d) est supprimé et que, au stade (e), la cartouche est reculée de la distance prédéterminée. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une répétition de la séquence des stades (a), (b), (c), (e). 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caracté- risé en ce que la bride de cartouche ( 32) est serrée pendant le stade (a). 6 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caracté- risé en ce que le dispositif comporte également une bride de guide de nez ( 34) pouvant être serrée pour empêcher tout mouvement relatif entre les électrodes et le guide de nez et en ce que la bride de guide de nez est serrée pendant le stade (e) du procédé. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caracté- risé en ce que la référence d'électrodes ( 26) est une surface d'une pièce à usiner. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caracté- risé en ce que le guide de nez est fixe et que la référence d'électrodesest mobile.