FR2523888A1 - Procede et electrode d'usinage par decharges electriques a fil mobile - Google Patents

Abstract

DANS UN PROCESSUS D'USINAGE PAR DECHARGES ELECTRIQUES A FIL MOBILE UTILISANT UN FLUIDE D'USINAGE A BASE D'EAU, ON REDUIT LES RISQUES DE RUPTURE DU FIL-ELECTRODE EN UTILISANT UNE ELECTRODE AMELIOREE CONSTITUEE PAR UN FIL CONTINU 4A ET PAR UNE COUCHE 4B D'UNE SUBSTANCE POLYMERE AYANT UNE TEMPERATURE DE DECOMPOSITION THERMIQUE DE 100 A 500C ET FIXEE SUR LE FIL DE FACON A RECOUVRIR PARTIELLEMENT SA SURFACE. LES DECHARGES ELECTRIQUES DECOMPOSENT LA SUBSTANCE POLYMERE ET FORMENT DU CARBONE, AUQUEL SE COMBINE CHIMIQUEMENT AU MOINS UNE PARTIE DE L'OXYGENE ET DE L'HYDROGENE GAZEUX, CE QUI TEND A REDUIRE LES RISQUES D'EXPLOSION QUI SONT DES RISQUES DE RUPTURE DU FIL. L'ELEMENT ALLONGE DOIT CONTENIR UN METAL CATALYSEUR ACTIF VIS-A-VIS DE L'HYDROGENE TEL QUE LITHIUM, CESIUM OU SAMARIUM, AYANT UNE LONGUEUR D'ONDE SPECTROGRAPHIQUE DE 300 A 600NANOMETRES, POUR FACILITER LA REACTION DU CARBONE AVEC L'OXYGENE ET L'HYDROGENE.

Description

Procédé et électrode d'usinage par décharges électriques

à fil mobile.

La présente invention concerne un nouveau procédé amélioré d'usinage par décharges électriques à fil mobile, utilisant un élément allongé amélioré qui constitue le fil-électrode continu dans le système d'usinage par décharges électriques à fil mobile; elle concerne également un tel élément d'électrode allongé et continu, d'une nouvelle conception, pour usiner

par électro-érosion une pièce conductrice de l'électricité.

Tel qu'il est utilisé ici, le terme "fil-électrode" désigne une mince électrode allongée continue sous la forme d'un fil, d'une bande ou d'un ruban étroit, en une matière d'électrode

conductrice de l'électricité.

Dans le système d' électro-érosion à fil mobile, un fil-électrode continu est axialement transporté par des moyens d'entraînement axial du fil depuis un dispositif de fourniture jusqu'à un

dispositif de reprise Sur le trajet du fil entre ces dispo-

sitifs de fourniture et de reprise, deux éléments de guidage sont disposés de part et d'autre de la pièce pour former un

trajet rectiligne sur lequel se déplace axialement le fil-

électrode pour traverser la pièce à usiner, à laquelle il est juxtaposé en en étant séparé de l'intervalle d'usinage, et par rapport à laquelle il se trouve en position d'usinage précise Des moyens de tension sont habituellement prévus pour tendre le fil-électrode entre les éléments de guidage

et assurer qu'il se déplace en étant tendu de façon pré-

cise selon ledit trajet rectiligne.

Des moyens sont également prévus pour balayer l'intervalle d'usinage avec un fluide d'usinage qui est essentiellement

de nature diélectrique ou dont la conductivité est faible.

Lorsqu'une tension en provenance d'une source de courant

d'usinage par décharges électriques est développée au tra-

vers de l'intervalle entre le fil-électrode mobile et la pièce, le fluide remplissant l'intervalle est décomposé pour laisser passer une décharge électrique d'impulsion, enlevant

ainsi par électro-érosion de la matière sur la pièce et éga-

lement sur le fil-électrode L'usure par érosion du fil-

électrode est compensée du fait qu'il se déplace de façon continue à travers l'intervalle d'usinage et que, de ce fait, la surface d'usinage est continuellement renouvelée La source de courant d'usinage est adaptée pour appliquer une succession d'impulsions de tension d'usinage au travers de l'intervalle d'usinage pour produire par intermittence ces décharges électriques, ce qui provoque un énlèvenoent continu de matière sur la pièce Au fur et à mesure de cet enlèvement

de matière, la pièce est déplacée par rapport au fil-

électrode mobile transversalement par rapport à l'axe lon-

gitudinal de ce dernier (ou le trajet rectiligne précité).

Le déplacement relatif s'effectue selon un trajet de contour-

nage prescrit, de façon caractéristique sous les ordres d'une commande numérique,de sorte qu'il est créé dans la pièce le

contour désiré de découpe.

