FR2491802A1 - Procede et appareil d'usinage par electro-erosion - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET APPAREIL D'USINAGE PAR ELECTRO-EROSION D'UNE CAVITE 2A TRIDIMENSIONNELLE DANS UNE PIECE 2. ON DISPOSE UNE ELECTRODE-OUTIL 1 ALLONGEE AXIALEMENT, DE FORME SIMPLE, POUR QU'ELLE FASSE FACE AXIALEMENT A LA PIECE ET FORME UN INTERVALLE D'USINAGE G; ON FAIT BAIGNER L'INTERVALLE D'USINAGE DANS UN LIQUIDE D'USINAGE; ON EXCITE MAGNETIQUEMENT L'ELECTRODE-OUTIL; ON APPLIQUE A L'INTERVALLE D'USINAGE, AU MOYEN DE L'ELECTRODE-OUTIL, UN CHAMP MAGNETIQUE AYANT UNE DENSITE DE FLUX SUPERIEURE A 100 GAUSS; ON APPLIQUE DES IMPULSIONS ELECTRIQUES SUCCESSIVES ENTRE L'ELECTRODE-OUTIL ET LA PIECE POUR PRODUIRE UNE SUCCESSION DE DECHARGES ELECTRIQUES AFFECTEES PAR LE CHAMP MAGNETIQUE; ON DEPLACE RELATIVEMENT L'UN A L'AUTRE L'ELECTRODE-OUTIL ET LA PIECE DE MANIERE MULTI-AXIALE, TOUT EN MAINTENANT LEUR RELATION DE FACE A FACE, AFIN QUE LA FACE D'USINAGE DE L'ELECTRODE-OUTIL EXPLORE A LA MANIERE D'UN BALAYAGE LA PIECE EN SUIVANT UN TRAJET TRIDIMENSIONNEL PREDETERMINE, FORMANT AINSI PROGRESSIVEMENT LA CAVITE DANS LA PIECE.

Description

Procédé et appareil d'usinage Par électro-érosion.

L'invention concerne de manière générale l'électro-érosion et, plus particulièrement, un procédé et un appareil pour usiner par électroérosion une cavité à trois dimensions dans

une pièce en utilisant une électrode-outil axiale, par exem-

ple un fil-électrode ou une tige-électrode, dont la taille et la forme sont de manière générale indépendantes de celles de la cavité visée. Les termes "électro-érosion" et "usinage par électro-érosion" sont utilisés ici pour faire référence

à un processus d'usinage dans lequel de la matière est en-

levée d'une pièce placée à proximité d'une électrode-outil, grâce aux actions d'une succession de décharges électriques

réalisées entre elles, ces actions pouvant comprendre par-

tiellement des actions de dissolution de matière de nature

électrolytique ou électrochimique.

Il est de manière générale admis que la technique de l'électro-

érosion, quand elle est appliquée à l'usinage d'une cavité à trois dimensions dans une pièce, nécessite couramment une

électrode-outil ayant une forme tridimensionnelle se confor-

mant à la cavité souhaitée dans la pièce. Ainsi, une électrode

habituelle du type plongeant ou d'usinage par décharges élec-

triques en trois dimensions peut être un bloc conducteur obte-

nu par usinage de précision, ou une feuille métallique obtenue

par formage de précision ou plaquée sur un moule d'électro-

formage de précision. En outre, une multiplicité de telles électrodes de configurations identiques ou similaires doivent être préparées afin de compenser l'usure que subissent les électrodes au cours du processus d'érosion, ou dans le but

de rendre minimal le temps d'usinage pour atteindre une pré-

cision d'usinage désirée et un fini de surface. La prépara-

tion de ces multiples électrodes par formage de précision - prend généralement du temps, est laborieuse et nécessite une adresse considérable; un travail d'usirnge par décharges électriques souhaité peut en conséquence être trop coûteux

ou souvent même impraticable.

Un but principal de l'invention est en conséquence de fournir

un procédé amélioré pour usiner par électro-érosion une ca-

vité à trois dimensions dans une pièce.

Un autre but de l'invention est de fournir un procédé d'élec-

tro-érosion pour usiner une cavité à trois dimensions, la cavité pouvant être formée dans,-une pièce au moyen d'une

électrode-outil simple.

