FR2527117A1 - Buse d'alimentation en fluide de travail pour une machine d'electro-erosion a fil de coupe - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE MACHINE D'ELECTRO-EROSION A FIL DE COUPE COMPRENANT UNE BUSE DE FLUIDE DE TRAVAIL AU CENTRE DE LAQUELLE PASSE UNE ELECTRODE EN FIL 102 ET A PARTIR DE LAQUELLE UN FLUIDE DE TRAVAIL PEUT ETRE PROJETE COAXIALEMENT PAR RAPPORT A LADITE ELECTRODE EN FIL 102. LE PROBLEME TECHNIQUE EST D'AMELIORER LA LINEARITE DE L'ELECTRODE EN FIL. SELON L'INVENTION, ON PREVOIT DES MOYENS POUR PROJETER UN FLUIDE DE TRAVAIL AUXILIAIRE SUR L'ARRIERE DE L'ELECTRODE EN FIL 105. L'INVENTION S'APPLIQUE EN PARTICULIER A L'USINAGE PAR ELECTRO-EROSION DE PIECES DE GRANDE EPAISSEUR.

Description

/1 2527117

"Buse d'alim,-itation en fluide 'fe travail Jpour une machine

d'électro-érosion à fil de congé".

La présente invention concerne une machine d'électro-érosion à fil de coupe, et plus particulièrement une amélioration d'une buse destinée à alimenter en fluide de travail l'intervalle de travail aménagé entre une pièce

à usiner et une électrode en fil.

Une buse d'alimentation de travail destinée

à une machine d'électro-érosion à fil de coupe selon la pré-

sente invention produit un jet intense à l'arrière de l'élec-

trode en fil, à savoir dans la fente formée par l'étincela-

ge, ainsi qu'un jet cylindrique pelliculaire bien connu le long de la surface de l'électrode en fil Ainsi, la pression

du jet agit sur la surface semi-cylindrique opposée à la di-

rection de déplacement de l'électrode en fil pour décaler la pression de décharge à produire sur la surface semi-cylindri

que dans la direction de travail, et il en résulte une armé-

lioration de la linéarité de l'électrode en fil Selon un mo-

de de réalisation de l'invention, les buses de fluide de tra-

vail présentent de simples ouvertures plates de forme aérody-

namiques ou analogues, ou un alignement de nombreuses ouver-

tures circulaires; ces buses sont commandées de telle ma-

nière que la ligne centrale longitudinale fasse toujours face

è la direct 4 cn de travail.

Dans un autre mode de réalisation, les buses de fluide de travail comprennent une buse principale qui est disposée au centre et au centre de laquelle passe l'électrode en fil, ainsi qu'un groupe de plusieurs buses auxiliaires qui sont disposées syrrétriquement et radialement autour de la

circonférence de la buse principale La buse principale four-

nit un jet de manière à toujours balayer la surface de l'élec-

trode en fil et les buses auxiliaires sont conformées de tel-

le manière que seules les buses auxiliaires oui font face à la direction opposée à la direction de travail par rapport à

la buse principale produisent des jets.

- 2 2527117

Dans encore un autre mode de réalisation, on utilise une autre buse auxiliaire pour faire jaillir un

jet intense dans la fente formée par l'électro-érosion, ain-

si qu'une buse à fluide de travail bien connue pour produire un jc cylindrique pelliculaire le long de la surface de

l'éltccrode en fil.

Dans une machine d'électro-érosion à fil de coups, il est nécessaire de fournir un fluide de t:ra-Vaii tel que d'e l'eau, du kérosine,ou analogue, dans l'intervalle de travail se trouvant entre l'électrode à fil pour lieîinceza

ge et une pièce à usiner afin d'y créer une déchara élc 1-

que. Mais, la largeur de cet interva 1 it cde -' I est de 0,05 mm ou moins et le diamètre de l'électrode S

est de 0,2 à 0,3 mw: ou moins, si bien qu'il n'es-: X;.

d'envr>voer le fluide de travail approprié dans ceu i -, ô z

de travail.

Selon un procédé usuel bien connu, co 1:e une buse de fluide de travail pour fournir le JD: d-o J, de travail dans l'intervalle de travail o l'élo tr -rt { 1 s'effectue le long de 11 'lect ode en fil a partir i ctd inférieur ou à rartir des Deux côtés inférieur z -_ i

de la pièce h uzincr.

La bus de flutde dc travail q-i a et J ^i.

jusque maintenant est monrtée séparêment du dispositif de guidage de l'électrode en fil, ce qui entraîne la traversée

du jet par l'électrode en fil Il existe cependant des pro-

blèames du fait que la portée du jet dans l'intervalle de tra-

vail est trop courte pour remplir completement l'intervalle de

travail avec le fluide de travail si la profondeur de la piè-

ce à usiner est de 20 à 40 mm ou plus; ceci peut cr 6 er une décharge gazeuse de telle manière que l'êtincelage est rendu impossible. Pour éviter cela, on a proposé une bu 5 e de fluide de travail dans laquelle l'électrode à fil passe à travers le centre de l'ouverture et on produit un jet qui se recouvre avec l'électrode en fil et circule le long de sa surface Cet art antérieur a été décrit dans la demande de brevet japonaise publiée N'54 53 o de 197 D. Mais cette buse ce fluide de travail de l'art antérieur pose également un problème du fait que l'air libre est aspiré dans l'intervalle de travail de telle manière

qu'il est impossible d'éviter de manière parfaite l'apiari-

tion de décharge gazeuse C'est pourquoi on a propose" une buse double coaxiale qui comprend une buse à haute pression pour produire un jet fin à haute pression qui s'écoule le lu long de la surface de l'électrode en fil en maintenant un

contact étroit avec cette dernière, et une nuse à basse pres-

sion qui est disposée coaxialement a l'extérieur cde la buse à haute pression et qui produit un jet à basse pression pour

le contact avec l'air Cette buse double coaxiale a été dé-

1 t crite dans la demande de brevet japonaise publiée N 0167 496

de 19719.

En outre, en plus des deux inventions préci-

tées, on a proposé une autre invention selon laquelle on plonge une pièce à usiner dans le fluide de travail et le Z O fluide de travail est également renvoyé par une buse Cette invention a été décrite dans la demande de brevet japonaise

publiée N 02 U 797 de 1972.