Un exemple caractéristique de fluide d'usinage qui constitue le milieu de décharge dans le système d'usinage à fil mobile, est un liquide à base d'eau désionisée, par exemple de l'eau en provenance du réseau d'alimentation ou du robinet, désionisée en traversant une cartouche d'échange d'ions de façon que sa résistivité électrique soit généralement de

l'ordre de 103 à 105 ohm-cm, et que sa nature devienne diélec-

trique Le liquide à base d'eau a été avantageusement utilisé

du fait qu'il est aisément disponible et ininflammable.

Ce liquide à base d'eau a également de bonnes caractéristi-

ques de refroidissement pour dissiper la chaleur dégagée

dans les régions de l'intervalle du fait des décharges élec-

triques d'usinage.

Afin d'assurer une précision de découpe élevée, le fil-

électrode mobile doit être mince De façon habituelle, on utilise un fil de cuivre ou de laiton ayant une épaisseur

ou un diamètre aussi faible que 0,05 à 0,5 mm Le fil-

électrode a habituellement une section transversale circu-

laire, mais il peut avoir toute autre forme en section transversale, et être une bande ou un ruban étroit On a

trouvé que le cuivre ou le laiton donnait généralement sa-

tisfaction du fait de leurs conductivitésélectrique et ther-

mique relativement élevéeset de leur tenacité raisonnable.

L'un des problèmes principaux dans la technique d'usinage par décharges électriques à fil mobile est le problème de la rupture de ce mince filélectrode On a constaté que,

lorsque le fil-électrode était excessivement chauffé ou in-

suffisamment refroidi, il tendait à se briser Ceci est par-

ticulièrement vrai lorsqu'on emploie une intensité ou une densité de courant élevée pour essayer d'atteindre un taux d'enlèvement et une vitesse de découpe élevés Pour éviter ces ruptures de fil, on a jusqu'ici concentré les efforts sur la dissipation aussi rapide et efficace que possible' de

la chaleur des décharges, par exemple en augmentant la vi-

tesse de déplacement du fil-électrode ou en augmentant le débit du fluide d'usinage dans l'intervalle; ces efforts n'ont eu qu'un succès limité Il en résulte que le courant d'usinage pouvant être appliquéà l'intervalle d'usinage est

limité, ce qui limite les vitesses de découpe et le rende-

ment d'usinage Lorsqu'on essaie de dépasser ces limites,

le fil tend à se briser.

On a maintenant constaté que, outre la chaleur des décharges

ou les paramètres thermiques apparents des décharges élec-

triques, le phénomène de rupture du fil-électrode dans le procédé classique d'usinage par décharges électriques à fil

mobile, était lié au dégagement de gaz résultant de la dé-

composition du liquide d'usinage à base d'eau dans l'inter- valle d'usinage On a observé que le liquide à base d'eau ou l'eau amenée dans l'intervalle pour servir de milieu de décharges est décomposé thermiquement par les décharges électriques, éventuellement également électrolytiquement, pour former des gaz qui contiennent principalement de l'hydrogène, et pour le reste de l'oxygène Ces gaz sont

excités par la décharge électrique et provoquent des explo-

sions, lesquelles créent des pressions et des chaleurs in-

tenses, qui semblent être la cause de la rupture du fil-

électrode Plus le courant d'usinage fourni est élevé, plus la quantité de gaz dégagée est grande et de ce fait plus la pression et la chaleur résultantes sont importantes de sorte

que le fil-électrode mobile se casse plus aisément.

C'est en conséquence un but principal de la présente inven-

tion de procurer un nouveau procédé amélioré d'usinage par décharges électriques à fil mobile qui réduise les risques

de rupture du fil-électrode.

Un autre but important de la présente invention est de pro-

curer un nouveau procédé amélioré du type considéré, qui permette de fournir un courant d'usinage plus important pour augmenter la vitesse de découpe, sans craindre de rupture

du fil.

Un autre but impotant de la présente invention est de pro-

curer un nouvel élément allongé continu amélioré adapté pour constituer un fil-électrode mobile destiné à être utilisé dans le système d'usinage par décharges électriques à fil

mobile et dont les risques de rupture soient moindres.

Un autre but de la présente invention est de procurer un élément allongé continu du type considéré, qui risque moins de se briser tout en permettant la fourniture à l'intervalle

d'usinage d'un courant d'usinage plus élevé.

