Outil pour l'usinage électrolytique et procédé de fabrication de cet outil L'usinage électrolytique consiste à faire passez un courant relativement élevé sous une tension de l'ordre de quelques volts à quelques dizaines de volts entre une pièce à usiner en matière conductrice et un outil rotatif métallique, en interposant une couche d'une solution conductrice entre la pièce et l'outil. Le passage du courant a pour effet d'enlever du métal à la pièce à usiner, cet enlèvement étant ac compagné d'une formation de sels ou d'oxydes.
Comme ces sels ou oxydes sont nuisibles à l'usi nage, il est nécessaire de les enlever, et pour cette raison, on utilise fréquemment un outil en métal contenant des grains abrasifs constitués le . plus sou vent par du diamant et dont le prix de revient est très élevé.
Dans le cas de l'usinage de pièces en carbure de tungstène (application actuellement la plus cou rante de l'usinage électrolytique) les grains abrasifs de l'outil ont également pour effet d'enlever les par ticules de carbure qui sont libérées par suite de la destruction de leur liant métallique par le passage du courant.
Le présent brevet comprend un outil pour l'usi nage électrolytique peu coûteux et cependant très efficace. Cet outil est caractérisé en ce qu'il est cons titué par une pièce conductrice en métal fritté et poreuse, au moins une partie des pores de cette pièce étant remplie avec une matière isolante solide.
Le brevet comprend également un procédé de fabrication de cet outil, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on constitue tout d'abord .la pièce en métal fritté et en ce qu'on introduit ensuite une matière isolante dans les pores de ladite pièce. Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'outil obtenu par la mise en oeuvre du procédé revendiqué.
La fig. 1 est une vue latérale de cet outil.
La fig. 2 en est une coupe diamétrale selon la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe partielle fortement agran die montrant la structure de la matière formant ledit outil.
L'outil .représenté est constitué par une pièce 1 en métal fritté en forme de corps de révolution et montée sur une pièce annulaire 2 en matière isolante. La fig. 3 montre une coupe de cette matière qui est obtenue par le frittage de particules 3 de métal con ducteur, par exemple de bronze. Il subsiste des es paces entre ces particules après le frittage, de sorte que la matière obtenue est très poreuse. Le diamètre moyen des pores peut avantageusement être compris entre 0,1 et 1 mm. Les pores sont ensuite remplis d'une matière isolante solide 4 dans laquelle sont noyés des grains 5 de matière abrasive.
Ces grains peuvent par exemple être des grains de carborundum, d'émeri ou de corindon, qui sont des abrasifs bon marché.
Sur une de ses faces latérales, l'outil présente une bague 6 qui est soudée à la pièce 1 et coaxiale à la pièce annulaire 2. Cette bague 6 permet l'amenée du courant à la pièce conductrice 1 au moyen dun charbon ou balai non représenté.
La matière isolante 4 est constituée par un liquide polymérisable, ce qui permet une fabrication très simple de l'outil décrit. En effet, on forme d'abord la pièce 1 en métal fritté, puis on fait pénétrer en suite le liquide chargé de grains abrasifs dans les. pores de la pièce 1. On effectue ensuite une polymé risation du liquide, de sorte que celui-ci devient so lide. La pièce annulaire 2 est ensuite fixée de façon connue.
Il est avantageux de souder la bague 6 sur la pièce 1 avant de faire pénétrer le liquide poly- mérisable. Lorsque ces pièces sont assemblées, on termine l'outil en l'usinant sur un tour pour rendre la bague 6 rigoureusement coaxiale à l'alésage de la pièce 2.
On peut aussi tourner la pièce 1 pour l'amener au diamètre désiré et,-dans le cas où l'outil doit être utilisé pour des opérations de formage par usinage électrolytique, on peut usiner sa surface péri phérique pour lui donner un profil correspondant à celui que l'on veut obtenir dans la pièce à usiner électrolytiquement.
L'outil décrit est de construction très simple et très bon marché. II donne des résultats excellents dans son emploi pour l'usinage électrolytique et per met d'effectuer cet usinage à une vitesse plus élevée qu'avec les outils connus. De plus, il permet de ré duire considérablement la formation d'arcs préju diciables à la qualité des surfaces usinées.
En général, les sels et oxydes produits à la sur face de la pièce à usiner n'adhèrent par très for tement sur cette surface et il suffit d'un léger râclage pour les éloigner, de sorte qu'il n'est pas indispen sable de mélanger des grains abrasifs 5 à la matière isolante solide 4, cette dernière pouvant dans cer tains cas suffire pour effectuer le raclage. Cependant, il est bien clair que la présence -des grains abrasifs augmente la capacité de raclage de l'outil et que cela constitue un avantage.
On peut prévoir de nombreuses variantes d'exé cution de l'outil décrit et la matière isolante solide 4 pourrait être constituée .par une poudre thermo durcissable. On pourrait faire pénétrer cette poudre dans les pores en soumettant la pièce 1 à des vibra tions rapides et de faible amplitude. Lorsque la plus grande partie des pores est remplie de poudre iso lante, laquelle peut contenir des grains abrasifs, on soumet la pièce 1 à un traitement thermique pour faire prendre la poudré et durcir la matière isolante.
Pour former la pièce en métal fritté, on pourrait aussi utiliser des particules métalliques de forme approximativement sphérique, ce qui permet d'obte nir une matière très poreuse dans laquelle le volume des pores constitue une fraction appréciable du vo lume total des particules métalliques.
