CH664917A5 - Procede pour retenir les parties detachees d'une ebauche par electroerosion, et dispositif pour sa realisation. - Google Patents

Description

DESCRIPTION

L'invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour rete-io nir les parties détachées d'une ébauche lors de la découpe de cette ébauche par électroérosion. Une telle découpe est en général effectuée au moyen d'une électrode-outil formée d'un fil, d'un ruban ou d'une tige mince orienté sensiblement à la verticale. Un générateur électrique provoque des décharges érosives entre l'électrode et la 15 pièce et celle-ci est découpée par une avance progressive de l'électrode le long d'une trajectoire sensiblement horizontale. Pour simplifier la terminologie, le terme «chute» sera utilisé dans ce qui suit pour désigner toute partie séparée du reste de l'ébauche lors d'une découpe, que cette partie soit une chute au sens strict du terme, c'est-à-dire un 20 rebut détaché de la pièce à obtenir, ou qu'au contraire cette partie intérieure forme elle-même la pièce que l'on désire obtenir, le rebut étant alors formé par le reste de l'ébauche.

Lorsqu'on découpe un contour fermé ou dont les extrémités atteignent le bord de la pièce, il arrive fatalement à la fin de l'opéra-25 tion que la partie centrale tombe. L'inconvénient est que le mouvement de chute s'amorce avant la fin de l'opération, lorsque la partie centrale n'est plus retenue que par un étroit pont de matière dont la résistance devient finalement insuffisante pour soutenir le poids de la partie centrale. Celle-ci a donc tendance à s'affaisser en se mettant 30 de travers et en pinçant le fil, alors que le générateur est encore enclenché. Le fil-électrode continue par conséquent à usiner, mais il est dévié de sa ligne idéale et provoque des marques indélébiles sur les faces usinées.

Les solutions usuelles exigent l'intervention d'un opérateur, par 35 exemple pour placer des cales, sous la partie centrale peu avant que le contour découpé ne se referme sur lui-même. Cette opération ne peut pas être exécutée au début des opérations* car la tête inférieure d'usinage entrerait alors en collision avec les. cales lors du découpage.

40 Les cales peuvent être remplacées par des ensembles vis-écrous, des parallélogrammes ou des fourches télescopiques, mais tous ces dispositifs exigent une intervention manuelle ou se prêtent très mal à l'automation par suite de leur encombrement excessif.

On a aussi proposé dans le DE 3 209 136 un distributeur de 45 petits aimants fixé à la tête supérieure d'usinage, mais ce dispositif est encombrant, car il doit déposer les aimants sur une fente déjà découpée, et dont l'orientation change constamment. De plus, dans maintes applications, le matériau découpé est du cuivre, de l'aluminium, ou un autre matériau non magnétique. Par ailleurs, l'évacua-50 tion automatique des chutes est rendue très difficile par la présence des aimants.

L'invention vise à éviter les inconvénients ci-dessus et à retenir la chute de manière simple et efficace lors d'une découpe séparant une pièce en deux, sans exiger un ajustage de précision pour aligner le 55 dispositif de retenue exactement dans la position voulue par rapport à la future chute, soit avant le début du découpage soit au cours de celui-ci.

A cet effet, l'invention est définie comme il est dit aux revendications 1 et 7. Cette solution est à la fois précise, robuste et simple à 60 réaliser, en particulier si l'on utilise un dispositif actionné pneumatiquement ou hydrauliquement et asservi à un circuit de commande numérique qui commande simultanément la découpe elle-même.

L'invention sera maintenant illustrée par la description de modes de réalisation et à l'aide du dessin, dans lequel:

65 la fig. 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif selon l'invention,

la fig. 2 est une vue en plan d'un dispositif semblable à celui de la fig. 1, complétée par le schéma d'un système de commande, et

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la fig. 3 est une coupe longitudinale partielle d'une station motrice.