On a maintenant découvert que les gaz, intrinsèquement déga- gés par la décomposition d'un fluide d'usinage à base d'eau dans l'intervalle d'usinage dans un système d'usinage par

décharges électriques à fil mobile et qui provoquaient la rup-

ture du fil-électrode, étaient pratiquement rendus inoffen-

sifs lorsqu'une substance polymère était partiellement dis-

posée sur le fil-électrode, cette substance, lorsqu'elle est

soumise aux décharges électriques, étant capable de se dé-

composer pour fournir du carbone et permettre ainsi à au moins une partie de l'oxygène et de l'hydrogène gazeux de se combiner à ce carbone De préférence, la substance polymère doit avoir une température de décomposition thermique comprise entre 100 et 5000 C. Sous un premier aspect, la présente invention procure un procédé pour usiner une pièce, dans lequel un élément allongé continu conducteur de l'électricité est axialement transporté depuis un côté de fourniture jusqu'à un côté de reprise pour former un fil-électrode d'usinage mobile se déplaçant de façon continue tout en étant tendu entre ces côtés et en

étant juxtaposé à la pièce au travers d'un intervalle d'usi-

nage, un fluide à base d'eau est amené à l'intervalle d'usi-

nage, une tension d'usinage est appliquée par intermittence entre l'électrode mobile et la pièce pour déclencher, au

travers de l'intervalle,une succession de décharges électri-

ques qui enlèvent par électro-érosion de la matière sur la pièce et provoquent la décomposition d'au moins une partie du fluide à base d'eau amené dans l'intervalle pour former dans cet intervalle des gaz constitués par l'oxygène et de

l'hydrogène, et la pièce est déplacée par rapport au fil-

électrode mobile transversalement à son axe selon un trajet

prédéterminé pour usiner la pièce, ce procédé se caractéri-

sant en ce que: a) on fixe une substance polymère sur cet élément allongé continu conducteur de l'électricité pour recouvrir partiellement sa surface; et b) on soumet l'élément allongé se déplaçant en juxtaposition d'usinage par rapport

à la pièce aux décharges électriques pour décomposer thermi-

quement cette substance polymère au moins partiellement pour former du carbone et provoquer la combinaison chimique d'au moins une portion de cet oxygène et de cet hydrogène gazeux avec le carbone pour contrôler la quantité de ces composants

gazeux dans l'intervalle d'usinage.

Une substance polymère donnant généralement satisfaction

peut avoir une température de décomposition thermique com-

prise entre 100 et 5000 C Un exemple d'une telle substance

polymère appropriée est le polyvinylbutylal.

La substance polymère est fixée sur l'élément allongé con-

tinu conducteur de l'électricité d'une manière répartie, par exemple sous la forme d'une bande continue disposée en spirale, ou d'une série de bandes ou d'anneaux discrets formés périodiquement ou apériodiquement sur une longueur continue de l'élément allongé La bande spirale ou chacun des bandes ou anneaux discrets a une largeur de par exemple 0,5 mm et est espacé de la portion de bande adjacente, ou de la bande ou anneau discret adjacent, de par exemple 1 Tin La couche de substance polymère fixée sur le fil-électrode a une épaisseur de par exemple 0,01 mm Lorsque l'épaisseur ou

diamètre de l'élément allongé continu électriquement conduc-

teur, qui peut être en une matière d'électrode d'usinage par décharges électriques classique telle que du cuivre ou un alliage de cuivre, est de 0,05 à 0,5 mm, on a constaté qu'il était généralement satisfaisant que la bande continue ou chaque bande ou anneau discret ait une largeur de 0,05 à 2 mm, soit écartée de la portion voisine, ou du voisin, de 0,1 à 2,0 mm et ait une épaisseur de 0,001 à 0,05 mm En variante, la couche de substance polymère fixée sur le fil-électrode peut se présenter sous la forme d'une ou de plusieurs bandes parallèles espacées s'étendant selon l'axe longitudinal de

l'élément allongé continu conducteur de l'électricité.

De préférence, cet élément allongé continu conducteur de l'électricité contient au moins un catalyseur métallique actif vis-à-vis de l'hydrogène, tel que lithium, cesium

et samarium, ce catalyseur ayant une longueur d'onde spec-

trographique de 300 à 600 nanomètres Un tel catalyseur mé-

tallique peut être contenu, soit dans la couche fixée de substance polymère, soit dans le substrat conducteur de l'électricité de l'élément allongé On a constaté qu'un tel métal catalyseur pouvait avantageusement être ajouté pour

faciliter la combinaison chimique du carbone créé par décom-

position avec l'hydrogène gazeux et également avec l'oxygène gazeux

Le procédé selon l'invention contrôle effectivement la quan-

tité dans l'intervalle d'usinage de l'oxygène et de l'hydro-

gène gazeux qui, lorsqu'ils sont allumés par une décharge d'usinage électrique, provoquent une explosion entraînant une pression et une chaleur intenses, de sorte que le fil-électrode mobile peut être rendu moins sujet à se briser, augmentant

ainsi le rendement du procédé d'usinage par décharges élec-

triques à fil mobile.

