CH336137A - Machine pour l'usinage d'une pièce en matière conductrice au moyen d'étincelles électriques - Google Patents

Machine pour l'usinage d'une pièce en matière conductrice au moyen d'étincelles électriques

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CH336137A
CH336137A CH336137DA CH336137A CH 336137 A CH336137 A CH 336137A CH 336137D A CH336137D A CH 336137DA CH 336137 A CH336137 A CH 336137A
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CH
Switzerland
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Inventor
E Bromberger Gaston
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Charmilles Sa Ateliers
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description


  Machine pour l'usinage d'une pièce en     matière        conductrice     au moyen     d'étincelles        électriques       On connaît déjà des machines pour l'usinage  d'une pièce en matière conductrice au moyen  d'étincelles électriques, comprenant un circuit à re  laxation comprenant au moins un élément électro  statique d'accumulation d'énergie relié à une     élec-          trode-outil    et à la pièce à usiner. Certaines de ces  machines comprennent un dispositif de contrôle  de l'efficacité de l'usinage. L'élément électrostatique  d'accumulation d'énergie est le plus souvent consti  tué par un condensateur.  



  Dans des machines connues, on utilise à cet  effet un voltmètre branché en parallèle sur le con  densateur. Ce voltmètre, en général du type à cadre  mobile, indique la tension moyenne aux bornes du  condensateur et permet d'observer si cette tension  est stable. En effet, lorsque l'usinage est régulier, la  tension aux bornes du condensateur est représentée  en fonction du temps par une courbe en forme de  dents de scie. Par suite de son inertie, le voltmètre  indique la tension moyenne. Lorsque, par suite d'un  réglage défectueux par exemple, il se produit une  tendance à la formation d'arcs entre l'électrode et  la pièce à usiner, la courbe représentative de la ten  sion subit des modifications importantes qui provo  quent des oscillations de l'aiguille du voltmètre.  L'ouvrier peut ainsi contrôler si le fonctionnement  de la machine est régulier ou non.

    



  Cependant, dans certains cas, il peut arriver que  l'espace compris entre l'électrode-outil et la pièce à  usiner se comble par des débris plus ou moins con  ducteurs qui agissent de la même façon qu'une ré  sistance shuntant le condensateur. Il en résulte que  le condensateur ne peut pas être chargé à une ten  sion suffisante pour produire des étincelles entre    l'électrode et la pièce, et il circule dans le circuit de  décharge un courant continu et régulier qui ne pro  duit pas d'usinage. Cependant le voltmètre indique  une valeur constante, de sorte que l'ouvrier n'est  pas informé du défaut de fonctionnement de la  machine.  



  La présente invention a pour objet une machine  dans laquelle cet inconvénient est supprimé grâce  au fait que le dispositif de contrôle comprend une  lampe électrique alimentée par une tension dépen  dant des composantes alternatives contenues dans  la tension entre l'électrode et la pièce à usiner.  



  Le dessin annexé représente, schématiquement  et à titre d'exemple, une forme d'exécution et des  variantes de la machine selon l'invention.    La     fig.    1 représente le schéma électrique de  cette forme d'exécution.  



  La     fig.    2 représente une variante d'une partie  de ce schéma.  



  Les     fig.    3 et 4 représentent d'autres variantes  de ce schéma.  



  La     fig.    5 montre en coupe un voltmètre suscep  tible d'être utilisé dans la machine décrite.  



  La machine, dont le circuit électrique est repré  senté à la     fig.    1, comprend une source de tension  continue non représentée dont le pôle négatif est  relié à une borne A et le pôle positif à une borne  B. Ce circuit comprend un élément électrostatique  d'accumulation d'énergie, constitué par un condensa  teur C dont une borne est reliée à la borne A à  travers une bobine de self-induction L et une résis-      tance variable R. Les deux bornes du condensateur  C sont reliées respectivement à une électrode-outil  1 et à une pièce à usiner 2. Cette dernière est dis  posée dans un bac 3 rempli d'un liquide diélectrique  4, par exemple du pétrole.  



  Un voltmètre V est branché en parallèle avec  l'électrode-outil 1 et la pièce à usiner 2, de même  que les bornes a et b d'entrée d'un quadripôle 5.  Les bornes de sortie<I>c et d</I> de ce quadripôle sont  connectées à une lampe électrique 6 à incandescence.  Ce quadripôle est constitué de façon que sa tension  de sortie soit nulle lorsque sa tension d'entrée est  continue, tandis que sa tension de sortie est diffé  rente de zéro lorsque la tension d'entrée présente  des composantes alternatives. Il constitue donc un  filtre passe-haut.  



