FR2507516A1 - Procede d'usinage par electroerosion de materiaux electroconducteurs et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION SE RAPPORTE A UN PROCEDE D'USINAGE PAR ELECTROEROSION DE MATERIAUX ELECTRO-CONDUCTEURS ET AU DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE. SELON L'INVENTION, LE DISPOSITIF COMPORTE UN BLOC 18 DE CALCUL DE LA VALEUR D'AMPLITUDE DE LA TENSION DES IMPULSIONS D'AMORCAGE, DONT L'UNE DES ENTREES EST ATTAQUEE PAR UN SIGNAL PROPORTIONNEL A LA VALEUR DE DEPLACEMENT TOTAL DE L'OUTIL, LA DEUXIEME ET TROISIEME ENTREE ETANT ATTAQUEE PAR DES SIGNAUX PROPORTIONNELS A LA VALEUR DES DEPLACEMENTS DE L'OUTIL EN COURS D'USINAGE, LA QUATRIEME ENTREE RECEVANT LA LOI SELON LAQUELLE EST ETABLIE LA VALEUR D'AMPLITUDE DE LA TENSION DES IMPULSIONS D'AMORCAGE CORRESPONDANT A L'OBTENTION D'UNE SURFACE DE LA PIECE 2 LORS DE L'USINAGE. LA PRESENTE INVENTION TROUVE APPLICATION POUR L'OBTENTION DES SURFACES DE CONFIGURATION COMPLIQUEE ET POUR L'USINAGE DE MATERIAUX A TRES GRANDE DURETE ET PARTICULIEREMENT FRAGILES.
Description
La présente invention se rapporte au domaine de la construction mécanique et, en particulier, à un procédé d'usinage par électroérosion de matériaux électroconducteurs et à des dispositifs pour sa mise en oeuvre et peut être appliqué, par exemple, à 11 obtention de surfaces à configuration compliquée à des endroits difficilement accessibles par d'autres méthodes d'usinage, et également pour l'usinage des matériaux à très grande dureté et particulièrement fragiles, par exemple des maté riaux obtenus par la métallurgie des poudres. L'invention peut être également utilisée pour préparer des poinçons d'aJourage ou d'étirage, etc.
On connais un procédé d'usinage par électroérosion, selon lequel dans le circuit électrique outil-pièce à usiner, on envoie des impulsions de puissance et d'amor çage, l'amplitude de la tension de ces dernières étant réglable (voir, par exemple, le certificat d'auteur de l'URSS N 347147, cl. C.I. B 23p 1/02).
Cependant ce procédé connu d'usinage par électroérosion ne permet pas d'usiner une pièce dont la surface usinée correspondra à la cnnfiguration assignée du profil, dont l'usinage par d'autres méthodes est soit difficile, soit tout à fait impossible.
D'autre part, ce procédé connu ne permet pas d'éliminer les phénomènes indésirables dus à l'usure de l'outil, en particulier, la conicité de la matrice, ayant lieu lors de l'exécution des poinçons d'ajourage, etc.
On connais un dispositif pour l'usinage par électroérosion des matériaux électroconducteurs, comportant un générateur d'impulsions de puissance et un générateur d'impulsions d'amorçage reliés à travers un bloc de découplage à l'outil et à la pièce à usiner, l'outil é- tant d'autre part, relié cinématiquement à un mécanisme d'avance en cours d'usinage (voir M.VKorenblum, M.S. Otto "Choix des régimes d'exploitation des sources d'alimenta tion à transistors des machines pour l'usinage par électroérosion" ed. Moscou,NIIMACH , 1978, p.24,fig. 13).
L'usinage d'une pièce avec l'outil est rdalisé; gracie à l'application d'impulsions de puissance et d'impulsions dtamorçage dans le circuit électrique entre l'outil et la pièce à usiner. L'usinage principal est effectué par les impulsions de puissance. Les impulsions d'amorçage sont superposées aux impulsions de puissance, ce qui permet de faire accroître l'amplitude des impulsions d'usinage formées (les impulsions résultantes sont obtenues par addition des impulsions depuissance et des impulsions d'amorçage).
L'accroissement de l'amplitude des impulsions d'usinage permet dtamdliorer la stabilité du processus d'usinage.
Cependant, ce dispositif connu ne permet pas d'usiner les pièces avec une modification assignée du profil de la surface latérale et ne permet pas, par exemple, d'limi- ner la conicité de la surface latérale d'une pièce usinée due à l'usure de l'outil d'usinage.
L'invention vise à obtenir une surface de la pièce usinée, dont la configuration du profil par rapport à la surface travaillante de l'outil, se déplaçant lors de l'usinage selon une trajectoire assignée, satisfait à loi donnée.
Ce problème est résolu à l'aide d'un procédé d'usinage par électroérosion des matériaux électroconducteurs selon lequel au circuit électrique outil-pièce on applique des impulsions de puissance et des impulsions d'amorçage, la grandeur etla direction de ces dernières étant réglées, le procédé étant, selon l'invention, caractérisé en ce que l'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage est choisie à partir de la relation
U1 = k Y (H)
où U1 est l'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage; k est un coefficient de proportionnalité, établissant la relation entre la tension de percement électrique de l'espace entre l'outil et la pièce en cours d'usinage et la valeur de cet espace.
U1 = k Y (H)
où U1 est l'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage; k est un coefficient de proportionnalité, établissant la relation entre la tension de percement électrique de l'espace entre l'outil et la pièce en cours d'usinage et la valeur de cet espace.
# (H) est une fonction qui décrit la loi régissant la configuration du profil de la suSace de la pièce à usiner à obtenir par l'usinage, quand l'outil au cours de l'usinage se déplace d'une grandeur H, par rapport à la trajectoire du déplacement de la surface travaillante de l'outil.
Ceci permet d'obtenir des surfaces à cnnfiguration compliquée du profil aux endroits difficilement accessibles par d'autres méthodes d'usinage, ainsi que lors de l'usinage de matériaux très durs et particulièrement fragiles.
Il est avantageux, au fur et à mesure de l'usure de l'outil, d'augmenter compldmenairement l'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage à chaque instant d'une grandeur de
k w (H), où
# (H) est une fonction décrivant la loi de variation de ltécart de la surface travaillante de l'outil par rapport à la trajectoire assignée du déplacement, dû à l'usure, en fonction de H qui est la valeur de son déplacement au cours de l'usinage.
k w (H), où
# (H) est une fonction décrivant la loi de variation de ltécart de la surface travaillante de l'outil par rapport à la trajectoire assignée du déplacement, dû à l'usure, en fonction de H qui est la valeur de son déplacement au cours de l'usinage.
Ceci permet d'améliorer la précision obtenue des surfaces à configuration du profil compliquée et permet d'éliminer l'influence des phénomènes indésirables dûs à l'usure de l'outil, en particulier, celle de la conicité de la matrice, qui ont lieu lors de la fabrication des poin çons dtajourage, etc.
On peut, lors de l'usinage de la pièce aux régimes d'usinage préalable et de finissage, établir une valeur de la tension des impulsions d'amorçage au régime de finissage supérieure à celle de l'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage au régime d'usinage préalable d'une grandeur proportionnelle à la surépaisseur à enlever lors du finissage.
Ceci assure une plus grande efficacité d'usinage, grâce à l'application dtun régime préalable dont le rendement est supérieur au rendement du régime de finissage.
Le problème posé est également résolu à l'aide d'un dispositif pour l'usinage par électroérosion des matériaux électroconducteurs qui comporte un générateur d'impulsions de puissance et un générateur d'impulsions d'amor çage reliés à travers un bloc de découplage à l'outil et à la pièce, l'outil étant relié cinématiquement à un mécanisme d'avance en cours d'usinage, ledit dispositif étant, selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte aussi un bloc de calcul de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage, dont une entrée reçoit un signal propor- tionnel à la valeur du déplacenent linéaire total de l'outil et une seconde entrée reçoit des signaux proportionnels à la valeur du déplacement de l'outil au cours de l'usinage, une troisième entrée reçoit un signal exprimant la loi selon laquelle est établie la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage, qui correspond à l'obtention lors de l'usinage d'une surface de la pièce, dont la catiguration du profil varie selon la fonction (? < H), ce bloc de calcul étant relié à un bloc de déplacement de l'outil, à travers un bloc de commande du déplacement de l'outil, inséré dans le circuit électrique outil-pièce, et au générateur des impulsions d'amorçage, à travers le bloc de commande de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amor çage.