Les objectits des buses perfectionnées qui ont eté mentionnées ci-dessus sont de produire un flux de fluide de travail qui s'écoule le long de la surface de

l'électrode en fil dans l'intervalle de travail et d'empê-

cner l'entree d-air dans 1-intervalle de travail.

Grâce a ces perfectionnements, on tournit une

certaine quantité suffisante du fluide de travail dans l'inter-

valle de travail et l'on peut également éviter l'apparition

de décharge gazeuse.

Mais, même ces procédes bien connus ont des problèmes du fait que l'électrode en fil est détormée en forme d'arc du fait de la pression dedécharge qui doit être j 5 engendrée dans l'intervalle de travail, de telle manière qu'un

curt-circuit peut se produire entre la pièce à usirer et l'é-

lectrode en fil et la précision d'usinage peut être réduite

4 2527117

part Ic 1 Lere 2 n' aux endroits o la direction de travail

change brusqiue:ment.

Bien que l'on puisse éviter un court-circuit

en rdulisant la vitesse de travail aux-tournants de la cirec-

tfo'n de travail, cette contre-mesure va a son tour entraîner

une coupure excessive dans cette partie; en fait, l'inter-

valle de travail va être élargi; c'est pourquoi il existe

un problème du fait que la precision d'usinage sera au con-

traire réauite.

L'invention se propose de résoudre ces pro-

blèmes et de fournir une machine d'electro-érosion a fil de coupe dans laquelle on élimine ou on réduit dans una certaine; mesure la déformation en arc décrite ci-dessus de l'électrode en til en utilisant un jet de fluide sous pression en réalisant l'étincelacge à grande vitesse en augmentant le courant moyen de travail avec une précision élevée même dans les parties

présentant de grandes courbures.

Pour résoudre le problème ci-dessus, la machine d'électro-érosion à fil de coupe selon la présente invention utilise des buses de fluide de travail qui peuvent produire

non seulement le flux de fluide coaxial cylindrique qui cir-

cule le long de la surface de l'électrode en fil, mais éga-

lement le jet qui peut appliquer la pression sur l'électrode en fil dans la fente formée à l'arrière de l'électrode en fil; Un avantage est constitué par le fait que l'on améliore la linéarité de l'électrode en fil du fait que cette pression de fluide décale la pression de décharge engendrée sur la surface semi-cylindrique de l'électrode en fil dans

la direction de travail.

Selon un mode de réalisation de la présente

invention, les buses de fluide de travail présentent de sim-

ples ouvertures plates de forme aérodynamique ou analogues ou une rangée de nombreuses ouvertures circulaires et sont

commandées de telle manière que la ligne longitudinale cen-

trale fasse toujours face à la direction de travail.

2527117

-5-

Selon un autre mode de réalisation de l'in-

vention, les buses de fluide de travail comprennent une buse principale qui est disposée au centre et à travers le centre

de laquelle passe l'électrode en fil, et un groupe de plu-

sieurs buses auxiliaires qui sont disposées de manière syiné-

trique et radiale autour de la circonférence de la buse prin-

cipale La buse principale fournit un jet pour toujours ba-

layer la surface de l'électrode en fil et les buses auxiliai-

res sont conformées de telle manière que seules les buses

auxiliaires qui font face à la direction opposée à la direc-

tion de travail par rapport à la buse principale, produisent

les jets.

Selon encore un autre mode de réalisation,

on utilise une autre buse auxiliaire pour envoyer un jet in-

tense dans la fente formée par l'étincelage ainsi qu'une buse

bien connue à fluide de travail pour produire un jet cylindri-

que pelliculaire le long de la surface de l'électrode en fil.

D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention ressortiront de la description qui suit, faite

à titre illustratif et nullement limitatif, en se référant aux dessins sur lesquels:

la fig 1 est une vue de côté avec une par-

tie eiilc,é_ on Lrant la stcuzre principale d'rne mîc,:ine

d'électro-érosion à fil de coupe bien connue de l'art anté-

rieur; la fig 2 est une vue transversale en coupe de la buse de fluide de travail qui est utilisée dans la machine d'électro-érosion précitée; la fig 3 est une vue d'explication montrant

la déformation forme d'arc de l'électrode en fil, déforma-

tion créée dans la machine d'électro-érosion précitée;

les fig 4 à 8 sont des vues à grande échel-

le représentant respectivement les parties d'ouvertures dans

différents modes de réalisation des buses de fluide de tra-

vail qui sont utilisées dans la machine d'électro-érosion à fil de coupe conforme à la présente invention; -6 la fiîq 9 est une vue explicati';u montrant la forne de l'Alectrod in fil dians un riachine conforme à la pce 53 ente inven Lion

la f iq 10 est unie coupe transversale par-

tielle àiga e cel mon tranrla partie principale d'une ode de réalisatior d'une machine d'électro-éros 4,ot conforme à la présente invention; la f ig 11 est urne vue explicative 4 moatr Int la partie principale d'un autre mode de réalisation d'une machine d'électro-érosion confurme à la présente invention; la fig 12 est une vdue en persipective ar tielle à rrrande échelle nrontrnnt l'état de la p:rtt

en train d'usiner lorsque l'on regarde à partir îe La &I-

face infé_'rieure de la piècc a usiner d Ians un autr;e mode e ra Ttind'une machine d',éJ ectro-u-rosion O:xd présente invention; -la fig 13 est une coupetrnvra

L telle à grande échelle mnontrant un détail du Yiuu-e de iir -

sation représentée f ig 12

la fig 14 est une vue en perspective p: r-

tielle -grande échelle montran' le détail du dizroosltif Qaiûnde la buse de fluide dle travail qui est itll S dans le mode de réalisation de la f ig 12; la fi'c 15 cet une ue er, cou Pr ra

le montrant la partie principale d'un autre mode de réalisa-

t 4-on qui est similaire à la machine de la fig 13 -la fig 16 est une vue de côté avec tune partie ne;e montrant un mode de réalisation dans lequel 1.:w,, ef lu%de taa 13 oflt respetidn ? sur les parties supérieure et inférieure de la piàèc à us ner, et; la -Fg 17 eot un graphique mr-a:un

exemple de l'effet obtenu conformément à la présente inven-

sur los f' 3, "la rne:;