La fig. 1 représente schématiquement une vue générale en perspective d'un dispositif selon l'invention. Le chiffre de référence 1 désigne deux piliers en granit ou en un matériau similaire, sur chacun desquels est fixée une plaque-support 2. Les piliers 1 sont solidement vissés à la table à mouvements croisés X-Y (non représentée) d'une machine à électroérosion (également non représentée). Il est bien entendu qu'inversement la table peut être fixe et le fil animé d'un mouvement X-Y. Toute autre solution mixte produisant un mouvement relatif X-Y du fil par rapport à la pièce est également possible. Chaque plaque-support 2 comporte un épaulement 3. Ces deux épaulements sont situés dans un même plan et supportent la pièce à découper 4, laquelle est représentée de manière partiellement éclatée. La pièce est en outre soutenue par des clavettes 25 vissées contre les surfaces inférieures planes de deux barres-supports 8 et 9 qui reposent également sur les épaulements 3, de part et d'autre de la pièce 4. Pour simplifier la description, on suppose que cette pièce est essentiellement un parallélépipède possédant line surface inférieure plane unique, bien que cela ne soit pas absolument nécessaire. Une région hachurée indique l'emplacement d'une partie 5 de la pièce 4 que l'on désire découper en faisant parcourir la trajectoire 7 à un fil-électrode esquissé en 6. Une fois la trajectoire refermée sur elle-même, la partie 5 forme une chute qui n'est plus supportée ni par les épaulements 3 ni par les clavettes 25 et tombera donc au fond du bac d'électroêrosion (non représenté) si on ne la maintient pas en place de manière appropriée. Pour empêcher la chute de tomber, mais aussi pour éviter des efforts mécaniques considérables sur l'isthme de plus en plus étroit qui relie la chute au reste de la pièce juste avant que la trajectoire 7 ne se referme sur elle-même, il est nécessaire de maintenir la chute à l'emplacement exact où elle se trouvait avant la découpe. A cet effet, il est prévu un ensemble d'organes comprenant deux barres-supports, 8 et 9 ayant des faces inférieures planes qui reposent sur les épaulements 3, de part et d'autre de la pièce 4. Les faces inférieures (non visibles dans le dessin) de ces barres se trouvent donc dans le même plan que la face inférieure (également invisible) de la pièce 4, puisqu'elles reposent sur les mêmes épaulements coplanaires 3 que cette dernière. Des réglettes rectilignes 11,12 et 19, qui ont des faces supérieures planes et sont mobiles en direction des flèches A et R, sont maintenues à proximité des faces inférieures des barres-supports 8 et 9 par des organes 13 à 18 fixés à l'une ou l'autre de ces barres. Les organes 13, 14 et 17 sont des stations motrices dont chacune est capable de faire avancer en direction de la flèche A et reculer en direction de la flèche R la réglette (11,12 ou 19) qui y est engagée tout en la maintenant à faible distance (par exemple quelques dixièmes de mm) de la surface inférieure de la barre-support 8. Lorsque les réglettes sont mues en direction A, chacune s'engage en fin de course dans un des organes 15,16 et 18 fixés à la barre-support 9 et formant des stations réceptrices pour les réglettes. Comme il est décrit plus en détail ci-après, chaque station motrice comprend en outre un dispositif pour soulever la réglette qui y est engagée et pour l'appliquer fermement contre la face inférieure de la barre 8. Cet agencement permet à la fois un coulissement aisé des réglettes pour leur mise en place longitudinale et, le moment venu, une immobilisation précise de ces réglettes par pression contre la face inférieure de la barre. Les stations réceptrices 15,16 et 18 comportent chacune un dispositif similaire, capable d'appliquer une réglette qui y est engagée contre la face inférieure de la barre 9. Des glissières — dont seule la glissière 20 est visible dans la fig. 1 — sont ménagées dans les barres 8, 9 pour permettre le coulissement des stations le long des barres, ce qui permet de choisir l'emplacement exact où viendront se positionner les réglettes. Une fois placée à l'endroit choisi, chaque station peut y être immobilisée par des moyens de fixation, telles des vis, des brides ou des clavettes (non montrées au dessin), etc. Des orifices 23 pratiqués dans les barres 8, 9 facilitent le montage de ces moyens de fixation ainsi que de clavettes 25 (fig. 2) servant à soutenir la pièce 4. De manière analogue, deux séries d'orifices 22 ménagées dans les plaques-supports 2 facilitent la fixation des barres 8 et 9 sur les épaulements 3, de part et d'autre de l'ébauche à usiner 4 au moyen de clavettes 26 (fig. 2).

