FR2488176A1 - Procede et machine-outil d'usinage par decharges electriques - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET MACHINE-OUTIL D'USINAGE PAR DECHARGES ELECTRIQUES, DANS LESQUELS UNE ELECTRODE-OUTIL ET UNE PIECE ELECTRODE DEFINISSENT UN INTERVALLE D'USINAGE EN LA PRESENCE D'UN AGENT LIQUIDE D'USINAGE, DES DECHARGES ELECTRIQUES ETANT REALISEES DANS L'INTERVALLE D'USINAGE POUR ENLEVER PAR ELECTRO-EROSION DE LA MATIERE DE LA PIECE. UNE BROCHE DE TETE DE MACHINE PORTE L'ELECTRODE MOBILE. DES PREMIERS MOYENS MOTEURS DEPLACENT AXIALEMENT LA BROCHE ET MEUVENT L'ELECTRODE MOBILE VERS ET A L'ELOIGNEMENT DE L'AUTRE ELECTRODE, DE FACON A MAINTENIR LA TAILLE DE L'INTERVALLE D'USINAGE SENSIBLEMENT CONSTANTE. LA MACHINE COMPREND UN ENSEMBLE DE VA-ET-VIENT D'ELECTRODE A ELEMENT ROTATIF ET DES SECONDS MOYENS MOTEURS ACCOUPLES A L'ELEMENT ROTATIF POUR LE FAIRE TOURNER ALTERNATIVEMENT SUR UN ANGLE DE ROTATION LIMITE. DES MOYENS DE LIAISON ACCOUPLES ENTRE L'ELEMENT ROTATIF ET L'ELECTRODE MOBILE CONVERTISSENT UN MOUVEMENT ROTATIF ALTERNATIF DE L'ELEMENT ROTATIF EN UN MOUVEMENT CORRESPONDANT DE VA-ET-VIENT LINEAIRE DE L'ELECTRODE MOBILE. DES MOYENS DE REGLAGE DE LA COURSE ALTERNATIVE ASSOCIES AUX SECONDS MOYENS MOTEURS DETERMINENT L'ANGLE LIMITE DU MOUVEMENT ROTATIF ALTERNATIF DE L'ELEMENT ROTATIF.

Description

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Procédé et machine-outil d'usinage par décharges électriques.

L'invention concerne une machine-outil d'usinage par dé-

charges électriques équipée d'un dispositif d'entraînement

combiné pour le va-et-vient de l'électrode et l'avance as-

servie, et elle concerne plus particulièrement une machine-

outil d'usinage par décharges électriques nouvelle et amé-

liorée, ainsi qu'un procédé, mettant en oeuvre un tel dis-

positif d'entraînement.

Pour le processus d'usinage par décharges électriques, une électrodeoutil ayant la forme d'un corps massif conformé suivant trois dimensions ou d'une feuille métallique est juxtaposée à une pièce formant électrode en déterminant un intervalle d'usinage rempli d'un agent liquide d'usinage, ou diélectrique (par exemple du kérosène, de l'huile de transformateur, de l'eau distillée ou de l'eau faiblement conductrice). De l'énergie électrique est fournie à travers

l'intervalle d'usinage sous la forme d'impulsions électri-

ques discrètes, pour réaliser une succession de décharges électriques entre l'électrode-outil et la pièce électrode, pour enlever de la matière de cette dernière. Pendant que

l'enlèvement de matière a lieu, l'électrode-outil est avan-

cée relativement vers la pièce électrode par un dispositif

asservi adapté pour maintenir sensiblement constant la dimen-

sion de l'intervalle d'usinage, permettant ainsi aux déchar-

ges d'enlèvement de matière d'être successivement créées et

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a l'électrode-outil d'être plongée progressivement dans la pièce électrode, de sorte qu'une cavité se conformant de manière générale à la forme de l'électrode-outil, et d'une profondeur souhaitée, peut être progressivement formée dans la pièce électrode. Dans de telles opérations d'usinage par décharges électriques du type plongeant, l'électrode-outil peut être avancée verticalement en avançant une broche de tête de machine pour le support, grâce au moteur asservi, et des mouvements relatifs additionnels peuvent être imposés à

l'électrode-outil et à la pièce électrode dans un plan hori-

zontal orthogonal à l'axe de broche, pour produire dans la pièce une cavité semblable ou dissemblable en forme à l'électrode-outil.

Les paramètres des décharges électriques individuelles et suc-

cessives, c'est-à-dire le temps actif d'impulsion ton y le courant de crête Ip et le temps de coupure, sont déterminants pour les résultats d'usinage, par exemple la vitesse d'enlèvement, la rugosité de surface et l'usure

relative de l'électrode; c'est pourquioi ils sont individuel-

lement ou en combinaison ajustés particulièrement pour éta-

blir une condition d'usinage particulière adaptée pour

atteindre les facteurs résultants finaux d'usinage désirés.

