Procédé d'usinage d'une matrice par électroérosion, et machine pour la mise en ouvre de ce procédé Les matrices, notamment celles qui sont utilisées avec un poinçon pour découper des, tôles, sont en métal très dur et, pour cette raison,
elles sont sou vent usinées par électroérosion. Il est toutefois très difficile d'obtenir une coïncidence parfaite entre le poinçon et le trou correspondant qui doit être effec tué dans la matrice,
surtout lorsque le bord de ce trou doit présenter une forme irrégulière. La présente invention a pour objet un procédé d'usinage d'une matrice par électroérosion permet tant d'obtenir très facilement cette coïncidence entre le poinçon et la matrice. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on fixe la matrice sur le socle d'un bloc à colonnes, en ce qu'on fixe,
sur une partie supérieure de ce bloc agencée de manière à pouvoir coulisser sur des colonnes fixées audit socle, un poinçon des tiné à être utilisé ultérieurement pour former des pièces sur cette matrice, et en ce qu'on utilise ce poinçon comme électrode-outil au moins pour ter miner l'usinage de la matrice par électroérosion.
L'invention a aussi pour objet une machine pour la mise en aeuvre de ce procédé. Cette machine com prend un dispositif électrique pour délivrer un cou rant électrique sous la forme voulue pour permettre l'usinage par électroérosion et est caractérisée en ce qu'elle comprend un bloc à colonnes présentant une isolation électrique entre le socle sur lequel doit être fixée la matrice et la partie supérieure coulissante servant de support pour le poinçon,
et en ce qu'elle comprend en outre un serve-mécanisme sensible aux conditions électriques de l'usinage par électroéro- sion et agencé de manière à commander les déplace ments de la partie supérieure coulissante. Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de la ma chine permettant de mettre en oeuvre le procédé objet de l'invention. La fig. 1 est une vue schématique de cette forme d'exécution.
La fig. 2 représente, en coupe, le détail du bloc à colonnes en position sur la machine. La machine représentée comprend un bâti 1 sup portant une cuve 2 destinée à contenir un liquide diélectrique dans lequel s'effectue l'usinage par élec- tro-érosion. La machine présente, au-dessus de la cuve 2, un bras 3 contenant un servomécanisme représenté schématiquement en 4 et destiné à main tenir, de façon connue, la distance voulue entre l'électrode et la pièce à usiner.
L'énergie électrique nécessaire pour provoquer les décharges entre la pièce à usiner et l'électrode est fournie par une ins tallation logée dans un bâti séparé 5.
En se référant à la fig. 2, on remarque que le fond de la cuve 2 constitue une table 6 sur laquelle est fixée la base 7 d'un bloc à colonnes. La base 7 est isolée de la table 6 par une couche isolante 8, une isolation 9 étant également prévue pour empê cher le courant de passer de la base 7 aux vis de fixation de celle-ci sur la table 6, une seule de ces vis 10 étant représentée au dessin.
La base 7 présente deux alésages dans lesquels sont fixées deux colonnes 11, avec interposition d'une douille isolante 12. Ces deux colonnes 11 servent de guide à une partie supérieure 13 qui constitue la partie coulissante du bloc à colonnes. Des ressorts 14 sont placés respectivement autour de chaque colonne 11 et prennent appui sur la base 7 et contre la partie supérieure 13 pour compenser sensiblement le poids de cette dernière.
La base 7 présente un logement dans lequel une matrice 15 est engagée avec précision. L'électrode d'usinage est constituée par un poinçon 16 qui est fixé par l'intermédiaire d'un manchon 17 à la partie supérieure 13. Cette dernière est reliée, à sa partie supérieure, à une pièce de fixation 18 du servo mécanisme 4.
Cette liaison est assurée au moyen d'une pièce 19 vissée dans la partie supérieure 13 et dont l'extrémité supérieure est engagée dans un alésage ménagé dans la pièce de fixation 18 et blo quée à l'aide d'une vis 20.
On remarque encore, à la fig. 2, deux conduc teurs 21 et 22 pour l'amenée du courant d'usinage au poinçon 16 et à la matrice 15. En dessous de la matrice 15 se trouve un espace 23 dans lequel dé bouchent deux orifices 24 et 25.
La partie gauche de la fig. 1 représente une ins tallation de circulation du liquide diélectrique qui est nécessaire à l'usinage. Cette installation comprend un.
réservoir 26 sur lequel est montée une pompe 27 aspirant le liquide qu'il contient. Ce liquide est envoyé ensuite par une conduite -28 dans un filtre 29 puis, par une conduite 30 contrôlée par une vanne 31, jusque dans la cuve 2. Une conduite 32 contrô lée par une vanne 33 débouche dans le réservoir 26 et permet la vidange de la cuve 2.