7 2527117

désigne le bâti d'une machine d'électro-érosion, la réfé-

rence 2 désigne une table en croix X-Y comprenant une ta-

ble mobile 2 A dans la direction axiale X et une table mo-

bile 2 B dans la direction axiale Y; la référence 3 désigne un moteur actionnant la table mobile 2 A dans la direction axiale X, 4 un moteur actionnant la table mobile 2 B dans

la direction axiale Y On voit en 5 un récipient de flui-

de de travail, en 6 une table de travail sur laquelle est fixée une pièce à usiner 7, en 8 une colonne montée à l'une des extrémités du bâti 1 Les éléments 9 et 10 sont des bras supérieur et inférieur qui sont supportés par la colonne 8; une tête de travail 11 est fixée à déplacement vertical sur le bras supérieur 9; des guides d'électrodes en fil 12 et

13 sont fixés respectivement sur la tête de travail 11 et.

sur le bras inférieur 10 L'élément 14 est un tambour de

stockage de l'électrode en fil 15 et 16 est un tambour d'en-

roulement pour l'électrode en fil Un dispositif 17 de

tirage de l'électrode en fil comprend un cabestan et un rou-

leau d'entraînement; la référence 18 désigne un dispositif

de freinage comprenant un rouleau d'entraînement et un tam-

bour de freinage et destiné à appliquer une force de ten-

sion en freinant l'électrode en fil 15 qui est tiré du tam-

bour de stockage 14.

On voit en 19 et 20 des buses de fluide de travail qui sont respectivement fixées à la tête de travail 11 et au bras inférieur 10 Des canalisations d'amenée de fluide de travail 21 et 22 fournissent le fluide de travail respectivement aux buses de fluide de travail 19 et 20 avec des pressions déterminées, ledit fluide de travail provenant

d'une source non représentée La flèche 3 indique la direc-

tion de travail à imprimer à la pièce à usiner 7 La réfé-

rence 7 A désigne une fente formée par étincelage et 7 B est une courbe montrant le profil de la surface d'usinage de la pièce à usiner 7-qui est vue en coupe suivant la direction

de travail.

8 2527117

Les guides d'électrode en fil 12 et 13 sont

respectivement fixés à la tête de travail 11 et au brds in-

férieur 10 de telle manière que l'électrode en fil 15 qui

est tendue entre ces deux guides soit rectiligne De maniè-

re similaire, les buses de fluide de travail 19 et 20 sont fixées sur la tête de travail 11 et sur le bras inférieur 10

respectivement, de telle manière que la partie verticale pré-

citée de l'électrode en fil 15 pénètre par la ligne centrale

de leurs ouvertures.

Conume représenté fig 2, l'électrode en fil 15 passe à travers le centre des ouvertures des buses 19 A et 20 A

ces buses étant des buses de fluide de travail de type connu.

Le fluide de travail qui doit être projeté à partir des ou-

vertures annulaires autour de la circonférence de l'électro-

de en fil 15 recouvre de manière coaxiale l'électrode en fil 15, ce qui produit le jet à vitesse élevée qui circule sous forme d'une couche le long de la surface de l'électrode en fil Ceci permet à l'électrode en fil 15, dans sa partie

correspondante, de couper la pièce à usiner 7 par étincelage.

L'électrode en fil 15 tirée du tambour de réserve 14 passe à travers le dispositif de freinage 18, le guide d'électrode

en fil 13, les buses de fluide de travail 19 et 20 et le gui-

de d'électrode en fil 12 et elle est tirée par le dispositif

de tirage de l'électrode en fil 17 puis enroulée sur le tam-

bour d'enroulement 16 Pendant ce temps, une quantité pré-

déterminée de fluide de travail est fournie par les tubes d'amenée 21 et 22 et projetée Des impulsions de tension sont appliquées entre la pièce à usiner 7 et l'électrode en fil à partir d'une alimentation de puissance à impulsion de type bien connu (non représenté) Les moteurs 3 et 4 sont

entrainés par l'intermédiaire d'une source de puissance pro-

pre en fonction d'une commande numérique (non représentée).

Ainsi, la pièce à usiner 7 est découpée et usinée de manière

à obtenir la forme désirée.

J 9 - Cependant, à cet instant, la pression du fluide dans l'intervalle de travail entre la pièce à usiner

7 et l'électrode en fil 15 est plus grande que dans la par-

tie arrière, c'est-à-dire plus grande que la pression de fluide dans la fente 7 A Le flux de fluide qui doit être

projeté dans l'intervalle de travail a donc tendance à s'é-

chapper dans la direction de la fente 7 A formée par l'électro-

érosion comme représenté par les flèches 19 B et 20 B de la

fig 3 En outre, la décharge électrique créée dans l'inter-

valle de travail peut augmenter de plus en plus la pression

de fluide dans l'intervalle de travail De ce fait, l'élec-

trode en fil 15 ne sera pas maintenie parfaitement rectiligne dans la section de travail disposée entre les buses de fluide de travail 19 et 20, mais elle sera déformée sous la forme d'un arc, comme représenté fig 3 Il en résulte ainsi Les

inconvénients cités plus haut.

Conformémentà la présente invention, on injec-

te de manière forcée une quantité plus importante de fluide

de travail dans la fente 7 A disposée à l'arrière de l'élec-

trode en fil par rapport à la quantité de fluide detravail qui doit être injecté dans l'intervalle de travail entre la pièce à usiner 7 et l'électrode en fil 15 De ce fait, on crée dans la fente 7 A une pression de réserve de certaine valeur qui peut s'opposer à la pression de décharge c-réée dans l'intervalle de travail Cette pression de réserve agit sur la partie arrière de l'électrode en fil 15 pour limiter la déformation en forme d'arc, pour purger l'air et les gaz e l'intervalle de travail et pour remplir l'intervalle de travaiil de fluide de travail, ce qui améliore la lin r F

de l'électrode de travail 15 et augmente le courant électri-

que d'usinage.

