FR2466309A1 - Procede d'usinage par electro-erosion a fil mobile - Google Patents

Abstract

Procédé et machine d'usinage par électro-érosion à fil mobile. On forme un trou traversant rectiligne 11a dans la pièce 11 à un endroit prédéterminé, représentant un point de départ du trajet d'avance ultérieur prescrit pour la pièce ; on positionne un fil-électrode 7 ayant une extrémité brisée, en continu depuis les moyens d'alimentation 108 à travers un premier guide d'usinage 110 disposé sur le côté arrivée de la pièce ; on positionne la pièce de façon à disposer l'axe du trou traversant 11a en coïncidence avec l'axe de cette extrémité brisée du fil ; on fait avancer le fil-électrode 7 dans le trou 11a de la pièce et à travers le trou, puis à travers un deuxième guide d'usinage 109 disposé du côté sortie de la pièce ; et on procède à l'usinage par électro-érosion par fil de cette pièce, comme usuel. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

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La présente invention concerne de façon générale des procédés d'usinage par électro-érosion à fil mobile et, de façon plus spécifique, un procédé pour usiner par fil mobile une pièce par électro-érosion, ainsi qu'une machine pour mettre en oeuvre le procédé. Tel qu'il est utilisé ici, le terme "électro-érosion" recouvre à la

fois l'usinage par décharges électriques, l'usinage électro-

chimique et l'usinage combiné électrochimique et par dé-

charges. L'invention concerne particulièrement un procédé pour enfiler ou faire passer un fil électrode continu à travers une pièce, ainsi qu'un dispositif pour mettre

en oeuvre ce procédé.

Lorsqu'on usine une pièce par électro-érosion par fil mobile, un filélectrode continu est axialement transporté

depuis des moyens d'alimentation à des moyens de reprise.

On dispose habituellement sur le trajet du fil mobile deux guides d'usinage de part et d'autre de la pièce pour tendre entre eux le filélectrode mobile traversant la pièce, positionnant ainsi le fil-électrode en une position d'usinage appropriée par rapport à la pièce. La machine comporte une alimentation en courant pour faire

passer un courant électrique d'usinage, de façon caracté-

ristique sous la forme d'une succession d'impulsions, entre le filélectrode et la pièce en travers d'un intervalle d'usinage balayé par un liquide d'usinage, par exemple de l'eau, pour enlever par électro-érosion de la matière sur la pièce. Au fur et à mesure de l'enlèvement de matière, la pièce est déplacée transversalement par rapport à l'axe du filélectrode selon un trajet déterminé de façon à former dans la pièce la découpe recherchée. Habituellement, cette opération nécessite d'enfiler ou de faire passer par avance

le fil-électrode continu à travers la pièce non usinée.

Un but de la présente invention est de fournir un procédé amélioré pour usiner une pièce par électro-érosion par fil mobile, dans lequel on puisse aisément et efficacement

enfiler ou faire passer un fil-électrode à travers la pièce.

Un autre but est de fournir un tel procédé d'électro-

érosion, permettant d'enfiler ou de faire passer aisément et efficacement un fil-électrode à travers une pièce, grâce auquel le rendement d'un processus Jusinage par fil mobile 2 246630t

donné soit remarquci:ement amélioré.

Un autre but de l'invention est de fournir un procédé amélioré pour mettre en oeuvre une machine d'électro-érosion à fil mobile, dans lequel on puisse pratiquement automatiquement enfiler ou faire passer le filélectrode à travers la pièce. Un autre but de l'invention est de fournir une machine d'usinage par électro-érosion par fil mobile,grace à laquelle on-puisse aisément et efficacement enfiler ou faire passer

un fil-électrode à travers la pièce.

Un autre but est de fournir une telle machine d'électro-

érosion, qui permette d'enfiler ou de faire passer aisément et efficacement un fil-électrode à travers une pièce, grâce à laquelle rendement d'une opération d'usinage par fil donné

soit remarquablement amélioré.

Un autre but de l'invention est de fournir une machine d'usinage par électro-érosion par fil mobile amélioré, pour

enfiler automatiquement un fil-électrode à travers une pièce.

Selon un premier aspect de l'invention, ces buts sont atteints grace à un perfectionnement du procédé d'usinage d'une pièce par électro-érosion par fil, selon lequel un fil-électrode continu est axialement transporté de moyens d'alimentation à des moyens de reprise le long d'un trajet de guidage de fil prédéterminé pour traverser la pièce entre deux guides d'usinage disposés de part et d'autre de la pièce sur le trajet du fil et adaptés pour positionner entre eux le fil-électrode dans une position d'usinage appropriée par rapport à la pièce,et selon lequel on fait passer un courant électrique d'usinage entre le fil-électrode et la pièce au travers d'un intervalle d'usinage balayé par un fluide d'usinage pour enlever par électro-é-rosion de la matière de la pièce, tandis que cette dernière est déplacée transversalement par rapport au fil-électrode selon un trajet d'avance prédéterminé pour découper dans la pièce la forme recherchée,ce perfectionnement consistant en ce que: (a) on forme dans la pièce un trou traversant

rectiligne à un endroit prédéterminé de celle-ci représen-

tant un point de départ dudit trajet d'avance; (b) on posi-

tionne un fil-électrode ayant une extrémité brisée dressée, en continu depuis les iâovens d'alimentation, à travers le premier guide d'usinage disposé du côté arrivée de la pièce pour disposer cette - xémité brisée en amont de celle-ci; (c) on positionne la pièce pour disposer l'axe

du trou traversant en coîncidence avec l'axe de l'extré-

mité brisée dressée se projetant du premier guide d'usi-

nage; (d) on fait avancer le fil-électrode avec son ex- trémité brisée dressée jusqu'au trou traversant de la pièce et à travers celui-ci,puisà travers le deuxième guide d'usinage disposé du côté sortie de la pièce; et ensuite (e) on procède à l'usinage par électro-érosion

par fil de la pièce à usiner.