A la sortie du filtre 29, une dérivation 34 permet d'amener, par une conduite 35 contrôlée par une vanne 36, le liquide diélectrique dans l'espace 23 situé au-dessous de la matrice 15, cette conduite 35 aboutissant à l'orifice 24. La dérivation 34 amène également du liquide à une pompe 37 à haute pression, du type volumétrique, qui envoie le liquide dans une trompe à vide 38. Entre cette dernière et la pompe 37 se trouve une vanne de réglage 39 au moyen de la quelle on peut permettre à une certaine quantité du liquide de retourner dans le réservoir 26 par une conduite 40.
La trompe 38 présente une conduite d'aspiration 41 qui aboutit à l'espace 23 par l'ori- fice 25.
Pendant l'usinage de la matrice à l'aide du poin çon 16 qui constitue l'électrode, la cuve 2 est rem plie de liquide diélectrique, comme représenté à la fig. 2. L'espace situé en dessous de-la matrice 15 est aussi rempli de liquide, mais une partie de celui- ci est aspirée par l'orifice 25, tandis que du liquide frais est amené par l'orifice 24.
En principe, la quan tité de liquide amené par l'orifice 24 est plus petite que celle s'échappant par l'orifice 25 et la différence de ces deux débits est compensée par un écoulement du liquide contenu dans la cuve et passant entre le poinçon 16 et le trou qui a été préalablement ébau ché et qui doit être usiné dans la matrice 15 par ce poinçon.
On obtient ainsi un renouvellement conti nuel du liquide dans la zone d'usinage et, grâce au sens de circulation choisi qui est le même que celui de l'avance du poinçon pendant l'usinage,
le liquide qui passe entre la paroi du trou usiné et le poinçon reste propre jusqu'à ce qu'il atteigne la zone d'usi nage comprise entre le fond de ce trou et l'extrémité du poinçon. Il en résulte pratiquement que toutes les décharges se produisent entre l'extrémité du poin çon et le fond du trou et l'on peut constater une absence complète de décharges entre la paroi laté rale du poinçon et la paroi du trou de la matrice.
Grâce à cette absence de décharges latérales, la paroi du trou usiné est tout à fait exempte de conicité, ce qui permet d'effectuer l'usinage en faisant avancer le poinçon dans le même sens que lorsque le poin çon est utilisé ultérieurement pour former une pièce sur la matrice, ce qui n'était pas possible jusqu'à présent avec les procédés d'usinage connus.
L'expérience a démontré qu'il était plus facile de régler le débit entre le poinçon et la matrice en ame nant une certaine quantité de liquide réglable par l'orifice 24 plutôt qu'en agissant sur l'aspiration pro duite par la trompe 38.
Grâce à l'emploi du bloc à colonnes sur la machine, on obtient un guidage très précis et très rigide du poinçon, par rapport à la matrice 15.
Comme pour les opérations. de découpage destinées à être effectuées ultérieurement avec cette matrice, celle-ci doit aussi être montée sur un bloc à colonnes ainsi que le poinçon, il est évident que, si les deux blocs à colonnes sont identiques, on obtient très facilement la coïncidence entre le poinçon 16 et la matrice 15,
puisque le poinçon lui-même a constitué l'électrode permettant d'usiner la matrice.
Dans la forme d'exécution représentée, le bloc à colonnes est fixé de façon amovible sur la machine à usiner par électro=érosion, de sorte qu'il est même possible, lorsque l'usinage est terminé, d'enlever com plètement ce bloc à colonnes portant la matrice et le poinçon, et de l'utiliser pour les opérations de dé coupage qui doivent être effectuées à l'aide de ce poinçon et de cette matrice. De cette façon,
les opé rations de découpage peuvent être faites sans avoir à réaliser aucun réglage préalable.
Il est bien entendu qu'on pourrait effectuer l'usi nage complet de la creusure ou du trou de la matrice sans ébauche préalable. Cependant, il ne serait plus possible, dans ce cas, de prévoir une circulation du liquide diélectrique du genre de celle décrite plus haut.
Method of machining a die by electroerosion, and machine for implementing this method The dies, in particular those which are used with a punch to cut sheets, are made of very hard metal and, for this reason,
they are often machined by electroerosion. It is however very difficult to obtain a perfect coincidence between the punch and the corresponding hole which must be made in the die,
especially when the edge of this hole must have an irregular shape. The present invention relates to a method of machining a die by electroerosion so that this coincidence between the punch and the die is very easily obtained. This method is characterized in that the matrix is fixed on the base of a column block, in that it is fixed,
on an upper part of this block arranged so as to be able to slide on columns fixed to said base, a punch of the tines to be used subsequently to form parts on this die, and in that this punch is used as a tool electrode at the less to complete die machining by spark erosion.
Another subject of the invention is a machine for implementing this method. This machine comprises an electrical device for delivering an electrical current in the form desired to enable machining by electroerosion and is characterized in that it comprises a column block having electrical insulation between the base on which the base is to be fixed. die and the upper sliding part serving as a support for the punch,
and in that it further comprises a servo-mechanism responsive to the electrical conditions of the electro-erosion machining and arranged so as to control the movements of the upper sliding part. The appended drawing represents, schematically and by way of example, an embodiment of the machine making it possible to implement the method which is the subject of the invention. Fig. 1 is a schematic view of this embodiment.