Sous un deuxième aspect, l'invention procure également un élé-

ment allongé continu conducteur de l'électricité destiné à être utilisé comme fil-électrode d'usinage mobile dans un procédé d'usinage par décharges électriques à fil mobile, dans lequel le fil-électrode d'usinage mobile est axialement transporté depuis un côté de fourniture jusqu'à un côté de reprise pour se déplacer de façon continue en étant tendu entre ces deux côtés et en étant juxtaposé à une pièce à usiner au travers d'un intervalle d'usinage, un fluide base d'eau est amené dans l'intervalle d'usinage,une tension d'usinage est appliquée par intermittence entre l'électrode

mobile et la pièce pour déclencher au travers de l'inter-

valle une succession de décharges électriques qui enlèvent par électroérosion de la matière sur la pièce et provoquent la décomposition d'au moins une portion du fluide à base d'eau ainsi amené dans l'intervalle pour former des gaz,

constitués par de l'oxygène et de l'hydrogène, dans l'in-

tervalle d'usinage, etla pièce est déplacée par rapport au fil-électrode mobile transversalement à l'axe de celui-ci

selon un trajet prédéterminé pour usiner la pièce, se carac-

térisant en ce qu'une couche d'une substance polymère est

fixée sur cet élément allongé de façon à partiellement re-

couvrir sa surface, la substance polymère étant, lorsqu'elle

est soumise à des décharges électriques, capable de se dé-

composer thermiquement au moins partiellement pour former du carbone et permettre la combinaison chimique avec ce carbone d'au moins une portion de l'oxygène et de l'hydrogène gazeux,

de façon à contrôler la quantité de ces gaz dans l'inter-

valle d'usinage De préférence, l'élément allongé continu

conducteur de l'électricité contient au moins un métal cata-

lyseur actif de l'hydrogène, tel que lithium, cesium et sa-

marium, ce métal ayant une longueur d'onde spectrographique comprise entre 300 et 600 manomètres Un tel catalyseur métallique peut être contenu de préférence dans la couche de substance polymère fixée sur l'élément allongé, mais peut

également ou en variante se trouver dans le substrat conduc-

teur de l'électricité de l'élément allongé.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip-

tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de plusieurs réalisations préférées, en liaison avec le dessin joint, sur lequel la figure 1 est une vue en élévation essentiellement en coupe

montrant schématiquement un dispositif d'usinage par électro-

érosion à fil mobile, dans lequel on utilise l'élément allongé formant l'électrode d'usinage améliorée et on peut mettre en pratique le procédé selon l'invention; et

les figures 2 (A), 2 (B), 2 (C) sont des vues longitudinales mon-

trant schématiquement des réalisations caractéristiques de

l'élément allongé amélioré selon l'invention.

En se reportant maintenant à la figure 1, une machine d'électro-érosion à fil mobile classique comporte un montant vertical 1 avec un bras horizontal supérieur 2 Une tête d'usinage 3 est portée à coulissement par le bras horizontal 2 et peut être déplacée verticalement par un moteur pour régler sa position verticale Un élément allongé continu conducteur de l'électricité 4, constituant un fil-électrode d'usinage mobile E selon l'invention, est stocké sur une bobine de fourniture S montée dans le haut du montant 1, et est guidé entre des galets de freinage 6 a et 6 b et sur un galet de guidage 7 dans le bras horizontal 2, puis sur des galets 8 et 9 et dans un élément de guidage 10 dans la tête vers la région de la pièce à usiner W, qui est fixée sur une potence ou table de travail 11 Cette dernière est portée sur un ensemble de tables à glissières croisées 12

et 13 qui est à son tour porté sur le socle 14 de la machine.

Le fil-électrode E est positionné en relation d'usinage avec la pièce W par et entre l'élément de guidage 10 situé sur le côté supérieur de la pièce dans la tête 3 et un guide de coulissement 15 situé sur le côté inférieur de la pièce dans un bras creux 16, qui part horizontalement du montant vertical 1 en dessous de la pièce W Une unité d'entraînement de fil 17 est disposée en dessous du guidage de coulissement à l'intérieur du bras creux 16 et est constituée par deux galets en contact 17 aet 17 b dont l'un est entraîné par un moteur (non représenté) pour soumettre le fil-électrode E à une traction continue En outre, un système d'extraction de fil 18 est disposé dans le bras 16 et comporte deux bandes sans fin 19, 20 et 21 enroulées sur des paires de galets 22 et 23, 24 et 25, et 23 et 26 respectivement Dans cette disposition, les galets 23 et 24 peuvent être entraînés par un ou plusieurs moteurs (non représentés) pour déplacer ces bandes et pour saisir le fil-électrode E d'abord entre les bandes mobiles 19 et 20 et ensuite entre les bandes mobiles 20 et 21 Le fil-électrode E sortant d'entre les bandes mobiles 20 et

21 est recueilli dans un bac de collecte 27.

