DESCRIPTION
Lorsqu'on doit usiner plusieurs fois la même empreinte ou cavité dans une pièce, il est avantageux d'effectuer ces usinages simultanément au moyen d'une tête d'usinage supportant plusieurs électrodes identiques. Il est aussi avantageux de répéter succesSivement ces usinages sur plusieurs pièces en utilisant le même jeu d'électrodes. Cependant, on constate que les électrodes subissent une usure irrégulière, de sorte que certaines électrodes s'usent plus vite que les autres.
Après plusieurs usinages avec les mêmes électrodes, des erreurs d'usinage non négligeables apparaissent et obligent l'opérateur soit à changer d'électrodes, soit à corriger leurs longueurs par un système de compensation d'usure. Cette dernière méthode, décrite par exemple dans le brevet US-3,125,700, est prévue pour une seule électrode en forme de tige pour le perçage de trous. Toutefois, l'utilisation de cette méthode pour plusieurs électrodes de plus grandes dimensions conduirait à prévoir un système de correction pour chaque électrode, ce qui serait indésirable du fait de l'encombrement et du coût d'un tel système.
L'invention a pour but d'éliminer ces inconvénients par un procédé et un dispositif qui permettent de rectifier la surface travaillante d'une électrode et/ou de l'aligner avec celles d'autres électrodes sans nécessiter l'utilisation d'un dispositif mécanique spécial. De plus, le nouveau procédé permet de corriger la forme des électrodes et même de la modifier à volonté sans usinage mécanique.
A cet effet, I'invention est définie comme il est dit aux revendications I et 6.
L'invention sera maintenant illustrée par la description d'un mode de réalisation et à l'aide du dessin, dans lequel
la fig. 1 montre des électrodes usées irrégulièrement après plusieurs usinages successifs,
la fig. 2 montre l'alignement des électrodes de la fig. 1 obtenu après une usure artificielle,
la fig. 3 montre un exemple où les surfaces frontales des électrodes ne sont initialement pas parallèles à la surface de la pièce à usiner,
la fig. 4 montre la modification des surfaces frontales de la fig. 3 obtenue par l'utilisation du procédé,
la fig. 5 montre le résultat obtenu lors d'un usinage avec les électrodes de la fig. 4,
la fig. 6 est un schéma fonctionnel d'une installation EDM pour la mise en oeuvre de l'invention.
Les figures 1 à 5 illustrent le principe du procédé selon l'invention. Dans la figure 1, trois électrodes parallèles A, B, C, dont les surfaces frontales sont inégalement usées et arrondies par suite d'usinages antérieurs, sont sur le point de commencer à creuser par enfonçage trois cavités dans une pièce 1. Pour plus de clarté, les variations de forme et de taille entre les électrodes ont été exagérées dans le dessin. Le but de l'usinage est d'obtenir des cavités à fond plat et toutes d'égale profondeur. Pour rectifier les électrodes, L'usinage débute avec une polarité inversée et au besoin une durée des décharges inférieure à ce qui est optimal lorsqu'on désire une usure mini- male de l'électrode.
Schématiquement, cela conduit à la situation de la figure 2, où la surface supérieure de la pièce 1 originairement plane et normale aux axes des électrodes a érodé celles-ci de manière à rendre leurs surfaces frontales planes et alignées. Les pointillés indiquent la partie des électrodes qui a été érodée par étincelage pour obtenir ce résultat. Une fois terminée cette usure artificiellement accélérée des électrodes, L'usinage normal, pendant lequel les électrodes sont usées le moins possible, peut commencer. Si les trois électrodes sont solidaires d'une même embase et mues en bloc en direction axiale, cet usinage normal produira trois cavités ayant exactement la même profondeur et des fonds sensiblement plats.
Les figures 3 à 5 illustrent l'érosion de deux cavités ayant des axes parallèles et inclinés par rapport à la surface S de la pièce à usiner 1 et dont les fonds F sont parallèles à cette surface, au moyen de deux électrodes cylindriques et parallèles D et E. Si au début de l'usinage ces électrodes présentent par exemple des surfaces frontales non alignées et perpendiculaires aux axes des électrodes, comme indiqué à la figure 3, il est possible d'aligner mutuellement ces surfaces par une usure artificielle réalisée comme dans l'exemple précédent, ce qui les rendra en même temps parallèles à la surface S de la pièce dans laquelle on creuse les cavités. Le résultat de cette érosion des électrodes est esquissé à la figure 4 où les parties érodées des électrodes sont indiquées en pointillé, comme précédemment.