De façon avantageuse,le procédé selon l'invention com-

porte d'autres étapes,ê savoir: après l'étape (a) ci-dessus, on introduit à travers le trou traversant un élément de guidage mince rectiligne sur au moins la longueur du trou

traversant, on raccorde l'extrémité de cet élément de gui-

dage mince en saillie hors du trou traversant au côté de sortie et on le déplace de façon continue à travers le

deuxième guide d'usinage en direction des moyens de re-

prise pour effectuer l'étane (d) ci-dessus.

L'élément de guidage mince peut être une section de

fil, fixée dans le trou traversant ou maintenue dans celui-

ci pour l'empêcher de tomber. On peut former plusieurs tels

trous traversants dans la pièce à certains endroits pré-

sélectionnés pour former le nombre correspondant de décou-

pes recherchées. La section de fil est alors introduite à travers chacun des trous traversants et y est maintenue de façon qu'elle ne tombe pas, et ensuite on effectue en séquence les étapes (b), (c), (f), (d) et (e), en démarrant

à chacun des trous traversants.

-Le-trou traversant peut être formé dans la pièce en

juxtaposant avec celle-ci, du côté sortie, une électrode-

outil mince constituant l'élément de guidage mince et en usinant ensuite par électro-érosion le trou traversant dans la pièce avec l'électrodeoutil mince. De façon avantageuse, on peut impartir une vibration ultrasonique,

par exemple d'une fréquence de 1 à 50 kHz, avec une ampli-

tude de 1 à 10 microns, à l'électrode-outil mince pour faciliter l'usinage par électro-érosion du trou traversant

dans la pièce.

L'électrode-outil mince peut être un fil-électrode ayant une extrémité brisée, ce fil étant c.;:-tnu jusqu'aux moyens de reprise, et constituant la contrepartie du premier fil électrode mentionné ayant son extrémité brisée pour former

le fil-électrode continu.

L'extrémité de l'élément de guidage mince sortant

du trou traversant est avantageusement raccordée à l'ex-

trémité brisée du fil-électrode du côté arrivée en effec-

tuant entre eux une jonction par fusion.

A l'étape (b), on peut former et disposer en amont de îo la pièce l'extrémité brisée en coupant le fil-électrode continu dans une première zone située entre le premier guide d'usinage et la pièce à usiner pour le séparer en une première portion de fil continu depuis les moyens d'alimentation et une deuxième portion de ce fil continu jusqu'aux moyens de reprise. En variante, on peut former

l'extrémité brisée du fil-électrode en coupant le fil-

électrode continu dans une deuxième zone située entre la pièce et le deuxième guide d'usinage pour séparer le fil

en une première portion continue depuis les moyens d'ali-

mentation et constituant le fil-électrode à extrémité brisée et une deuxième portion continue jusqu'aux moyens de reprise, ladite extrémité brisée étant disposée, lors de l'étape (b) en rétractant la première portion pour faire passer l'extrémité brisée à travers le trou traversant et pour

la retirer de ce dernier du côté arrivée.

De façon avantageuse, le fil-électrode continu est coupé en le chauffant au moins dans la première ou dans la deuxième zone. Le fil électrode est de préférence chauffé par application d'un gradient de température au

moins à travers ladite zone.

Selon un deuxième aspect, la présente invention propose un dispositif en combinaison avec une machine d'usinage par électro-érosion par fil mobile ayant un fil-électrode continu axialement transporté depuis des moyens d'alimentation à des moyens de reprise le long d'un trajet de guidage de fil prédéterminé, deux guides d'usinage disposés de part et d'autre de la pièce sur ce trajet pour tendre entre eux le fil-électrode mobile et le positionner dans une position d'usinage appropriée par rapport à la pièce, des moyens d'alimentation en courant pour faire passer un courant électrique d'usinage entre le fil-él --ode et la pièce au travers d'un intervalle d'usinage balayé par un fluide d'usinage pour enlever par électro-érosion de la matière de la pièce, et des moyens d'avance pour déplacer la pièce à usiner transversalement par rapport au fil-électrode axialement mobile suivant un trajet d'avance prédéterminé pour découper par électro-érosion la forme désirée dans la pièce, le dispositif comprenant (a) des moyens pour former un trou traversant rectiligne 1o dans la pièce à un endroit présélectionné de celle-ci représentant un point de départ du trajet d'avance prescrit, *(b) des moyens pour positionner un fil-électrode ayant une

extrémité brisée dressée, continu depuis les moyens d'ali-

mentation, à travers le premier guide d'usinage disposé du côté arrivée de la pièce pour disposer l'extrémité brisée en amont de celle-ci, (c) des moyens de positionnement de

la pièce pour disposer l'axe du trou traversant en coïnci-

dence avec l'axe de l'extrémité brisée dressée se projetant du premier guide d'usinage, et (d) des moyens pour faire avancer le fil-électrode avec l'extrémité brisée dressée dans le trou traversant de la pièce et à travers celui-ci, puis à travers le deuxième guide d'usinage disposé du côté

sortie de la pièce.

Le dispositif utilise de préférence un élément de guidage mince à introduire dans le trou traversant, des moyens pour raccorder à l'extrémité brisée du fil-électrode l'extrémité

de l'élément de guidage mince sortant du trou traver-

sant sur le côté arrivée de la pièce, et des moyens pour retirer l'élément de guidage mince du trou traversant sur le côté sortie et le déplacer de façon continue à travers le deuxième guide d'usinage en direction des moyens de reprise L'élément de guidage mince peut etre une section de fil fixée dans le trou traversant ou maintenue dans celui-ci

pour l'empêcher de tomber.

