CH646894A5

CH646894A5 - Procede et dispositif pour decouper par decharges erosives.

Info

Publication number: CH646894A5
Application number: CH243582A
Authority: CH
Inventors: Francois Balleys
Original assignee: Charmilles Sa Ateliers
Priority date: 1982-04-22
Filing date: 1982-04-22
Publication date: 1984-12-28
Also published as: JPS58186533A; US4598190A; DE3311124C2; JPS6348654B2; DE3311124A1

Description

L'invention concerne un procédé pour découper, par décharges électriques érosives, une électrode-pièce au moyen d'une électrode-fil, selon lequel on effectue des déplacements relatifs de ces électrodes, d'une part, selon une trajectoire de découpe prédéterminée et, d'autre part, selon un mouvement oscillatoire dans des directions transversales à cette trajectoire.

Le découpage d'une pièce métallique au moyen d'un fil de quelques dixièmes de millimètre de diamètre pose des problèmes importants dus à l'étroitesse de la fente d'usinage, notamment celui de l'évacuation des déchets d'usinage et celui de la rectitude du fil entre ces guides, cette dernière étant perturbée par les forces répulsives exercées sur le fil au cours de l'étincelage.

Pour résoudre partiellement ces problèmes, il est connu de faire osciller le fil dans des directions transversales à la trajectoire de découpe par exemple comme décrit dans le brevet US N° 2794110. De cette façon, la largeur de la fente d'usinage est augmentée, ce qui améliore sensiblement l'évacuation des déchets et diminue les forces répulsives. Cette méthode connue, qui permet dans une certaine mesure de diminuer les courts-circuits et d'améliorer le refroidissement du fil, est avantageuse pour des découpes rapides avec un état de surface grossier. Il est alors nécessaire d'effectuer une nouvelle opération d'usinage de finition sur la surface usinée de la pièce en parcourant une nouvelle fois la trajectoire de découpe avec un régime d'usinage plus faible. Cette nouvelle opération prend beaucoup de temps et augmente le coût de l'usinage.

L'invention a pour but de raccourcir le temps d'usinage total de la pièce en effectuant la phase de finition en même temps que la phase de découpe. Le procédé faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à contrôler l'amplitude instantanée des déplacements transversaux à cette trajectoire, et à diminuer l'énergie des décharges jusqu'à une valeur minimale lorsque cette amplitude augmente jusqu'à une valeur maximale et vice versa.

L'invention concerne également un dispositif pour la mise en en œuvre du procédé précité.

Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif permettant la mise en œuvre du procédé objet de l'invention.

La fig. 1 représente le schéma d'un dispositif fonctionnant selon le procédé précité.

Les fig. 2 à 4 sont des coupes à travers des fentes d'usinage illustrant des particularités d'usinage.

La fig. 5 montre un exemple d'une microtrajectoire effectuée par l'électrode-fil.

La fig. 6 représente un diagramme illustrant les variations du courant d'usinage en fonction de l'amplitude des microdéplacements transversaux.

Dans une machine à découper par électro-érosion, telle qu'illustrée à la fig. 1, une électrode-fil 1 est déroulée d'une bobine débitrice 2, passe ensuite par une fente d'usinage 3 dans l'électrode-pièce 4, située entre une roue amont 5 et une roue aval 6 et entre un guide amont 7 et un guide aval 8, pour être enroulée finalement sur une bobine réceptrice 9. Les bobines débitrice 2 et réceptrice 9, les roues 5 et 6 et les guides 7 et 8 sont portés par un cadre 10. Ce cadre 10 et l'électrode-pièce 4 sont déplaçables l'un par rapport à l'autre au moyen des moteurs 11 et 12 commandant des déplacements dans deux directions orthogonales X et Y. Cet arrangement permet, d'une part, de déterminer la trajectoire globale de la découpe de l'électro-de-pièce 4 par l'électrode-fil 1 et, d'autre part, d'effectuer des microdéplacements de l'électrode-fil 1 dans la fente d'usinage 3. Les microdéplacements individuels transversaux à la direction de découpe et des microdéplacements individuels parallèles à la direction de découpe constituent ensuite une microtrajectoire dont un exemple est illustré à la fig. 5

Les microdéplacements dans la direction de la découpe et les microdéplacements transversaux sont coordonnés selon une fonction prédéterminée et la vitesse de chacun de ces microdéplacements est contrôlée de manière à maintenir des conditions d'usinage déterminées.

La machine (fig. 1) comporte en outre une table u/v 13 pour déplacer l'un des guides 7 par rapport à l'autre 8 au moyen des moteurs 14 et 15 dans deux directions orthogonales u et v.

Le fonctionnement de la machine est contrôlé par une installation de commande numérique des déplacements relatifs de l'électrode-pièce 4 et des guides 7 et 8 comprenant deux unités de calcul 16 et 18. L'unité de calcul 16 évalue la trajectoire de découpe à partir d'un premier support d'information 17 et l'unité de calcul 18 fournit les informations relatives aux microdéplacements à partir d'un second support d'information. Les données fournies par ces unités de calculs 16 et 18 sont transmises aux moteurs 11 et 12 par l'intermédiaire d'un circuit 20 de répartition des microdéplacements X-Y transversaux et dans la direction de la découpe.

Ce circuit 20 est contrôlé par une grandeur 21 représentative de la vitesse d'avance de l'usinage qui est élaborée de manière connue par un circuit de réglage 21-23, en fonction de l'écart entre une grandeur 22 représentative de la distance d'étincelage, telle que la tension moyenne d'usinage ou le délai moyen d'amorçage des décharges, et une grandeur de référence 23.