Pour s'opposer à la force de traction exercée sur le f il-

électrode E par les galets d'entralnement 17 a et 17 b en aval de la pièce W, les galets de freinage 6 a et 6 b sur le côté de fourniture du fil sont entra Snés de façon à exercer une force de freinage appropriée sur le fil-électrode E de sorte que l'élément allongé continu 4 se déplace de façon continue depuis le côté de fourniture 5 jusqu'au côté de reprise 27 à une vitesse appropriée de trajet axial et sous une tension appropriée Le galet de guidage 7 et l'unité d'extraction 18 servent à modifier la direction du trajet du fil depuis le côté de fourniture jusqu'à la pièce W et de cette dernière jusqu'au côté de reprise 27 respectivement En aval du galet de guidage de changement de direction 7, un galet conducteur de l'électricité 28 est disposé en contact avec le galet de

guidage 8 pour conduire le courant d'électro-érosion au fil-

électrode E et il est raccordé par un balai 29 à une borne de sortie d'une source de courant d'usinage par décharges électriques 30 dont l'autre borne de sortie est électriquement

raccordée à la pièce W par un bloc conducteur (non représenté).

Une tension d'usinage provenant de cette source de courant

est ainsi appliquée par intermittence au travers de l'in-

tervalle d'usinage G formé entre l'électrode mobile E et la pièce en présence d'un liquide d'usinage à base d'eau F, par exemple de l'eau désionisée ayant une résistivité électrique

comprise entre 103 et 105 ohm-cm Une pompe 31 aspire le li-

quide d'usinage d'un réservoir 32 pour l'amener dans une chambre collectrice 33 fixée sur la tête 3, descendant de l'extrémité inférieure de celle-ci et présentant un ajutage de buse de fourniture de liquide 34 Le liquide F, aspiré

dans la chambre 33, est amené par l'ajutage 34 sur le fil-

électrode mobile E et emporté par celui-ci dans l'intervalle d'usinage G Un transducteur électromécanique tubulaire 35 peut être disposé pour permettre au fil-électrode E de le traverser Lorsqu'il est excité par une source de courant 1 1 (non représentée), cé transducteur impartit au filélectrode mobile E une vibration mécanique haute fréquence de façon à faciliter le processus d'électro-érosion Tel qu'on le voit, le transducteur 35 est supporté sur le bras horizontal 2 et sa position verticale est réglée par une unité de régla-

ge de position 37.

La table croisée 12, 13, portant la potence de travail 11, est entraînée dans un plan X-Y au moyen d'un moteur de l'axe des X 38 et un moteur de l'axe des Y 39, fonctionnellement couplés respectivement à la table Les moteurs 38 et 39 reçoivent des signaux d'entraînement d'axe des X et d'axe des Y fournis par une commande numérique 40 pour déplacer la pièce W par rapport à l'axe longitudinal du fil-électrode E

pour établir une position relative donnée de "départ d'usi-

nage" préprogrammée dans la commande numérique 40, et pour

déplacer ensuite la pièce W par rapport à l'axe du fil-

électrode mobile E selon un trajet de découpe prescrit éga-

lement préprogrammé dans la commande numérique 40 Au fur et à mesure de l'enlèvement de matière par électro-érosion sur

la pièce W, cette dernière est déplacée par rapport au fil-

électrode E selon ce trajet pour usiner la pièce W. L'enlèvement de matière par électro-érosion sur la pièce W s'effectue par une succession de décharges électriques qui sont produites à travers l'intervalle d'usinage G lorsque la tension d'usinage est appliquée par intermittence entre l'électro e-outil E et la pièce W à partir de la source de courant d'usinage 30 Les décharges électriques d'érosion provoquent la décomposition du liquide d'usinage à base d'eau F pour former dans l'intervalle d'usinage G de l'oxygène et de l'hydrogène gazeux On a observé que ces gaz pouvaient être allumés par les décharges électriques pour provoquer une décharge d'arc continue ou une explosion qui dégage une pression et une chaleur intenses La décharge d'arc continue et l'explosion sont très souvent les causes des ruptures du fil-électrode mobile E. Ce problème est résolu selon l'invention en utilisant un élément allongé continu conducteur de l'électricité amélioré 4, sur lequel est fixée une couche de substance polymère d'une manière répartie de façon à recouvrir partiellement sa surface Il est essentiel que la surface de l'élément

allongé 4 ait des portions exposées,continues ou disconti-

nues non recouvertes par la substance polymère.