  Le fonctionnement d'une machine du genre  décrit ci-dessus est connu et, de façon générale, le  condensateur C est chargé par la source reliée aux  bornes<I>A</I> et<I>B</I> jusqu'à ce que sa tension atteigne la  tension disruptive définie par la distance séparant  l'électrode 1 de la pièce 2 et par la composition du  liquide diélectrique 4. A ce moment, une étincelle  jaillit entre l'électrode et la pièce et arrache une  petite quantité de matière à cette dernière. Le con  densateur C est déchargé et le cycle recommence.  Chaque étincelle arrache donc un peu de matière à  la pièce à usiner de sorte que cette dernière se  creuse selon une forme correspondant à celle de  l'électrode-outil.

   La distance entre l'électrode 1 et  la pièce 2 doit rester sensiblement constante, ce  qui est, en     général,    obtenu grâce à un servoméca  nisme permettant de faire avancer l'électrode 1 en  direction de la pièce 2 au fur et à mesure de l'usi  nage de cette dernière. Ce servomécanisme n'a  pas été représenté au dessin.  



  En général, on commence l'usinage par un ré  gime d'ébauchage qui donne des surfaces relative  ment rugueuses. Pour ce régime, on utilise dans la  règle un condensateur de forte capacité, par exem  ple de 10 à<B>100</B> MF. Pour la finition de la pièce  usinée, on utilise des condensateurs C de valeur  plus faible, de sorte que l'énergie de chaque étin  celle est plus petite, ce qui permet d'obtenir des  surfaces beaucoup plus douces.  



  En général, la machine comprend plusieurs con  densateurs C de valeurs différentes, pouvant être  commutés à volonté pour obtenir toute une série  de régimes d'usinage entre l'usinage grossier ou  ébauchage et l'usinage très fin de finition. Pour  chacun de ces régimes, on peut régler la puissance  de la machine en agissant sur la résistance R. Une  diminution de cette résistance entraîne une aug  mentation du courant de charge du condensateur,  de sorte que la fréquence des étincelles augmente  aussi, bien que l'énergie de chaque étincelle reste  sensiblement la même. Cependant, pour chaque ré  gime, on ne peut pas augmenter indéfiniment la  fréquence des étincelles, car on se heurte à une  limite au-delà de laquelle les décharges par étincel-    les dégénèrent en un arc qui peut provoquer des  soudures entre l'électrode et la pièce à usiner.

   Cette  fréquence limite des décharges dépend, pour cha  que régime, de la forme et de la surface active de  l'électrode, ainsi que du liquide diélectrique, et sur  tout de la quantité d'impuretés que contient ce der  nier. A titre d'exemple, la fréquence limite, lors de  l'ébauchage, peut atteindre quelques centaines à  quelques milliers de périodes par seconde. Dans le  régime de finition, la fréquence limite peut s'élever  jusqu'à 200 000 décharges par seconde.  



  L'allure de la tension aux bornes du condensa  teur C est celle d'une dent de scie, car la tension  augmente progressivement pendant la charge du  condensateur et diminue brusquement lors de sa  décharge. La tension aux bornes d'entrée du quadri  pôle comprend donc des composantes alternatives  lorsque le fonctionnement de la machine est régu  lier, de sorte que la tension de sortie du quadri  pôle est différente de zéro et la lampe 6 s'allume.  Si les particules de matière arrachées à la pièce 2  s'accumulent et forment une résistance entre l'élec  trode 1 et la pièce 2 dont la valeur est assez basse  pour empêcher les décharges électrique, la tension  aux bornes du condensateur C devient continue, de  sorte que la lampe 6 s'éteint, bien que le voltmètre  V indique toujours une valeur stable.

   L'ouvrier est  ainsi informé d'un défaut dans le fonctionnement  de la machine.  



  Dans la machine représentée à la     fig.    1, on a  indiqué que la source de tension était continue, mais  il existe également des machines dans lesquelles on  applique aux bornes<I>A</I> et<I>B</I> une tension alternative  de fréquence industrielle, c'est-à-dire de 50 ou 60  Hz. Dans une telle machine, on peut prévoir le  quadripôle de façon que la tension qu'il délivre,  lorsqu'une tension alternative de la fréquence du  réseau est appliquée à son entrée, soit insuffisante  pour allumer la lampe 6. En général, il n'y a pas  de difficulté à obtenir ce résultat, car les décharges  par étincelles comprennent un grand nombre de  composantes alternatives de fréquences élevées.  