On peut proposer plusieurs procédés pour fournir un excès de fluide de travail dans la fente 7 A. Le premier moae de réalisation 3 cet effet, représenté sur les fig 4 à 8, consiste à utiliser une buse -

ayant une ouvertura non circulaire et au moins une ouvertu-

re qui est symétrique à la direction perpendiculaire à la

direction de travail.

Si l'on se réfère à la fig 4, on voit qu'il y est représentée une ouverture de buse elliptique très olate

19 A ( 20;A) Cetteue est disposée de telle marière que l 'é-

lectrodae en f il passe à travers une extrémité de l,'ouv:rtiire allongée Coe cela sera décrit plus loin, la position de la buse de f luide de travail est cor Lmandée de tai 11 mianière qua l'axe principal de l'ouvertue colncide toujours avec la direction de déplacement da travail 23 A. Sur la f ïg 5 -:)n a repr,é 5 sen té ur de buse 19 A ( 240 A) qui est p'late m-ais à profil son extrémité éloignée est plus étroite que 1 'au-r_

1 _ 5 destiiêée à recevoir l'élcctrodel en fil 15.

La f i- 6 représante une ouvertue 19 A ( 20 A) en forme de cuillère et constituéed circulaire 19 a t 20 a) formant le cuilleron et un l.ongée relativement' mince cornstitu-mnt le manch L VEZ Cette ouverture de buse est disposée de telle:' l'électrode en fil 15 passe à travers le centre d l a f ormant cuilleron et que la largeur de la partit fnt che soit approximnativemeiit la 1 til-e que celle de k f er

us i ner.

Si l'on se réf ére au mode de réalisation représenté f ig 7, la buse de fluide de travail comprend une pluralité,d'ouvertures circulaires 19 c ( 20 c) et 19 d ( 20 d)

% al Ms Lf F_-re itcs qu I' nt deisposé es en 3 igne L'é 1 cc-

- fi I-seltrnesbcnteb culaire la plus grande La f ig 8 montre les ouvertures de l:sqi corr I-ennent une pluralit 4 i de tubes, mnnc-s 19 e 1 '-e e 19 f: '?Il') Da-ns lecs 1-1 sae, r,p-êientées e 1 x fin î et 8, les diamètres respectif S des ouvertures auxiliaires 19 d ( 20 d) c Uz 5 + t; tubes ni-ic-?s 19 f ( 20 f), 01 dêoyt m' de r 1 znire -à êtr-e plus petits que les diamètres de 'ovrre 19 c ( 20 c) l 2527117 et du tube mince 19 e ( 20 e) à travers lesquels l'électrode en fil 15 passe Les trois ouvertures 19 b ( 20 b) et les trois tubes minces 19 f ( 20 f) sont disposés de teloile manière que leur diamètre diminue de manière graduelle en partant de l'intérieur et en s'éloignant de l'électrode en fil 15. Ces buses de fluide de travail sont ajustées de telle manière que leurs axes centraux coïncident toujours avec la direction de déplacement d'usinage 23 a; en d'autres termes, les ouvertures allongées étroites ou les ouvertures

auxiliaires font toujours face à la fente créée par l'étin-

celage en commandant les directions respectives des axes

centraux autour de l'électrode en fil 15 au moyen, par exem-

ple, du dispositif représenté fig 10 Par conséquent, comme représenté fig 9 les flux de fluide de travail 19 Y ( 20 Y) qui doivent être injectés à l'arrière de l'électrode en fil 15, sont produits en même temps que des flux de fluide de travail 19 X ( 20 X) qui enveloppent l'électrode en fil 15 Ainsi, la

pression arrière va agir sur l'électrode en fil 15 à l'en-

contre de la pression due à la décharge électrique et il en résulte une amélioration de la linéarité de l'électrode en

fil 15 et de l'état du flux de fluide de travail dans l'in-

tervalle de travail.

La description se référe maintenant à la fig.

o l'or a seulement représenté l& buse de fluide de ara-

vail supérieure 19 et un dispositif destiné à commander sa rotation Cependant, la buse inférieure 20 de fluide de

travail et un dispositif de commande sa rotation sont égale-

ment mon;és sur le côté inférieur de la pièce à usiner 7 de manlièe pratiquement symébrique à ceux qui sont rep

sur la fig 10.

Sur la tg 10, la référence numriq: mn-

tre un cguide d'électrode en forme de matrice qui est dziti Sée à la place du guide d'électrode 12 de la fig 1 La buse de fluide de travail 19 est semblable à celle représentée fig 6, et elle comprend un réservoir 19 L de fluide de travail, une

12 2527117

partie dentée desrtinée sa rotation 19 N, un orifice d'ali-

men'ation en fluide de travail 191 et des ouvertures de bu-

se 19 a et 19 b.

Toujours sur la fig 10, on voit en 24 un support destiné à maintenir la buse 19 de fluide de travail de manière à ce qu'elle puisse tourner librement

autour de l'électrode en fil 15; on voit en 25 une canalisd-

Lion flexible destinée à l'alimentation en fluide d travail et qui est reliée à l'orifice d'alimentation en fluide de 0 travail 19 M; un engrenage 19 s'engage avec la partie dentée 19 N pour l'entrainer en rotation, la référence 27 désignant l'arbre de commande de cet engrenage L'élément 28 est une

poulie inversée qui est fixée à l'arbre de commande 27, l'élé-

ment 29 est un servo-moteur, l'élément 30 est une poulie de commande fixée sur l'arbre du moteur, l'élément 31 est une courroie, l'élément 32 est une plaque à côtes,33 un capteur, 34 un convertisseurou codeur, 35 une comrande nrérique, 36 un circ 7 it

de calcul de la direction d'alimentation et 37 un amplifiça-

teur à servo-commande.

Le dispositif de commande 35 sert à imprimer des mouvements dans les deux sens suivant les directions X-Y à la pièce à usiner 7 par l'intermédiaire d'un dispositif de déplacement de pièce (non représenté), de manière bien connue dais la technicque; ceci perm t de découper la pi Mxa à usiner

7 selon une forme prédéterminée.

On envoie également au circuit de calcul de la direction d'alimentation 36, un signal d'instruction qui doit

être fourni à un moteur de déplacement de pièce par la dispo-

sti d commnande numérique 35 et un signal de codae:

surveiller le fonctionnement du moteur de déplacement de pièce.