La fig. 2 est essentiellement une vue en plan du dispositif de la fig. 1 qui comporte en sus un schéma du système de commande du mouvement des réglettes. Pour des raisons de clarté, certaines pièces mobiles (telles la réglette 12 et les stations qui la supportent) occupent des positions légèrement différentes dans les deux figures.

Le chiffre de référence 30 désigne une représentation symbolique de la table à mouvements croisés X-Y qui effectue les mouvements relatifs entre le fil-électrode 6 et la pièce 4 nécessaires pour découper celle-ci au moyen de celui-là, le long de la trajectoire 7. La table 30 est actionnée par des moteurs 31, 32 commandés par une unité de commande numérique 33. Celle-ci commande en outre un automate programmable 34 qui agit sur une batterie 35 d'électrovalves. Ces valves sont alimentées en air comprimé ou en fluide hydraulique (flèche C) par une source non montrée au dessin et leurs sorties sont reliées par des conduites aux stations motrices et réceptrices pour actionner pneumatiquement ou hydrauliquement celles-ci. Si l'on considère en particulier la station motrice 13, la conduite A commande l'avance de la réglette 11 introduite dans cette station, la conduite R le recul de cette réglette et la conduite H la hausse de cette même réglette, pour l'appliquer contre la barre 8. De même, la conduite H' commande la hausse de la réglette 11 lorsque celle-ci est engagée dans la station réceptrice 15. Les autres stations sont commandées de façon similaire par des conduites qui ont toutefois été omises du dessin pour ne pas le surcharger.

On décrira maintenant la suite d'opérations à effectuer lors du découpage de la chute 5 le long de la trajectoire fermée 7, dans le sens de la flèche F. Avant le début de l'usinage, les stations 14,16, 17,18 sont positionnées approximativement aux endroits indiqués dans la fig. 2. La position des stations peut être prédéterminée à partir des dessins d'exécution de la pièce, et leur positionnement effectué automatiquement si on le désire. Les réglettes 12 et 19 engagées dans les stations 14 et 17 sont rétractées de manière à ne pas passer sous la future chute 5. Le fil-électrode est enfilé de manière usuelle dans un avant-trou T„ et une prédécoupe effectuée de T0 au point T situé sur la trajectoire 7 à découper. La découpe est ensuite effectuée dans le sens horaire de T jusqu'au point U situé légèrement à gauche de l'emplacement qu'occuperait la réglette 19 si celle-ci était avancée au maximum (vers le bas dans la fig. 2). La partie restante U-T de la trajectoire de découpe peut être parcourue sans que le fil traverse cet emplacement. A ce moment, on peut donc faire avancer la réglette 19 par la station motrice 17 en direction de la flèche A jusqu'à ce qu'elle s'engage dans la station réceptrice 18. Pendant ce mouvement d'avance, la station motrice maintient la réglette à courte distance, par exemple quelques dixièmes de mm, sous la face inférieure de la pièce 4. Ensuite, la réglette 12 sera appliquée contre les barres 8 et 9 et contre la face inférieure de la chute de la même façon que la réglette 19. Il ne reste plus alors qu'à découper l'ultime morceau de trajectoire V-T pour terminer le découpage sans que la chute 5 tombe ou s'affaisse puisqu'elle est maintenue par les réglettes 12 et 19 dans la position exacte qu'elle occupait avant la découpe.

Bien entendu, il n'est pas besoin d'arrêter la découpe lors de l'avance ou du soulèvement des réglettes. Il est également évident que cet avance et ce soulèvement seront en général commandés automatiquement, sous la dépendance de la même unité de commande numérique 33 qui commande le travail d'électroêrosion et les mouvements du fil par rapport à la pièce à usiner. Le découpage d'autres chutes, comme celles indiquées en 5' et 5", se fera de manière analogue.