Au cours de l'opération d'usinage, il est important d'assu-

rer que les copeaux, gaz et goudron produits par les déchar-

ges d'usinagese-ient enlevés du site de l'intervalle. A cette

fin, des moyens propres à chasser en continu ou par inter-

mittence l'intervalle d'usinage avec un liquide d'usinage propre, ont couramment été utilisés, et aussi des moyens pour écarter par intermittence l'électrode-outil de la pièce électrode, ou pour animer 1 ' é i e c t r o d e outil d'un mouvement continu ou cyclique en va-et-vient vers et en s'éloignant de la pièce électrode, ont été prévus pour permettre à l'agent liquide d'usinage d'être injecté dans l'intervalle d'usinage, et aux contaminants d'usinage

d'être évacués à force dudit intervalle.

Dans le but d'augmenter la vitesse d'enlèvement, il est aussi

souhaitable de faire fonctionner le système de commande as-

servi pour l'avance de l'électrode dans le but de réduire la production d'impulsions défectueuses qui ne provoquent pas de décharges. L'espacement de l'intervalle peut être

réduit en conséquence, mais ceci peut aussi faciliter la pro-

duction d'un arc continu ou résulter dans des difficultés de décontamination ou de chasse d'intervalle. Les tentatives pour faciliter les décharges d'usinage ont tendance à faire chuter la vitesse d'enlèvement, alors que le règlage du

système asservi visant à élargir la dimension de l'inter-

valle-seuil conduit à une fréquence accrue d'impulsions

n'amorçant pas.

Il apparaîtra qu'un dispositif mécanique fiable et précis est essentiel pour réaliser les mouvements souhaités de l'outil ou électrode mobile, et il est aussi souhaitable que ce dispositif fonctionne aussi en liaison avec l'unité de chasse par liquide d'usinage. Dans lesdispositifscourants, on a typiquement utilisé un moteur commun pour réaliser aussi bien les opérations d'asservissement que les opérations de va-et-vient de l'électrode, le moteur a été associé à entraînement avec la broche de tête de machine et commandé

en réponse à des signaux fournis par deux sources indépendantes.

Dans ces dispositifs, l'électrode-outil doit être entraînée en va-etvient d'un bloc avec la broche de machine-outil; on a constaté que, spécialement quand elle est déplacée vers le bas à haute vitesse dans chaque cycle de va-et-vient, elle a tendance à aller trop loin et à entrer en collision avec la pièce électrode, endommageant ainsi l'outil ou la pièce, ou les deux. Il y a en conséquence eu une limite pratique tant dans l'accroissemeit de la course que dans la réduction de la période de va-et-vient. Un autre problème associé aux dispositifs courants, est qu'il a été difficile d'établir indépendamment la course et la période du va-et-vient de l'électrode, et sur les plages plus larges qui sont requises en fonction des zones surfaciques et des formes particulières

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de l'électrode-outil, en particulier les profondeurs d'usi-

nage et certaines conditions d'usinage par décharges élec-

triques rencontrées à l'intervalle d'usinage. Si ces néces-

sités doivent être satisfaites, une sophistication de l'équi-

pement très complexe et insupportablement coûteuse est iné-

vitable.

Un but important de l'invention est en conséquence de four-

nir une machine-outil d'usinage par Recharges électriques

nouvelle et améliorée ayant une structure mécanique relati-

vement simple et bon marché permettant de réaliser des opé-

rations d'avance asservie et de va-et-vient d'électrode

de façon sûre, précise et sans défaut.

Un autre but important de l'invention est de fournir une machine-outil par décharges électriques dans laquelle tant la.course que la période du va-et-vient de l'électrode sont réglables sans l'inconvénient de l'interdépendance et sur les

plages requises relativement larges.

Un autre but important de l'invention est de fournir un procédé d'usinage par décharges électriques nouveau et amélioré qui permet de réduire le temps total d'usinage par rapport à la pratique courante, pour une opération donnée

d'usinage par décharges électriques.

L'invention fournit, selon un premier aspect, une machine-

outil d'usinage par décharges électriques du type dans lequel une électrooutil et la pièce électrode, l'une d'entre elles étant mobile, sont disposées faoe à face à distance l'une de l'autre pour définir entre elles un intervalle d'usinage

en la présence d'un agent liquide d'usinage, une succession.

de décharges électriques étant réalisée entre l'électrode-

outil et la pièce électrode à travers l'intervalle d'usinage pour enlever par électro-érosion de la matière de la pièce électrode, caractérisée en ce qu'elle comprend en combinaison: une broche de tête de machine propre à supporter l'électrode mobile; des premiers moyens moteurs associés à entraînement

avec la broche de tête de machine et répondant à des condi-

tions électriques dans l'intervalle d'usinage pour déplacer axialement la broche,pour rapprocher l'électrode mobile de l'autre électrode, et l'en éloigner, de façon à maintenir la dimension de l'intervalle d'usinage sensiblement constant te;un ensemble mécanique de va-et-vient d'électrode couplé

mécaniquement entre la broche de tête de machine et l'élec-

trode mobile, comprenant un élément rotatif, des seconds moyens mnteurs couplés à entraînement à l'élément rotatif pour faire tourner alternativement l'élément rotatif sur un angle de rotation limité, et des moyens de liaison couplés entre l'élément rotatif et l'électrode mobile pour convertir un mouvement rotatif alternatif de l'élément rotatif en un mouvement linéaire alternatif correspondantde l'électrode mobile; et des moyens de réglage-de la course de va-et-vient associés aux seconds moyens mnteurs pour déterminer l'angle limité du mouvement rotatif alternatif de l'élément rotatif, pour régler la course du mouvement linéaire alternatif de

l'électrode mobile à une valeur souhaitée.