Ceci permet à chaque instant d'établir la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage selon la loi assignée de sa variation en fonction de la valeur H du déplacement de l'outil.
On peut concevoir un dispositif, dans lequel le générateur des impulsions d'amorçage comporte un amplificateur à courant continu raccordé à un bloc de commande du générateur des impulsions d'amorçage dont une deuxième entrée est raccordée à sa propre source de tension continue, et la sortie est raccordée à l'entrée d'un élément commutateur, relié à la sortie d'un circuit différentiateur, l'entrée duquel est raccordée au générateur d'impulsions de puissance, la sortie de l'élément de commutateur étant reliée au bloc de découplage à travers un amplificateur de puissance, à l'une des entrées duquel est raccordée une source d'alimentation.
Ceci permet de commander la valeur d'amplitude des impulsions d'amorçage au cours de l'usinage, en envoyant à l'entrée du générateur d'impulsions d'amorçage un signal de commande proportionnel à la valeur nécessaire de l'amplitude des impulsions d'amorçage.
Il est avantageux que le dispositif, dans lequel le bloc de commande du déplacement de l'outil possède sa propre source d'alimentation, comporte un circuit de commande de la direction du déplacent de l'outil, inséré dans le circuit électrique outil-pièce et raccordé à cette source d'alimentation et à un circuit de synchronisation, un transmetteur du déplacement pas-à-pas de l'outil, relié au circuit de synchronisation à travers un amplificateurconformateur, et relié cinématiquement à un mécanisme d'avance pas-à-pas de l'outil, qui est relié électriquement à un circuit de commande du mécanisme d'avance, également raccordé au circuit de synchronisation, et un circuit d'introduction des données sur la valeur courante de déplacement de l'outil, raccordé au circuit de commande de la direction du déplacement de l'outil et au circuit de synchronisation, la sortie du circuit d'introduction des données étant reliée à la deuxième entrée du bloc de calcul de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage.
Ceci permet de commander le déplacement de l'outil au cours de usinage et d'introduire dans le bloc de calcul les valeurs courantes d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage et la variation de la valeur H du déplacement de l'outil.
Il est avantageux que le circuit de commande du sens de déplacement de l'outil comporte une source d'alimentation à laquelle sont raccordées la pièce à usiner, une source de tension de référence, un premier et un deuxième circuitsoomparateurs, un circuit logique, un amplificateur d'échelle, un circuit intégrateur, l'une des entrées du circuit logique étant reliée à la sortie du premier circuit comparateur et l'autre entrée, à la sortie du deuxième comparateur et l'une des entrées du premier circuitcompa- rateur étant reliée à l'outil et à l'entrée du circuit intégrateur, dont la sortie est liée à l'autre entrée du deuxième circuit comparateur dont la première entrée est ac- cordée à la sortie de l'amplificateur d'échelle, tandis que l'autre entrée du premier circuit comparateur est reliée à la sortie de la source de tension de référence et que les sorties du circuit logique sont reliées au circuit d'introduction des données sur la valeur courante de déplacement de l'outil faisant partie du bloc de commande du déplacement de l'outil, tandis que 1' entrée de l'amplificateur d'échelle est napée à la sortie du bloc de commande de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière explicative qui va suivre d'un mode de réalisation uniquement à titre d'exemple non limitatif , avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1représente schématiquement la disposition réciproque de l'outil et de la pièce au cours de l'usinage, selon l'invention;
- la figure 2 représente les courbes traduisant les relations entre la valeur du percement électrique et la valeur de l'espace d'4rosion;
- la figure 3 représente schématiquement la position réciproque de l'outil et de la pièce au cours de l'usinage, en cas d'usure de l'outil, selon l'invention;
- la figure 4 représente schématiquement l'usina ge de la pièce avec l'outil à plusieurs régimes, selon la loi assignée, conformément à l'invention;;
- la figure 5 est le schéma synoptique général dudispositif d'usinage par électroérosion des matériaux électroconducteurs, selon 1 'invention;
- la figure 6 est le schéma synoptique du générateur d'impulsions d'amorçage, selon l'invention;
- la figure 7 est le schéma synoptique du bloc de commande de déplacement de l'outil, selon l'invention;
- la figure 8 est le schéma synoptique d'un amplificateur-conformateur, selon l'invention;
- ia figure 9 est le schéma synoptique d'un circuit de synchronisation selon l'invention;
- la figure 10 est le schéma synoptique d'un schéma d'introduction des données de la valeur courante du déplacement de l'outil, selon l'invention;;
- la figure 11, est le schéma synoptique d'un générateur dtimpulsions isolées, selon l'invention;
- la figure 12 est le schéma synoptique d'un circuit de commande du sens de déplacement de l'outil, selon 1 'invention;
- la figure 13 est le schéma synoptique de la logique,selon l'invention;
- la figure 14 est le schéma synoptique d'un bloc de commande de la valeur d'amplitude de tension des impulsions d'amorçage, selon l'invention;
- la figure 15 est le diagramme temporel du fonctionnement du circuit de synchronisation.
- la figure 1représente schématiquement la disposition réciproque de l'outil et de la pièce au cours de l'usinage, selon l'invention;
- la figure 2 représente les courbes traduisant les relations entre la valeur du percement électrique et la valeur de l'espace d'4rosion;
- la figure 3 représente schématiquement la position réciproque de l'outil et de la pièce au cours de l'usinage, en cas d'usure de l'outil, selon l'invention;
- la figure 4 représente schématiquement l'usina ge de la pièce avec l'outil à plusieurs régimes, selon la loi assignée, conformément à l'invention;;
- la figure 5 est le schéma synoptique général dudispositif d'usinage par électroérosion des matériaux électroconducteurs, selon 1 'invention;
- la figure 6 est le schéma synoptique du générateur d'impulsions d'amorçage, selon l'invention;
- la figure 7 est le schéma synoptique du bloc de commande de déplacement de l'outil, selon l'invention;
- la figure 8 est le schéma synoptique d'un amplificateur-conformateur, selon l'invention;
- ia figure 9 est le schéma synoptique d'un circuit de synchronisation selon l'invention;
- la figure 10 est le schéma synoptique d'un schéma d'introduction des données de la valeur courante du déplacement de l'outil, selon l'invention;;
- la figure 11, est le schéma synoptique d'un générateur dtimpulsions isolées, selon l'invention;
- la figure 12 est le schéma synoptique d'un circuit de commande du sens de déplacement de l'outil, selon 1 'invention;
- la figure 13 est le schéma synoptique de la logique,selon l'invention;
- la figure 14 est le schéma synoptique d'un bloc de commande de la valeur d'amplitude de tension des impulsions d'amorçage, selon l'invention;
- la figure 15 est le diagramme temporel du fonctionnement du circuit de synchronisation.
Le procédé, selon l'invention, est réalisé de la façon suivante.
On applique des impulsions de puissance et d'amor çage au circuit électrique entre l'outil 1 (figure 1) et la pièce 2 à usiner. On assigne la configuration 3 du profil de la surface de la pièce 2, que l'on veut obtenir après l'usinage de la pièce. La configuration 3 du profil de la surface est assignée selon la relation f = (e(H) où:
CI (H) est une fonction, qui exprime la relation entre la valeur de l'espace entre la pièce et la surface travaillante 4 de l'outil 1, se déplaçant au cours de l'usinage suivant une trajectoire pr(oaétermnée 5 et le déplacement H de ladite surface travaillante.
CI (H) est une fonction, qui exprime la relation entre la valeur de l'espace entre la pièce et la surface travaillante 4 de l'outil 1, se déplaçant au cours de l'usinage suivant une trajectoire pr(oaétermnée 5 et le déplacement H de ladite surface travaillante.
On prend comme origine O de lecture le début de l'usinage.
L'espace nécessaire entre la surface à usiner 6 de la pièce 2 d'après la configuration assignée 3 du profil de sa surface et la surface travaillante 4 de l'outil 1 est obtenu en établissant une valeur U1 d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage, satisfaisant à la relation :
U1 = k [# (H)] ,
ou # (H) est une fonction, qui exprime la valeur de ltespace, obtenu lors de l'usinage de la pièce 2 par la surface travaillante 4 de l'outil 1, qui se déplace, selon la trajectoire assignée 5 d'usinage, en fonction du déplacement H de cette surface travaillante
k est un coefficient de proportionnalité, qui établit le rapport entre la valeur U2 de la tension de claquage et la valeur de l'espace Y entre l'outil 1 et la pièce 2 au cours de l'usinage qui est exprimé par la relation
k = U2 /
La référence 7 sur la figure 2 désigne la courbe traduisant la relation entre la valeur U2 de la tension de claquage électrique et la valeur de l'espace entre l'outil 1 et la pièce 2, lors de l'usinage dans du kérosène en présence de l'ultrason;
la référence 8 indique la relation entre la valeur U2 de la tension de claquage électrique et la valeur de l'espace d'érosion t entre l'outil 1 et la pièce 2 lors de l'usinage dans du kérosène en absence de l'ultra-son;;
la référence 9 indique la relation entre la valeur U2 de la tension de claquage et la valeur de l'espace d'érosion r entre l'outil 1 et la pièce 2 lors de l'usinage dans une suspension de poudre d'aluminium en absence de l'ultra-son.