Bien que la méthode de mise en place des réglettes par glissement longitudinal décrite ci-dessus soit avantageuse lorsqu'il est nécessaire d'utiliser de nombreuses réglettes côte à côte, on peut également envisager de mettre les réglettes en place par un mouvement transversal, dans la direction des flèches S ou S'. Chaque paire formée d'une station motrice et d'une station réceptrice sera alors remplacée par une paire de stations mobiles mues en synchronisme, l'une le long de

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la barre 8 et l'autre le long de la barre 9, et portant une réglette entre elles a la façon d'un poni roulant. Cette solution exige moins de place dans le bac, les réglettes pouvant être sorties de la surface projetée de la pièce 4 sensiblement sans occuper d'espace en dehors de la projection de l'ensemble formé par les barres 8, 9 et les plaques-supports 2.

La fig. 3 montre une coupe longitudinale partielle à travers une station motrice dont le boîtier 40 porte deux guides 43, 44 dans lesquels est engagée une réglette de section rectangulaire 41. Le boîtier est accroché par une queue-d'aronde 45 à une coulisse ménagée dans la barre 8. La réglette 41 est percée à intervalles réguliers de trous 42a, 42b, etc. Elle est maintenue sous la station 40, à quelques dixièmes de mm du fond de celle-ci et à une distance analogue de la face inférieure de la barre 8, par les deux guides 43, 44 formés d'une pièce avec le boîtier de la station, dans lesquels elle peut glisser longitudi-nalement. L'avance (flèche A) et le recul (flèche R) de la réglette sont obtenus par la poussée d'une tringle 46, respectivement 47. La tringle 46 est solidaire d'un piston 48 monté dans un cylindre 50 et poussé vers le fond de ce cylindre par un ressort de rappel 49.

L'ensemble cylindre-piston forme un poussoir 53 pouvant tourner librement autour d'un axe porteur horizontal 52 dont la partie inférieure repose sur la réglette par l'extrémité libre de la tringle 46.

De l'air comprimé ou un fluide hydraulique peut être amené dans le poussoir par une conduite (non visible sur le dessin) qui pénètre dans le poussoir dans l'alignement de son axe porteur, de manière à ne pas gêner la rotation du poussoir autour de cet axe. Le poussoir repose donc par son propre poids sur la réglette 41. Le cas échéant, un ressort 51 est prévu pour augmenter la pression du poussoir sur la réglette.

A l'intérieur du poussoir, la conduite débouche dans une cavité 54 reliée à l'espace situé au-dessus du piston. Si, dans la position du dessin, on augmente la pression de l'air ou du fluide hydraulique amené à la cavité 54 jusqu'à ce que le piston comprime le ressort de rappel 49 et pousse ia tige 42 hors du poussoir, l'extrémité de la tige s'engagera d'abord dans l'embouchure du trou 42a et poussera ensuite la réglette 41 vers la droite jusqu'à ce que le piston soit à 5 bout de course. Si ensuite la pression de l'air comprimé ou du fluide est réduite jusqu'à ce que le ressort 49 rappelle le piston vers le fond du cylindre, la tige 46 tramera vers la gauche sur la réglette 41 sans entraîner celle-ci, à cause de son trop grand poids, pour venir finalement s'engager dans l'embouchure du trou 42b qui, à ce moment, se io trouvera plus à droite que dans la fig. 3. Une alternance de hautes et basses pressions dans la cavité 52 fera donc avancer la réglette 41 pas à pas vers la droite. Un poussoir 55 similaire, mais dirigé vers la gauche, fonctionne de manière analogue pour faire reculer la réglette pas à pas vers la gauche.