Spécifiquement, la machine-outil comprend en outre des moyens de réglage de la période de va-et-vient associés aux seconds moyens moteurs pour déterminer la vitesse de rotation de l'élément rotatif tourné alternativement, et régler la période du mouvement alternatif linéaire de l'électrode mobile à une valeur souhaitée. Des moyens de programmation peuvent être associés à au moins l'un des moyens de réglage pour agir sur les seconds moyens moteurs et changer au moins

ledit angle ou la vitesse de rotation suivant un format pro-

grammé à l'avance, au cours d'une opération d'usinage par

décharges électriques donnée. En variante, des moyens dé-

tecteurs de profondeur d'usinage peuvent être prévus pour

détecter la position de l'électrode-outil en plongée progres-

sive dans 1 pièce électrode au cours d'une opération donnée d'usinage par décharges, et pour commander au moins l'un des moyens de réglage pour agir sur les seconds moyens moteurs,

changeant ainsi au moins ledit angle ou la vitesse de rota-

tion en fonction de la position détectée de ladite électrode-

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outil au cours de l'usinage par décharges. En variante ou additionnelleraent, des moyens détecteurs sensibles aux caractéristiques d'usinage par décharges peuvent être prévus dans l'intervalle d'usinage pour commander au moins l'un des moyens de réglage et agir sur les seconds moyens moteurs,

changeant ainsi au moins ledit angle ou la vitesse de rota-

tion en fonction des caractéristiques détectées d'usinage

par décharges au cours d'une opération donnée d'usinage.

De préférence, des moyens sont prévus pour interrompre le fonctionnement des premiers moyens moteurs pendant une période prédéterminée et pour permettre aux seconds moyens moteurs de fonctionner sélectivement au cours de ladite période. Des moyens sont avantageusement prévus pour introduire à force 1.5 l'agent liquide d'usinage dans l'intervalle d'usinage, ainsi que des moyens pour synchroniser les fonctionnements des

moyens de fourniture de liquide et des seconds moyensP teurs.-

L'ensemble de va-et-vient peut-en outre comprendre un bol-

tier monté rigidement à la broche de tête de machine pour

acueillir l'élément rotatif, les seconds moyens moteurs et-

les moyens de liaison, ainsi qu'un élément piston disposé coaxialement ou parallèlement à la broche de tète de machine et accouplé entre les moyens de liaison et l'électrode mobile. Une plaque d'isolation est avantageusement disposée entre la broche de tète de machine-et le bottier, ou encore le bottier est avantageusement fixé de manière détachable

à la broche de tête de machine au moyen d'une plaque d'iso-

lation. L'élément rotatif peut être une came excentrique équipant un arbre de came entraîné en rotation par les seconds moyens moteurs, et une surface de came coopérant avec une surface plane d'un corps constituant les moyens de liaison. Le corps peut être une plaque fixée à l'élément piston. En variante, l'élément rotatif peut être un disque rotatif sur son arbre et entraîné par les seconds moyens nboteurs, un vilebrequin

étant accouplé au piston.

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Selon un second aspect, l'invention fournit un procédé

d'usinage par décharges électriques dans lequel une électro-

de-outil et une pièce électrode, l'une d'entre elles étant mobile, sont disposées face à face à distance l'une de i 'autre pour définir entre elles un intervalle d'usinage en la pré-

sence d'un agent liquide d'usinage, une succession de dé-

charges électriques étant réalisée entre l'électrode-outil et la pièce électrode à travers l'intervalle d'usinage, pour

enlever par électro-érosion de la matière de la pièce élec-

trode, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les

mesures consistant à: -

a) supporter l'électrode mobile au moyen d'une broche de tête d'outil; b) détecter les conditions électriques dans l'intervalle d'usinage pour faire fonctionner des premiers moyens moteurs accouplés à entraînement à la broche de tête de machine pour

déplacer l'électrode mobile vers et en s'écartant del'au-

tre électrode, de façon à maintenir la dimension de l'inter-

valle d'usinage sensiblement constante en déplaçant axiale-

ment la broche; c) accoupler mécaniquement, entre la broche de tête de machine et l'électrode mobile, un ensemble de va-et-vient d'électrode. comprenant un élément rotatif, des seconds moyens moteurs accouplés à entraînement à l'élément rotatif, et des moyens de liaisonconvertissant un mouvement rotatif en mouvement rectiligne,accouplés entre l'élément rotatif et l'électrode mobile;

d) déplacer en va-et-vient au moyen de l'ensemble, indépen-

damment du mouvement de l'électrode mobile assuré par les premiers moyens moteursdans la mesure b, l'électrode mobile en se rapprochant et en s'éloignant de l'autre électrode sur une course prédéterminée de va-etvient en faisant fonctionner les

seconds moyens moteurs pour qu'ils fassent tourner alterna-

tivement l'élément rotatif sur un angle prédéterminé de rota-

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tion et pour que les moyens de liaison convertissent les mouvements rotatifs alternatifs de l'élément rotatif en un mouvement linéaire en vaet-vient de l'électrode mobile et, e) déterminer l'angle limité du mouvement rotatif alternatif de l'élément rotatif pour régler la course de mouvement linéaire en va-et-vient de l'électrode mobile à une valeur souhaitée.