U1 = k [# (H)] ,
ou # (H) est une fonction, qui exprime la valeur de ltespace, obtenu lors de l'usinage de la pièce 2 par la surface travaillante 4 de l'outil 1, qui se déplace, selon la trajectoire assignée 5 d'usinage, en fonction du déplacement H de cette surface travaillante
k est un coefficient de proportionnalité, qui établit le rapport entre la valeur U2 de la tension de claquage et la valeur de l'espace Y entre l'outil 1 et la pièce 2 au cours de l'usinage qui est exprimé par la relation
k = U2 /
La référence 7 sur la figure 2 désigne la courbe traduisant la relation entre la valeur U2 de la tension de claquage électrique et la valeur de l'espace entre l'outil 1 et la pièce 2, lors de l'usinage dans du kérosène en présence de l'ultrason;
la référence 8 indique la relation entre la valeur U2 de la tension de claquage électrique et la valeur de l'espace d'érosion t entre l'outil 1 et la pièce 2 lors de l'usinage dans du kérosène en absence de l'ultra-son;;
la référence 9 indique la relation entre la valeur U2 de la tension de claquage et la valeur de l'espace d'érosion r entre l'outil 1 et la pièce 2 lors de l'usinage dans une suspension de poudre d'aluminium en absence de l'ultra-son.
La figure 1 montre un moment de l'usinage par électroérosion où la surface travaillante 4 de l'outil 1 au cours du processus d'usinage a passé selon la traJec- toire 5 à partir de l'origine des coordonnées 0 jusqu'à une valeur Hj, ce qui correspond à une valeur d'espace γ j entre l'outil 1 et la piècè 2, cet espace étant obtenu en établissant une valeur U1 d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage égale à
U1j = k #
La référence 6 indique la configuration du profil d'une surface obtenue par l'usinage de la pièce 2 avec l'outil 1, qui satisfait à la relation assignée
t = # (H) ou
# (H) est la fonction indiquée précédemment.
U1j = k #
La référence 6 indique la configuration du profil d'une surface obtenue par l'usinage de la pièce 2 avec l'outil 1, qui satisfait à la relation assignée
t = # (H) ou
# (H) est la fonction indiquée précédemment.
Au cours de l'usinage, l'outil 1 s'use (figure 3) et de ce fait sa surface travaillante 4 se déplace lors de l'usinage non selon la trajectoire 5, mais selon une trajectoire 10. De ce fait, la configuration Il du profil de la surface usinée 6 de la pièce 2, que l'on obtient au cours de l'usinage s'exprime par la relation
γ'= #(H) - # (H), c'est-à-dire qu'elle diffère d'une valeur ss de la configuration 3 à obtenir du profil de la surface de la pièce 2.
γ'= #(H) - # (H), c'est-à-dire qu'elle diffère d'une valeur ss de la configuration 3 à obtenir du profil de la surface de la pièce 2.
ss=γ@-γ@=#(H)-#(H)+#(H)=#(H):ss= #(H) oû
'? (H) est une fonction, qui exprime la relation entre l'écart P de la trajectoire du déplacement de la surface travaillante 4 de l'outil 1 par rapport à la trajec- toire assignée 5, du fait de l'usure de l'outil, et la valeur de déplacement de la surface travaillante 4 de ltou- til 1 au cours de l'usinage.
'? (H) est une fonction, qui exprime la relation entre l'écart P de la trajectoire du déplacement de la surface travaillante 4 de l'outil 1 par rapport à la trajec- toire assignée 5, du fait de l'usure de l'outil, et la valeur de déplacement de la surface travaillante 4 de ltou- til 1 au cours de l'usinage.
Pour obtenir une surface de la pièce à usiner 2 conforme à la configuration assignée de son profil donnée par l'expression γ=#(H), avec un outil qui s'use on doit faire accroître la valeur d'amplitude U1 de la tension des impulsions d'amorçage d'une grandeur Au1, satisfaisant à la relation : # U1 =k 9? (H), ou
k P (H) est une fonction déterminant l'incrément de l'amplitude de tension d'impulsions d'amorçage li U1.
k P (H) est une fonction déterminant l'incrément de l'amplitude de tension d'impulsions d'amorçage li U1.
Ainsi la valeur d'amplitude U3 de la tension des impulsions d'amorçage, pour compenser l'usure de l'outil au cours de l'usinage de la pièce 2, est établie en partant de la relation
U3 k [#(H) + #(H)], où
k [#(H) + # (H)] est une expression, qui détermine la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage qu'il faut établir pour compenser l'usure de l'ou- til 1 lors de l'usinage de la pièce 2.
U3 k [#(H) + #(H)], où
k [#(H) + # (H)] est une expression, qui détermine la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage qu'il faut établir pour compenser l'usure de l'ou- til 1 lors de l'usinage de la pièce 2.
Dans l'expression k [# (H) + # (H)] : k est un coefficient de proportionnalité, établissant la relation entre la valeur U2 de la tension de claquage électrique et la valeur de l'espace γ entre l'outil 1 et la pièce 2 au cours de l'usinage;
T (H) est une fonction, qui exprime la rela tion entre la valeur de l'espace d'érosion à à obtenir lors de l'usinage de la pièce 2 par la surface travaillante 4 de l'outil 1, selon la trajectoire assignée 5 au cours de usinage, et la valeur de son déplacement H;;
t(H) est une fonction qui exprime la relation entre la valeur de l'écart de la trajectoire d'usinage 10 par rapport à la trajectoire assignée 5 due à l'usure de l'outil 1 et la valeur du déplacement H de la surface travaillante 4 de l'outil 1 lors de l'usinage.
T (H) est une fonction, qui exprime la rela tion entre la valeur de l'espace d'érosion à à obtenir lors de l'usinage de la pièce 2 par la surface travaillante 4 de l'outil 1, selon la trajectoire assignée 5 au cours de usinage, et la valeur de son déplacement H;;
t(H) est une fonction qui exprime la relation entre la valeur de l'écart de la trajectoire d'usinage 10 par rapport à la trajectoire assignée 5 due à l'usure de l'outil 1 et la valeur du déplacement H de la surface travaillante 4 de l'outil 1 lors de l'usinage.
La figure 3 représente le moment j d'usinage de la pièce 2 avec l'outil 1, lorsque la surface travaillante 4 de l'outil 1 s'est déplacée au cours de l'usinage selon la trajectoire assignée 5 d'une grandeur H. A cause de l'usure de l'outil 1, sa surface travaillante 4 se déplace selon la trajectoire 10 et la configuration Il du profil de la surface usinée 6 satisfait à la relation γ@= #(H) - # (H), où
#(H) et # (H) sont les fonctions indiquées précédemment.
#(H) et # (H) sont les fonctions indiquées précédemment.
Pour obtenir la surface dont le profil obtenu lors de l'usinage de la pièce 2 satisfait au rapport
r = 9 (H) il faut établir une valeur U3 de l'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage, afin de compenser l'usure de l'outil 1 lors de l'usinage de la pièce 2, en partant du rapport
U3 = k [#(H) + Y} (H)] , où les valeurs de l'expression k [Y(H) + t (H) sont indiquées plus haut.
r = 9 (H) il faut établir une valeur U3 de l'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage, afin de compenser l'usure de l'outil 1 lors de l'usinage de la pièce 2, en partant du rapport
U3 = k [#(H) + Y} (H)] , où les valeurs de l'expression k [Y(H) + t (H) sont indiquées plus haut.