Cette substance polymère peut être toute substance polymère ayant une température de décomposition thermique comprise entre 100 et 5000 C Comme exemples de substance polymère solide, on peut citer les suivantes: polyvinylbutylal,

polyvinylacétal, alcool de polyvinyle, et acétate de poly-

vinyle Lorsqu'elle est soumise aux décharges d'usinage électriques, la substance polymère fixée sur l'élément allongé eest thermiquement décomposée pour fournir du carbone qui se combine chimiquement avec une portion de l'oxygène

et de l'hydrogène gazeux pour contrôler ou réduire la quan-

tité de ces derniers gaz dans l'intervalle d'usinage G.

Les figures 2 (A), 2 (B) et 2 (C) montrent des exemples carac-

téristiques de l'élément allongé continu conducteur de l'électricité amélioré 4, qui est constitué par un substrat d'électrode 4 a en toute matière classique de fil-électrode

mobile telle que cuivre ou laiton, et par une couche de subs-

tance polymère 4 b fixée, par exemple par un adhésif ou par impression, sur le substrat 4 a, d'une manière répartie de

façon à recouvrir partiellement la surface du substrat 4 a.

Le substrat d'électrode 4 a est, de façon appropriée, un fil de section transversale circulaire et a avantageusement un

diamètre de 0,05 à 0,5 mm et de préférence de 0,09 à 0,5 mm.

Sur la figure 2 (A), la-couche 4 b de substance polymère com-

porte une série d'anneaux ou de bandes parallèles qui ont une largeur donnée W comprise entre 0,05 et 2,0 mm et qui sont espacés l'un de l'autre d'une distance S comprise entre 0,1 et 2,0 mm Sur la figure 2 (B), la couche 4 b est une bande continue formée en spirale sur le substrat 4 a, ayant une

largeur W comprise encore entre 0,05 et 2,0 mm, chaque por-

tion de bande étant espacée des portions de bande adjacen-

tes d'une distance S comprise entre 0,1 et 2,0 mm Sur la figure 2 (C), la couche 4 b est une bande rectiligne formée

sur le substrat 4 a et parallèle à l'axe longitudinal du subs-

trat de fil 4 a et elle peut avoir une largeur de 0,01 à 2,0 mm Plusieurs bandes espacées parallèles l'une à l'autre

peuvent être fixées sur le substrat de fil 4 a Dans les dis-

positions des figures 2 (A), 2 (B) et 2 (C), la couche fixée 4 b peut en général avoir une épaisseur d comprise entre 0,001

et 0,05 mm.

Bien qu('un élément allongé préformé 4, sur le substrat métalli-

que 4 a duquel peut être préalablement fixée partiellement une couche de substance polymère 4 b, peut être stocké sur la bobine de fourniture 5 et amené directement dans la zone d'usinage pour servir de fil-électrode mobile amélioré E, l'élément 4 stocké sur la bobine de fourniture 5 peut être un fil-électrode classique disponible dans le commerce Un poste de revêtement 41 peut être prévu en amont de la zone d'usinage W G, pour revêtir uniformémentla surface de l'élément allongé 4 d'une substance polymère L'élément de guidage 10 peut alors être une filière de guidage adaptée

pour arracher mécaniquement le revêtement de substance poly-

mère sur la surface de l'élément allongé mobile 4 pour former, avant passage dans la zone d'usinage W, G, l'électrode mobile améliorée E portant le modèle de couche fixée représenté sur

les figures 2 (A), 2 (B) ou 2 (C) ou une variante de ce modèle.

En variante, un fil-électrode classique, préalablement com-

plètement revêtu d'une substance polymère,est stocké sur la

bobine de fourniture 5 et la filière de guidage 10 est uti-

lisée pour arracher partiellement le revêtement sur la surface du fil pour former l'électrode mobile améliorée E

selon l'invention.

Selon la présente invention, le fil-électrode d'usinage mobi-

le amélioré E se déplaçant en juxtaposition d'usinage par rapport à la pièe W est soumis aux décharges électriques d'érosion pour provoquer la décomposition thermique de la substance polymère 4 b pour former du carbone et permettre à au moins une portion de l'oxygène et de l'hydrogène gazeux de se combiner chimiquement avec ce carbone, contrôlant ainsi la quantité de ces gaz dans l'intervalle d'usinage G. De cette manière, l'électrode d'usinage est rendue moins

sujette à rupture et le rendement d'usinage est considéra-

blement accru.