Un autre but de l'invention est de fournir un procédé

d'électro-érosion permettant de réaliser une cavité tridimen-

sionnelle souhaitée dans une pièce avec un fini de surface accru et cependant une efficacité bien supérieure à celle

de l'art antérieur.

Un autre but de l'invention est de fournir un appareil amélio-

ré pour usiner par électro-érosion une cavité à trois dimen-

sions dans une pièce.

Un autre but de l'invention est de fournir un appareil d'électro-érosion grâce auquel on puisse former une cavité à

trois dimensions dans une pièce au moyen d'un dispositif sim-

ple d'électrode-outil.

Un autre but de l'invention est de fournir un appareil d'électro-érosion permettant de réaliser une cavité souhaitée à trois dimensions dans une pièce avec un fini de surface accru et cependant avec une efficacité bien supérieure à

celle de l'art antérieur.

D'autres buts de l'invention ressortiront de la descrip-

tion qui suit.

Selon un premier aspect, l'invention fournit un procédé

d'usinage par électro-érosion d'une cavité à trois dimen-

sions dans une pièce, qui se caractérise en ce qu'il com-

prend les mesures consistant à: disposer une électrode-

outil axiale, dont la forme est simple et de manière géné-

rale indépendante de la forme de la cavité souhaitée, de telle manière qu'elle fasse face à.la pièce en formant un intervalle d'usinage entre la pièce et une partie d'extrémité de l'électrode-outil définissant une face d'usinage; faire baigner l'intervalle d'usinage dans un liquide-d'usinage; exciter magnétiquement l'électrode-outil axiale; appliquer un champ magnétique,ayant une densité de flux supérieure à

Gauss, à l'intervalle d'usinage par l'intermédiaire de l'élec-

trode-outil excitée magnétiquement; appliquer des impulsions élec-

triques successives entre l'électrode-outil et la pièce pour produire à travers -l'intervalle d'usinage une succession de décharges électriques influencées par le champ magnétique, enlevant ainsi par électro-érosion de la matière de le pièce; et déplacer relativement l'un à l'autre l'électrode-outil et la piece de manière rulti-axiale tout en maintenant la relation de face à face axial mentionnée plus haut de-l'électrodeoutil et de la pièce, afin que la face d'usinage de l'électrode-outil axiale

se meuve à la manière d'un balayage vis à vis de la pièce suivant un tra-

jet tridimensionnelprédéterminé, formant ainsi progressivement

la cavité dans la pièce.

L'électrode-outil peut être excitée magnétiquement en utili-

sant une électrode-outil en un matériau perméable magnétique-

ment qui conduit le flux magnétique produit par des moyens générateurs de champ qui peuvent être constitués soit par un aimant permanent, soit par un électro-aimant. Des matériaux préférés d'électrodes sont par exemple le fer et les alliages fercuivre, fer-graphite et fer-graphite-cuivre. La pièce est aussi de préférence en un matériau perméable magnétiquement

et elle peut être en un matériau ou alliage ferreux.

Avantageusement, l'électrode-outil axiale peut être mise en place dans une orientation sensiblement orthogonale à un plan déterminé par deux axes de coordonnées d'un système de coordonnées à trois dimensions, et le déplacement relatif multi-axial entre l'électrode-outil et la pièce est réalisé en maintenant cette orientation afin que la face d'usinage mentionnée plus haut de l'électrode-outil axiale balaye la

pièce suivant le-trajet prédéterminé défini par les coordon-

nées suivant trois axes du système de coordonnées.

Dans la technique d'usinage tridimensionnel par décharges électriques décrite, on voit donc qu'une cavité souhaitée acquiert sa forme grâce au déplacement relatif tridimensionnel correspondant de l'électrode-outil et de la pièce. Ainsi,

l'électrode-outil peut avantageusement être d'une forme rela-

tivement simple, par exemple circulaire, carrée ou triangulai-

re en section transversale, forme qui n'a pas de relation di-

recte avec la forme de la cavité souhaitée. Le liquide d'usi-

nage peut être fourni dans l'intervalle d'usinage par un tm u ménagé dans l'électrode-outil ou par une ou plusieurs buses de fourniture de liquide disposées séparément dans la région de l'électrode-outil. quand on utilise plus d'une électrode, il est avantageux de fournir de l'énergie électrique d'usinage individuellement à chacune des multiples électrodes et à partir de sources de courant d'usinage par décharges électriques séparées, pour permettre à des décharges électriques de se

développer uniformément sur les différentes surfaces d'élec-

trodes.