Pour obtenir une surface de la pièce à configuration 3 (figure 4) dont le profil satisfait à la relation assignée γ = (H) lors de l'usinage avec l'outil 1 consécutivement en plusieurs régimes, valeur d'amplitude U4 de la tension des impulsions d'amorçage, au régime d'usinage préalable, doit être établie en partant de la relation
U4 = k [#(H) - d] , où k est un coefficient et #(H) est une fonction, qui ont été indiquées plus haut; d est la surépaisseur à enlever lors du finissage de la pièce 2, au cours duquel on obtient une surface, dont la configuration du profil satisfait à la relation assignée:
r - t (H).
U4 = k [#(H) - d] , où k est un coefficient et #(H) est une fonction, qui ont été indiquées plus haut; d est la surépaisseur à enlever lors du finissage de la pièce 2, au cours duquel on obtient une surface, dont la configuration du profil satisfait à la relation assignée:
r - t (H).
L'usinage de la pièce 2 au régime préalable avec réglage de la valeur d'amplitude U4 de la tension des impulsions d'amorçage selon la relation indiquée plus haut permet d'obtenir au régime donné une surface de la pièce usinée 2, dont la configuration 12 du profil satisfasse à la relation
g # (H) - d, où
(H) (H) est une fonction et d est une grandeur qui sont indiquées plus haut.
g # (H) - d, où
(H) (H) est une fonction et d est une grandeur qui sont indiquées plus haut.
Pour obtenir une surface de la pièce usinée 2 dont la configuration 3 du profil satisfait à la relation assignée : γ = #(H), il convient d'effectuer l'usinage au régime de finissage en établissant une valeur d'amplitude U5 de la tension des impulsions d'amorçage supérieure à l'amplitude U4 de la tension des impulsions d'amorçage lors de l'usinage au régime préalable d'une valeur de A U5 égale à
# U5 = U5 - U4 = kd;
La figure 4 représente l'usinage au régime de finissage, la référence 12 indiquant la surface de la pièce 2 obtenue lors de l'usinage au régime préalable.
# U5 = U5 - U4 = kd;
La figure 4 représente l'usinage au régime de finissage, la référence 12 indiquant la surface de la pièce 2 obtenue lors de l'usinage au régime préalable.
Considérons quelques exemples concrets de réalisation du procédé.
Supposons que lors de l'usinage d'une pièce 2 (figure 1) il faut obtenir une surface, dont la configuration 3 du profil doit satisfaire à la relation suivante r = a.H + b où a = 10-2
b = 50.10-6
Supposons qu'au cours de l'usinage il faut travailler la pièce 2 en déplaçant l'outil 1 sur une tra jectoire assignée 5 d'une valeur H égale à 15.10 3 mètre.
b = 50.10-6
Supposons qu'au cours de l'usinage il faut travailler la pièce 2 en déplaçant l'outil 1 sur une tra jectoire assignée 5 d'une valeur H égale à 15.10 3 mètre.
L'usinage est effectué dans du kérosène, en absence d'ultra-son. Pour obtenir une surface usinée 6 de la pièce 2, dont la configuration 3 du profil satisfait à la relation donnée plus haut, on établit une valeur d'amplitude U1 de la tension des impulsions d'amorçage égale à :
U1 = k(a.H+b) le coefficient k étant choisi en partant de la relation 8 (figure 2).
U1 = k(a.H+b) le coefficient k étant choisi en partant de la relation 8 (figure 2).
Examinons le choix de la valeur d'amplitude Ul de la tension des impulsions d'amorçage pour trois points de cette relation
pour H1 = O
pour H2 = 10.10-3 mètre
Pour H3 = 15.10-3 mètre.
pour H1 = O
pour H2 = 10.10-3 mètre
Pour H3 = 15.10-3 mètre.
Le coefficient k dans la relation donnée, inqi quée par la référence 8, est constant . Pour une tension
U2 = 400 V la valeur de espace γ est égale à 200.10-6 mètre, ce qui correspond au coefficient
k = 2.10-6 Volt/cm.p
En partant de k = 2.10-6 V/cm.p, on établit les valeurs d'amplitude U1 suivantes de la tension des impulsions d' amorçage
pour H1 = O mètre U1 = 100 V
Pour H2 =10.10-3 mètre U1 = 300 V
pour H3 =15.10-3 mètre U1 = 400 V
Supposons que dans exemple d'une réalisation concrète du procédé indiqué plus haut, on soit en présence d'une usure de l'outil 1 (figure 3), provoquant une valeur d'écart ss de la trajectoire 10 usinage par rapport à la trajectoire assignée 5, qui satisfait à la relation suivante :
ss = c.H, où - c est un coefficient égale à 10-3.
U2 = 400 V la valeur de espace γ est égale à 200.10-6 mètre, ce qui correspond au coefficient
k = 2.10-6 Volt/cm.p
En partant de k = 2.10-6 V/cm.p, on établit les valeurs d'amplitude U1 suivantes de la tension des impulsions d' amorçage
pour H1 = O mètre U1 = 100 V
Pour H2 =10.10-3 mètre U1 = 300 V
pour H3 =15.10-3 mètre U1 = 400 V
Supposons que dans exemple d'une réalisation concrète du procédé indiqué plus haut, on soit en présence d'une usure de l'outil 1 (figure 3), provoquant une valeur d'écart ss de la trajectoire 10 usinage par rapport à la trajectoire assignée 5, qui satisfait à la relation suivante :
ss = c.H, où - c est un coefficient égale à 10-3.
Pour obtenir alors la surface usinée 6 de la pièce 2, dont la configuration 3 possède un profil, qui satisfait à la relation indiquée plus haut
γ = a.H + b, où a = 10-2 b = 50.10-6 il convient d'établir une valeur d'amplitude U1 de la tension des impulsions d'amorçage en partant de la relation
U1 = k [(a.H + b) + c H3 et pour trois points de la relation
U1 = k [(a.H + b) + c.H] avec H1 = 0 mètre on tombe sur
U1 = 100 volts;; avec H2 = 10.10 3 mètre, sur
U1 = 320 volts avec H3 = 15.10-3 mètre, sur
U1 = 330 volts
Le dispositif selon l'invention mettant en oeuvre le procédé d'usinage par électroérosion des matériaux électro-conducteurs comporte un générateur 13 (figure 5) d'impulsions de puissance relié à un générateur 14 d'impulsions d'amorçage, qui sont raccordés à travers un bloc de découpage 15 à l'outil 1 et à la pièce à usiner 2. Le déplacement de l'outil est réalisé au moyen d'un bloe 16 de déplacement de l'outil, qui est relié à un bloc 17 de commande du déplacement de l'outil. Le dispositif com- porte également un bloc 18 de calcul de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage au cours de l'usinage.L'information sur la valeur de U1 est envoyée à un bloc 19 de commande de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage, dont la tension de sortie est appliquée au générateur 14 d'impulsions d'amoo çage et au bloc 17 de commande du déplacement de l'outil 1.
γ = a.H + b, où a = 10-2 b = 50.10-6 il convient d'établir une valeur d'amplitude U1 de la tension des impulsions d'amorçage en partant de la relation
U1 = k [(a.H + b) + c H3 et pour trois points de la relation
U1 = k [(a.H + b) + c.H] avec H1 = 0 mètre on tombe sur
U1 = 100 volts;; avec H2 = 10.10 3 mètre, sur
U1 = 320 volts avec H3 = 15.10-3 mètre, sur
U1 = 330 volts
Le dispositif selon l'invention mettant en oeuvre le procédé d'usinage par électroérosion des matériaux électro-conducteurs comporte un générateur 13 (figure 5) d'impulsions de puissance relié à un générateur 14 d'impulsions d'amorçage, qui sont raccordés à travers un bloc de découpage 15 à l'outil 1 et à la pièce à usiner 2. Le déplacement de l'outil est réalisé au moyen d'un bloe 16 de déplacement de l'outil, qui est relié à un bloc 17 de commande du déplacement de l'outil. Le dispositif com- porte également un bloc 18 de calcul de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage au cours de l'usinage.L'information sur la valeur de U1 est envoyée à un bloc 19 de commande de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage, dont la tension de sortie est appliquée au générateur 14 d'impulsions d'amoo çage et au bloc 17 de commande du déplacement de l'outil 1.