Les moyens (a) peuvent comporter une électrode-outil mince, une alimentation en courant pouvant utiliser les moyens d'alimentation en courant pour faire passer un courant électrique d'usinage entre l'électrode-outil et la pièce à usiner, et une unité d'avance pour faire avancer l'électrode-outil vers la pièce et à travers celle-ci pouL y usiner par électro-érosion le trou traversant. Les moyens (a) selon cette caractéristique spécifique comportent, de préférence, des noyens pour impartir une vibration ultrasonique à l'électrode-outil mince.

Les moyens pour raccorder à l'extrémité brisée l'extré-

mité de l'élément de guidage mince peuvent comporter une unité de soudage par fusion ayant deux électrodes adaptées pour coopérer avec les deux extrémités lorsque celles-ci

sont rapprochées l'une de l'autre.

De façon avantageuse, on prévoit des moyens pour couper le fil-électrode continu dans une zone de la pièce comprise entre le premier et le deuxième guide d'usinage pour former l'extrémité brisée du fil-électrode. Les moyens de coupe comportent de préférence un élément chauffant pour chauffer le fil électrode dans cette région et des moyens de tension pour tendre le fil-électrode de façon à allonger thermiquement le filélectrode et le rompre. L'élément chauffant est adapté pour appliquer dans cette région un

gradient de température au fil-électrode.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la

description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple

seulement, de certaines de ces réalisations, en liaison avec le dessin joint, sur lequel: - la figure 1 est une vue schématique représentant une machine ou un dispositif d'usinage par électro-érosion à

fil mobile selon l'invention-

- les figures 2A, 2B et 2C sont des vues schématiques illustrant un mode d'exécution du procédé de l'invention

avec le dispositif de la figure 1;-

- les figures 37A, 3B, 3C, 3D et 3E sont des vues schématiques illustrant un autre mode d'exécution du proc5dé de l'invention; - la figure 4 est une vue schématique illustrant une

variante de la machiine du dispositif d'usinage par électro-

érosion par fiel selon la présente-invention; - la figure 5 est une vue schématique à grande échelle illustrant un élément chauffant dans la disposition de la figure 4; - les figures 6A et 6B sont des vues à grande échelle I illustrant un fil-électrode allongé par chauffage puis

tendu, et ensuite brisé, dans le fonctionnement du dis-

positif de la figure 4; - la figure 7 est une vue schématique à grande échelle illustrant un élément chauffant modifié; - les figures 8A, 8B, 8C, 8D et 8E sont des vues schématiques illustrant un autre mode d'exécution du procédé de l'invention avec le dispositif de la figure 4; et - la figure 9 est une vue schématique illustrant une machine ou un dispositif d'usinage par électro-érosion par fil similaire à celui représenté sur la figure 4, et

comportant une autre forme d'élément chauffant de fil.

On se reporte tout d'abord -à la figure 1; une machine d'usinage par électro-érosion par fil comporte un montant vertical 1, un bras supérieur 2 et un bras inférieur 3, s'étendant tous les deux horizontalement depuis le montant 1, une tête d'usinage 4 qui est suspendue au bras supérieur 2et peut se déplacer verticalement. La tête 4 est portée par une vis-mère 5 fixée au bras supérieur 2 et entraînée par un moteur 6 pour régler la position verticale de la tete 4. Un fil-électrode mince 7, dont le diamètre est par exemple compris entre 0,05 et 5 millimètres, est stocké dans une bobine d'alimentation 8 montée sur le montant 1, et en est tiré de façon continue pour être amené dans une zone d'usinage définie entre un guide 9 fixé au bras' inférieur 3 et un guide supérieur 10 fixé sur la tête d'usinage 4. Une pièce à usiner 11 est disposée dans la zone d'usinage. Le fil-électrode est tiré de façon continue de la bobine d'alimentation 8 par un enseCDlie de cabestan et de rouleau pinceur 12 monté sur le bras inférieur 3 et il est axialement déplacé à travers la zone d'usinage en traversant la pièce 11 par l'action d'un autre ensemble de cabestan et de rouleau pinceur 13 monté úir la tête

d'usinage 4, cet ensemble 13 servant à diriger le fil-

électrode 7 de la zone d'usinage à la zone de reprise.

Du côté alimentation, dcs rouleaux de freinace 14 sont montés sur le bras infér!eur 3 pour appliqur une tension appropriée au fil-électrc-e en déplacement et un galet de guidage 15 est également disposé pour modifier le sens

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d'avancement du fil-électrode 7. Du côté reprise sont dis-

posés des rouleaux de guidage 16 et 17 sur le bras supé-

rieur 2 pour guider le fil-électrode 7 vers les moyens

de reprise, tels qu'une bobine de reprise non représentée.

Les guides 9 et 10 servent à positionner l'axe du fil-électrode 7 se déplaçant en étant tendu entre eux, de façon précise dans une position d'usinage appropriée par rapport à la pièce 11, fixée sur un support de pièce ou table de travail 19. Une alimentation en courant

d'électro-érosion 18 est raccordée d'un coté au fil-

électrode 7 par l'intermédiaire d'un balai et, de l'autre côté, à la pièce il par-l'intermédiaire du support de pièce

l9jpour faire passer un courant d'usinage, de façon carac-

téristique sous la forme d'une succession d'impulsions électriques, entre le fil-électrode mobile 7 et la pièce à travers un intervalle d'usinage ménagé entre le fil et la pièce, cet intervalle étant balayé par un fluide d'usinage, notamment de l'eau, qui peut arriver par une ou plusieurs buses non représentées, pour enlever par

électro-érosion de la matière sur la pièce 11.

Au cours de l'opération d'usinage, la table de travail 19 est déplacée dans un plan, à savoir le plan X-Y sur la figure, par un moteur 20 d'axe X et un moteur 21 d'axe Y couplés par des vis-mères respectives 22 et 23 à la table de travail 19. Les moteurs 20 et 21 sont excités par des signaux de commande d'axe X et d'axe Y, fournis par une commande numérique 24, pour déplacer la pièce ll par rapport à l'axe du fil- électrode mobile 7 selon un trajet d'usinage prédéterminé, programmé à l'avance dans

la commande numérique 24.