Dans les systèmes du type décrit, on a constaté que le taux..

d'usure de l'électrode-outil ou f a c e d'usinage, ainsi

que la forme d'usure de l'électrode, deviennent particulière-

ment importants. Ce problème apparait partiellement du fait qu'il y a une limite dans l'accroissement de l'intervalle d'usinage. Il en résulte que des copeaux d'usinage et des gaz décomposés ont tendance à s'accumuler dans l'intervalle d'usinage, et que l'enlèvement de ces produits d'intervalle

nécessite des interruptions fréquentes de l'opération d'usi-

nage, déterminant une instabilité d'usinage et entraînant un temps d'usinage total indûment prolongé. Dans le cas in- verse, une décharge en arc endommageante se forme et il est

difficile de la supprimer.

Il est d'autre part généralement admis que l'intervalle d'usinage par décharges électriques doit contenir. une concentration adéquate de contaminants qui doit être ni excessive ni trop faible pour permettre aux décharges électriques de se développer

consécutivement avec stabilité et avec une efficacité maxi-

male d'enlèvement de matière. Dans lès installations d'usina-

ge en trois dimensions par décharges-électriques du type dé-

crit, qui font cependant appel à un déplacement relatif d'usi-

nage orthogonal à l'orientation de l'outil, et à une certaine caractéristique géométrique particulière de la surface active d'usinage qui se développe de manière variable au cours de ce déplacement relatif, on a constaté qu'il est difficile de maintenir une telle concentration adéquate de contaminants dans l'intervalle d'usinage. En outre, on doit prévoir un investissement supplémentaire pour l'équipement de commande du mouvement et des dispositifs tels qu'une commande numérique et les composants mécaniques associés, qui sont relativement onéreux, mais cet investissement ne peut être justifié que si l'usinage en trois dimensions par décharges électriques offre des résultats bien meilleurs et de grands avantages

par rapport aux procédés d'usinage courants du type plongeant.

Le procédé selon l'invention permet aux contaminants dans l'intervalle d'usinage tridimensionnel d'être maintenus à un niveau optimal en contrôlant de manière optimale la grandeur de l'intervalle, établissant ainsi une condition d'intervalle qui permet à l'enlèvement de matière de se faire avec une

efficacité et uoe stabilité maximale, en rendant ainsi mini-

mal le temps total d'usinage requis pour réaliser une cavité souhaitée.

L'invention prcrvoit aussi, selon un second aspect, un appa-

reil d'usinage par électro-érosion d'une cavité à trois dimensions dans une pièce, qui.se caractérise en ce qu'il comprend: une électrode-outil axiale dont la forme est simple et indépendante de manière générale de la forme de la cavité souhaitée; un élément de support d'outil pour positionner l'électrode-outil axiale en face à face axial

par rapport à la pièce afin de former un intervalle d'usi-..

nage entre la pièce et une partie d'extrémité de l'électrode-outil définissant une f a c e d'usinage; des moyens pour fournir un liquide d'usinage dans l'intervalle d'usinage, des moyens générateurs de champ pour appliquer un champ magnétique d'une

densité de flux supérieure à 100 Gauss à l'intervalle d'usina-

ge par l'intermédiaire de l'électrode-outïI.; des moyens de fourniture cle courant pour appliquer des impulsions électriques successives entre l'électrode-outil et la pièce, et produire à travers

l'intervalle d'usinage une succession de décharges électri-

ques affectées par le champ nagnétique, enlevant ainsi par

électro-érosion de la matière de la pièce; et des moyens d'en-

tralnement pour déplacer relativement l'un à l'autre le moyen support

d'outil et la pièce de manière multi-axiale tout en înAinte-

nant.la relation de face à face axial de l'électrode-outil et de la pièce, afin que la face d'usinage de l'électrode-outil axiale se neuve, à la nanière d'un balayage vis à vis de la pièce en

suivant un trajet tridimensionnel, formant ainsi la cavité pro-

gressivement dans la pièce.