Le bloc 18 (figure 5)de calcul de la valeur d'am- plitude de la tension d'impulsions d'amorçage reçoIt à sa première entrée un signal proportionnel à la valeur H de déplacement total de l'outil 1 (figure 1). Ses deuxième et troisième entrées sont attaquées par des signaux proportionnels à la valeur t dH de l'outil 1 au cours de l'usinage. Sa quatrième entrée est attaquée par un signal exprimant la loi, selon laquelle on établit la valeur d'am- plitude de la tension des impulsions d'amorçage qui correspond à la surface usinée 6 obtenue de la pièce, dont la configuration 3 du profil satisfait à la loi assignée
# (H) .L'information sur la pleur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage calculée dans le bloc de calcul 18 est envoyée à l'entrée du bloc 19 de commande de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage. Ce dernier transforme l'information
numérique en un signal analogique, l'amplifie Jusqu'd la valeur nécessaire et l'envoie à l'entrée du générateur 14 d'impulsions d'amorçage et au bloc 17 de commande du déplacement de outil. Le générateur 14 d'impulsions d'amorçage, sous l'action du signal de commande provenant du bloc de commande 10 de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage, débite des impulsions d'amorçage.La valeur d'amplitude U1 de la tension des impulsions d'amorçage permet d'obtenir lors de l'usinage aved les impulsions du générateur 13 (figure 5) d'impulsions de puissance. une surface de la pièce 2 (figure 1) dont la configuration 6 (figure 1) du profil satisfait à la loi assignée t (H), où C (H) est une fonction décrivant la loi de variation.
# (H) .L'information sur la pleur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage calculée dans le bloc de calcul 18 est envoyée à l'entrée du bloc 19 de commande de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage. Ce dernier transforme l'information
numérique en un signal analogique, l'amplifie Jusqu'd la valeur nécessaire et l'envoie à l'entrée du générateur 14 d'impulsions d'amorçage et au bloc 17 de commande du déplacement de outil. Le générateur 14 d'impulsions d'amorçage, sous l'action du signal de commande provenant du bloc de commande 10 de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage, débite des impulsions d'amorçage.La valeur d'amplitude U1 de la tension des impulsions d'amorçage permet d'obtenir lors de l'usinage aved les impulsions du générateur 13 (figure 5) d'impulsions de puissance. une surface de la pièce 2 (figure 1) dont la configuration 6 (figure 1) du profil satisfait à la loi assignée t (H), où C (H) est une fonction décrivant la loi de variation.
La configuration 6 du profil de la surface due à la tra jectoire assignée 5 de déplacement dela surface travaillante 4 de l'outil 1, en fonction du déplacement H de ladite surface travaillante 4 au cours de l'usinage.
Le déplacement de l'outil 1 lors de l'usinage d la pièce 2 est réalisé par le bloc 16 de déplacement de l'outil, sous l'action des signaux de canmande provenant du bloc 17 de commande du déplacement de l'outil. L'information sur le déplacement de l'outil 1, grtce à l'existence d'une liaison mécanique entre le bloc de déplacement de l'outil et le bloc 17 de commande du déplacement de l'outil, est introduite dans le bloc 18 de calcul de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage.Ainsi on réalise l'asservissement à la valeur H du déplacement de l'outil 1 au cours de l'usinage de la pièce.2. Le déplacement
H de l'outil est réalisé quand le bloc 18 de calcul de la valeur d'amplitude U1 de la tension des impulsions d'amor çage est prêt à recevoir l'information sur le déplacement consécutif de I'outil.
H de l'outil est réalisé quand le bloc 18 de calcul de la valeur d'amplitude U1 de la tension des impulsions d'amor çage est prêt à recevoir l'information sur le déplacement consécutif de I'outil.
Lorsque ledit bloc 18 est prêt à recevoir l'information, il débite un signal U6 "Prêt n, qui arrive au bloc de commande 17 du déplacement de l'outil et autorise le déplacement de l'outil 1.
Le déplacement de l'outil 1 (figure 1) en suivant la trajectoire assignée 5, dans le sens de l'accroissement du déplacement H par rapport à ltorigine du comptage 0, est réalisé lorsque la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage est égale à la valeur assignée.
Cette circonstance indiquée plus haut signifie que l'est pace d'érosion g donné entre l'outil 1 et la pièce 2, pour le déplacement donné de l'outil 1, est obtenu et l'outil 1 doit être déplacé plus loin.
Le signal de commande provenant du bloc 19 (figure 5) de commande de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage est envoyé au bloc 17 de commande du déplacement de l'outil.
La grandeur U7 de la tension dudit signal satisfait au rapport
U1 = k1.U7, où k1 est un coefficient, qui montre de combien de fois la valeur d'amplitude U1 de la tension des impulsions d'amor çage est supérieure à la tension U7 de signal de commande.
U1 = k1.U7, où k1 est un coefficient, qui montre de combien de fois la valeur d'amplitude U1 de la tension des impulsions d'amor çage est supérieure à la tension U7 de signal de commande.
La tension U7 de signal de commande est égale à
U7 = U1/k1, où les valeurs U1 et k1 sont indiquées plus haut. On l'envoie au bloc 17 de commande du déplacement de l'outil, où cete tension est amplifiée de k1 fois et on obtient un signal, dont la valeur -U8 est égale à U1. Ainsi U8 = U1, U1 étant l'amplitude de la-tension d'impulsions d'amorçage.
U7 = U1/k1, où les valeurs U1 et k1 sont indiquées plus haut. On l'envoie au bloc 17 de commande du déplacement de l'outil, où cete tension est amplifiée de k1 fois et on obtient un signal, dont la valeur -U8 est égale à U1. Ainsi U8 = U1, U1 étant l'amplitude de la-tension d'impulsions d'amorçage.
La tension U8 est comparée dans le bloc 17 de commande du déplacement de l'outil à la valeur d'amplitude Ug de la tension des impulsions d'usinage prélevées sur l'outil 1 et la pièce 2. Si les tensions susmentionnées sont égales, ctest-à-dire, si U8 = Ug, le bloc 17 débite un signal U10 (+H) de déplacement de l'outil I dans le sens de l'accroissement de H par rapport aux origines 0 de lecture
Le signal U11 (-H) de déplacement de l'outil 1 dans le sens de la diminution de H est débité par le bloc 17 de commande du déplacement de l'outil pour une valeur d'amplitude Ug de tension d'impulsions d'usinage, inférieure au signal assigné.Les impulsions d'usinage représentent une combinaison des impulsions provenant du générateur 13 d'impulsions de puissance et du générateur 14 d'impulsions d'amorçage. Les impulsions d'amorçage ont une valeur d'amplitude de tension supérieure à celle des impulsions de puissance. Leur moment de passage coIncide avec le début du temps de passage des impulsons de puissance. Les impulsions d'amorçage ont pour rôle de faire dégrader la rigidité diélectrique de l'espace d'érosion entre l'outil 1 (figure 1) et la pièce 2, ce qui assure l'usinage de la pièce 2 par les impulsons de puissance. L'amplitude de tension d'impulsions d'usinage est déterminée d'après l'amplitude de tension d'impulsions d'amorçage. Leur amplitude Ug au cours de l'usinage sera inférieure à l'amplitude assignée U1 de tension d'impulsions d'amorçage.Cette amplitude sera déterminée par la tension de dégradation de la rigidité diélectrique, l'espace d'érosion entre l'outil 1 et la pièce 2 est égale à cette dernière du fait d'une très faible résistance électrique de l'espace d'érosion à rigidité diélectrique dégradée. L'amplitude U12 d'impulsions d'usinage U2 à laquelle il faut déplacer l'outil 1 est déterminée par ledit bloc 17 (figure 5).
Le signal U11 (-H) de déplacement de l'outil 1 dans le sens de la diminution de H est débité par le bloc 17 de commande du déplacement de l'outil pour une valeur d'amplitude Ug de tension d'impulsions d'usinage, inférieure au signal assigné.Les impulsions d'usinage représentent une combinaison des impulsions provenant du générateur 13 d'impulsions de puissance et du générateur 14 d'impulsions d'amorçage. Les impulsions d'amorçage ont une valeur d'amplitude de tension supérieure à celle des impulsions de puissance. Leur moment de passage coIncide avec le début du temps de passage des impulsons de puissance. Les impulsions d'amorçage ont pour rôle de faire dégrader la rigidité diélectrique de l'espace d'érosion entre l'outil 1 (figure 1) et la pièce 2, ce qui assure l'usinage de la pièce 2 par les impulsons de puissance. L'amplitude de tension d'impulsions d'usinage est déterminée d'après l'amplitude de tension d'impulsions d'amorçage. Leur amplitude Ug au cours de l'usinage sera inférieure à l'amplitude assignée U1 de tension d'impulsions d'amorçage.Cette amplitude sera déterminée par la tension de dégradation de la rigidité diélectrique, l'espace d'érosion entre l'outil 1 et la pièce 2 est égale à cette dernière du fait d'une très faible résistance électrique de l'espace d'érosion à rigidité diélectrique dégradée. L'amplitude U12 d'impulsions d'usinage U2 à laquelle il faut déplacer l'outil 1 est déterminée par ledit bloc 17 (figure 5).