La machine de la figure 1 comporte en outre une tête vibrante 25 et un ensemble de soudage par fusion 26,

qui sont tous deux au repos pendant une opération d'usinage-

par électro-érosion, et qui peuvent être utilisés en liaison avec un procédé selon la présente invention qui sera décrit en se reportant aux figures 2A, 2B et 2C. La tête 25 est fixée sur la tête d'usinage 4, tandis que l'ensemble de soudage par fusion 26 est disposé sur le bras inférieur 3 pour agir sur le fil-électrode 7 avant

qu'il pénètre dans la pièce 11.

On se reporte. maintenant aux figures 2A, 2B et 2C dans lesquelles, commne également dans les autres figures, les mêmes repères que dans la figure 1 désignent les mames composants ou les mêmes pièces du dispositif; on y voit le procédé réalisé en trois Etapes différentes. La première étape,, représente sur la figure 2A, est destinéeà former un trou de base lla (figures 2B et 2C), destiné à recevoir le fil-électrode 7 pour une opération d'usinage par électro-érosion par fil. Dans ce but, le filélectrode 7, en provenance de la bobine d'alimentation (8 sur la figure 1) , se présente avec une extrémité libre, ou bien il est tiré par 1' ensemble de cabestan et de rouleau pinceur 12 de façon à amener l'extrémité libre 7a juste au-dessus du guide inférieur 9 et en dessous de la surface inférieure de la pièce à usiner 11, tandis qu'une électrode de perçage 27, sous la forme d'un fil ou d'une tige mince, est montée sur la tête d'usinage 4. L'électrode de perçage 27 est amenée à travers les rouleaux de guidage 16 et 17 et axialement entraînée vers le bas tout en étant

en contact avec le guide d'usinage 10, au moyen de l'en-

semble de cabestan et de rouleau pinceur 13, jusqu'à ce qu'elle soit juxtaposée à la surface supérieure de la pièce 11. La table de travail 19 (figure 1) est déplacée par les moteurs 20 et 21 (figure 1) selon les instructions de la commande numérique 24 (figure 1) pour fixer de façon précise la position d'un trou de base déterminé lla (figures 2B et 2C) juste en dessous de l'électrode de perçage 27. La tête vibrante 25 est amenée en coopération avec l'électrode de perçage 27 pour lui impartir une vibration sonique ou ultrasonique, longitudinalement ou transversalement par rapport à son axe. Dans cet état, on fait passer le courant d'usinage en provenance de la source de courant 18 entre l'électrode de perçage 27 et la pièce 11 en présence du liquide d'usinage, tandis que le moteur 6 (figure 1) est mis en marche pour déplacer vers le bas la tête d'usinage 4, faisant ainsi pénétrer l'électrode de perçage dans la pièce 11 à la vitesse d'enlèvement de matière par électro-érosion jusqu'à ce que le trou lla

soit complètement formé à travers l'épaisseur de la pièce 11.

Du fait de la vibration sonique ou ultrasonique impartie à l'électrode, le perçag-.! trou s'effectue avec stabilité et très rapidement. La te e d'usinage 4 continue à avancer jusqu'à ce que l'extrémité inférieure de l'électrode de perçage 27, passant à travers le trou la ainsi formé, vienne en contact avec l'extrémité libre 7a du fil- électrode 7 en saillie au-dessus du guide 9, comme on le voit sur la figure 2B. Lorsque le trou a été entièrement percé, la tête vibrante 25 est dégagée de l'électrode

de perçage 27.

A la deuxième étape, les extrémités en contact de l'électrode de perçage 27 et du fil-électrode 7 sont jointes ensemble. Ainsi, sur la figure 2B, l'ensexrble de soudage 26 est actionné pour amener deux électrodes en coopération avec ces extrémités en contact et pour

leur appliquer un courant de soudage afin de les réunir.

Pendant ce temps, la pièce 11 est maintenue fixe.

A la troisième étape, représentée sur la figure 2C, la

pièce 11 continue à 9tre maintenue fixe, tandis que l'en-

semble de soudage 26 est reculé et dégagé du fil-électrode 7 réuni à l'électrode de perçage 27; on actionne les unités d'entralnement 12 et 13 pour-tirer les électrodes réunies 27 et 7 vers le haut à travers le trou lla, terminant ainsi le montage ou l'enfilage du fil-électrode 7 à travers le trou de base lla. L'électrode de perçage 27, guidée hors des rouleaux 17, peut être coupée et le fil-électrode 7 est amené dans la zone de reprise pour que le dispositif soit prêt à une opération d'usinage par fil, comme il a été

décrit en liaison avec la figure 1.

On peut également utiliser l'ensemble de fusion 26 pour séparer le filélectrode continu 7 tendu entre les guides 9 et 10 au travers de la pièce usinée 11 en une partie inférieure allant au côté alimentation 8 et une partie supérieure allant au côté reprise. En amenant les électrodes del'ensemble 26 en coopération avec une portion du fil tendu 7 entre le guide inférieur 9 et la surface inférieure de la pièce 11, et en alimentant les électrodes avec le

courant de fusion, on peut effectuer la division du fil.

Lorsqu'on a à opérer ensuite un usinage par fil, la partie inférieure du fil-électrode peut rester dans cette position, tandis que la partie supérieure du fil-électrode est retirée 1i 2466309 pour disposer son extrémité au-dess- de la surface supérieure de la pièce 11. On peut alors remplacer la pièce usinée par une autre pièce à usiner, ou, lorsqu'on doit usiner par fil plusieurs zones de la pièce, on peut simplement déplacer cette dernière pour présenter une nou-

velle zone pour l'opération suivante d'usinage par fil.