Une érosion normale peut alors débuter et conduira au résultat désiré qui est esquissé à la figure 5. Ici aussi les électrodes sont solidaires d'une même embase (non montrée au dessin) qu'il suffit de déplacer parallèlement aux axes des électrodes pour obtenir d'abord leur rectification, puis l'usinage voulu.
Dans le mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 6, le chiffre 1 désigne comme auparavant la pièce à éroder, qui est fixée dans un bac 4. Les lettres A, B, C désignent trois électrodes destinées à usiner cette pièce par enfonçage. Elles sont montées sur une embase unique 2 dont elles sont électriquement isolées par trois isolateurs 3a, 3b et 3c. Chaque électrode est alimentée par un conducteur individuel 5a, 5b, 5c et trois organes de mesure 8a, 8b, 8c mesurent séparément le courant circulant dans chacun des conducteurs. Ces courants sont fournis par une source de courant continu 1 1 et délivrés par l'intermédiaire d'un premier inverseur de polarité 12. Un interrupteur électronique 13, commandé de la manière usuelle par un multivibrateur 14, produit les impulsions de travail nécessaires à l'électroérosion.
Les signaux de sortie des organes de mesure 8a, 8b, 8c sont transmis séparément à trois circuits de mise en forme 9a, 9b, 9c dont chacun produit un signal de sortie dès que l'électrode correspondante n'est plus soumise à l'étincelage. Ces signaux de sortie sont transmis à trois entrées 10a, 10b, 10c d'une porte NON-ET 10 dont la sortie commande, à travers un amplificateur 15, le multivibrateur
14 ainsi que le premier inverseur de polarité 12.
Un servomoteur 6 déplace l'embase 2, et donc l'ensemble des trois électrodes A, B et C. Ce servomoteur est commandé de manière usuelle par un circuit 20 qui élabore un signal représentatif de l'écart UR-U entre une tension de référence UR délivrée par un circuit de référence 21 et la tension moyenne U aux électrodes. Celle-ci est amenée au circuit 20 par l'intermédiaire d'un second inverseur de polarité 22 fonctionnant en synchronisme avec le premier inverseur
12 afin de maintenir la même polarité dans les circuits de commande du servomoteur 6, indépendamment de la polarité de la tension appliquée entre les électrodes et la pièce.
Un certain nombre de circuits additionnels permettent de rendre la polarité délivrée aux électrodes dépendante non seulement du
nombre d'électrodes à travers lesquelles circule un courant d'usinage, mais aussi de la surface totale soumise à l'étincelage. A cet effet, il est prévu un circuit 23 qui détermine à partir des signaux commandant le servomoteur 6 la vitesse moyenne Vu d'avance des électrodes, ainsi qu'un circuit 24 de mesure du courant moyen lu d'usinage. Un circuit de calcul 25 élabore, à partir des signaux qu'il reçoit des circuits 23 et 24, le quotient Su = IUIVU qui sert, de manière connue en soi, à évaluer la surface totale soumise à l'étincelage.
Le circuit de calcul 25 transmet un signal représentant cette surface à une entrée d'un comparateur 26 dont l'autre entrée reçoit d'un circuit de référence 27 un signal qui représente la surface de consigne SR. Le comparateur 26 élabore un signal de fonction de la valeur de Su et le transmet à la quatrième entrée de la porte NON
ET 10.
On voit facilement que les paramètres de cette installation peuvent être choisis de manière qu'elle fonctionne comme suit. Dès qu'une des électrodes n'est plus soumise à un étincelage, cela est détecté par l'organe de mesure 8 correspondant. Celui-ci agit sur le circuit de mise en forme 9 correspondant qui à son tour produit un signal de sortie agissant - par l'intermédiaire de la porte 10 - soit sur le multivibrateur 14 pour diminuer la longueur des impulsions d'usinage, soit sur l'inverseur 12pour inverser la polarité d'usinage, soit encore les deux à la fois. Dans tous les cas, cela entraîne une usure accélérée de la ou des électrodes soumises à l'étincelage.