Le circuit-' d, calcul de la direction d'alimentation 36 cal e ie la direction tangentielle du profil de la partie qui ce S une train d'être usinée, c'est-à-dire la direction de déplacement

de travail, sur la base de ses données d'entrée Cette direc-

tion est ensuite comparée à l'information angulaire de la buse

*13 2527117

19 de fluide de travail, information qui est envoyée par le

convertisseur 34 par l'intermédiaire du dispositif de ccmmanr-

de numr érique 35; il en résult? une rotation du servo-rmoteur 29 par l'intermédiaire de l'amplificateur à servo-comande 37, de telle manière qi'ils coincident tous les deux. La rotation du servo-moteur 29 est transmise à la buse 19 de fluide de travail par l'intermédiaire de la poulie principale de commande 30, la courroie 31, la poulie inversée 28, l'arbre de commande 27 et l'engrenage 26 La direction en rotation de la buse 19 de fluide de travail est commandée de telle manière que la partie en forme de manche

19 b de l'ouverture de buse recouvre toujours l'ouve-ture supé-

rieure de la fente 7 a qui vient juste d'être usinée.

Dans ce mode de réalisation, on calcule la

direction de déplacement d'usinage ern se bisant sur:es con-

ditions de fonctionnement du moteur de déplacement, ce qui per-

met de commander l'angle de rotation de la buse 19 de fluide de travail Cependant, il peut etre possible de mémoriser à l'avance les données concernant la direction de travail dans le programme de commande numérique et de synchroniser avec la commande du moteur de déplacement, ce qui constitue une commande numérique de la direction de la buse de fluide de travail. La fig 11 représente un mode de réalisation dans lequel on utilise une buse de fluide de travail qui est fixée sans possibilité de déplacement L'électrode en fil 15 passe à travers une ouverture 19 g d'une buse principale et les références numériques 19-1, 19-2, 19-3, 19-16 et 1 n-1 ', 19-2 19-8 ', représentent respectivement des ouvertures

de buse auxiliaires qui sont disposées radialement et symétri-

quement autour de la buse principale 19 g Les éléments 33, 38-1, 38-2 3816 désignent des soupapes à solénoide, l'élément 39 est un réservoir de fluide de travail, 40 est une pompe de fluide de travail, 41 est une vanne à commande

manuelle et 42 est un circuit de commande.

14 2527117

Les buses auxiliaires 19-1, 19-3, 19-5 19-15, sont reliées respectivement et en correspondance à chacun-e des bus-s auxiliaires 19-1 ', 19-2 ', 198 ', qui sont disposées à l'intér Leur sur le même rayon au moyen de vannes de contrôle (non représentées) Les buses auxiliaires 19-2, 19-4 et 19-6 19-16, sont reliées respectivement à chacune des deux buses auxiliaires les plus proches 19-1 ' et 19-2 ',

19-2 ' et 19-3 ', 19-3 ' et 19-4 ', 19-8 ' et 19-1 ', par l'in-

termédiaire des vannes de contrôle Le fluide de travail peut

être fourni à chacune de ces buses principale 19 g et auxiliai-

res 19-1, 19-2, 19-3 19-16 par des vannes à solénolde 38,

38-1, 38-2 38-16 et la pompe 40, respectivement.

La vanne à solénoide 38 est ouverte pei u

l'étincelage de manière à fournir de manière conti a e f 11-

de de travail dans la buse principele 19 g.

Le circuit de commande 42 c 4 lcule la dire-

tion de déplacement d'usinage qui esten cours, de la îma;r bas nière que décrit plus haut, et, sur la base de cette direction,

il ouvre une vanne à solénoide correspondante 38-i (i *,.

ou 16) pour alimenter de manière sélective en fluide de trvail la buseauxiliaire opposée à 180 o par rapport à sa direction d'usinage. Les formes d'ouverture, les dimensions, les

dispositions et les pressions du fluide à projeter, ou analo-

gues, de ces buses auxiliaires doivent être déterminées de

telle manière que leurs jets soient injectés de manière effi-

cace dans la fente 7 A formée par l'étincelage pour permettre' une pression suffisante agissant sur l'arrière de l'électrode

en fil 15, et de telle manière que la possibilité d'infiltra-

tion d'air soit complètement éliminée; on obtient ainsi des conditions de travail stables Dans ce but, une partie des

buses auxiliaires est prévue dans l'ouverture de la buse prin-

cipale. Dans ce mode de réalisation, l'objet de la présente invention peut être obtenu sans faire tourner la toue

2527117

elle-même Il y a lieu de noter, que dans ce mode de réali-

sation, on peut disposer 36, 72, ou encore plus de buses au-

xiliaires sur une circonférence si cela est nécessaire, et leur procédé de connexion du type matrice, peut également être changé à volonté Un système tel que décrit ci-dessus peut être réalisé en combinaison avec un système dans lequel la

buse elle-même est entraînée en rotation.

Les fig 12 à 14 décrivent un mode de réali-

sation dans lequel on utilise une buse auxiliaire dont la 1 O position est commandée en rotation autour de l'électrode en fil et dont l'angle d'élévation est commandé dans le plan

vertical comprenant l'électrode en fil, sa pointe étant insé-

rée dans la fente dont la largeur est légèrement supérieure

au diamètre de la buse auxiliaire.

Sur les fig 12 à 14, 101 désigne une pièce à

usiner, 101 a un trou de départ dans lequel on a inséré l'élec-

trode en fil'avant l'étincelage, 102 est une électrode en fil, 103 est une fente déjà usinée, 103 a est une flèche indiquant la

direction de déplacement d'usinage, 101 b est une surface d'u-

sinage, 104 est une projection de fluide de travail principal, est une buse auxiliaire de fluide de travail, 106 est un

jet de fluide de travail auxiliaire, 107 est une buse princi-

pale, 102 A est un guide en forme de matrice à travers laquelle

l'électrode en fil 102 est insérée et guidée, 102 B est un dis-

positif de maintien pour ce guide, 108 est un circuit de com-

mande, 109 est un mécanisme de commutation, 151 est un arbre-

support pour la buse auxiliaire 105, et 160 est un dispositif de commande de position en rotation pour la buse auxiliaire autour de l'électrode en fil 102 Ce dispositif de commande 160 comprend un membre-support cylindrique 161 fixé sur un

bras inférieur 170 de la machine d'électro-êrosion, des rou-

lements 163 a et 163 b, des engrenages 164 et 165 et un moteur 166.