La table de travail 19 est alors entraînée selon les instructions programmées de la con-nande numérique 24 pour positionner un trou de base à former dans la nouvelle

pièce ou dans la nouvelle zone de la pièce déjà partielle-

ment usinée, par rapport à l'axe coïncidant de la partie

supérieure et de la partie inférieure séparées du fil-

électrode 7. La partie supérieure du fil-électrode 7 peut alors être remplacée par une électrode de perçage. Ainsi, on peut effectuer en série les opérations de perçage

du trou et de montage du fil.

Il est avantageux d'utiliser comme électrode de perçage la partie supérieure rétractée du fil -électrode 7. Ceci est particulièrement approprié lorsque ce fil-électrode 7 est relativement épais. Dans ce cas, on n'a plus besoin, ni d'une électrode de perçage séparée, ni d'une opération

de positionnement séparée.

On notera que le procédé de montage du fil ainsi décrit peut être mis en oeuvre de façon complètement automatique, simplement à l'aide de la commande numérique 24, et ceci permet un excellent rendement des opérations d'usinage

par fil.

Les figures 3A à 3E illustrent une autre réalisation de l'invention, dans laquelle on forme à l'avance dans une pièce 11 un ou plusieurs trous de base 1la, llb... à un ou plusieurs endroits présélectionnés, et dans laquelle on passe un guide, sous la forme d'un fil ou d'une tige mince 28a, 28b... à travers chaque trou 11i_, llb..., et on tient ce guide pour l'empêcher de tomber. Le montage du fil à travers chaque trou s'obtient en raccordant la partie

inférieure du fil-électrode 7 au guide 28a, 28b..

Dans le dispositif représenté, la tête d'usinage 4 est équipée d'un ensemble de rouleaux 29 à travers lequel

le guide 28a, 28b... est saisi par son extrémité supérieure.

On peut former chaque trou 1la, llb,.... par tout procédé

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de perçage classique, par exemple usinage par.^c'harges électriques, usinage électrochimique, usinage combiné électrochimique et par décharges électriques, usinage mécanique ou usinage au faisceau laser ou au faisceau d'électrons. On monte la -Dièce sur la machine lors de la formation du ou des trous lla, l1b,... et on y fait passer le ou les guides 28a, 28b,.... Pour empêcher ces guides de tomber, leur partie supérieure peut être légèrement coudée de façon à être suspendue

dans les trous.

La figure 3.A montre la Première étape, dans laquelle on positionne la pièce 11 pour que l'extrémité inférieure du

guide 28a, qui passe à travers le trou lla, vienne ren-

- contrer l'extrémité du fil-électrode 7 se projetant du guide inférieur 9. Les portions mutuellement en contact sont maintenues entre les électrodes de l'ensemble de fusion et sont soudées ensemble par le passage d'un courant de fusion.

A la deuxième étape, représente sur la figure 3B,l'ensem-

ble de fusion 26 est reculé et la tete d'usinage 4 est dé-

placée vers le bas pour amener la partie supérieure du

guide 28a en coopération avec l'ensemble de rouleaux 29.

Celle-ci est mise en marche pour maintenir le guide 28a entre les rouleaux 29 et pour le tirer de façon continue vers le haut de façon à faire passer le fil-électrode 7 à travers le trou lla et les rouleaux 29. Ceux-ci sont en une matière ayant un coefficient de frottement élevé, par exemple du caoutchouc, et peuvent ainsi tirer vers le

haut facilement le guide et le fil-électrode.

L'opération d'usinage par fil est alors effectuée avec le fil-électrode 7 ainsi monté à travers le trou lla. Les unités de cabestan et de rouleau pinceur 12 et 13 sont mises en marche pour tirer de façon contini-le filélectrode 7 du rouleau d'alimentation 8 à travers la zone d'usinage

(figure 1).

Le contour désiré ayant été formé dans la pièce 11 en commençant au trou de base lla, l'avance d'usinage de la pièce 11 est arrêtée et le filélectrode 7, déplacé par l'ensebDle de cabestan et de rouleau pinceur 12, est également arrêté. Le fil-électrode continu 7, tendu entre les moyens d'alimentation et les moyens de reprise, est coupé en dessous de la pièce 11 par l'ensemble de fusion 26, et la tête d'usinage 4 est rétractée pour sortir la portion supérieure du fil-électrode 7 de la pièce 11, comme on le voit sur la figure 3C, afin que l'on puisse

enlever la pièce. Dans l'^tate suivante, représentée sur la figure 3D, on amène la pièce il

en une nouvelle position de départ d'usinage selon les instructions en provenance de la commande numérique 24 pour mettre le trou llb en alignement avec l'axe du fil-électrode 7 sortant du guide 9. L'ensemble de fusion 26 est à nouveau actionné pour réunir ensemble par soudure l'extrémité inférieure du fil de guidage 28b, préalablement massée à travers le trou llb, et l'extrémité supérieure de la partie inférieure du fil-électrode 7. La réunion par fusion du fil de guidage 28b avec le filélectrode 7 est suivie par l'étape de la figure 3E, à savoir le passage du fil-électrode 7 à travers le trou llb, de façon qu'il

soit prêt pour l'opératinn d'usinage par fil suivante dé-

marrant au trou llb. De cette manière, on peut usiner plu-

sieurs zones présélectionnées dans une pièce, en série, en commençant successivement aux trous pré-percés 28a, 28b,... Le montage du filélectrode 7 à travers chaque trou de départ à chaque étape est extrêmement précis, et

cependant simple, comme il apparaît de la description pré-

cédente, et il permet d'effectuer chaque opération d'usinage

par fil de la série avec un rendement nettement amélioré.