De même, lorsque la surface totale d'étincelage est inférieure à une valeur-consigne SR (par exemple parce qu'une ou plusieurs électrodes sont arrondies par usure), cela est détecté par le comparateur 26 qui peut commander la porte 10 de manière à produire le même effet.
Lorsque les conditions d'étincelage désirées sont remplies, c'està-dire que toutes les électrodes travaillent à l'unisson et/ou que la surface totale d'étincelage atteint une valeur donnée, la porte 10 commande le multivibrateur 14 et/ou la polarité d'usinage de façon à réaliser les conditions normales, c'est-à-dire celles qui assurent une érosion aussi efficace que possible de la pièce à usiner, en même temps qu'une usure minimale des électrodes. On peut ainsi corriger la forme et/ou l'alignement des électrodes, comme cela a été décrit en relation avec les figures I à 5, c'est-à-dire sans qu'il soit nécessaire de les repositionner ou de les rectifier mécaniquement.
DESCRIPTION
When the same cavity or cavity has to be machined several times in a part, it is advantageous to carry out these machining operations simultaneously by means of a machining head supporting several identical electrodes. It is also advantageous to repeat these machining operations successively on several parts using the same set of electrodes. However, it is found that the electrodes undergo irregular wear, so that some electrodes wear out faster than the others.
After several machining operations with the same electrodes, significant machining errors appear and force the operator either to change the electrodes or to correct their lengths by a wear compensation system. The latter method, described for example in US Pat. No. 3,125,700, is provided for a single rod-shaped electrode for drilling holes. However, the use of this method for several electrodes of larger dimensions would lead to providing a correction system for each electrode, which would be undesirable because of the size and cost of such a system.
The object of the invention is to eliminate these drawbacks by a method and a device which make it possible to rectify the working surface of an electrode and / or to align it with those of other electrodes without requiring the use of a device. special mechanics. In addition, the new process allows the shape of the electrodes to be corrected and even modified at will without mechanical machining.
To this end, the invention is defined as it is said in claims I and 6.
The invention will now be illustrated by the description of an embodiment and by means of the drawing, in which
fig. 1 shows electrodes worn irregularly after several successive machining operations,
fig. 2 shows the alignment of the electrodes of FIG. 1 obtained after artificial wear,
fig. 3 shows an example where the front surfaces of the electrodes are not initially parallel to the surface of the workpiece,
fig. 4 shows the modification of the front surfaces of FIG. 3 obtained by using the process,
fig. 5 shows the result obtained during machining with the electrodes of FIG. 4,
fig. 6 is a block diagram of an EDM installation for implementing the invention.
Figures 1 to 5 illustrate the principle of the method according to the invention. In Figure 1, three parallel electrodes A, B, C, the front surfaces of which are unevenly worn and rounded as a result of previous machining, are about to begin digging three cavities into a part 1. clarity, variations in shape and size between the electrodes have been exaggerated in the drawing. The aim of the machining is to obtain cavities with a flat bottom and all of equal depth. To rectify the electrodes, machining begins with reverse polarity and, if necessary, a duration of discharges less than what is optimal when minimal wear of the electrode is desired.
Schematically, this leads to the situation in FIG. 2, where the upper surface of the part 1 originally plane and normal to the axes of the electrodes has eroded the latter so as to make their front surfaces plane and aligned. The dotted lines indicate the part of the electrodes which has been eroded by sparking to obtain this result. Once this artificially accelerated wear of the electrodes has ended, normal machining, during which the electrodes are worn as little as possible, can begin. If the three electrodes are integral with the same base and moved in a block in the axial direction, this normal machining will produce three cavities having exactly the same depth and substantially flat bottoms.