De préférence, un métal catalyseur actif vis-à-vis de l'hydrogène, tel que lithium, cesium ou samarium, est contenu dans l'élément allongé amélioré 4 On a constaté qu'un tel métal, ayant une longueur d'onde spectrographiquecomprise entre 300 et 600 nanomètres, est généralement efficace pour promouvoir les réactions du carbone avec l'hydrogène et l'oxygène Le métal catalyseur peut être contenu dans la

couche de substance polymère 4 b fixée sur le substrat mé-

tallique du fil 4 a On a constaté qu'une 1 quantité de 0,1 à 3 % en poids de métal catalyseur contenu donne généralement satisfaction.

Selon la présente invention, le fil-électrode d'usinage mo-

bile E est effectivement protégé contre un échauffement excessif et contre des contraintes mécaniques excessives dues à l'hydrogène et à l'oxygène gazeux créés par les

décharges et de ce fait risque moins de se rompre On a cons-

taté qu'on pouvait fournir un courant d'usinage plus fort qu'il n'est possible avec le fil-électrode classique à un fil-électrode amélioré ayant la même épaisseur, en permettant

ainsi une vitesse et un rendement d'usinage plus importants.

EXEMPLE

Dans l'usinage par décharges électriques à fil mobile d'une pièce en acier au carbone 555 C (Normes industrielles japonaises) d'une épaisseur de 10 mm, avec de l'eau désionisée d'une résistivité électrique de 2 x 104 ohm-cm, un fil-électrode classique en cuivre de 0,2 mm de diamètre est rompu lorsque

le courant d'usinage moyen est accru au-dessus de 5,5 ampè-

res Un fil-électrode en cuivre amélioré, de même diamètre, mais revêtu de polyvinylbutylal selon le modèle de la figure 2 (B), la largeur W étant 0, 5 mm, l'espacement S 1 mm et l'épaisseur d 0,01 mm, résiste à une intensité moyenne maximale de 9,0 ampères sans casser Il en résulte que le fil-électrode amélioré permet d'augmenter de 1,6 fois la

vitesse d'usinage.

Claims (17)

Revendications -

1 Procédé pour usiner une pièce (W),dans lequel un élément

allongé continu conducteur de l'électricité ( 4) est axiale-

ment transporté depuis un côté de fourniture ( 5) jusqu'à

un côté de reprise ( 18) pour former un fil-électrode d'usi-

nage mobile (E) se déplaçant de façon continue en étant tendu entre ces côtés et en étant juxtaposé à la pièce (W) au travers d'un intervalle d'usinage (G), un fluide -à base

d'eau (F) est amené dans l'intervalle (G), une tension d'usi-

nage est appliquée par intermittence entre l'électrode mo-

bile et la pièce pour effectuer à travers l'intervalle une

succession de décharges électriques qui enlèvent par électro-

érosion de la matière sur la pièce et provoquent la décompo-

sition d'au moins une portion du fluide à base d'eau pour

former de l'oxygène et de l'hydrogène gazeux dans l'inter-

valle, et cette pièce est déplacée par rapport au fil-

électrode mobile transversalement à l'axe de ce dernier

selon un trajet prédéterminé pour usiner la pièce, caracté-

risé en ce que: a) on fixe une substance polymère sur cet élément allongé

continu conducteur de l'électricité pour en recouvrir par-

tiellement la surface; et

b) on soumet cet élément allongé se déplaçant en juxtaposi-

tion d'usinage par rapport à la pièce à des décharges élec-

triques pour décomposer thermiquement cette substance poly-

mère pour former du carbone, et provoquer la combinaison avec

le carbone d'au moins une portion de l'oxygène et de l'hydro-

gène gazeux de façon à contrôler la quantité de ces compo-

sants gazeux dans l'intervalle d'usinage.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la substance polymère a une température de décomposition thermique comprise entre 100 et 5000 C. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la substance polymère est fixée sur l'élément allongé selon le modèle d'une bande spirale pratiquement continue à spires pratiquement parallèles l'une à l'autre enroulées autour de l'élément allongé (figure 2 (B)). 4 Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que la substance polymère est fixée sur l'élément allongé selon le modèle de bandes pratiquement parallèles et espacées les unes des autres entourant cet élément allongé (figure

2 (A)).

Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la substance polymère est fixée sur l'élément allongé selon

le modèle d'une ou de plusieurs bandes s'étendant longitu-

dinalement par rapport à cet élément allongé (figure 2 (C)).

6 Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé

en ce que l'élément allongé a une épaisseur de 0,05 à 0,5 mm et que la substance polymère qui y est fixée a une largeur dé bandes de 0,05 à 2,0 mm et un espacement entre bandes de

0,1 à 2,0 mm.

7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que

la substance polymère a une épaisseur de 0,001 à 0,05 mm.

8 Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément allongé contient un métal

catalyseur actif vis-à-vis de l'hydrogène, qui a une lon-

gueur d'onde spectrographique de 300 à 600 nm.