  La     fig.    2 montre une réalisation particulièrement  simple et efficace, dans laquelle la lampe 6 est  connectée en série avec un condensateur 7, le tout  étant branché en parallèle sur le condensateur C.  Dans cette figure, on n'a pas représenté la bobine  L et la résistance R dans un but de simplification.  Il est évident que pour obtenir une luminosité maxi  mum de la lampe 6 qui soit constante lorsqu'on  atteint la. fréquence admissible dans n'importe quel  régime d'usinage, on peut prévoir plusieurs conden  sateurs 7 de valeurs différentes qui soient     commu-          tables    en même temps que les condensateurs C.  



  Lorsqu'on augmente la puissance d'usinage, par  exemple en abaissant la valeur de la résistance R,  les dents de scie représentant l'allure de la tension  entre l'électrode 1 et la pièce 2 deviennent de plus  en plus rapprochées, en même temps que la fré  quence augmente, de sorte que cette tension con-      tient davantage de composantes de fréquence éle  vée, ce qui provoque une augmentation de la lumi  nosité de la lampe 6. L'ouvrier peut ainsi contrô  ler de façon très simple le degré d'efficacité du ré  gime d'usinage adopté.

   Lorsqu'il dépasse la puis  sance maximum compatible avec les décharges par  étincelles, il se produit au début des arcs dont la  durée est beaucoup plus longue que celle des dé  charges par étincelles, de sorte que la tension entre  l'électrode et la pièce 2 contient moins de compo  santes alternatives de fréquence élevée, ce qui en  traîne une diminution de l'éclat de la lampe 6.  



  L'expérience a démontré, dans une machine  dans laquelle la tension de pointe aux bornes du  condensateur C s'élevait à 250 volts environ, que  l'on obtenait des résultats très satisfaisants en uti  lisant une lampe consommant 10W sous 130V  et un condensateur de 0,25 MF. En particulier, on  a remarqué que l'intensité lumineuse obtenue lors  qu'on atteignait la fréquence maximum admissible  restait sensiblement la même dans tous les régimes  d'usinage.  



  Il est évident que si le régime de décharge dé  génère en un régime de courant continu dû à des  dépôts entre l'électrode et la pièce à usiner, la con  ductance du condensateur 7 devient nulle et la  lampe 6 s'éteint.  



  La     fig.    3 représente une variante d'une partie  du circuit de la     fig.    2 dans laquelle un condensateur  supplémentaire 8 est branché en parallèle sur la  lampe 6. Ce condensateur 8 a une valeur beaucoup  plus faible que le condensateur 7 et est destiné à  dériver une partie du courant lorsque la fréquence  des décharges atteint des valeurs très élevées, de  façon à maintenir l'éclat de la lampe 6 dans les  limites prévues.  



  La     fig.    4 représente une variante dans laquelle  on a supprimé le condensateur 7 en série avec la  lampe 6, ce condensateur étant remplacé par une  bobine d'induction 9 branchée en parallèle avec la  lampe 6. Une résistance 10 est reliée en série avec  l'ensemble de la lampe 6 et de la bobine. d'induc  tion 9. Si la tension aux bornes du condensateur C  devient continue par suite d'un défaut de fonction  nement, la bobine 9 constitue un court-circuit, de  sorte qu'aucune tension n'est appliquée aux bornes  de la lampe 6. Le courant de court-circuit est li  mité par la résistance 10. Cependant, cette dernière  forme d'exécution semble moins avantageuse que  la précédente, car une partie de la puissance déri  vée dans le dispositif de contrôle est dissipée dans  la résistance 10 en pure perte.  



  Dans cette forme d'exécution, on pourrait aussi  prévoir plusieurs prises sur la bobine 9 pour faire  varier la valeur de celle-ci en fonction du régime  adopté pour l'usinage, c'est-à-dire en fonction de  la valeur choisie pour le condensateur C.  



  La     fig.    5 représente schématiquement un détail  de construction d'une machine présentant un circuit  selon la     fig.    1, c'est-à-dire comprenant, d'une part,    un voltmètre et, d'autre part, un dispositif de con  trôle comprenant une lampe électrique. Dans une  telle machine, il peut être avantageux d'utiliser un  voltmètre dont le cadran 11 est en matière trans  lucide, par .exemple en verre laiteux. Sur ce cadran  est fixée une partie 12 électromécanique du volt  mètre qui commande l'aiguille 13 disposée devant  le cadran. Derrière ce cadran se trouve la lampe  électrique 6 montée sur un socle 14 fixé à un boî  tier 15 du .voltmètre.

   De cette façon, le dispositif  de contrôle par voltmètre est groupé avec le dispo  sitif de contrôle optique par luminosité, ce qui sim  plifie la surveillance de la machine.  