15 A la partie droite de la station motrice 40 se trouve un dispositif pour immobiliser la réglette 41 en l'appliquant fermement contre la face inférieure de la barre 8. Ce dispositif comprend un cylindre vertical 56 ménagé dans le boîtier de la station 40, une conduite 57 d'amenée débouchant dans ce cylindre, ainsi qu'une gâche 60 servant 20 à bloquer la réglette. Cette gâche comporte un piston 58 mobile dans le cylindre 56 et muni d'un joint d'étanchéité 61. Le piston est porté par une tige cylindrique 62, elle-même solidaire d'une pièce prismatique 63 prolongée par un étrier 59 à travers lequel passe la réglette 41. Un joint 64 immobile par rapport au boîtier de la station motrice 25 enserre la tige 62 de manière à délimiter une chambre située sous le piston 58 et dans laquelle de l'air comprimé ou un fluide hydraulique peut être introduit par la conduite 57 pour pousser la gâche 59 vers le haut contre l'action d'un ressort de rappel 65. L'étrier 59 est alors tiré vers le haut; il enserre donc la réglette 41 et la presse contre la 30 face supérieure intérieure du guide 43 et contre la face inférieure de la barre 8, ce qui immobilise la réglette avec précision en sa position de travail.

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3 feuilles dessins

Claims (14)

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1. Procédé pour maintenir une partie d'une ébauche immobile par rapport au restant de cette ébauche lorsqu'elle en est séparée au moyen d'une découpe par électroérosion, caractérisé en ce qu'on positionne au moins deux barres dont chacune possède une surface inférieure plane de manière que ces surfaces soient coplanaires avec la surface inférieure de la partie d'ébauche à maintenir, qu'après avoir partiellement effectué la découpe, on déplace au moins une réglette mobile de manière qu'elle passe à la fois sous les surfaces inférieures coplanaires des deux barres et sous la surface inférieure plane de la partie à séparer de l'ébauche, qu'on presse ensuite la réglette contre les surfaces inférieures des deux barres et qu'on achève finalement la découpe.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement de la réglette a lieu dans le sens longitudinal de celle-ci.

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REVENDICATIONS

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement de la réglette a lieu transversalement à celle-ci.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les mouvements de la réglette sont effectués pneumatiquement ou hydrauliquement.

5. Procédé selon une des revendications précitées, caractérisé en ce qu'on positionne les barres en posant leurs extrémités sur des surfaces planes et coplanaires, sur lesquelles reposent deux bords opposés de l'ébauche.

6. Procédé selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on commande les déplacements et l'application de la réglette en fonction des déplacements relatifs de l'ébauche et de l'électrode-outil servant à la découpe, de manière à éviter toute collision entre cette électrode et la réglette.

7. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une réglette, au moins deux barres présentant des surfaces inférieures planes et coplanaires, ainsi qu'au moins deux organes porte-réglette dont chacun est agencé pour être monté sur une barre et pour presser à la commande la réglette contre celle-ci.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins un des organes forme une station motrice agencée pour déplacer longitudinalement la réglette en la faisant passer sous la barre qui porte la station motrice, et qu'au moins un autre organe forme une station réceptrice agencée pour y engager la réglette par un mouvement longitudinal.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la station motrice comprend un mécanisme à commande pneumatique ou hydraulique pour mouvoir pas à pas la réglette dans le sens de sa longueur.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'au moins deux organes forment des stations mobiles agencées pour se mouvoir chacune le long d'une barre.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que chaque station mobile comprend un mécanisme à commande pneumatique ou hydraulique pour mouvoir la station pas à pas le long d'une barre.

12. Dispositif selon une des revendications 9 ou 11, caractérisé en ce que le mécanisme à commande pneumatique ou hydraulique comprend deux poussoirs pneumatiques ou hydrauliques comportant chacun un ensemble cylindre-piston alimenté en fluide par une conduite séparée, une extrémité de chaque poussoir étant montée à rotation autour d'un axe sensiblement transversal à la direction du mouvement pas à pas, le poussoir étant agencé de manière que, lors d'une série d'alternances de pression dans la conduite, son autre extrémité exerce des poussées successives sur une série de butées alignées sur un élément allongé, pour déplacer celui-ci pas à pas relativement au poussoir, dans une direction pour un poussoir et dans la direction opposée pour l'autre.

13. Dispositif selon une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que les organes comprennent des moyens à commande pneumatique ou hydraulique pour presser les réglettes contre les barres.

14. Dispositif selon une des revendications 8 à 13, caractérisé par un circuit commandant au moins une station motrice et une station réceptrice de manière qu'au cours de l'usinage la réglette manipulée par ces deux organes évite toute collision avec l'électrode s servant à la découpe.