9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le métal catalyseur est contenu en une quantité de 0,1 à 3 % en poids, Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que

le métal catalyseur est contenu dans la substance polymère.

11 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que

le métal catal 3 seur est contenu dans le substrat électri-

quement conducteur constituant l'élément allongé.

12 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le métal catalyseur contient au moins un métal choisi dans

le groupe constitué par le lithium, le cesium et le samarium.

13 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on recouvre entièrement l'élément allongé continu d'unecouche de cette substance polymère, on fait avancer axialement l'élément allongé continu revêtu vers la pièce et, avant son entrée dans la pièce,on arrache des portions de cette couche de revêtement de l'élément allongé pour obtenir sa surface

partiellement recouverte.

14 Elément allongé continu conducteur de l'électricité ( 4) destiné à être utilisé comme fil-électrode d'usinage mobile (E) dans un processsus d'usinage par décharges électriques à fil mobile, dans lequel le filélectrode d'usinage mobile est axialement transporté depuis un côté de fourniture ( 5) à un côté de reprise ( 18) pour se déplacer de façon continue en étant tendu entre ces côtés et en étant juxtaposé à une pièce (W) de part et d'autre d'un intervalle d'usinage (G),

un fluide à base d'eau (F) est amené dans l'intervalle d'usi-

nage, une tension d'usinage est appliquée par intermittence entre l'électrode mobile (E) et la pièce (W) pour effectuer

à travers l'intervalle une succession de décharges électri-

ques qui enlèvent par électro-érosion de la matière sur la pièce et provoquent la décomposition d'au moins une portion du fluide à base d'eau amené dans l'intervalle pour former de l'oxygène et de l'hydrogène gazeux dans cet intervalle, et la pièce est déplacée par rapport au filélectrode mobile

transversalement à l'axe de ce dernier selon un trajet pré-

déterminé pour usiner la pièce, caractérisé en ce que cet élément allongé comporte un substrat allongé ( 4 a) de substance d'électrode conductrice de l'électricité et une couche ( 4 b) d'une substance polymère fixée sur ce substrat d'une manière répartie de façon à recouvrir partiellement sa surface, cette

substance polymère étant, lorsqu'elle est soumise aux déchar-

ges électriques, capable d'être thermiquement décomposée pour former au moins partiellement du carbone et permettre

à au moins une portion de l'oxygène et de l'hydrogène ga-

zeux de se cominer chimiquement avec ce carbone, de façon à contrôler la quantité d'oxygène et d'hydrogène gazeux dans

l'intervalle d'usinage.

Elément selon la revendication 14, caractérisé en ce que la substance polymère a une température de décomposition thermique comprise entre 100 et 5000 C. 16 Elément selon la revendication 14, caractérisé en ce

que la couche de substance polymère est fixée sur le subs-

trat selon le modèle d'une bande spirale pratiquement con-

tinue à spires pratiquement parallèles s'enroulant autour

du substrat allongé (figure 2 (B)).

17 Elément selon la revendication 14, caractérisé en ce

que la couche de substance polymère est fixée sur le subs-

trat selon le modèle de bandes pratiquement parallèles et espacées les unes des autres en entourant le substrat allongé (figure 2 (A))* 18 Elément selon la revendication 14, caractérisé en ce

que la couche de substance polymère est fixée sur le subs-

trat selon le modèle d'une ou plusieurs bandes s'étendant

longitudinalement par rapport au substrat allongé (figu-

re 2 (C)).

19 Elément selon l'une des revendications 16, 17 ou 18,

caractérisé en ce que le substrat allongé a une épaisseur de 0,05 à 0,5 mm et que la couche fixée a une largeur de bande de 0,05 à 2,0 mm et un espacement entre bandes de

0,1 à 2,0 mm.

Elément selon la revendication 19, caractérisé en ce que la couche fixée de substance polymère a une épaisseur

de 0,001 à 9,05 mm.

21 Elément selon la revendication 14 ou-la revendication 15, caractérisé en ce que l'élément allongé contient un métal

catalyseur actif vis-à-vis de l'hydrogène, qui a une lon-

gueur d'onde spectrographique de 300 à 600 nm.

22 Elément selon la revendication 21, caractérisé en ce que le métal catalyseur est contenu en une quantié de 0,1 à

3 % en poids -

23 Elément selon la revendication 21, caractérisé en ce que le métal catalyseur est contenu dans la couche de substance polymère. 24 Elément selon la revendication 21, caractérisé en ce que

le métal catalyseur est contenu dans le substrat.

Elément selon la revendication 21, caractérisé en ce que le métal catalyseur comporte au moins un métal choisi dans

le groupe constitué parle lithium, le cesium et le samarium.