Des formes de réalisation de l'invention seront maintenant décrites, à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement un appareil selon l'invention, partiellement en coupe et partiellement sous forme de schéma de circuit; la figure 2 est un graphique indiquant la relation qui existe entre la vitesse d'enlèvement de matière grâce à l'usinage selon l'invention, et la densité du flux d'un champ magnétique

appliqué de manière à passer au travers de la partie d'ex-

trémité d'une électrode-outil axiale perméable magnétiquement;

la figure 3, similaire à la figure 1, représente schématique-

ment une installation d'usinage en trois dimensions par dé- : charges électriques mettant en oeuvre une multiplicité d'électrodes-outils tabulaires; la figure 4 représente un schéma analogue d'une installation d'usinage en trois dimensions mettant en oeuvre une électrode en fil continu; les figures 5, 6 et 7 sont des vues latérales, partiellement en coupe, représentant schématiquement des électrodes-outils qui peuvent être utilisées dans le cadre de l'invention; et les figures 8, 9, et 10 sont des vues en plan de dessous des

électrodes-outils représentées aux figures 5, 6 et 7, res-

pectivement. L'électrode-outil axiale 1 représentée à la figure 1 sous la forme d'une tige est disposée verticalement à proximité d'une pièce 2 fixée à une table 3 déplaçable horizontalement, ou dans un plan X-Y, au moyen;d'une paire de moteurs 4a et 4b. La

table de travail 3 est un dispositif habituel d'avance croi-

sée, et elle comprend une paire de tables sous-jacentes 3a et 3b qui sont entraînées dans la direction de l'axe des X

et de l'axe des Y respectivement par les moteurs 4a et 4b.

Les moteurs 4a et 4b sont excités par des signaux d'entratne-

ment fournis à partir d'une unité de commande 5 telle qu'une

unité de commande numérique. L'électrode-outil 1 s'étend axia-

lement orthogonalement au plan X-Y et elle est supportée ri-

gidement par une tête d'outil 6 déplaçable verticalement par un servomoteur 7. Le moteur 7 entratne ainsi la tête d'outil

6 et déplace l'électrode-outil 1 axialement ou dans la direc-

tion d'un axe des Z orthogonal au plan X-Y. Le moteur 7 est excité par un signal de sortie d'un circuit d'entra5nement 8 dont une première entrée 8a est connectée à l'unité de commande numérique 5, et une seconde entrée 8b provenant d'une prise 9

d'une résistance détectrice 10 connectée à l'électrode-

outil 1 et à la pièce 2. Quand une condition d'arc ou de court-circuit est détectée dans l'intervalle G par la prise détectrice 9, et qu'ainsi un signal anormal se forme à-l'en- trée 8b, le circuit 8 d'entrainement commandé fonctionne de manière à bloquer temporairement le signal d'entraînement

rentrant par l'entrée 8a.

Une source 11 de courant d'usinage par décharges électriques

de conception habituelle comprend une source de courant con-

tinu 12 présentant une paire de bornes de sorties dont l'une

est connectée électriquement à l'électrode-outil 1 et l'au-

tre est connectée électriquement- àIa table 3a conductrice - 15 de l'électricité en passant par un commutateur de courant

13 constitué ici par un transistor. Lé commutateur 13 présen-

te une entrée 13a de commande provenant de la sortie d'un oscillateur 14, par exemple un multivibrateur. L'oscillateur, à son tour, présente une entrée 14a de commande provenant de l'unité de commande numérique 5. L'oscillateur 14 fonctionne de manière à fournir une succession d'impulsions de signal au commutateur de courant 13. Quand le commutateur 13 est ouvert et fermé alternativement, la sortie de la source de courant continu est sous forme d'impulsions, et des impulsions de courant successives sont appliquées entre l'électrode-outil 1 et la pièce 2 pour produire une succession de décharges électriques à travers un intervalle d'usinage G baigné d'un liquide d'usinage, enlevant ainsi par électroérosion de la

matière de la pièce 2.

Le liquide d'usinage est ici de préférence un liquide à base d'eau ou de l'eau distillée ayant une résistance spécifique

comprise entre 103 et 105 ohms-cm; il est fourni dans l'in-

tervalle d'usinage G par une buse 15 reliée par un conduit

17 à une source dé liquide 16.