Spécifiquement, le procédé comprend en outre la détermi-

nation de la vitesse de rotation de l'élément rotatif tourné alternativement, pour régler la période du mouvement linéaire

en va-et-vient de l'électrode mobile à une valeur-souhaitée.

Le procédé peut comprendre en outre de changer au moins ledit angle ou la vitesse de rotation en accord avec un format programmé à l'avance, au cours d'une opération donnée d'usinage par décharges électriques. En variante, le procédé

comprend en outre la détection de la position de l'électrode-

outil en plongée progressive dans la pièce électrode au cours d'une opération donnée d'usinage par décharges, et

la commande d'au moins ledit angle ou la vitesse de rota-

tion, pour un changement en fonction de la position détectée de l'électrode-outil au cours de l'opération d'usinage par décharges. En variante ou additionnellement, le procédé peut

en outre comprendre la détection des caractéristiques d'usi-

nage par décharges dans l'intervalle d'usinage et la com-

mande d'au moins ledit angle ou la vitesse de rotation pour le changement en accord avec les caractéristiques d'usinage par décharges détectées au cours d'une opération donnée

d'usinage par décharges.

De préférence, le procédé doit en outre comprendre l'inter-

ruption du fonctionnement des premiers moyens moteurs pendant une période prédéterminée et la mise en marche sélective des seconds moyens moteurs au cours de ladite période. Le procédé peut en outre comprendre les mesures consistant à

f) fournir à force l'agent liquide d'usinage dans l'inter-

varie d'usinage et,

y) synchroniser les opérations des mesures d et f.

Des formes de réalisation de l'invention seront maintenant décrites, à titre d'exemple, en liaison avec les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique partiellement en coupe et partiellement sous forme de schéma bloc, représentant une machine selon l'invention, et - la figure 2 est une vue schématique partiellement en coupe représentant une partie essentielle d'une autre forme de

réalisation de l'invention.

On se réfère à la figure 1 o une électrode-outil 1 est représentée face et à distance d'une pièce électrode

2 pour d é ú i n i r entre elles un intervalle d'usina-

ge 3. La pièce 2 est montée rigidement sur un support de travail 4 situé dans un réservoir de travail 5 qui contient un diélectrique liquide ou agent d'usinage 6 (par exemple

du kérosène, de l'huile de transformateur, de l'eau dis-

tillée ou de l'eau faiblement conductrice) et qui est à son tour disposé sur une table de travail 7. L'agent liquide d'usinage 6 est fourni par une buse 8 qui communique grâce à un clapet 9 et un filtre 10, avec un réservoir 11. Une pompe 12 est prévue entre le filtre 10 et le clapet 9, ce dernier étant du type électro-magnétique et étant commandé

pour l'ouverture et la fermeture par un circuit 13 de com-

mande de clapet. Un détendeur 14 est aussi prévu, disposé en shunt entre la pompe 12 et le filtre 10 pour retourner

le liquide pompé au réservoir 11 quand le clapet 9 est fermé.

Le liquide d'usinage 6 usé présent dans le réservoir de

travail 5 retourne au réservoir 11 par un conduit d'évacua-

tion 15.

L'électrode-outil 1 est supportée de manière mobile par une

broche 16 de tête de machine qui est ici verticale et sup-

portée de manière mobile par une tête de machine ou vérin

(non représenté) et à laquelle est accouplée à entratne-

ment à un premier moteur 17 grâce à l'agencement, par exemple, d'une crémaillère 18 et d'un pignon 19. Tel que décrit ci-après plus en détail, le moteur 17 est commandé par un circuit d'asservissement 20 en réponse à un signal d'intervalle, par exemple la tension d'intervalle, pour déplacer axialement la broche 16 et mouvoir verticalement l'électrode- outil 1 vers et à l'éloignement de la pièce 2,

de façon à maintenir la dimension de l'intervalle d'usi-

nage 3 sensiblement constante.

La broche 16 de tête de machine comprend une plaque 21

élargie à laquelle est fixée une plaque 22 isolante élec-

triquement, au moyen de boulons 2-3.

L'électrode-outil 1 est fixée rigidement à une plaque 25

d'attache d'électrode, au moyen de boulons 24.

Une source 26 de courant électrique d'usinage par décharges présente une paire de bornes de sortie 26a et 26b qui sont

connectées électriquement à la plaque d'attache 24 conduc-

trice de l'électricité et au support de travail 4 conducteur

de l'électricité, respectivement, pour appliquer une succes-

sion d'impulsions d'usinage par décharges électriques entre

l'électrode-outil 1 et la pièce électrode-?, à travers l'in-

tervalle d'usinage 3. Ainsi, des décharges électriques en succession sont créées entre l'électrode-outil 1 et la pièce électrode 2, à travers l'intervalle d'usinage 3, en la présence de l'agent 6 liquide d'usinage, pour enlever

par électro-érosion-de la matière de la pièce électrode 2.