On pourrait aussi constituer la matière isolante par une substance dissoute dans un liquide, de façon qu'après évaporation du solvant cette matière reste prise dans les pores de la pièce 1. Il n'est d'ailleurs pas indispensable que la matière isolante remplisse tout le volume des pores et cette matière isolante pourrait simplement être formée par une couche se déposant sur la surface des particules métalliques. Pour introduire une matière isolante dans les pores de la pièce en métal fritté, on pourrait aussi chauffer cette pièce, puis l'imbiber au moyen d'une matière isolante en fusion, cette matière se solidifiant lors du refroidissement subséquent de l'outil.
La pièce annulaire 2 en matière isolante permet l'emploi de l'outil sur des machines dont l'arbre suer lequel l'outil doit être fixé n'est pas isolé du dispo sitif de fixation de la pièce à usiner. Lorsque la ma chine présente un arbre isolé pour l'outil, la pièce isolante 2 peut être supprimée ou être remplacée par une pièce métallique :analogue.
Tool for electrolytic machining and method of manufacturing this tool Electrolytic machining consists of passing a relatively high current under a voltage of the order of a few volts to a few tens of volts between a workpiece of conductive material and a metal rotary tool, by interposing a layer of a conductive solution between the part and the tool. The passage of current has the effect of removing metal from the workpiece, this removal being accompanied by the formation of salts or oxides.
As these salts or oxides are detrimental to machining, it is necessary to remove them, and for this reason, a metal tool is frequently used containing abrasive grains made up of. more often with diamonds and the cost price of which is very high.
In the case of machining tungsten carbide parts (currently the most common application of electrolytic machining) the abrasive grains of the tool also have the effect of removing the carbide particles which are released as a result. destruction of their metallic binder by the passage of current.
The present patent includes an inexpensive yet very efficient electrolytic machining tool. This tool is characterized in that it is constituted by a conductive part made of sintered and porous metal, at least part of the pores of this part being filled with a solid insulating material.
The patent also includes a method of manufacturing this tool, this method being characterized in that first of all the part is made of sintered metal and in that an insulating material is then introduced into the pores of said part. The appended drawing represents, schematically and by way of example, an embodiment of the tool obtained by implementing the claimed method.
Fig. 1 is a side view of this tool.
Fig. 2 is a diametral section along the line II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a highly enlarged partial section showing the structure of the material forming said tool.
The tool .represented consists of a part 1 of sintered metal in the form of a body of revolution and mounted on an annular part 2 of insulating material. Fig. 3 shows a section of this material which is obtained by sintering particles 3 of conductive metal, for example bronze. There remain spaces between these particles after sintering, so that the material obtained is very porous. The average diameter of the pores can advantageously be between 0.1 and 1 mm. The pores are then filled with a solid insulating material 4 in which grains 5 of abrasive material are embedded.
These grains can for example be grains of carborundum, emery or corundum, which are inexpensive abrasives.
On one of its lateral faces, the tool has a ring 6 which is welded to the part 1 and coaxial to the annular part 2. This ring 6 allows the supply of current to the conductive part 1 by means of a carbon or brush not represented.
The insulating material 4 consists of a polymerizable liquid, which allows very simple manufacture of the tool described. In fact, the part 1 of sintered metal is first formed, then the liquid loaded with abrasive grains is then made to penetrate into them. pores of part 1. Polymerization of the liquid is then carried out, so that the latter becomes solid. The annular part 2 is then fixed in a known manner.
It is advantageous to weld the ring 6 to the part 1 before allowing the polymerisable liquid to penetrate. When these parts are assembled, the tool is finished by machining it on a lathe to make the ring 6 strictly coaxial with the bore of the part 2.
The part 1 can also be turned to bring it to the desired diameter and, in the case where the tool must be used for forming operations by electrolytic machining, its peripheral surface can be machined to give it a profile corresponding to the one we want to obtain in the workpiece electrolytically.
The tool described is of very simple construction and very inexpensive. It gives excellent results in its use for electrolytic machining and allows this machining to be carried out at a higher speed than with known tools. In addition, it considerably reduces the formation of arcs prejudicial to the quality of the machined surfaces.
In general, the salts and oxides produced on the surface of the workpiece do not adhere very strongly to this surface and a slight scraping is sufficient to remove them, so that it is not essential to mix abrasive grains 5 with the solid insulating material 4, the latter possibly being sufficient to carry out the scraping. However, it is quite clear that the presence of abrasive grains increases the scraping capacity of the tool and that this constitutes an advantage.
Numerous variants of execution of the tool described can be provided and the solid insulating material 4 could be constituted by a thermosetting powder. This powder could be made to penetrate into the pores by subjecting the part 1 to rapid vibrations of low amplitude. When most of the pores are filled with insulating powder, which may contain abrasive grains, part 1 is subjected to a heat treatment in order to set the powder and harden the insulating material.
To form the sintered metal part, one could also use metal particles of approximately spherical shape, which makes it possible to obtain a very porous material in which the volume of the pores constitutes an appreciable fraction of the total volume of the metal particles.
The insulating material could also be constituted by a substance dissolved in a liquid, so that after evaporation of the solvent this material remains caught in the pores of part 1. It is also not essential that the insulating material fill everything. the volume of the pores and this insulating material could simply be formed by a layer deposited on the surface of the metal particles. In order to introduce an insulating material into the pores of the sintered metal part, this part could also be heated and then soaked with a molten insulating material, this material solidifying during the subsequent cooling of the tool.
The annular piece 2 made of insulating material allows the use of the tool on machines whereof the sweat shaft to which the tool is to be fixed is not isolated from the device for fixing the workpiece. When the machine has an insulated shaft for the tool, the insulating part 2 can be omitted or replaced by a metal part: analogous.