Une bobine 18 est enroulée sur l'électrode-outil 1 et elle est excitée par une source de courant 18. Entre la source 19

et la bobine 17 est prévu un circuit de commande 20 compre-

nant un commutateur 21 qui peut être un thyristor, comme

représenté symboliquement, pour commander le courant d'exci-

tation appliqué à la bobine 17. Le circuit de commande 20 présente une paire d'entrées 20a et 20b provenant chacune de l'unité de commande numérique 5.La première entrée 20a peut être alimentée en signal de commande par l'unité de commande numérique 5, pour commander l'amplitude du courant d'excitation de la bobine 17. La seconde entrée 20b peut

être alimentée de manière analogue pour commander les para-

mètres de commutation, par exemple la fréquence, du courant excitant la bobine quand il est découpé en impulsions par

le commutateur 21.

L'électrode-outil 1 est en un matériau perméable magnétique-

ment et elle doit en même temps fournir un bon ratio érosion-

usinage. Des exemples préférés d'un tel matériau sont le fer

et les alliages fer-cuivre, fer-graphite et fer-graphite-

cuivre; ce sont donc, de m a n i è r e générale des ma-

tériaux ou alliages ferreux. Quand la bobine 17 est excitée,

un champ magnétique s'y établit et il est conduit à l'inter-

valle d'usinage G par l'électrode-outil 1 perméable magné-

tiquement. Ainsi, l'électrode-outil 1, activée magnétiquement par l'excitation de la bobine 17, sert de focalisateur du champ magnétique établi dans la bobine 17 pour l'appliquer de manière localisée à l'intervalle d'usinage G. Le champ magnétique établi dans l'électrodeoutil doit avoir une densité de flux supérieure à 100 Gauss, de préférence pas

inférieure à 300 Gauss. La figure 2 est un graphique repré-

sentant le caractère critique de l'intensité du champ magné-

tique appliqué par l'électrode-outil à l'intervalle d'usinage, en fonction de la vitesse d'enlèvement dans une opération type d'usinage par décharges électriques. Pour cette opération type, une pièce ferreuse a été usinée avec une électrode-outil ferreuse et avec des paramètres d'impulsions d'usinage réglés

pour fournir une surface usinée présentant une rugosité de sur-

face de 14 Vi Rmax. Sur le graphique, les abscisses représentent la den-

sité de flux du champ magnétique qui se forme à la partie d'extrémité frontale de l'électrode-outil, et les ordonnées

indiquent la vitesse d'enlèvement de matière qui en résulte.

On voit que la vitesse d'enlèvement augmente brusquement quand la densité du flux est supérieure à 300 Gauss. L'unité de commande numérique 5 est prévue pour assurer de multiples fonctions et pour servir de commande centrale de

l'installation d'usinage entière.

L'unité de commande numérique 5 est conçue pour fournir des

signaux d'entraînement aux moteurs 4a et 4b pour qu'ils en-

traînent les tables sous-jacentes 3a et 3b d'avance croisée, afin de déplacer la pièce 2 dans un plan horizontal ou plan X-Y. En même temps, un signal d'entraînement est fourni par l'unité de commande numérique 5 au moteur 7 par le circuit de commande 8 pour entraîner la tête d'outil 6, déplaçant ainsi l'électrode-outil 1 suivant son axe ou un axe des Z

orthogonal au plan X-Y. L'unité de commande numérique 5 dis-

pose ainsi en mémoire d'un jeu de valeurs de coordonnées qui correspond à un trajet d'un mouvement en trois dimensions prescrit entre l'électrodeoutil 1 et la pièce 2 pour obtenir une cavité souhaitée 2a dans la pièce 2. Les données sont reproduites au cours de l'opération d'usinage et elles sont coi erties en signaux d'entraînement appliqués aux moteurs

4a, 4b et 7 afin que la partie d'extrémité d'usinage de l'élec-

trode-outil 1 et la pièce 2 suivent précisément le trajet prescrit du mouvement relatif à trois dimensions. Ainsi, la partie d'extrémité d'usinage, en suivant le trajet prescrit, explore,à la manière d'un balayage, la pièce 2, pour y former

progressivement la cavité souhaitée 2a de manière tridimen-

sionnelle.

L'unité de commande numérique 5 est en outre conçue pour four-

nir un jeu programmé de signaux de commande qui sont appliqués séquentiellement à l'impulseur 14 de signaux, pour permettre

à ce dernier de produire des changements séquentiels des para-

mètres d'impulsions d'usinage, tels que programmés.