Dans la structure conventionnelle, il apparait que la

plaque 25 d'attache d'électrode ou-l'électrode-outil elle-

même, est fixée directement à la plaque métallique 21 au moyen de boulons 23, ou à la plaque d'isolation 22 au moyen

de boulons 27.

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Suivant l'invention, un ensemble 28 de va-et-vient d'élec-

trode est accouplé mécaniquement entre la broche 16 de tête de machine et l'électrode-outil 1. L'ensemble 28 représenté comprend un bottier 29 fixé de manière démontable à la plaque d'isolation 22. Une came excentrique 30 est logée dans un compartiment 29 défini par le bottier 29, et il lui est fixé un arbre rotatif 31. La came 30 présente un engrenage 32 qui coopère avec un engrenage 33 entraîné à

rotation par un moteur 34 qui est monté sur la plaque d'iso-

lation 22. La surface de came 30a de la came 30 est ici circulaire et en contact d'appui avec une plaque 35 fixée à l'extrémité supérieure d'un piston 36. Le piston 36 est ici disposé coaxial à la broche 16 de tête de machine, o

il a son axe central longitudinal en coïncidence, ou paral-

lèle, avec l'axe central longitudinal de la broche 16, son extrémité inférieure étant fixée à la plaque d'attache 25 pour l'électrode. La plaque 35 est logée à glissement dans un évidement 29b formé dans le bottier 29, et un ressort 37

est introduit dans l'évidement 29b pour appliquer la pla-

que 35 vers le haut et la maintenir en contact d'appui avec la surface de came 30a. Le moteur 34 peut être un moteur pas à pas, un moteur à courant alternatif ou un moteur à courant continu, équipé d'un codeur propre à détecter l'angle

ainsi que, de préférence, la vitesse de rotation.

Le moteur 34 est excité par un signal d'entraînement cyclique fourni par un circuit d'entraînement 38. Chaque cycle du signal d'entraînement fourni par le circuit d'entraînement 38

consiste en un demi-cycle d'une polarité et l'autre demi-

cycle de l'autre polarité qui alternent. En conséquence, la

came ou l'élément rotatif excentrique 30 est tourné alterna-

tivement d'un angle e limité de rotation, l'angle e étant déterminé par la durée du demi-cycle ou une moitié de la

période du signal cyclique d'entraînement. Ce mouvement rota-

tif alternatif de la came 30 est converti par la plaque 35 ou liaison, en un mouvement linéaire alternatif correspondant du piston 36, et, de là, de l'électrode-outil 1 se rapprochant et s'éloignant verticalement de la pièce. Il apparaît que la

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course du va-et-vient résultant (linéaire) de l'électrode-

outil est déterminée par l'angle de rotation 5 ( e étant compris entre O et 1800). La came 30 a la position d'origine ou son diamètre maximum, le diamètre qui coupe son centre de rotation ou son arbre, est orienté verticalement, comme représenté. La course de va-et-vient de l'électrodeoutil correspond à la différence entre ses positions la plus basse et la plus

haute. Ces positions sont prises respectivement par l'élec-

trode-outil quand la came 30 se trouve à la position d'ori-

gine et quand elle est tournée d'un angle c. Dans les opé-

rations typiques d'usinage par décharges électriques, la course doit être comprise entre 0,005 et 1 mm, de préférence entre 0,01 et 0,5 mm. Pour permettre que s'établisse une

course de valeur souhaitée, ou que s'établisse séquentielle-

ment par passage un nombre prédéterminé de valeurs de course différentes, le circuit d'entraînement 38 est équipé d'une unité 38a de réglage de la course de va-et-vient d'électrode, qui présente des réglages différents pour que soit établi sélectivement l'angle de rotation e du moteur 34 ou de la

came 30.

On voit que dans est donnée la course de va-et-vient de l'électrode-outil 1, sa période est déterminée par la vitesse de rotation du moteur 34 ou de la came 30. Pour permettre

que s'établisse une valeur souhaitée de période de va-et-

vient, ou que s'établisse séquentiellement par passage un

nombre prédéterminé de valeurs différentes de période, l'u-

nité d'entraînement 18 est équipée d'une unité 38b de réglage de période du va-et-vient de l'électrode, qui comprend plusieurs réglages pour que soit établie sélectivement la

vitesse de rotation ôtd du moteur 34 ou de la came 30.

dt Il est souhaitable que l'ensemble de va-et-vient d'électrode fonctionne en liaison avec la marche d'avance asservie assurée par le premier moteur 17, et avec l'opération de chasse du diélectrique par la buse 8. Une unité de commande 39 est donc