La référence numérique 171 désigne un mécanis-

me de donlacement vertical alternatif de l'arbra-sup-r 151

18 -2527117

teur 162, 134 B est un engrenage destiné à s'engager avec l'engrenage 134 A, 135 est une glissière qui est supportée à coulissement sur la console 133 et 136 et 137 sont des

biellettes reliées entre-elles à rotation au moyen d'un pi-

vot 138 La première biellette 136 est reliée à rotation

à la glissière 135 et la deuxième biellette est fixée à len-

grenage 134 B 139 est un élément de fixation pour relier la

buse auxiliaire 5 à la biellette 136 et les flèches 140 in-

diquent les mouvements de rotation et de déplacement de la

buse auxiliaire 105.

Dans ce mode de réalisation, les buses de fluide de travail 118 et 119, qui sont utilisées comme buses Principales, sont supportées à coulissement dans les loemer< 116 et 117 Pendant l'opération d'étincelage, la pression diu fluide de travail et les forces élastiques dues aux ressorts 118 A et 119 A sont appliquées aux buses 118 et 119 dont lea pointes occupent la position d'équilibre en léger' contact ou au voisinage des surfaces supérieure et inférieure de la pièce à usiner 101, en produisant ainsi le jet cylindriquet qui est coaxial avec l'électrode en fil 102 L'emplacenent de la buse auxiliaire 105 est ajustée en faisant tourner le i-Lu Le rotacif 130 par l'intermédiaire des engrenages 13 _ e 128 au moyen du moteur 166 L'angle d'inclinaison de la base est ajusté en faisant tourner les engrenages 134 A et 134 B par l'intermédiaire des biellettes 136 et 137 au moyen du moteur 162 Par conséquent, on peut obtenir la même action et le m Ame effet que ceux obtenus dans le mode de réalisation

des fiq 13 et 14.

Comme cela a été décrit ci-dessus, dans ces modes de réalisation, la pointe de la buse auxiliaire est insérée dans la fente et on utilise le programme de commande

numérique dans lequel on a préalablement enregistré les d-n-

nées necessaires pour suivre sans irrégularités la trace de l'electrode en fil, tout en maintenant la distance entre l'let'7nde en fil et la Àoin' de la busa ai, i i aire -"nr

19 2527117

qu'elle soit d'environ 1 mm Cependant, il est également pos-

sible et pr 6 fdrable de prévoir un capteur spécifique d'appro-

che ou de contact sur la pointe de la buse auxiliaire ou sur son support ou analogue, afin d'induire et de contrôler les pointes de la buse de fluide de travail de telle manière qu'el-

les ne viennent pas en contact important avec la pièce à usiner.

L'angle d'inclinaison de cette buse de flui-

de de travail est, de manière appropriée, déterminé sur la base de l'expérience en fonction de l'épaisseur de la pièce à usiner

et des conditions d'usinage ' Si les conditions d'usinage chan-

gent, et si la direction d'usinage change soudainement pendant l'étincelage, ou dans d'autres cas, on peut changer cet angle '

d'inclinaison de manière appropriée.

Bien que le jet produit par cette buse au-

xiliaire soit ajusté de telle manière qu'il fasse généralement face à la partie centrale de l'épaisseur de la pièce à usiner,

lorsque l'on a détecté que la décharge électrique s'est pro-

duite de manière concentrique à un point spécifique de l'élec-

trode en fil, on peut disposer le jet en face de ce point spéci-

fique.

Ces buses auxiliaires peuvent être montées de manière indi viduelle audessus et en-dessous de la ptic à usiner de la même manière que la buse principale La fig. 6 nmontre un tel mode de réalisation Dans ce cas, la pression de la buse principale à monter sous la pièce à usiner est fixée à un niveau tel que le jet dans l'intervalle de travail peut presque atteindre la surface supérieure de la pièce à usiner et la pression de fluide de la buse auxiliaire doit

éére ixe à an îiveau ennore plus élevé La pression Cie:.

buse auxiliaire inferieure est réglée à un niveau tel que e jet projeté de la buse principale inférieure s'écoule en même temps que le jet produit par la buse supérieure sans le repousser de manière notable et de telle manière que l'on

évite e mélange de l'air ambiant Eventuellemenc, la pres-

sion du jet provenant de la buse inférieure est fixée à environ

16 -2527117

de la buse auxiliaire 105, 172 est un dispositif d'actionne-

nient pour ce mécanisme 171, 173 et 174 sont des bornes d'en-

trée de commande de commutation du fonctionnement, 175 est un codeur rotatif, 180 est un dispositif de commande de l'angle d'élévation de la buse auxiliaire 105; il comprend un mo- teur 162 fixé à une partie de liaison 151 a montée sur l'ex-i trémité supérieure de l'arbre-support 151 et un élément de

fixation de buse 163 fixée sur son arbre 162 a.

Le dispositif de commande 108 active le dis-

positif de commande en position de rotation 160, le disposi-

tif ? 71 de mouvement vertical alternatif et le dispositif de commande 180 de l'angle d'élévation en fonction de l'épaisseur de la pièce à usiner 101 et en fonction d'autres conditions d'usinage prédéterminées afin d'ajuster la position, la hauteur et l'angle d'élévation de l'arbre- support 151 Dès la mise en route de l'étincelage, la pointe de la buse auxiliaire 105 est insérée de manière correcte dans la fente usinée 103 et on commande le fluide de travail qui doit être projeté de

cette pointe de telle manière qu'il fasse face au point cen-

tral de la surface d'usinage -101 b dans la fente 103, en appli-

quant de ce fait une pression de jet sur l'électrode en fil -. Au fur et à mesure que l'étincelage progresse, le dispositif de commande 108 fait rourner le moteur 166 en fonction d'un programme prédéterminé de telle manière que la pointe de la buse auxiliaire 1 05 suive toujours la fente 103 pour suivre' la trace de l'électrode en fil 102 Le diamètre