On notera que, pour réunir le fil de guidage 28a, 28b au fil-électrode 7, on peut utiliser tout autre moyen que le soudage par fusion, par exemple le brasage, le collage, ou le nouage manuel. En outre, on peut empêcher le guide 28a, 28b de tomber par tout moyen connu. Par exemple, lorsque la pièce 11 est en une matière magnétiquement susceptible, le guide 28a, 28b peut être constitué par une substance magnétisée et peut être maintenue dans le trou

1la, llb en position par attraction magnétique sur la pièce.

On peut également maintenir le guide 28a, 28b par attraction

électrostatique. Il peut également avoir la forme d'un hame-

çon et être ainsi suspendu. Le fil-électrode continu peut

être divisé en une portion supérieure et une portion infé-

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rieure par coupe avec une lame.

La figure 4 montre une machine d'usinage par fil modifiée selon une autre réalisation de l'invention. Dans cette machine, une bobine d'alimentation 108 du fil-électrode 7 est montée sur la tête d'usinage 4, l'ensemble de cabes- tan et de rouleau pinceur 13 monté sur la tête d'usinage 4 est utilisé pour tirer le fil-électrode 7 de la bobine d'alimentation 108 et l'ensemble de cabestan et de rouleau pinceur 12 monté sur le bras inférieur 3 est utilisé pour tendre le fil-électrode 7 se déplaçant entre un guide-fil sur le côté arrivée et un-guide-fil 9 sur le côté sortie, en travers de la région de la pièce à usiner 11, dans le sens de la flèche. En aval de l'ensemble de traction 12 sont prévues deux unités de rouleaux de guidage 114 et 115 autour desquels deux bandes sans fin 116 et 117 passent en étant en contact mutuel de sorte que le fil-électrode 7, sortant de l'unité 12, est saisi entre les bandes 116 et

117 et amené à des moyens de reprise non représentés.

En dessous de la pièce 11 ou du côté sortie de la zone d'usinage, est prévu un élément chauffant 31 sur le bras inférieur 3 pour chauffer le fil-électrode 7 sortant de la pièce 11. Un exemple préféré de cet élément chauffant peut, comme on le voit schématiquement sur la figure 5, avoir un corps 31a avec une surface chauffante intérieure trapézoïdale ou tronconique 31b convergeant dans le sens de déplacement du fil-électrode 7, un enroulement de

chauffage 31c étant noyé dans le corps et excité -oar une ali-

mentation en courant 31d. Du fait de la conicité de la surface chauffante 31b, il se développe un gradient de

température dans le fil-électrode7, comme il est schéma-

tiquement représenté par les lignes brisées sur la figure 5.

Le fil-électrode 7 dans la tête d'usinage 4 est- maintenu par une pince magnétique 32 et la tête d'usinage 4 est déplacée vers le haut pour tendre le fil. Le fil-électrode

ainsi chauffé est alors tendu et allongé, ce fil s'amin-

cissant, comme on le voit sur la figure 6-A et éventuellement se brisant, comme on le voit sur la figure 6B. De cette

manière, on élimine tout gauchissement dans le fil-

électrode chauffé 7, et il se forme une pointe analogue à une aiguille rectiligne pointue dans le fil-électrode brisé 7, comme on le voit sur la figure 6B. Par exemple, un fil-électrode de cuivre a une résistance à la traction de 45 kg/mm à la température ambiante. Lorsqu'il est chauffé à 150 à 230C, le fil-électrode voit sa résistance en traction réduite à environ 15 kg/mm2. Lorsqu'il est soumis à une tension appropriée, un fil d'un mètre de long peut être allongé à 3,5 mètres. L'allongement thermiquement contrôlé élimine tout gauchissement dans le fil 7 et le redresse. Le fil 7 est brisé à l'endroit le plus chauffé et, du fait que le fil-électrode brisé a une pointe aiguë, comme on le voit sur la figure 6B, on peut aisément le

passer dans le trou de base lla formé dans la pièce 11.

La figure 7 montre une autre réalisation de l'élément chauffant 31. Cette réalisation utilise un enroulement 31c enroulé sous forme de cône convergent dans le sens de déplacement du fil 7 et excité par un courant de chauffage fourni par une alimentation en courant 31f. L'élément chauffant peut être disposé du côté arrivée ou au-dessus

de la pièce 11.

On se reporte maintenant aux figures SA, 8B, 8C, 8D et 8E o l'on voit l'opération de montage de fil avec le dispositif

de la figure 4.

La figure 8A montre une première étape lors de laquelle le

fil-électrode 7 est cassé et la tête d'usinage 4 est rétractée.

On a percé par avance dans la pièce à usiner 11 des trous

de base lla et llb par perçage mécanique,usinage par déchar-

ges électriques, usinage électrochimique, etc. Le trou ila a été positionné correctement par la commande numérique 24,

comme il a été décrit précédemment.

Dans la deuxième étape montrée sur la figure 8B, -la tdte d'usinage 4 est déplacée vers le bas pour introduire l'extrémité inférieure du fil brisé 7 dans le trou lla et la pince électromagnétique 32 est désexcitée pour libérer le fil 7. Ensuite, les unités de cabestan et de rouleau pinceur 12 et 13 et les entraînements à bandes 114, 116; , 117 sont actionnés pour entraîner le fil-électrode 7 ainsi introduit et faire passer son extrémité inférieure

à travers le trou lla, le guide-fil inférieur 109 et l'en-

semble de cabestan et de rouleau pinceur 12, et l'amener entre les bandes de reprise 116 et 117. Ces bandes sont en

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une matière ayant un fort coefficient de frottement, par exemple du caoutchouc, qui permet de saisir aisément le fil-électrode. Le montage ou l'enfilage du fil-électrode

7 à travers le trou de base lla est ainsi terminé.

On effectue alors une opération d'usinage par fil

avec le fil-électrode 7 ainsi monté à travers le trou lla.

Les unités de cabestan et de rouleau pinceur 12 et 13 et les ensembles de bandes 114 à 117 continuent à Gtre entraînés pour sortir le fil-électrode 7 de la bobine d'alimentation 108 (figure 4) en le faisant passer à travers

la zone d'usinage.