Lorsque le déplacement de l'outil 1 au cours de l'usinage atteint la valeur assignée de déplacement total
H, l'impulsion U6 "Prêt" ntest pas formée dans le bloc 18 de calcul de la valeur d'amplitude de tension d'impulsions d'amorçage, donc le déplacement de l'outil 1 est bloqué et l'usinage se termine.
H, l'impulsion U6 "Prêt" ntest pas formée dans le bloc 18 de calcul de la valeur d'amplitude de tension d'impulsions d'amorçage, donc le déplacement de l'outil 1 est bloqué et l'usinage se termine.
Le générateur 14 (figure 5! d'impulsions d'amor çage comporte une source 20 (figure 6) d'alimentation à tension continue, qui est reliée à un amplificateur de puissance 21 et à un amplificateur 22 à courant continu.
La sortie de l'amplificateur 22 à courant continu est raccordée à un élément commutateur 23, dont la sortie est raccordée à l'amplificateur de puissance 21. A l'entrée de l1élément commutateur 23 sont envoyés les signaux provenant d'un circuit différentiateur 24 dont l'entre est raccordée au générateur 13 d'impulsions de puissance.
La variation de l'amplitude U1 de la tension d'impulsIons d'amorçage à la sortie de l'amplificateur de puissance 21 selon la loi assignée U1 ^ k r (H) se produit grâce à la variation de la tension d'impulsions de sortie de l'élément commutateur 23 qui dépend de la variation de la tension d'alimentation de ce dernier. L'élément de commutation 23 est alimenté par la tension de sortie de l'amplificateur à courant continu 22. La tension de sortie de l'amplificateur à courant continu 22 varie en proportion de la valeur d'amplitude obtenue U1 de la tension des impulsions d'amorçage. La durée des impulsions d'allumage est assignée par les éléments du circuit différentiateur 24.On obtient la valeur d'amplitude nécessaire de la tension des impulsions d'amorçage débitées par la sortie de l'amplificateur de puissance 21 en modifiant le signal provenant du bloc de commande 19 (figure 5) de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions amorçage en sélectionnant les gains d'amplificatioa en tension de l'amplificateur de puissance 21 (figure 6) et de l'amplificateur à courant continu 22.
La figure 7 représente le schéma fonctionnel du bloc 17 (figure 5) decommande du déplacement de l'outil.
Il comporte un circuit de commande de sens de déplacement 25 (figure 7), raccordé à un circuit 26 d'introduction des données concernant le déplacement linéaire courant de l'uutil et à un circuit de synchronisation 27. Le bloc 17 de commande du déplacement de l'outil comporte une source d'alimentation 28, qui est racccrdée à un amplificateur- conformateur 29, dont l'entrée est attaquée par les signaux provenant d'un transmetteur du déplacement pas-àpas 30.
Le bloc 17 (figure 5) de commande du déplacement de l'outil fonctionne de la façon suivante.
Le circuit 25 (figure 5) de commande du sens du déplacement de l'outil, en comparant l'amplitude Ug de la tension des impulsions d'usinage avec l'amplitude assignée
U1 des impulsions d'amorçage qui provient du bloc 19 (figure 5) de commande de l'amplitude des impulsions d'amor çage, débite les signaux de commande pour le ddplacement de l'outil 1, qui sont envoyés au circuit 26 (figure 7) ) d'introductIon des données sur la valeur courante du déplacement de l'outil 1.Les signaux de commande pour le déplacement de l'outil sont envoyés simultanément au circuit de synchronisation 27 Le circuit de synchronisation 27 en présence du signal U6 n Prêt n, qui lui est envoyé à partir du bloc 18 (figure 5) de calcul de l'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage, commande le dispositif 16 de déplacement de l'outil 1. L'outil est directement déplacé par les signaux de commande U10 (+H)
U11 (-H), provenant du circuit de synchronisation 27 (figure 7) et agissant sur un circuit 31 de commande du mécanisme d'avance, qui commande le mécanisme 32 d'avance pas à-pas de l'outil.
U1 des impulsions d'amorçage qui provient du bloc 19 (figure 5) de commande de l'amplitude des impulsions d'amor çage, débite les signaux de commande pour le ddplacement de l'outil 1, qui sont envoyés au circuit 26 (figure 7) ) d'introductIon des données sur la valeur courante du déplacement de l'outil 1.Les signaux de commande pour le déplacement de l'outil sont envoyés simultanément au circuit de synchronisation 27 Le circuit de synchronisation 27 en présence du signal U6 n Prêt n, qui lui est envoyé à partir du bloc 18 (figure 5) de calcul de l'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage, commande le dispositif 16 de déplacement de l'outil 1. L'outil est directement déplacé par les signaux de commande U10 (+H)
U11 (-H), provenant du circuit de synchronisation 27 (figure 7) et agissant sur un circuit 31 de commande du mécanisme d'avance, qui commande le mécanisme 32 d'avance pas à-pas de l'outil.
Lorsque l'outil 1 se déplace d'un pas consécutif venant dans l'ordre ± a H, sur le transmetteur de déplace ment pas-à-pas 30 est prélevé le signal formé dans l'amplificateur-conformateur 29. Le signal U13 venant de l'amplificateur-conformateur 29 attaque le circuit 26 d'introduction des données sur la valeur courante du déplacement de l'outil. Le circuit 26 d'introduction des données de la valeur courante du déplacement de l'outil élabore les signaux U14( +dHk) et U15(-dHk) de modification de la valeur du déplacement Hdel'outil 1.
Les signaux U14(+dHk) ) et U15(-dHk) de variation de la valeur du déplacement H de l'outil 1 sont introduits dans le bloc 18 (figure 5) de calcul de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage en présence du signal U13 provenant de l'amplificateur-conformateur 29 (figure 7), envoyé par le circuit de synchronisation 27.
Le bloc 18 (figure 5) de calcul de la valeur d'amplitude de la tension des impuls ons d'amorçage débite un signal U6 n Prêt", qui attaque le circuit de synchronisation 27 (figure 7), lorsque le calcul de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage correspondant à la variation de la valeur du déplacement H de l'outil 1 d'une valeur + dHk est terminé.
La figure 7 représente le schéma fonctionnel du bloc 16 (figure 5) de déplacement de l'outil, qui comporte le circuit 31 (figure 7) de commande du mécanisme d'avance, raccordé au mécanisme 32 d'avance pas-à-pas de l'outil.
Le circuit 31 de commande du mécanisme d'avance débite, sous l'effet des signaux de commande provenant du circuit de synchronisation 27, des signaux de commande nécessaires pour la mise en mouvement du moteur pas-à-pas du mécanisme 32 d'avance pas-à-pas de l'outil, qui fait se déplacer l'outil.
L'amplificateur-conformateur 29 comporte un amplificateur 33 (figure 8) raccordé à la sortie d'un limiteur de signaux 34.
Un signal U12 sur le déplacement de l'outil 1 provenant du transmetteur de déplacement pas-A-pas 30 attaque l'entrée de l'amplificateur 33, où il est amplifié en tension et en courant. Puis le signal amplifié est envoyé au limiteur de signaux 34, où il est définitivement formé en amplitude et en tension. Le signal formé est envoyé à partir de la sortie du limiteur 34 de signaux au circuit de synchronisation 27 (figure 7).
Le circuit de synchronisation 27 comporte un inverseur 35 (figure 9) raccordé à un circuit logique ET à deux entrées 36, et deux éléments logiques ET 37, 38 à trois entrées et dont les sorties sont raccordées aux entrées d'un élément logique OU à deux entrées 39 raccordé à l'entrée d'un circuit logique ET 40 à deux entrées.
En cas de présence d'un signal U17( +H) de déplacement de l'outil 1 provenant du circuit 25 (figure 7) de commande du sens de déplacement de l'outil, par exemple à la sortie du circuit logique ET 38 (figure 9), ainsi qu'en présence du signal provenant du bloc 18 (figure 5) de calcul et en l'absence du signal de commande U16 provenant du circuit 26 (figure 7) d'introduction de données, à la sortie du circuit logique -38 (figure 9) il y a un signal
U10(+H) pour le déplacement de l'outil 1. Le signal U10(+H) est envoyé au circuit de commande 31 du mécanisme d'avance.