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prévue pour fournir des signaux de commande respectifs au circuit d'asservissement 20, au circuit d'entraînement 38 et au circuit 13 de commande de clapet, par les lignes respectives 40, 41, 42, en plus de la fourniture de courant d'usinage par décharges électriques 26 par la ligne 43. L'unité de commande 39 est ici alimentée aussi par deux

entrées de signaux. Un signal vient d'un circuit 44 détec-

teur d'intervalle, par une ligne 45, et l'autre signal, vient par une ligne 47, d'un détecteur 45 de profondeur d'usinage. Le circuit détecteur d'intervalle 44 répond à une intensité ou une tension d'intervalle. Ce signal passe dans l'unité de commande 39 et il est appliqué, par la ligne 40, au circuit d'asservissement 20 qui fonctionne d'une manière conventionnelle pour fournir des signaux

d'asservissement au moteur asservi 17. Le signal d'inter-

valle peut aussi être traité dans l'unité de commande 39 et résulter en des signaux de commande respectifs qui peuvent être appliqués au circuit dtentraînement 38, à la source 28 de courant d'usinage par décharges et au circuit 13 de commande de clapet. Le détecteur de profondeur 46 répond à des signaux de position qui sont détectés par un codeur 48 associé à la broche 17 de tête de machine. La

position de la broche 16 représente la position de l'électrode-

outil 1 plongée progressivement dans la pièce électrode 2.

Le signalde commande parvenant au circuit 13 de commande de clapet par la ligne 43 est produit par l'unité de commande 39

quand le premier des signaux d'intervalle provenant du dé-

tecteur 44 indique que l'agent liquide d'usinage présent dans l'intervalle d'usinage 3 a été contaminé au-delà d'un certain niveau. Le signal de commande peut avoir la forme

d'une succession d'impulsions électriques qui ouvrent pério-

diquement le clapet électro-magnétique 9 pour permettre à l'agent d'usinage propre aspiré par la pompe 12 dans le réservoir 11 en passant par le filtre 10, d'être chassé par intermittence dans l'intervalle d'usinage 3. Le débit du liquide de chasse peut être commandé en fonction de niveau 248 t76

particulier de la contamination de l'intervalle.

Il est souhaitable que le va-et-vient de l'électrode-cu-

til 1 par l'ensemble 28 soit synchronisé avec la chasse continue ou intermittente d'agent d'usinage dans l'inter- valle d'usinage. Quand la chasse liquide est conduite par intermittence, il est aussi souhaitable d'assurer que le liquide d'usinage est introduit à force dans l'intervalle d'usinage 3 pendant le temps o l'électrode-outil 1 est

rétractée de la pièce 2, dans chaque cycle de va-et-vient.

Des signaux de synchronisation sont à la fois envoyés dans

les lignes 41 et 42.

On a constaté qu'il était en outre souhaitable que le

fonctionnement asservi de l'électrode (en particulier l'avan-

ce ou mouvement vers le bas) grâce au moteur 17 agissant sur la broche 16 de tête de machine, soit interrompu lorsqu' est conduite l'opération de va-et-vient d'électrode par

l'ensemble 28. Dans un mode opératoire typique de l'ensemble de l'instal-

lation, quand une contamination excessive d'intervalle est détectée, l'unité de commande 39 fonctionne de manière à fournir un signal de commande de chasse d'intervalle au circuit 13 de commande de clapet, et à fournir simultanément

un signal de va-et-vient d'électrode au circuit 38 d'entra -

nement du moteur, tout en appliquant un signal asservi d'interruption au circuit 17 de moteur d'entrafnement asservi,

pendant un temps prédéteniiiné, ou jusqu'à ce qu'une clarifi-

cation de la contamination d'intervalle soit indiquée, en ue fondant sur des signaux d'intervalle fournis par le circuit 44 détecteur d'intervalle. Le détecteur 46 de profondeur

d'usinage fournit un signal de position d'électrode qui est -

Lraité par l'unité de commande 39 ce qui résulte en des si-

gnaux de commande qui agissent sur les unités de réglage 38a et 38b, pour établir une course et une période particulières pour le va-et-vient. de l'électrode qui sont c:oisies pour

correspondre à une profondeur particulièrr de l'électrode-

outil 1 dans la pièce, détectée par le détecteur 46 grâce au codeur 48. Au cours de cette période, un signal de commande provenant de l'unité de commande 39 et fourni par la ligne 43 agit aussi sur la source 26 de courant électrique d'usinage par décharges, pour suspendre l'application d'im- pulsions électriques d'usinage à l'électrode-outil 1 et à

la pièce électrode 2.

La figure 2, dans laquelle les mêmes chiffres de référence sont associés aux mêmes éléments ou à des éléments similaires qu'à la figure 1, représente une autre forme d'ensemble 28' de va-et-vient d'électrode conçu pour utiliser un dispositif à manivelle. Ce dispositif comprend un disque circulaire 51 dont la périphérie dentée 5ia coopère avec l'engrenage 33 entraîné à rotation par le moteur 34 de manière à tourner autour de son centre. Le disque 51 présente une manivelle 52

dans une position légèrement décalée par rapport à ce dernier.