Le contour désiré ayant été formé dans la pièce 11 en commençant au trou de base lla selon les signaux de commande pour les moteurs 20 et 21 fournis par la commande numérique 24, le déplacement de la pièce 11 s'arrête et les ensembles 12 et 13 et les ensembles de bandes 114 à 117 sont également

désexcités pour amener le fil-électrode au repos.

On actionne alors l'élément chauffant 31, ainsi que la pince électromagnétique 32 pour tenir le fil 7. La tête d'usinage est alors déplacée vers le haut pour tendre le fil chauffé 7. De ce fait, celui-ci est allongé thermiquement

de façon contrôlée, et rompu, comme il a été décrit pré-

cédemment, pour obtenir une extrémité brisée très pointue et rectiligne. En continuant à déplacer vers le haut la tdte d'usinage 4, l'extrémité brisée du fil est retirée du trou lia et dégagée au-dessus de la pièce 11, comme on le voit sur la figure 8C. La moitié brisée inférieure du fil 7 est amenée par l'ensermble de bandes 114 à 117

dans la zone de reprise.

Au stade suivant, représenté sur la figure BD, la pièce 11 est repositionnée selon les signaux de commande fournis par la commande numérique 24, de sorte que le trou de départ suivant llb vient en coïncidence avec l'axe du

fil-électrode mobile 7.

Au stade suivant de la figure BE, la tete d'usinage 4 est à nouveau déplacée vers Ie bas pour introduire l'extrémité brisée du fil 7 dans le trou llb et la pince

électromagnétique 32 est désexcitée pour libérer le fil 7.

LEs ensembles de cabestan et de rouleau pinceur 12 et 13.

et l'ensemble de bandes de reprise 114 à 117 sont actionnés i7 ",2466309 pour entraîner le fil-ï:iectrode ainsi introduit 7 et faire passer son extrémité inférieure à travers le trou llb, le guide-fil inférieur 109 et l'ensemble de cabestan et de rouleau pinceur 12, pour être saisi dans l'ensemble de bandes de reprise 114 à 117. L'opération d'usinage par

fil débutant au trou de base llb peut alors commencer.

La figure 9 montre la machine d'usinage par électro-

érosion par fil comportant un autre développrement de l'in-

vention, dans laquelle, après avoir terminé une opération donnée d'usinage par fil, un fil-électrode continu 7 est dressé par allongement thermique et coupé dans une zone située entre les guides-fils d'usinage 109 et 110. Dans cette réalisation,une source de courant de chauffage 35

est raccordée par l'intermédiaire d'un interrupteur decom-

mande 36 à deux paires de rouleaux conducteurs de courant 37aet 37b disposés en contact avec le fil-électrode 7 de part et d'autre de la pièce 11 entre les guides-fils inférieur et supérieur 110 et lQ9. Sur le trajet du fil-électrode entre la pièce 11 et le rouleau conducteur de courant inférieur

37a est disposée une unité de coupe 38.

La fermeture de l'interrupteur 36 fait passer un courant de chauffage en provenance de la source 35 directement à travers le fil-électrode 7 tendu entre les guides 109 et 110. La pince électromagnétique 32 est actionnée pour tenir le fil 7 et la tête d'usinage 4 est déplacée vers le haut pour tendre le fil chauffé 7. Ce fil s'allongeet est brisé par le couteau 38 en une moitié supérieure conduisant à l'alimentation 108 et une moitié inférieure conduisant à la reprise 114 à 117. Ensuite, s'effectuent en séquence les

étap>es correspondants aux figures 8D et 8E.

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Claims (21)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour usiner par fil une piècepar électro-

érosion, dans lequel un fil-électrode continu est axialement transporté depuis des moyens d'alimentation jusqu'à des moyens de reprise le long d'un trajet de guidage de fil prédéterminé pour traverser la pièce entre deux guides d'usinage disposés de part et d'autre de celle-ci sur le trajet du fil, et adaptés pour maintenir entre eux le fil-électrode dans une position d'usinage par rapport à la pièce, et dans lequel on fait passer un courant électrique d'usinage entre le fil-électrode et la pièce au travers d'un intervalle d'usinage balayé par un fluide d'usinage pour enlever par électro-érosion de la matière sur la pièce, alors que

celle-ci est déplacée transversalement par rapport au fil-

électrode selon un trajet d'avance prédéterminé pour dé-

couper dans la pièce une forme désirée, caractérisé en ce que: (a) on forme un trou traversant rectiligne dans la pièce à un endroit prédéterminé de celle-ci, représentant un point de départ du trajet d'avance prescrit; (b) on positionne un fil-électrode ayant une extrémité brisée dressée,en continu depuis les moyens d'alimentation, à travers le premier guide d'usinage disposé sur le cOté arrivée de la pièce pour disposer cette extrémité brisée en amont de la pièce; (c) on positionne la pièce de façon à disposer l'axe du trou traversant en coïncidence avec l'axe de cette extrémité brisée dressée se projetant du premier guide d'usinage; (d) on fait avancer le fil-électrode avec cette extrémité brisée dressée dans le trou traversant de la pièce et à travers le trou, puis à travers le deuxième guide d'usinage disposé du côté sortie de la nièce; et -(e) on procède à l'usinage par électro-érosion par

fil de cette pièce.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après l'étape (a), on introduit à travers le trou traversant un élément de guidage mince rectiligne sur au

moins la longueur du trou traversant, on raccorde à l'ex-

trémité brisée du fil-électrode l'extrémité de cet élément

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de guid mince Ecrtant du trou traversant du côté arrivée, la piece, on retire l'élément de guidage mince d., rou traversant sur le côté sortie et on continue à le dél.l..er à travers le deuxième guide d'usinage vers les moyen.s de reprise pour effectuer l'étape (d).