Suivant l'invention, l'unité de commande numérique 5 est en outre -conçue pour fournir un ensemble programmé de signaux de commande pour le courant d'excitation appliqué à partir de

la source 19 à la bobine 18, pour y établir un champ magné-

tique. Ainsi, la forme, la dimension, l'inclinaison et les

caractéristiques géométriques analogues de la portion de sur-

face de la pièce 2 que subit la partie d'extrémité d'usinage de l'électrode-outil 1, au cours du déplacement relatif en

trois dimensions, sont prises en compte, et un ensemble de gran-

-deurs particulières et/ou des protocoles particuliers pour le champ magnétique sont établis et programmés à l'avance dans l'unité de commande numérique 5 en liaison avec les changements géométriques prévus de la zone d'usinage. Ceci permet de maintenir instantanément-l'intervalle d'usinage G

à une taille optimale et de conserver une concentration opti-

male de contaminants d'usinage, comme requis pour maintenir

une stabilité d'usinage optimale, quels que soient des chan-

gements géométriques ultérieurs de la zone d'usinage. On a constaté avec surprise qu'une opération d'usinage de fini fin propre à fournir une rugosité de surface aussi fine que 3 "i Rmax, qui ne pouvait pas auparavant être réalisée sans recourir à des interruptions très fréquentes dues à une concentration

réduite de contaminants d'intervalle, peut être obtenue régu-

lièrement et pratiquement sans interruption

Dans la forme de réalisation-représentée à la figure 3, plu-

sieurs électrodes-outils lola et lolb, perméables magnétique-

ment ou ferro-magnétiques, en l'occurrence au nombre de deux ayant chacune la forme d'un tuyau, sont supportées par une tête d'outil commune 106 qui est déplaçable verticalement par le moteur 7 entraîné par un circuit 8 d'entraînement commandé, grâce à des signaux de commande provenant de l'unité 5 de

commande numérique, comme dans la forme de réalisation repré-

sentée à la figure 1. Ici encore, une pièce 2 est montée rigi-

dement sur la table 3 qui comprend des tables sous-jacentes 3a et 3b d'avance croisée-entramnées par des moteurs 4a et 4b

sous-les instructions de l'unité 5rde commande numérique.

Les deux électrodes-outils 10la et 101b représentées à la figure 3 sont propres à être excitées respectivement par deux circuits 11la et lllb séparés de fourniture de courant d'usinage par décharges électriques, qui comprennent chacun une source de courant continu 112a, 112b, un commutateur de courant 113a, 113b, et-un impulseur 114a, 114b de signal, ces deux circuits fonctionnant essentiellement de la même manière que décrit précédemment. Les deux électrodes 10la et 101b sont entourées respectivement de bobines 118a et 118b qui sont excitées par une source commune de courant 19 par des- circuits de commande respectifs 120a et 120b,c hacun d'entre eux étant d'un type et présentant une paired'entrées provenant de l'unité 5 de commande numérique, comme dans le

cas de la figure 1..

Dans. la forme de réalisation représentée à la figure 3,-une-

source 116 de liquide d'usinage est reliée par un conduit 117

à une chambre 106a ménagée dans la tête d'outil 106, la cham-

bre oemnmiquant avec les aiéSages ou canaux internes des électrodes.

tubulaires lOla et 101b, pour fournir par leur intermndiaire le liqui-

de d'usinage dans les deux intervalles d'usinage Ga et Gb.

Le circuit de commande 120a, 120b du courant d'excitation est prévu pour chaque bobine 118a-, 118b, et il est alimenté par chaque jeu individuel de signaux de commande programmés provenant de l'unité 5 de commande numérique, pour-produire dans chacune des électrodes-outils lola et lOlb, un champ

magnétique qui varie séquentiellement en fonction des varia-

tions de formée, de dimension, d'inclinaison et des caractéris-

tiques géométriques analogues de 1 a p o r t i o n d'usinage particulière de la pièce 2 faisant face à chaque électrode. De la même manière, un circuit 114a, 114b de commande des paramètres d'impulsions d'usinage par décharges est prévu pour chacune des sources de courant 111a et lllb

et pour chaque électrode-outil 10la et 10lb.