L'arbre manivelle 52 est relié par une bielle ou tige de

connexion 53 et un tourillon 54 au piston 36 fixé à la pla-

que 25 d'attache d'électrode. Le piston 36 est ici logé à glissement dans une ouverture 55 ménagée dans le bottier 29', dans sa partie inférieure. Le moteur 34 est là encore excité par un signal cyclique d'entraînement fourni par le circuit d'entraînement 38. Chaque cycle du signal d'entraînement

fourni par le circuit d'entraînement 38 consiste en un demi-

cycle d'une polarité et l'autre demi-cycle de l'autre pola-

rité qui alternent. En conséquence, le disque 51 est tourné

alternativement d'un angle limité de rotation qui est déter-

* miné par la durée du demi-cycle ou une moitié de la période du signal d'entraînement cyclique. Le mouvement rotatif alternatif est là encore converti, par la bielle 53, en un mouvement linéaire en va-et-vient correspondant du piston

36. Là encore, la course et la période du va-et-vient d'élec-

trode sont déterminées par l'angle et par la vitesse de rotation du moteur 34, et elles sont réglées respectivement par les unités de réglage 38a et 38b dans le circuit 38

d'entraînement du moteur.

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Avec le dispositif conventionnel dans lequel la broche 16 de tête de machine est elle-même animée d'un mouvement de va-et-vient, le temps réel d'usinage s'élève seulement à un tiers du temps total d'usinage, le reste étant utilisé pour le va-et-vient de l'électrode. Avec un dispositif selon l'invention, on a constaté que le temps de va-et-vient peut être réduit à un tiers du temps total d'usinage, le temps

restant étant consacre à l'usinage réel.

On doit comprendre que le va-et-vient de l'électrode-outil 1

ne doit pas nécessairement être limité à la direction verti-

cale et qu'il peut par contre être réalisé dans un plan horizontal ou dans une direction orthogonale à la direction verticale dans laquelle est déplacée la broche 16. Cette forme de va-et-vient d'électrode peut être utilisée pour

élargir une cavité usinée dans la pièce par décharges élec-

triques au cours d'une opération de finition et sur une dimension souhaitée correspondant à la longueur de la course

du va-et-vient.

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Claims (13)

Revendications

1. Machine-outil d'usinage par décharges électriques d'une pièce électrode, dans laquelle une électrode-outil et la pièce électrode, l'une d'entre elles étant déplaçable, sont disposées face à face et à distance l'une de l'autre de manière à définir entre elles un intervalle d'usinage en la présence d'un agent liquide d'usinage, des décharges électriques en succession étant réalisées entre l'électrode-outil et la pièce électrode à travers l'intervalle d'usinage, pour

enlever par électro-érosion de la matière de la pièce élec-

trode, caractérisée en ce qu'elle comprend: - une broche de tête de machine portant l'électrode mobile; - des premiers moyens nxïteurs accouplés à entraînement à la

broche de tête de machine et sensibles aux conditions élec-

triques dans l'intervalle d'usinage pour déplacer axiale-

ment la broche et mouvoir l'électrode mobile -en se rapprochant et en s'éloignant de l'autre électrode, de façon à maintenir la taille de l'intervalle d'usinage sensiblement constante;

- un ensemble de va-et-vient d'électrode accouplé mécani-

quement entre la broche de tête de machine et l'électrode mobile, et comprenant un élément rotatif, des seconds moyens moteurs accouplés à entraînement à l'élément rotatif pour faire tourner alternativement l'élément rotatif sur un angle de rotation limité, et des moyens de liaison accouplés entre l'élément rotatif et l'électrode mobile, pour convertir un mouvement rotatif alternatif de l'élément rotatif en un

mouvement correspondant de va-et-vient linéaire de l'élec-

trode mobile; et des moyens de réglage de la course alternative associés aux seconds moyens moteurs pour déterminer l'angle limité du mouvement rotatif alternatif de l'élément rotatif, pour régler à une valeur souhaitée la course.du mouvement linéaire

alternatif de l'électrode mobile.

1 8 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de réglage de la période de va-et-vient associés aux seconds moyens moteurs pour déterminer la vitesse de rotation de l'élément rotatif tourné alternativement, et régler à une valeur souhaitée

la période du mouvement en va-et-vient linéaire de l'élec-

trode mobile.

3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de programme associés à au moins l'un des moyens de réglage pour agir sur les seconds moyens moteurs et changer au moins ledit angle ou la vitesse de rotation en accord avec un format programmé à l'avance, au cours d'une opération donnée d'usinage par

décharges électriques.

4. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens détecteurs de la profondeur d'usinage propres à détecter la position de

l'électrode-outil en plongée progressive dans la pièce élec-

trode au cours d'une opération donnée d'usinage par décharges électriques, et commandant au moins l'un des moyens de réglage pour agir sur les seconds moyens moteurs modifiant ainsi au moins ledit angle ou la vitesse de rotation en accord avec la position détectée de l'électrode-outil au

tours de l'opération d'usinage par décharges.

m. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens détecteurs sensibles aux caractéristiques d'usinage par décharges électriques dans l'intervalle d'usinage, pour commander au moins l'un des moyens de réglage et agir sur les seconds moyens moteurs, modifiant ainsi au moins ledit angle ou la vitesse de rotation en accord avec les caractéristiques d'usinage par

décharges électriques au cours d'une opération donnée d'usi-

nage par décharges.