d'ouverture de la buse principale 107 est généralement ré-

gie pour ècra toujours à peu pres le même que la largeur de

la fente 103 ou légèrement supérieur à cette largeur La pro-

jection de fluide de travail principale 104 est envoyée in-

dépendamment de la direction d'usinage, de telle manière qu'elle entoure l'électrode en fil 102 Cependant, juste à

l'arrière de l'électrode en fil 102, le jet de fluide de tra-

vail auxiliaire 106 qui présente qénéralement une pression

17 2527117

plus élevée que la pression du jet de la buse principale,

est fourni par la buse auxiliaire 105 Grâce à cette pres-

sion élevée, la déformation en arc de l'électrode en fil 102

est rectifiée -

La fig 15 représente encore un autre mode de réalisation de l'invention Sur cette figure, 101 désigne une pièce à usiner, 102 une électrode en fil, 111 et 112 des bras supérieur et inférieur supportés par la-colonne de la

machine d'électro-érosion, 113 et 114 sont des têtes de tra-

vail supportées respectivement par les bras 111 et 112, 115 est un dispositif de réglage de la position en élévation de

la tête de travail supérieure 113, 116 et 117 sont des lo-

gements de buse de fluide de travail qui sont fixés aux têtes de travail 113 et 114 Ces logements 116 et 117 présentent

respectivement des ouvertures 116 A et 117 A à travers lesquel-

les on introduit les buses de fluide de travail 118 et 119,

des petites ouvertures 116 B et 117 B aménagées dans leurs c 8-

tés opposés et des orifices 116 C et 117 C qui doivent 8 tre re-

liées à une canalisation d'alimentation en fluide de travail.

118 A et 119 A désignent des ressorts, 120 et 121 sont des sup-

ports de guide qui présentent respectivement des ouvertures de passage de fluide detravail 120 A et 121 A et qui sont F 2 vs dans les logements 116 et 117 afin de supporter des guides de positionnemenc 122 et 123 en forme de mdtrice à -ciavecs

lesquels passe l'électrode en fil 102 124 est un galet d'en-

traînement, 124 A est un galet detension, 125 est un galet d'entraînement et de tension, 126 et 127 sont des galets guides, 128 est un engrenage, 129 un palier, 130 un disque

rotatif qui est solidarisé avec l'engrenage 128 par l en;-

diaire d'un élément d'accouplement 131, 132 est un engrenage relié à l'arbre de sortie du moteur 166 et destiné à s'engager dans l'engrenage 128, 133 est une console destinée à maintenir

le mécanisme de la buse auxiliaire, 162 est un moteur de com-

mande de l'angle d'inclinaison de la buse auxiliaire, 34 A

est un pignon à engrenage fixé sur l'arbre de sortie du mo-

-.2 2-2527117

1,3 à 4 fois celui de la buse supérieure.

Cependant, lorsque la pièce à usiner est de faible épaisseur, la buse auxiliaire est simplement montée

sous la pièce à usiner.

Les effets obtenus grâce à la présente in- vention sont représentés à la fig 17 sur laquelle la courbe I en trait plein montre la relation entre la vitesse du flux du jet provenant de la buse auxiliaire (sur l'axe des X) et

le courant électrique d'usinage moyen (sur l'axe des Y) lors-

que la buse auxiliaire est utilisée en même temps que la buse principale La courbe II en trait interrompu représente la, relation entre la vitesse du flux du jet provenant de la buse principale et le courant électrique moyen d'usinage lorsque l'on utilise seulement la buse principale sans utiliser la buse auxiliaire Cet exemple expérimental a été obtenu avec le mode de réalisation de la fig 15; les conditions d'essais étaient les suivantes: électrode en fil: fil de laiton 6: 4 de diamètre 0,2 mn

vitesse de déplacement de l'électrode en fil:-environ 2,5 m/min.

tension de l'électrode en fil: eviron 9,8 N ( 1 Kg).

pièce à usiner: SKD 11, épaisseur 20 mm capacité du condensateur de puissance: environ 1,5 microfarad tension à vide: environ 134 V. courant de pointe: environ 15 A

durée de l'impulsion: environ 7 micro-secondes.

temps de repos entre deux impulsions; environ 10 micro-secondes.

diamàtre de la buse principale: environ 0,6 mm vitesse du flux du jet provenant de la buse principale: environ

0,6 m/s.

diamètre de la buse auxiliaire: environ 0,23 mm On notera sur la fig 7 que l'utilisation de la buse auxiliaire permet d'augmenter le courant électrique

moyen d'usinage d'environ 60 % de mieux qu'une vanne de l imi-

tation bien connue.

21 -

-21 2527117

Bien cue les calibres et les pressions des buses principales supérieure et inférieure soient ir deh tiues

dans cet essai, il est généralement préférable que la pres-

sion du jet de la buse principale inférieure soit plus élevée que celle de la buse supérieure et qu'en outre, la vitesse du jet de la buse auxiliaire soit égale à deux fois ou plus que celle de la buse principale Il est également désirable, au contraire de la buse principale, que la vitesse du jet de la buse auxiliaire supérieure soit plus élevée que celle de

la buse auxiliaire inférieure.

Comme cela a été décrit ci-dessus, conformé-

ment à l'invention, on peut améliorer la linéarité de l'élec-

trode en fil et la précision d'usinage, l'air libre ne pénètre-

ra pas dans l'intervalle de travail et les gaz et les produits d'érosion qui peuvent être produits du fait de l'étincelage sont en outre enlevés de manière efficace et complète de l'intervalle de travail Par conséquent, comme représenté fig. 17, le courant électrique d'usinage moyen peut eêtre aujmenté en fonction de la vitesse du flux du jet provenant de la buse

auxiliaire et il en résulte une vitesse de travail plus éle-

vée en proportion avec ce courant électrique moyen d'usinage.

La description ci-dessus n'a été fournie c L'à

titre d'exemples et il est évident que l'on peut y apporter des mndifikions ou varica tes, sans por L tant &ortir du

cadre de la présente invention.