FIGS. 3 to 5 illustrate the erosion of two cavities having axes which are parallel and inclined relative to the surface S of the workpiece 1 and whose bottoms F are parallel to this surface, by means of two cylindrical and parallel electrodes D and E. If at the start of machining these electrodes have, for example, non-aligned front surfaces perpendicular to the axes of the electrodes, as indicated in FIG. 3, it is possible to align these surfaces mutually by artificial wear carried out as in the previous example, which will make them at the same time parallel to the surface S of the part in which the cavities are hollowed out. The result of this erosion of the electrodes is sketched in FIG. 4 where the eroded parts of the electrodes are indicated in dotted lines, as before.
Normal erosion can then begin and will lead to the desired result which is sketched in FIG. 5. Here too the electrodes are integral with the same base (not shown in the drawing) which it suffices to move parallel to the axes of the electrodes to obtain d first their rectification, then the desired machining.
In the embodiment of the invention represented in FIG. 6, the number 1 designates, as before, the part to be eroded, which is fixed in a tray 4. The letters A, B, C denote three electrodes intended to machine this part by sinking. They are mounted on a single base 2 from which they are electrically isolated by three insulators 3a, 3b and 3c. Each electrode is supplied by an individual conductor 5a, 5b, 5c and three measuring members 8a, 8b, 8c separately measure the current flowing in each of the conductors. These currents are supplied by a direct current source 1 1 and delivered via a first polarity inverter 12. An electronic switch 13, controlled in the usual manner by a multivibrator 14, produces the working pulses necessary for the EDM.
The output signals from the measuring elements 8a, 8b, 8c are transmitted separately to three shaping circuits 9a, 9b, 9c, each of which produces an output signal as soon as the corresponding electrode is no longer subjected to sparking. . These output signals are transmitted to three inputs 10a, 10b, 10c of a NAND gate 10 whose output controls, through an amplifier 15, the multivibrator
14 as well as the first polarity reverser 12.
A servomotor 6 moves the base 2, and therefore all three electrodes A, B and C. This servomotor is controlled in the usual way by a circuit 20 which generates a signal representative of the difference UR-U between a voltage of reference UR delivered by a reference circuit 21 and the average voltage U at the electrodes. This is brought to circuit 20 via a second polarity inverter 22 operating in synchronism with the first inverter
12 in order to maintain the same polarity in the control circuits of the servomotor 6, independently of the polarity of the voltage applied between the electrodes and the part.
A certain number of additional circuits make it possible to make the polarity delivered to the electrodes dependent not only on the
number of electrodes through which a machining current flows, but also the total surface subjected to sparking. To this end, a circuit 23 is provided which determines from the signals controlling the servomotor 6 the average speed Seen in advance of the electrodes, as well as a circuit 24 for measuring the average reading current of machining. A calculation circuit 25 develops, from the signals it receives from circuits 23 and 24, the quotient Su = IUIVU which is used, in a manner known per se, to evaluate the total surface subjected to sparking.
The calculation circuit 25 transmits a signal representing this surface to an input of a comparator 26 whose other input receives from a reference circuit 27 a signal which represents the reference surface SR. Comparator 26 generates a function signal of the value of Su and transmits it to the fourth input of the gate NO
AND 10.
It is easy to see that the parameters of this installation can be chosen so that it works as follows. As soon as one of the electrodes is no longer subjected to sparking, this is detected by the corresponding measuring member 8. This acts on the corresponding shaping circuit 9 which in turn produces an output signal acting - via the door 10 - either on the multivibrator 14 to reduce the length of the machining pulses, or on the inverter 12 to reverse the machining polarity, or again both at the same time. In all cases, this leads to accelerated wear of the sparked electrode (s).
Likewise, when the total sparking surface is less than a setpoint value SR (for example because one or more electrodes are rounded by wear), this is detected by the comparator 26 which can control the door 10 so as to produce the same effect.
When the desired spark conditions are met, i.e. all the electrodes work in unison and / or the total spark surface reaches a given value, the door 10 controls the multivibrator 14 and / or the machining polarity so as to achieve normal conditions, that is to say those which ensure as effective erosion of the workpiece as possible, at the same time as minimal wear of the electrodes. It is thus possible to correct the shape and / or the alignment of the electrodes, as has been described in relation to FIGS. 1 to 5, that is to say without it being necessary to reposition or to mechanically correct them. .