U10(+H) pour le déplacement de l'outil 1. Le signal U10(+H) est envoyé au circuit de commande 31 du mécanisme d'avance.
Lorsque le déplacement assigné de l'outil 1 est réalisé, le signal U12 prélevé sur le transmetteur 31 du déplacement pas-à-pas figure 7), arrive à travers l'amplifi- cateur-conformateur 29 au circuit logique ET 40 (figure 9).
A la sortie du circuit logique ET 40 du fait de la prdsen- ce d'un signal provenant de la sortie du circuit logique
OU 39 et du signal provenant de lamplificateur-conforma- teur 29, il est débité un signal U19. Pour l'entrée des données sur le déplacement consécutif de l'outil 1, qui est envoyé au circuit 26 (figure 7) d'introduction de données sur la valeur courante de déplacement de l'outil.
OU 39 et du signal provenant de lamplificateur-conforma- teur 29, il est débité un signal U19. Pour l'entrée des données sur le déplacement consécutif de l'outil 1, qui est envoyé au circuit 26 (figure 7) d'introduction de données sur la valeur courante de déplacement de l'outil.
Le circuit 26 d'introduction des données sur la valeur courante de déplacement de l'outil comporte un générateur 4 figure 10) d'impulsions isolées raccordé aux entrées de deux circuits logiques ET 42,43 à deux entrées.
Les signaux commandant l'introduction des données sur le déplacement de l'outil 1 sont prélevés aux sorties des circuits logiques ET 42, 43 et sont envoyés au bloc de calcul 18 (figure 5). Des signaux sont fournis par l'une des sorties des circuits logiques 42, 43 si l'un des signaux sur le- déplacement de l'outil 1 est envoyé aux entrées des circuits logiques ET 42, 43 à partir du circuit de synchronisation 27, en présence des impulsions provenant du générateur 41 d'impulsions isolées, envoyées aux autres entrées des circuits logiques ET 42,43. Le signal de sortie du générateur 41 dtimpulsions isolées apparatt lors de la formation du signal de sortie du circuit logique ET 40 (figure 9) du circuit de synchronisation 27 (figure 7).Simultanément les impulsions de sortie du générateur 41 d'impulsions isolées attaquent l'entrée de l'inverseur 35 (figure 9) afin d'interdire le déplacement consécutif de l'outil 1 avant le traitement de l'information arrivée au bloc de calcul 19 (figure 5).
Lors du calcul de la fonction introduite et au cours de l'introduction de l'information sur le déplacement nécessaire consécutif de l'outil, un signal est envoyé à partir du circuit d'introduction 26 (figure 7) au circuit de synchronisation 27 à partir du bloc de calcul 18, qui autorise l'introduction de l'information su'vante. La durée de l'impulsion provenant du générateur d'impulsions isolées 41 (figure 90) est choisie supérieure à la durée nécessaire pour la réception de l'information par le bloc de calcul 19.Le générateur d'impulsions isolées 41 com- porte deux inverseurs 44, 45 (figure 11), la sortie de l'inverseur 45 est reliée à ltentrde d'un circuit logique
ET-NON 46, à deux entrées, et la sortie du circuit logique ET-NON à deux entrées 47, est raccordée à l'entrée de l'inverseur 44. De plus, le générateur d'impulsions isolées 41 comporte une capacité 48, qui est raccordée par une borne à la sortie du circuit logique ET-NON 47, à la cathode d'une diode 49 et à une résistance 50.
ET-NON 46, à deux entrées, et la sortie du circuit logique ET-NON à deux entrées 47, est raccordée à l'entrée de l'inverseur 44. De plus, le générateur d'impulsions isolées 41 comporte une capacité 48, qui est raccordée par une borne à la sortie du circuit logique ET-NON 47, à la cathode d'une diode 49 et à une résistance 50.
En absence d'un signal à l'entrée de l'inverseur 45, à la sortie de l'inverseur 44 le signal est également absent. Si un signal apparat à l'entrée de l'inverseur 45, à la sortie de l'inverseur 44 apparatt un signal dont la durée ne dépend pas de la durée du signal d'entrée et est ddterminee par la valeur de la capacité 48 et par la valeur de la résistance 50. La diode 49 sert à décharger la capacité 48 lorsque le signal d'entrée cesse.
La figure 12 représente le circuit 25 (figure 7) de commande du sens du mouvement de l'outil. Il comporte une source d'alimentation 51 (figure 12) reliée à une source de tension de référence 52 et à un amplificateur d'échelle 53. Le circuit de commande 28 comporte deux circuits comparateurs 54, 55. dont les sorties sont reliées à un circuit logique 56. L'entrée du circuit comparateur 55 est reliéeàà la sortie duncircuit intégrateur 57.
Les signaux U10(+H), U11(-H) sur le sens de déplacement de l'outil 1, envoyés au circuit d'introduction 26 (figure 7), sont débités par le circuit logique 56 (figure 12). L'entrée de ce circuit est attaquée par les signaux U20 et U21 provenant de circuits comparateurs 54, 55, où la présence du signal U20 signifie que la valeur d'amplitude Ug de la tension des impulsions d'usinage prélevées au cours de l'usinage sur l'outil 1 et la pièce 2, est égale k la valeur assignée d'amplitude de la tension
U1 des impulsions d'amorçage. La présence du signal U21 signifie que la valeur d'amplitude Ug de la tension des impulsions d'usinage est inférieure à la valeur minimale assignée d'amplitude U12 de la tension des impulsions d'usinage.Pour obtenir le signal U20, on envoie au circuit comparateur 55 la tension Ug provenant de l'outil 1 et, de la pièce 2, à travers un circuit intégrateur 57, et à travers l'amplificateur d'échelle 53, on envoie la tension de commande provenant du bloc de commande 19 (figure 5).
U1 des impulsions d'amorçage. La présence du signal U21 signifie que la valeur d'amplitude Ug de la tension des impulsions d'usinage est inférieure à la valeur minimale assignée d'amplitude U12 de la tension des impulsions d'usinage.Pour obtenir le signal U20, on envoie au circuit comparateur 55 la tension Ug provenant de l'outil 1 et, de la pièce 2, à travers un circuit intégrateur 57, et à travers l'amplificateur d'échelle 53, on envoie la tension de commande provenant du bloc de commande 19 (figure 5).
A l'entrée de l'amplificateur 53 (figure 12), on obtient un signal U8 dont la valeur de tension est égale à l'amplitude U1 de la tension des impulsions d'amor çage, qui est calculée par le bloc de calcul 18 (figure 5).
Le signal U21 est présent à la sortie du comparateur 54 lorsque la valeur d'amplitude Ug de la tension des impulsions d'usinage est inférieure à la valeur d'amplitude U12 minimale assignée de la tension.
Un signal U12 est fourni par la source de tension de référence 52. Le circuit logique 56 comporte un inverseur 58 (figure 13) et un élément logique ET 59 à deux entrées et à l'entrée duquel est raccordée la sortie de l'inverseur 58.
A ventrée de l'élément logique 59 arrive un signal U20, et à l'entrée de l'inverseur 58, un signal U21.
Le circuit logique 56 débite le signal U10(+H) à la sortie de l'élément logique ET 59, tandis qu'à la sortie de l1in- verseur 58 est débité le signal U11(-H).
Le bloc 19 de commande de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage (figure 5) comporte un convertisseur numérique-analogique 60 (figure 14) dont la sortie est raccordée à l'entrée d'un amplificateur d'échelle 61.
L'information arrivant en code numérique du bloc 18 de calcul et attaquant l'entrée du convertisseur numérique-analogique 60 est transformée en un signal proportionnel à la valeur de code numérique. Puis le signal U7 amplifié en tension et en courant par l'amplificateur d'échelle 61 jusqu'à une valeur suffisante pour commander le générateur dtimpulsions d'amorçage 14 attaque l'entrée de ce dernier.
La figure 15 représente le diagramme du fonctionnement dans le temps du schéma 27 (figure 7) de synchronisation.
En présence du signal U6"PRET" provenant du bloc 18 (figure 5) de calcul, lorsqutapparait le signal U10 d'un déplacement +H de l'outil 1 venant du circuit 25 (figure 7) de commande (moment t1) un signal U17 est débité pour le déplacement +H de l'outil 1. Le signal U17 pour le déplacement +H de l'outil 1 est envoyé au circuit de commande 31 du mécanisme d'avance. Après la réalisation du pas + # H de l'outil à la sortie de l'amplificateur-conformateur 29 apparatt un signal U13, qui est envoyé au circuit de synchronisation 27 (au moment t2). Lorsqu'il arrive, l'action des signaux U10 et U17 cesse.L'apparition de ce signal provoque la formation du signal de commande U16, provenant du circuit d'introduction 26 et la formation par le circuit de synchronisation 27 des signaux U19 d' introduction des données concernant le déplacement consécutif
+ dH de l'outil 1-.