1 9 6. Machine selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle

comprend en outre des moyens pour interrompre le fonctionne-

ment des premiers moyens moteurs pendant un temps prédéterminé, et pour permettre aux seconds moyens moteurs de fonctionner sélectivement au cours de ladite période. 7. Machine selon la revendication 1 ou la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens pour fournir à force l'agent liquide d'usinage dans l'intervalle

de l'usinage, et des moyens pour synchroniser les fonction-

nements des moyens de fourniture de liquide et des seconds

moyens moteurs.

8. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble de va-et-vient d'électrode comprend en outre un bottier fixé rigidement à la broche de tête de machine pour accueillir l'élément rotatif, les seconds moyens moteurs et les moyens de liaison, ainsi qu'un élément piston disposé coaxialement ou en parallèle à la broche de tête de machine, et accouplés entre les moyens de liaison et l'électrode mobile. 9. Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une plaque isolante disposée entre

la broche de tête de machine et le bottier.

10. Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que le boîtier est fixé de manière amovible à la broche de tête

de machine au moyen d'une plaque isolante.

11. Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'élément rotatif est une came excentrique dont l'arbre de came est entraîné en rotation par les seconds moyens moteurs et dont une surface de came coopère avec une surface plane

d'un corps constituant les moyens de liaison.

12. Machine selon la revendication 11, caractérisée en ce que

le corps est une plaque fixée à l'élément piston.

13. Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'élément rotatif est un disque pouvant être tourné sur son

arbre par les seconds moyens moteurs et présentant une mani-

velle accouplée au piston.

14. Procédé d'usinage par décharges électriques, dans lequel une électrode-outil et une pièce électrode, l'une d'entre elles étant mobiles sont disposées face à face à distance l'une de l'autre pour définir entre elles un intervalle d'usinage en la présence d'un agent liquide d'usinage, des décharges

électriques en succession étant réalisées entre l'électrode-

outil et la pièce électrode à travers l'intervalle d'usinage, pour enlever par électro-érosion de la matière de la pièce électrode, caractérisé en ce qu'il comprend les mesures consistant à: a) supporter l'électrode mobile au moyen d'une broche de tête de machine; b) détecter les conditions électriques dans l'intervalle d'usinage pour faire fonctionner des premiers moyens moteurs accouplés à entraînement à la broche de tête de machine pour

déplacer l'électrode mobile en se rapporchant et en s'écartant de l'au-

tre électrode, de façon à maintenir la taille de l'intervalle d'usinage sensible constante en déplaçant axialement la broche; c) accoupler mécaniquement, entre la broche de tête de machine et l'électrode mobile, un ensemble de va-et-vient d'électrode comprenant un élément rotatif, des seconds moyens moteurs accouplés à entraînement à l'élément rotatif, et des moyens de liaison convertisseurs de mouvement rotatif en mouvement linéaire accouplés entre l'élément rotatif et l'électrode mobile;

d) animer d'un mouvement de va-et-vient,au moyen de l'en-

semble, indépendamment du mouvement de l'électrode mobile

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réalisé par les premiers moyens moteurs dans la masure b,

l'électrode mobile vers et en s'écartant de l'autre élec-

trode selon une course prédéterminée de va-et-vient, en faisant fonctionner les seconds moyens moteurs pour qu'ils tournent alternativement l'élément rotatif sur un angle pré- déterminé de rotation, et pour faire que les moyens de liaison convertissent le mouvement rotatif alternatif de l'élément rotatif en un mouvement de va-et-vient. linéaire de l'électrode mobile; et e) déterminer l'angle limité de mouvement rotatif alternatif

de l'élément rotatif, de manière à régler à une valeur sou-

haitée la course du mouvement de va-et-vient linéaire de l'électrode mobile, 15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la mesure consistant à déterminer

la vitesse de rotation de l'élément rotatif tourné alter-

nativement pour régler à une valeur souhaitée la période du

mouvement de va-et-vient linéaire de l'électrode mobile.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la mesure consistant à modifier au moins ledit angle ou la vitesse de rotation en accord avec un format programmé préalablement, au cours d'une opération

donnée d'usinage par décharges électriques.

17. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la mesure consistant à détecter la position de l'électrode-outil en plongée progressive dans la pièce électrode, au cours d'une opération donnée d'usinage par décharges électriques, et à commander au moins ledit angle ou la vitesse de rotation pour la modification en accord avec la position détectée de ladite électrode-outil

au cours de l'opération.

18. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la mesure consistant à détecter les

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caractéristiques d'usinage par décharges électriques dans l'intervalle d'usinage et à commander au moins ledit angle ou la vitesse de rotation pour le changement en accord avec les caractéristiques détectées d'usinage par décharges au cours d'une opération donnée d'usinage par décharges élec- triques. 19. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la mesure consistant à interrompre le fonctionnement des premiers moyens meoteurs pendant un temps prédéterminé et à permettre aux seconds moyens moteurs

de fonctionner sélectivement au cours de ladite période.

20. Procédé selon la revendication 14 ou la revendication 19,

caractérisé en ce qu'il comprend en outre les mesures consis-

tant à (f) fournir à force l'agent liquide d'usinage dans l'intervalle d'usinage et (&) synchroniser les opérations

des mesures (d)et (f).