Sur la figure 4, les mêmes chiffres de référence sont utili-

sés pour désigner des éléments identiques ou semblables à ceux qui sont représentés aux figures 1 et 3. Cette figure montre une autre forme de réalisation de l'invention qui fait appel à une électrode-outil axiale ayant la forme d'un

fil continu 201 en un matériau ou alliage ferreux. L'élec-

trode 201 en fil est débitée à partir d'une source (non représentée) et elle passe dans une tête d'outil 206 dans laquelle un cabestan 29 et un galet de pincement 30 sont prévus pour entraîner le fil-électrode 206 suivant son axe longitudinal ou dans la direction d'un axe des Z. Le cabestan 29 est entraîné par un moteur 207 m i s en rotation sous

l'action d'un signal d'entraînement du circuit 8 d'entraîne-

ment commandé. Ce dernier combine une commande programmée d'entraînement suivant l'axe des Z qui provient,par l'entrée 8a de l'unité 5 de commande numérique, et un signal d'usure d'électrode sensible à l'intervalle qui est reçu par l'entrée

8b, pour produire le signal d'entraînement commandé et l'ap-

pliquer au moteur 207. A l'intérieur de la tête d'outil 206, un galet 31 conducteur de l'électricité est appliqué contre le fil-électrode 201 et il est muni d'un balai conducteur 32 relié électriquement à une borne de sortie de la source de courant continu 12. Un manchon isolant 33 est logé dans la paroi de la tête d'outil 206, pour l'amenée du conducteur de

connexion 34.

Les figures 5 à 10 représentent des formes modifiées d'élec-

trodes-outils 301, 401 et 501 qui peuvent être utilisées

dans le cadre de l'invention.

L'électrode-outil 301 des figures 5 et 8 comprend un corps

341 en matériau ferro-magnétique et qui consiste en un cylin-

dre 341a auquel sont rattachés quatre troncs de cône 342a à 342d convergents vers l'avant. Chaque tronc de cône 342a, 342b, 342c et 342d est en matériau ferro-magnétique, par exemple un alliage fer-cuivre, et il présente des petits embouts

cylindriques 343a, 343b, 343c et 343d en matériau para-

magnétique, par exemple du cuivre, fixés individuellement à la partie d'extrémité avant de chaque tronc de cône. La base cylindrique 341a est entourée par la bobine 18 et elle est

fixée à une tête d'outil 306 au moyen de boulons 350.

L'électrode-outil représentée aux figures 6 et 9 comprend un corps 401, là encore en matériau ferro-magnétique, qui consiste en un premier cylindre 441a de diamètre réduit sur lequel est enroulée la bobine 18, et un second cylindre 442 présentant un enbout en forme de disque 443 de Dlus arand dianmtre aui est fixé à la partie d'extrémité avant. L'enbout 443 est là encore en un matériau para-magnétique et il est fixé à l'ex-

trémité supérieure 451 tronconique adaptes à l'emmanchement dans

une cavité de la tête d'outil (non représentée).

L'électrode-outil représentée aux figures 7 et 10 comprend

un corps cylindrique 501, également en matériau ferro-magné-

tique, qui présente une partie de diamètre réduit 541a sur laquelle la bobine 18 est enroulée,-Et une partie inférieure cylindrique 542 sur laquelle est monté un embout para-nagnétique 543 qui est fixé par un boulon 544. Le cylindre 541 présente un alésage ou canal interne 545 et l'embout 543 présente une ouverture

centrale 546 ouverte sur l'alésage 545 pour permettre au li-

quide d'usinage d'être délivré à l'intervalle d'usinage en

passant par ces passages 545 et 546.

Claims (15)

Revendications.

1. Procédé d'usinage par électro-érosion d'une cavité (2a) tridimensionnelle dans une pièce (2), caractérisé en ce qu'il comprend les mesures consistant à: disposer une.électrode-outil (1) allongée axialement, dont la forme simple est de manière générale indépendante de la forme de la cavité souhaitée, pour qu'elle fasse face axialement à la pièce et forme un intervalle d'usinage (G) entre ladite

pièce et une partie d'extrémité de l'électrode-outil définis-

sant une surface d'usinage;

faire baigner l'intervalle d'usinaE e dans un liquide d'usina-

ge; exciter magnétiquement l'électrode-outil allongée axialement;

appliquer à l'intervalle d'usinage, au moyen de l'électrode-

outil excitée magnétiquement, un champ magnétique ayant une densité de flux supérieure à 100 Gauss; appliquer des impulsions électriques successives entre