+ dH de l'outil 1-.
L'impulsion provenant de 1 'amplificateur-confor- mateur 29 cesse au moment t3. La durée des signaux U16 et
U19 est identique. Leur durée qui va Jusqu'd t6dépasse la durée dutraitement de l'information arrivant au bloc de
calcul 18 (figure 5). Ce temps de traitement de l'information est représenté sur le diagramme par le moment t5.
U19 est identique. Leur durée qui va Jusqu'd t6dépasse la durée dutraitement de l'information arrivant au bloc de
calcul 18 (figure 5). Ce temps de traitement de l'information est représenté sur le diagramme par le moment t5.
Lorsque le signal dtintroducthon U19 cesse (au moment + t6), le signal est débité.
La présence du signal "PRET" détermine la formation du signal U18 pour un déplacement -H de l'outil 1, du fait de la présence du signal U11 pour le déplacement -H de l'outil arrivant du circuit de commande 25 à partir du moment t4.
Ainsi, il est assuré le synchronisme du déplacement de l'outil 1 au cours de l'usinage avec l'introduction des données sur son déplacement dans le bloc de calcul 18, qui calcule la valeur nécessaire d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage correspondant au déplacement donné H de l'outil 1.
L'application du procédé selon l'invention d'usinage par électroérosion permet dSélargir entièrement les possibilités technologiques de l'usinage par électroérosion et de réaliser également l'usinage des cavités et des ouvertures à profil variant selon une loi déterminée. Le procédé décrit permet d'éliminer les effets indésirables imputables à l'usure de l'outil. Ceci améliore la précision de fabrication des pièces. Le procédé selon l'invention, permet, par exemple, d'éliminer la conicité d'une matrice lors de sa fabrication avec un poinçon du fait de la compensation de l'usure de ce dernier. Il permet de fabriquer les matrices des poinçons d'ajourage en une passe, en fabriquant alors la partie d'aJourage de la matrice et une fenôtre.
L'utilisation du dispositif selon l'invention permet d'automatiser en grande partie le processus d'usi nage par électroérosion, ce qui améliore sensiblement son rendement. Il assure le passage rapide de la fabrication d'un type de pièce à la fabrication d'un autre type de pièce. L'application du dispositif permet d'améliorer la précision de fabrication des pièces par électroérosion avec un fini de qualité de la surface.
Claims (7)
1. Procédé d'usinage par électroérosion de matériaux électroconducteurs, selon lequel au circuit électrique outil-pièce sont appliquées des impulsions de puissance et d'amorçage, dont la valeur d'amplitude de la tension est réglée, caractérIsé en ce que la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage est établie en partant de la relation
U1 = k (H)
U1 étant la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage; k étant un coefficient de proportionnalité établissant la relation entre la valeur de la tension de claquage électrique de l'espace d'érosion entre l'outil (1) et la pièce (2) au cours de l'usinage et la dimension de cet espace;
f (H) est une fonction, qui décrit la loi de variation de-la configuration du profil de la surface qu'il faut obtenir en résultat de l'usinage, lorsque l'ou- til (1) se déplace d'une grandeur de déplacement H en fonction de la trajectoire assignée de déplacement de la surface travaillante (4) de l'outil.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au fur et à mesure de l'usure de l'outil (1), la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage à chaque moment est supplémentairement accrue d'une valeur k(H), où t (H) représente une fonction décrivant la loi de variation de la valeur de l'écart de la surface travaillante (45 de l'outil par rapport à la trajectoire assignée (5) de déplacement, du fait de l'usure de l'outil, en fonction du déplacement
H de l'outil au cours de l'usinage.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au cours de l'usinage de la pièce aux régimes préalable et de finissage, la valeur de la tension des impulsions d'amorçage au régime de finissage est établie supérieure à la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage au régime d'usinage préalable d'une grandeur propvrtionnelle à la surépaisseur à enlever lors du finissage.
4. Dispositif mettant en oeuvre le procédé d'usinage par électroérosion de matériaux électroconducteurs selon l'une des revendications précédentes comportant un générateur d'impulsions de puissance et un générateur d'impulsions d'amorçage, relié à travers un bloc de découplage à l'outil et à la pièce, l'outil étant relié cinématiquement à un mécanisme de son avance en cours d'usinage, caractérisé en ce qu'il comporte un bloc (18) de calcul de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amor çage, dont l'une des entrées est attaquée par un signal proportionnel à la valeur de déplacement total de l'outil (1), les deuxième et troisième entrées étant attaquées par des signaux proportionnels à la valeur de déplacement de l'outil en cours d'usinage eten que par w quatrième entrée du bloc de calcul est introduite la loi,selon laquelle est établie la valeur d'amplitude dela tension des impulsions dtamorçage qui correspond à l'obtention d'une surface de la pièce lors de l'usinage dont la configuration (3) du profil correspondant à la loi assignée (H) reliée à un bloc (16)de déplacement de l'outil à travers un bloc (17) de commande du déplacement de l'outil, inséré dans le circuit électrique outil-pièce, et au générateur (14) d'impulsions d'amorçage à travers un bloc (19) de commande de la valeur d'amplitude de la tension d'impulsions d'amorçage.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le générateur (14) des impulsions d'amorçage comporte un amplificateur de courant continu (22) raccordé au bloc (19) de commande de la valeur d'am- plitude de la tension des impulsions d'amorçage, dont une deuxième entrée est raccordée à une source d'ali station (20) à tension continue et dont la sortie est raccordée à l'entrée d'un élement commutateur (23) relié à la sortie d'un circuit différenciateur (24) dont l'en- trée est raccordée au générateur (13) des impulsions de puissance et dont la sortie de l'élément commutateur (23) est reliée au bloc de découplage (15) à travers un amplificateur de puissance (21), à l'une des entrées duquel est raccordée la source d'alimentation (20) à tension continue.
6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que. le bloc (17) de commande du déplacement de l'outil comporte une source d'alimentation, un circuit (25) de commande du sens du déplacement de l'outil, branché dans le circuit électrique outil-pièce et raccordé à une source d'alimentation (28) et à un circuit de synchronisation (27); un transmetteur (30) du déplacement pas-à-pas de l'outil (1), raccordé au circuit de synchronisation (27) à travers un amplificateur-conformateur (29) et relié cinématiquement à un mécanisme (32) d'avance pasà-pas de l'outil (1), qui est relié électriquement à un circuit (31) de commande du mécanisme d'avance et qui est également raccordé au circuit de synchronisation (27), et un circuit (26) d'introduction des données sur la valeur courante de déplacement de l'outil à chaque moment donné, raccordé au circuit (25) de commande du sens de déplacement de l'outil, et au circuit de synchronisation (27), la sortie du circuit d'introduction de données (26) étant reliée à la deuxième entrée du bloc (18) de calcul de la valeur d'amplitude de la tension des impulsons d'amorçage.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit (25) de commande du sens du déplacement de 11 outil comporte une source d'almentation (51) à laquelle sont raccordés la pièce à usiner, une source de tension de référence (52), un premier et un deuxième circuits comparateurs (54,55) un circuit logique (56), un amplificateur d'échelle (53), un circuit intégrateur (57), l'une des entrées du circuit logique (56) étant reliée à la sortie du premier circuit comparateur (54) et l'autre entrée, à la sortie du deuxième circuit comparateur (55) et l'une des entrées du premier circuit comparateur (54) étant reliée à l'outil et à l'entrée du circuit intégrateur (57) dont la sortie est reliée à l'autre entrée du deuxième circuit comparateur (55) dont la première entrée est raccordée à la sortie de l'amplificateur d'échelle (53), tandis que l'autre entrée du premier circuit comparateur (54) est relit à la source de tension de référence (52) et en ce que les sorties du circuit logique (56) sont reliées au circuit (26) d'introduction des données sur la valeur courante de déplacement de l'outil faisant partie du bloc (17) de commande du déplacement de l'outil, tandis que l'entrée de l'amplificateur d'échelle (53) est reliée à la sor tie. du bloc (12) de commande de la valeur d'amplitude de la tension des impulsions d'amorçage.
Applications Claiming Priority (1)
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Citations (1)
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Patent Citations (1)
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