22 2527117

REVE'NDICATICNS

1 ) Machine d'électro-érosion à fil de coupe comprenant une buse de fluide d e travail ( 19,20,19 g,107) au centre de laquelle passe une électrode en fil ( 15,102) et à partir de laquelle un fluide de travail peut être projeté coaxialement par rapport à ladite électrode en fil ( 15, 102}, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour projeter un fluide de travail auxiliaire, lesdits moyens comprenant: une buse auxiliaire ( 19 d, 20 d, 19 f, 20 f,

19-1, 19-2, 19-1 ', 19-2 ', 19-3 ', 105) qui peut pro-

jeter un jet à une vitesse supérieure à celle du jet de la

buse normale de fluide de travail ( 19,20,19 g,107) en direc-

tion de l'arrière de l'électrode en fil ( 15, 102) lors;qe le

est en train d'usiner uns pièce à usiner ( 7, 101) ladite éic-

trode en fil ( 15, 102) se trouvant dans une fente C 7 ?, 102 qui a été formée par électro-érosion, et des moyens { 42,)6, 36) pour commander un flux de fluide à partir de ladite b:-: auxiliaire, de telle manière que le jet provenant de ladite buse auxiliaire fasse toujours face à l'arrière de ladite

électrode en fil.

2 ) Machine d'électro-érosion selon la re-

vendication 1, caractérisée en ce que l'ouverture de ladite buse auxiliaire comprend une partie allongée ( 19 A, 20 A) en

fo:m V de queue qui est formé e d'une seule pièce avc l' iouver-

ture de la buse normale de fluide de travail destinée à pro-

duire un jet cylindrique coaxial à ladite électrode en fil ( 15, 102), ladite buse auxiliaire étant supportée à rotation autour de ladite électrode en fil, les moyens de commande du f lu de fluidi à partir -c' la-dite buse auxiliair cernant

la position en rotation de ladite buse.

) Machine d'électro-érosion selon la re-

vendicat Lon 1, caractuérsée e ce que les ouvrtuue$ de la-

dite buse auxiliaire comprennent une pluralité de petites ouvertures ( 19 dl qui sont di' o;es-en lic J)a avec l'-':ar' e

( 19 c) dn la buse normale de flu-i de travail, lesdites pe-

tites r Jo 'ert Les i 9 d) Lr-nu con Ecr es da manière cnt-

tuer un élément qui constitue l'ouverture de ladite buse nor-

23 22527117

male destinée à produire un jet cylindrique coaxial à l'électrode en fil, l'élément cormun constituant lesdites buses étant supporté à rotation autour de ladite électrode en fil ( 15, 102),et en ce que les moyens de commande du flux de fluide provenant de ladite buse auxiliaire commandent la position en rotation dudit élément commun

4 ) Machine d'électro-érosion selon la re-

vendication 1, caractérisée en ce que ladite buse auxiliaire comprend une pluralité d'éléments tubulaires ( 19 f) qui sont

disposés en ligne en contact étroit l'un avec l'autre, les-

dits éléments tubulaires étant parallèles à un élément tubu-

laire qui constitue l'ouverture de la buse normale de fluide de travail destinée à produire un jet cylindrique coaxial à

l'électrode en fil ( 15, 102), l'ouverture de ladite buse au-

xiliaire étant constituée sous la forme d'une pluralité de

petites ouvertures qui sont disposées en ligne avec l'ouver-

ture de ladite buse normale, lesdits éléments tubulaires cons-

tituant ladite buse auxiliaire étant supportés à rotation autour de ladite électrode en fil ( 15, 102), et en ce que lesdits moyens de commande du flux de fluide provenant de

la buse auxiliaire commandent la position en rotation de la-

:dite buse auxiliaire.

) Machine d'électro-érosion selon l'une

quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que

les moyens de commande du flux de fluide calculent la direc-

tion d'usinage sur la base d'un signal de commande du dépla-

cement devant être fourni à la pièce à usiner, en commandant

de cette manière la position en rotation de ladite buse au-

xiliaire sur la base de ce résultat.

60) Machine d'électro-érosion selon la re-

vendication 1, caractérisée en ce que ladite buse auxiliai e comprend un élément comportant une pluralité d'ouvertures

( 19-1, 19-2 19-1 ', 19-2 ') qui sont disposées rad a-

lement et symécriquement autour de l'ouvertur'ie ( 19 g) de la-

33 dite base nr,;r-z e de fluide de travail destinée à pre'i r-

24 -2527117

un jet cylindrique coaxial à ladire él:ctrode en fil ( 15, 102), et en ce que lesdits moyen; de conmaide du flux de fluide proenant de ladite électrode auxiliaire comprennent une vanne à ouverture et fermeture automatiques, ladite vanne 6 tan reliée de manière sélective aux ouvertures de

ladite buse auxiliaire et des moyens pour commander l'ouver-

ture et la fermeture de ladite vanne à fermeture et ouverture automatiques.

7 ) Machine d'électro-érosion selon la re-

vendication 1, caractérisée en ce que ladite buse auxiliaire ( 105) est supportée à rotation autour de ladite électrode en fil ( 102) de telle manière que l'angle de ladite buse avec ladite électrode en fil ( 15, 102) peut être ajustée, ladite buse auxiliaire ( 105) comprenant une simple buse de faible

épaisseur dont la pointe est dirigée vers la fente ( 103) for-

mée par étincelage à l'arrière de ladite électrode en fil ( 102),

et en ce que les moyens pour commander le flux de fluide pro-

venant de la buse auxiliaire commandent la position en rota-

tion et/ou l'angle d'inclinaison de ladite buse auxiliaire de telle manière que le flux de fluide provenant de la buse auxiliaire soit toujours dirigé vers l'arrière de l'électrode

en fil ( 102).

8 ) Machine d'électro-érosion selon la re-

vendlcation 7, caractérisée en ce que lesaits moye 1 S pour commander le flux de fluide provenant de ladite buse auxiliaire commandent la position en rotation et/ou l'angle d'inclinaison

de ladite buse auxiliaire ( 105) selon un programme pr-id ter-

miné.

9 ) Machine d'électro-érosion selon la e-

vendication 8, caractérisée en ce que ladite buse auxiliaire ( 1 '03) ou son support comporté un détecteur d'approche ou de contact et en ce que lesdits moyens de commande du flux de

fluide provenant de ladite buse extérieure commandent la po-

sition en rotation et/ou l'angle d'-inclinaison de ladite

buse auxiliaire (i 05) en fonction d'un signal reçu dudat-

détecteur.