l'électrode-outil et la pièce pour produire à travers l'in-

tervalle d'usinage une succession de décharges électriques

affectées par le champ magnétique, enlevant ainsi de la ma-

tière par électro-érosion de la pièce; et déplacer relativement l'un à l'autre l'électrode-outil et la pièce de manière multi-axiale, tout en maintenant la relation de face à face axial de l'électrode-outil et de la pièce,

afin que la face d'usinage de l'électrode-outil allongée axia-

lement se meuve à la manière d'un balayage vis à vis de la

pièce en suivant un trajet tridimensionnel prédéterminé, for-

mant ainsi progressivement la cavité dans la pièce.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que

le champ magnétique a une densité de flux supérieure à 300 Gauss.

g

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3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que

le champ magnétique est appliqué sous forme d'impulsions.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la mesure consistant à-commander le champ magnétique en modifiant séquentiellement au moins l'un de ses paramètres en fonction d'un changement instantané de la géométrie de la zone d'usinage sur la pièce qui.fait face

à la surface d'usinage de l'électrode-outil.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que

ledit paramètre est l'intensité du champ magnétique.

6. Procédé selon la revendication 47,-caractérisé en ce que

le champ magnétique est appliqué sous la forme d'une succes-

sion d'impulsions magnétiques, et en ce que ledit paramètre

est la fréquence desdites impulsions.

7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que

l'électrode-outil est en un matériau ferreux.

8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrodeoutil est en un alliage de fer choisi dans le groupe qui comprend les alliages fer-cuivre, fer-graphite

et fer-graphite-cuivre.

9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que

l'électrode-outil comprend un corps en un matériau ferro-

magnétique et en ce que la partie d'extrémité a la forme d'un

embout en matériau-para-magnétique fixé au corps.

10. Appareil d'usinage par électro-érosion d'une cavité (2a) tri-

dimensionnelle dans une pièce (2), caractérisé en ce qu'il com-

prend: une électrode-outil (1) a x i a 1 e dont la forme simple

est de manière générale indépendante de la forme de la ca-

vité souhaitée;

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des moyens (6) de support d'outil pour mettre en place l'é-

lectrode-outil axiale de telle manière qu'elle fasse face

axialement à la pièce et qu'elle forme un intervalle d'usi-

nage (G) entre ladite pièce et une partie d'extrémité de l'électrodeoutil définissant une surface d'usinage;

des moyens <15) pour délivrer un liquide d'usinage dans l'in-

tervalle d'usinage; des moyens (18) générateurs de champ pour appliquer un champ magnétique d'une densité de flux supérieur à 100 Gauss à

l'intervalle d'usinage par l'intermédiaire de l'électrode-

outil; des moyens (11) de fourniture de courant pour appliquer des impulsions électriques successives entre l'électrode-outil et la pièce et produire à travers l'intervalle d'usinage une succession de décharges électriques affectées par le champ magnétique, enlevant ainsi par électroérosion de la matière de la pièce; et des moyens (3) d'entraînement pour déplacer relativement l'un à l'autre les moyens de support d'électrode et la pièce de manière multi-axiale tout en maintenant la relation d'opposition axiale de l'électrode-outil et de la pièce, afin que la surface d'usinage de l'électrode-outil axiale explore

à la manière d'un balayage la pièce suivant un trajet tridi-

mensionnel, formant ainsi progressivement la cavité dans la pièce.

11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce

que l'électrode-outil est en un matériau ferreux.

12. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'électrodeoutil est en un alliage ferreux choisi dans le groupe qui comprend les alliages fer-cuivre, fer-graphite

et fer-graphite-cuivre.

13. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce

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que les moyens générateurs de champ comprennent au moins une bobine enroulée sur l'électrode-outil et excitée par

une source de courant.

14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce

que l'électrode-outil comprend un corps en matériau ferro-

magnétique fixé de manière amovible aux moyens supports d'outil, et en ce que la partie d'extrémité a la forme d'un embout en matériau paramagnétique fixé rigidement au

corps, la bobine étant enroulée-sur le corps.

15. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour commander le champ magnétique de manière à modifier séquentiellement au moins

l'un de ses paramètres en fonction d'un changementinstanta-

né de la géométrie de la surface d'usinage de la pièce qui fait

face à la partie d'extrémité de l'électrode-outil.