Fig. 2 shows, in section, the detail of the column block in position on the machine. The machine shown comprises a frame 1 sup carrying a tank 2 intended to contain a dielectric liquid in which the machining is carried out by electro-erosion. The machine has, above the tank 2, an arm 3 containing a servomechanism shown schematically at 4 and intended to maintain, in a known manner, the desired distance between the electrode and the workpiece.
The electrical energy necessary to cause the discharges between the workpiece and the electrode is supplied by an installation housed in a separate frame 5.
Referring to fig. 2, we note that the bottom of the tank 2 constitutes a table 6 on which is fixed the base 7 of a column block. The base 7 is isolated from the table 6 by an insulating layer 8, an insulation 9 also being provided to prevent the current from passing from the base 7 to the fixing screws of the latter on the table 6, only one of these screws 10 being shown in the drawing.
The base 7 has two bores in which two columns 11 are fixed, with the interposition of an insulating sleeve 12. These two columns 11 serve as a guide for an upper part 13 which constitutes the sliding part of the column block. Springs 14 are placed respectively around each column 11 and bear on the base 7 and against the upper part 13 to substantially compensate for the weight of the latter.
The base 7 has a housing in which a die 15 is engaged with precision. The machining electrode is formed by a punch 16 which is fixed by means of a sleeve 17 to the upper part 13. The latter is connected, at its upper part, to a fixing part 18 of the servo mechanism 4. .
This connection is ensured by means of a part 19 screwed into the upper part 13 and the upper end of which is engaged in a bore made in the fastening part 18 and blocked with a screw 20.
We also notice, in fig. 2, two conductors 21 and 22 for supplying the machining current to the punch 16 and to the die 15. Below the die 15 there is a space 23 in which two openings 24 and 25 are blocked.
The left part of fig. 1 shows an installation for circulating the dielectric liquid which is necessary for machining. This facility includes a.
tank 26 on which is mounted a pump 27 sucking the liquid it contains. This liquid is then sent by a line -28 to a filter 29 then, by a line 30 controlled by a valve 31, to the tank 2. A line 32 controlled by a valve 33 opens into the tank 26 and allows emptying. tank 2.
At the outlet of the filter 29, a bypass 34 enables the dielectric liquid to be brought, via a pipe 35 controlled by a valve 36, into the space 23 located below the matrix 15, this pipe 35 leading to the orifice 24. The bypass 34 also supplies liquid to a high pressure pump 37, of the positive displacement type, which sends the liquid into a vacuum pump 38. Between the latter and the pump 37 is an adjustment valve 39 by means of the valve. which can allow a certain quantity of the liquid to return to the reservoir 26 through a pipe 40.
The pump 38 has a suction line 41 which terminates in the space 23 through the port 25.
During the machining of the die using the punch 16 which constitutes the electrode, the tank 2 is filled with dielectric liquid, as shown in FIG. 2. The space below die 15 is also filled with liquid, but part of it is sucked through port 25, while fresh liquid is fed through port 24.
In principle, the quantity of liquid supplied through orifice 24 is smaller than that escaping through orifice 25 and the difference between these two flow rates is compensated for by a flow of the liquid contained in the tank and passing between the punch 16 and the hole which has been pre-blanked and which must be machined in the die 15 by this punch.
A continual renewal of the liquid in the machining zone is thus obtained and, thanks to the direction of circulation chosen which is the same as that of the advance of the punch during machining,
the liquid which passes between the wall of the machined hole and the punch remains clean until it reaches the machining zone between the bottom of this hole and the end of the punch. As a result, practically all of the discharges occur between the end of the punch and the bottom of the hole, and a complete absence of discharges can be observed between the side wall of the punch and the wall of the die hole.
Thanks to this absence of lateral discharges, the wall of the machined hole is completely free of taper, which allows machining to be carried out by advancing the punch in the same direction as when the punch is subsequently used to form a part on the die, which was not possible until now with known machining methods.
Experience has shown that it is easier to adjust the flow rate between the punch and the die by supplying a certain quantity of adjustable liquid through the orifice 24 rather than by acting on the suction produced by the tube 38 .
Thanks to the use of the column block on the machine, very precise and very rigid guidance of the punch is obtained, relative to the die 15.
As for operations. cutting intended to be carried out later with this die, it must also be mounted on a column block as well as the punch, it is obvious that, if the two column blocks are identical, the coincidence between the punch 16 and die 15,
since the punch itself constituted the electrode making it possible to machine the die.
In the embodiment shown, the column block is detachably attached to the machining machine by electro-erosion, so that it is even possible, when the machining is finished, to completely remove this block. with columns carrying the die and the punch, and to use it for the cutting operations which must be carried out using this punch and this die. In this way,
cutting operations can be performed without having to make any prior adjustment.
It is understood that one could carry out the complete machining of the recess or the hole of the die without prior roughing. However, it would no longer be possible, in this case, to provide a circulation of the dielectric liquid of the type described above.