3. Pr,,zedé selon la revendication 2, caractérisé en ce

quo l'élét,,nt de guidage mince est une section de fil main-

tenue dans le trou traversant pour qu'elle ne tombe pas.

4. Pr(,!édé selon la revendication 3, caractérisé en ce

qu'on form3 dans la pièce une multiplicité de trous traver-

sants à dos endroits prédéterminés pour former le nombre correspon(lnt de découpes désirées dans la pièce,une section de fil étant introduite à travers chaque trou traversant et y étant maintenue pour ne pas tomber, les étapes (b), (c), (f), (d) et (e) étant effectués en série - en démarrant

à chacun dle ces trous traversants.

5. Pr(,cédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le trou traversant est formé dans la pièce en juxtaposant

a la pièc,,à son côté sortie.une électrode-outil mince consti-

tuant l'élument de guidage mince et en ce qu'on usine par éloctro-érosion le trou traversant dans la pièce avec cette

électrode-outil mince.

6. Precédé selon la revendication 5, caractérisé en ce

qu'on impartit une vibration ultrasonique à l'électrode-

outil mineâ pendant l'usinage par électro-érosion du trou

traversant dans la pièce.

7. Preuédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élec'rodeoutil mince est un fil-électrode ayant une extrémité 'risée, continu jusqu'aux moyens de reprise et

constituant la contrepartie du premier fil-électrode men-

tionné ayat l'extrémité brisée pour former le fil-électrode continu.

8. Précdé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extcl.,ité de l'élément de guidage mince sortant du trou ta'versant est réunie à l'extrémité brisée du fil-élect 'de sur le côté arrivée par assemblage par fusioc

9. P- -dé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dan: l'étape (b), l'extrémité brisée est formée et disposée ' amont de la pièce en coupant le fil-é=lectrode continu dans une première r<dion située entre le premier guide d'usinage et la pièce pour le séparer en une première portion continue depuis les moyens d'alimentation et une

deuxième portion continue jusqu'aux moyens de reprise.

10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité brisée du fil-électrode est formée en coupant ce fil-électrode continu dans une deuxième région située entre la pièce et le deuxième guide d'usinage pour le séparer en une première portion continue depuis les moyens d'alimentation et constituant le fil-électrode à extrémité brisée et une deuxième portion continue jusqu'aux moyens de reprise, cette extrémité brisée étant disposée lors de l'étape(b) en rétractant la première portion pour faire passer l'extrémité brisée à travers le trou traversant

et la dégager de ce dernier du côté arrivée.

11. Procédé selon la revendication 9 ou la revendication , caractérisé en ce que le fil-électrode continu est coupé

en étant chauffé au moins dans ladite région.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on chauffe le fil-électrode en lui appliquant un

gradient de température au moins à travers ladite région.

13. Dispositif pour usiner par fil une pièce, nar électro-

érosion, ayant un fil-électrode continu axialement trans-

porté depuis des moyens d'alimentation jusqu'à des moyens

de reprise le long d'un trajet de guidage de fil prédéter-

miné, deux guides d'usinage disposés de part et d'autre de

la pièce dans ce trajet pour tendre entre eux le fil-

électrode en déplacement axial à travers la pièce et pour le positionner dans une position d'usinage appropriée par rapport à la pièce, des moyens d'alimentation en courant pour faire passer un courant électrique d'usinage entre le

fil-électrode et la pièce au travers d'un intervalle d'usi-

nage balayé par un fluide d'usinage pour enlever par électro-érosion de la matière sur la pièce, et des moyens d'avance pour déplacer la pièce transversalement par rapport au fil-électrode en déplacement axial selon un trajet d'avance prédéterminé pour découper par électro-érosion une forme désirée dans la pièce, caractérisé en ce qu'il comporte: (a) des moyens pour former un trou traversant rectiligne

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dans la pièce à un endroit prédéterminé de celle-ci repré-

sentant un point de départ du trajet d'avance prescrit; (b) des moyens pour positionner un fil-électrode ayant une extrémité brisée dressée, en continu depuis les moyens d'alimentation,à travers le premier guide d'usinage disposé du côté arrivée de la pièce pour disposer l'extrémité brisée en amont de la pièce; (c) des moyens pour positionner la pièce à usiner de façon que l'axe du trou traversant coïncide avec l'axe de l'extrémité brisée dressée sortant du premier guide d'usinage; et (d) des moyens pour faire avancer le fil-électrode avec l'extrémité brisée dressée dans et à travers le trou

traversant de la pièce et à travers le deuxième guide d'usina-

ge disposé du côté sortie de la pièce.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de guidage mince à introduire

à travers le trou traversant, des moyens pour réunir l'ex-

trémité de l'élément de guidage mince sortant du trou traversant du côté arrivée avec l'extrémité brisée du fil-électrode, et des-moyens pour rétracter cet élément de guidage mince du trou traversant sur le côté sortie et continuer à le déplacer à travers le deuxième

guide d'usinage en direction des moyens de reprise.

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'élément de guidage mince est une section de

fil fixée dans le trou traversant.

16. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens (a) comportent une électrode-outil mince, une alimentation de courant et une unité d'avance pour usiner par électro-érosion le trou traversant dans la pièce avec

l'électrode-outil mince.

17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens (a) comportent des moyens pour impartir

une vibration ultrasonique à l'électrode-outil mince.

18. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens pour réunir l'extrémité de l'élément de guidage mince à l'extrémité brisée comportent des moyens

de soudage par fusion.

19. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en

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ce qu'il comporte des moyens pour couper ',- fil-électrode continu dans une région de la pièce entre le premier et le deuxième guide d'usinage pour former le fil-électrode

à extrémité brisée.

20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que les moyens de coupe comportent un élément

chauffant pour chauffer le fil-électrode dans ladite région.

21. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'élément chauffant est adapté pour appliquer un gradient de température au filélectrode dans ladite région.