Les moteurs 14 et 15 de la table u/v 13 sont commandés par un circuit de correction 24 permettant de maintenir un rapport déterminé et ajustable entre les amplitudes des microdéplacements effectués au niveau du guide amont 7 et du guide inférieur 8 de façon à donner une faible inclinaison aux surfaces usinées ou à corriger des défauts d'usinage.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

646 894

Pour pouvoir varier l'énergie des décharges érosives en fonction de l'amplitude des microdéplacements transversaux, le dispositif selon l'invention comporte un générateur de fonctions 25 et un générateur d'impulsions 26. L'unité de calcul 18 donne à chaque instant une information sur l'amplitude du microdéplacement transversal s qui est transmise au générateur d'impulsions 26 par l'intermédiaire du générateur de fonctions 25 pour faire décroître l'énergie des décharges lorsque l'amplitude du microdéplacement transversal augmente et vice versa. Cette énergie peut être modifiée au moyen du courant de crête des décharges et/ou de la durée de ces décharges. Le >o générateur décrit dans le brevet US N° 3832510 convient particulièrement bien à cet usage. La fig. 6 représente un diagramme de la variation du courant de décharge en fonction de l'amplitude des microdéplacements transversaux. Cette fonction peut être continue, a, ou discontinue, b. 15

La fig. 5 montre un exemple de microtrajectoire du centre de l'électrode-fil constituée par des déplacements linéaires de l'ordre de 4 |jm, suivis par des déplacements circulaires centrés sur la trajectoire de découpe. Sans modulation du courant de décharge en fonction de l'amplitude des microdéplacements, on obtient alors une 20 découpe rapide, mais avec un état de surface grossier, tel qu'illustré à la fig. 2.

Si l'on varie maintenant le courant d'usinage comme illustré à la fig. 5 jusqu'à une valeur minimale lorsque l'amplitude du microdéplacement augmente et vice-versa, on peut alterner une phase 25 d'ébauche effectuée avec un courant d'usinage élevé, lorsque le fil 1 occupe une position centrale dans la fente d'usinage 3, avec une phase de finition se distinguant par un courant d'usinage faible,

lorsque le fil se rapproche des surfaces latérales de la fente d'usinage

(amplitude maximale + A et — A). Le courant d'usinage est ainsi modulé suivant une fonction inverse de l'amplitude des microdéplacements transversaux. La fig. 3 illustre une découpe effectuée suivant ce procédé et se distingue de la découpe représentée à la fig. 2 par l'état de surface de finition exempt de rugosités.

Le générateur de fonctions peut également être conçu pour varier l'énergie des décharges seulement du côté de la surface de la pièce usinée; on obtient ainsi un état de surface de finition sur un seul côté de la fente d'usinage, comme représenté à la fig. 4.

Il est bien entendu que le mode de réalisation décrit ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et qu'il peut recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention.

En particulier, le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre par d'autres dispositifs faisant osciller l'électrode-fil transversalement. On peut, par exemple, placer chaque guide 7 et 8 de l'électrode-fil 1 en position excentrée sur un plateau rotatif. En synchronisant la rotation de ces plateaux et en variant l'énergie des décharges en fonction de la position angulaire des plateaux, un résultat analogue est obtenu.

D'autres formes de microtrajectoire, par exemple des formes en créneau ou en zigzag, sont obtenues en effectuant des microdéplacements transversaux liés aux microdéplacements dans la direction de découpe par d'autres fonctions prédéterminées du premier degré ou d'un degré supérieur.

De même, il serait possible de modifier la fonction reliant l'énergie des décharges à l'amplitude des déplacements transversaux suivant le matériau usiné, le type d'usinage choisi ou suivant la qualité du résultat recherchée.

R

2 feuilles dessins

Claims

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1. Procédé pour découper, par décharges électriques érosives, une électrode-pièce au moyen d'une électrode-fil, selon lequel on effectue des déplacements relatifs de ces électrodes, d'une part, selon une trajectoire de découpe prédéterminée et, d'autre part, selon un mouvement oscillatoire dans des directions transversales à cette trajectoire, caractérisé en ce qu'il consiste à contrôler l'amplitude instantanée des déplacements transversaux à cette trajectoire, et à diminuer l'énergie des décharges jusqu'à une valeur minimale, lorsque cette amplitude augmente jusqu'à une valeur maximale et vice versa.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à diminuer l'énergie des décharges seulement pour les déplacements transversaux effectués d'un côté déterminé de la fente de découpage.

2

REVENDICATIONS

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à varier l'amplitude des déplacements transversaux selon des portions de cercles centrés sur la trajectoire de découpe.

4. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, comportant une installation de commande numérique des déplacements relatifs des électrodes dans la direction de la trajectoire de découpe et dans des directions transversales à cette direction, et un générateur d'impulsions (26) pour produire des décharges entre les électrodes, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de calcul (18) de l'amplitude des déplacements transversaux des électrodes et un circuit générateur de fonction (25) coopérant avec le circuit de calcul (18) pour varier l'énergie des décharges produites par le générateur d'impulsions (26) selon une fonction de l'amplitude des déplacements transversaux.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite fonction est une fonction inverse de l'amplitude des déplacements transversaux.

6. Dispositif selon la revendication 4, comportant deux guides (7, 8) de l'électrode-fil (1) entre lesquels l'électrode-pièce (4) est disposée et des moyens (13-15) pour déplacer l'un des guides (7) par rapport à l'autre (8), caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de correction (24), pour corriger les déplacements de l'un des guides (7) afin de maintenir un rapport déterminé entre les amplitudes de déplacements de ces deux guides (7 et 8).