  Il est bien entendu que l'on peut imaginer de  nombreuses variantes des formes d'exécution décri  tes et qu'en particulier le quadripôle 5 ne doit pas  nécessairement être branché en parallèle avec l'élec  trode 1 et la pièce à usiner 2. En effet, il suffit que  les bornes d'entrée du quadripôle soient alimentées  par une tension dépendant de la tension entre     l'élec-          trode-outil    1 et la pièce à usiner 2.

   Par exemple, la  borne a du quadripôle pourrait être reliée au cir  cuit, comme représenté à la     fig.    1, tandis que la  borne b pourrait être reliée à n'importe quel point  de potentiel constant, par exemple à la borne A de  la source de tension, ou encore au curseur d'un  potentiomètre branché entre les bornes<I>A</I> et<I>B.</I> Les  bornes d'entrée du quadripôle 5 pourraient aussi  être reliées aux deux bornes de la bobine de     self-          induction    L.

   Dans ce cas, le schéma peut être sim  plifié et l'on peut se contenter de brancher la lampe  6 directement aux bornes de cette bobine de     self-          induction    puisque, en admettant que la résistance  ohmique de cette bobine soit négligeable, une ten  sion ne pourrait être appliquée à la lampe 6 que  lorsque le courant traversant cette bobine subit des  variations ou pulsations ininterrompues.  



  La lampe 6 ne doit pas nécessairement être du  type à incandescence et l'on pourrait très bien utili  ser à sa place une lampe du type à décharge gazeuse.  



  La machine ne doit pas nécessairement être  pourvue d'un voltmètre, car le dispositif de contrôle  par luminosité de la lampe 6 est suffisant à lui seul  pour permettre un réglage correct de la machine.  



  Dans la machine représentée, on a admis que  l'élément électrostatique d'accumulation d'énergie  était constitué par un condensateur C, comme c'est  le cas le plus fréquent dans les machines connues.  Cependant, cet élément pourrait être constitué de  façon différente, notamment par un ensemble de  condensateurs combiné avec des bobines de     self-          induction,    comme cela est réalisé sur quelques ma  chines connues.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Machine pour l'usinage d'une pièce en matière conductrice au moyen d'étincelles électriques, com prenant un circuit à relaxation comprenant au moins un élément électrostatique d'accumulation d'énergie, relié à une électrode-outil et à la pièce à usiner, le tout étant agencé de façon qu'il se produise des dé charges successives par étincelles entre l'électrode et la pièce, ces décharges donnant naissance à des composantes de tension alternatives entre l'électrode et la pièce, cette machine comprenant un dispositif de contrôle de l'efficacité de l'usinage, caractérisé:: en ce que ledit dispositif de contrôle comprend une lampe électrique alimentée par une tension dépen dant desdites composantes alternatives.
    SOUS-REVENDICATIONS 1. Machine selon la revendication, caractérisée en ce que la lampe est branchée aux bornes de sor tie d'un quadripôle constituant un filtre passe-haut et dont les bornes d'entrée sont alimentées par une tension dépendant de la tension entre l'électrode- outil et la pièce à usiner. 2. Machine selon la revendication et la sous- revendication 1, caractérisée en ce que les bornes d'entrée du quadripôle sont reliées respectivement à l'électrode-outil et à la pièce à usiner. 3. Machine selon la revendication, caractérisée en ce que la lampe est du type à incandescence. 4.
    Machine selon la revendication, caractérisée en ce que la lampe est du type à décharge gazeuse. 5. Machine selon la revendication et la sous- revendication 3, caractérisée en ce que la lampe est connectée en série avec un condensateur, le tout étant branché en parallèle avec l'électrode-outil et la pièce à usiner. 6. Machine selon la revendication, comprenant un voltmètre branché entre l'électrode-outil et la pièce à usiner, caractérisée en ce que le cadran de ce voltmètre est en matière translucide, la lampe électrique étant disposée derrière ce cadran. 7.
    Machine selon la revendication, dans laquelle l'élément électrostatique est chargé par une source de tension par l'intermédiaire d'au moins une bobine de self-induction, caractérisée en ce que la lampe du dispositif de contrôle est branchée aux bornes de ladite bobine de self-induction.
CH336137D 1956-09-03 1956-09-03 Machine pour l'usinage d'une pièce en matière conductrice au moyen d'étincelles électriques CH336137A (fr)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2125749A1 (de) * 1970-06-18 1971-12-23 Philips Nv Vorrichtung zum Detektieren von Flammenbogen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2125749A1 (de) * 1970-06-18 1971-12-23 Philips Nv Vorrichtung zum Detektieren von Flammenbogen

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