FR2572317A1 - Device for cutting holes by electroerosion - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE L'USINAGE DES METAUX PAR ELECTRO- EROSION. LE DISPOSITIF FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST CARACTERISE NOTAMMENT EN CE QUE L'ELECTRODE-OUTIL COMPREND UNE ELECTRODE CENTRALE 3 REALISEE EN MATERIAU CONDUCTEUR ET MONTEE DANS UNE GAINE 5 COAXIALEMENT A CELLE-CI ET DE TELLE FACON QU'ELLE DEPASSE AU-DELA DE L'EXTREMITE DE TRAVAIL DE CETTE GAINE 5 DU COTE DE LA PIECE A USINER 7, ET EN CE QUE L'EMBASE EST REALISEE SOUS LA FORME D'UN EMBOUT 23 EQUIPE, D'ELEMENTS D'APPUI LIMITEURS A RESSORTS, LA GAINE 5 DE L'ELECTRODE-OUTIL ETANT FIXEE AUDIT EMBOUT 23 ET COMPORTANT UN COLLET D'APPUI 27 FIXE A SON EXTREMITE DE TRAVAIL. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'USINAGE DES MATERIAUX ELECTRO-CONDUCTEURS PAR ELECTRO-ETINCELAGE, NOTAMMENT AU PERCAGE DE TROUS BORGNES OU DEBOUCHANTS EN DES ENDROITS DIFFICILEMENT ACCESSIBLES DE LA PIECE.THE INVENTION RELATES TO THE MACHINING OF METALS BY ELECTRO-EROSION. THE DEVICE WHICH IS THE OBJECT OF THE INVENTION IS CHARACTERIZED IN PARTICULAR IN THAT THE TOOL ELECTRODE INCLUDES A CENTRAL ELECTRODE 3 MADE IN CONDUCTIVE MATERIAL AND MOUNTED IN A SHEATH 5 COAXIALLY WITH IT AND IN SUCH A WAY THAT IT EXCEEDS - BEYOND THE WORKING END OF THIS SHEATH 5 ON THE SIDE OF THE PART TO BE MACHINED 7, AND IN THAT THE BASE IS MADE IN THE FORM OF A END 23 EQUIPPED, WITH SPRING LIMITER SUPPORT ELEMENTS, THE SHEATH 5 OF THE ELECTRODE-TOOL BEING FIXED AUDIT TIP 23 AND INCLUDING A SUPPORT COLLAR 27 FIXED TO ITS WORKING END. THE INVENTION APPLIES IN PARTICULAR TO THE MACHINING OF ELECTRO-CONDUCTIVE MATERIALS BY ELECTRO-SPARING, IN PARTICULAR TO THE DRILLING OF BLOCKED HOLES OR THROUGHOUT IN PLACES WITH DIFFICULT ACCESSIBILITY OF THE PART.
Description
La présente invention concerne l'usinage des métaux par électroérosion etThe present invention relates to the machining of metals by electroerosion and
a notamment pour objet un dispositif in particular relates to a device
de perçage de trous par électroérosion. drilling holes by electroerosion.
L'invention s'applique notamment à l'usinage des ma- The invention applies in particular to the machining of
tériaux électroconducteurs par électro-étincelage, notam- electroconductive materials by electro-spark, including
ment au perçage de trous borgnes ou débouchants en des en- when drilling blind or through holes into
droits difficilement accessibles de la pièce et dans les pièces de grand encombrement, ainsi que dans les matériaux difficult to access rights of the room and in large rooms, as well as in materials
difficilement usinables, par exemple les matériaux extra- difficult to machine, for example extra-ordinary materials
durs et tenaces.hard and tough.
On connaît un dispositif pour l'usinage par électro- There is known a device for the machining by electro-
érosion (cf. certificat d'auteur URSS n 707747, cl.Int.Cl. erosion (see USSR author's certificate No. 707747, cl.Int.Cl.
B23P 1/02, publié le 05.01.80) hors de la zone d'usinage des machines, réalisé sous la forme d'une embase se fixant rigidement à la pièce à usiner, et d'un bottier réuni à cette embase par un moyen de fixation rapide, par exemple à baïonnette. Le boîtier renferme un porte-électrode monté de façon qu'il puisse exécuter un mouvement rectiligne alternatif et un mouvement de rotation et dans lequel est placée une électrode-outil réalisée en forme de tige, le porte-électrode étant lié à la broche de la machine par un B23P 1/02, published 05.01.80) outside the machining area of the machines, made in the form of a base rigidly fixed to the workpiece, and a casing joined to this base by a means fast fastening, for example bayonet. The housing contains an electrode holder mounted so that it can perform reciprocating rectilinear motion and rotational movement and in which is placed a rod-shaped tool-electrode, the electrode holder being connected to the spindle of the spindle. machine by a
élément flexible.flexible element.
L'embase comporte un raccord avec un ajutage destiné à amener le liquide d'usinage dans une cuve formée par les parois de l'embase et ayant un trou pour la sortie de l'électrode-outil. Le liquide d'usinage venant du système de refoulement de la machine est amené au raccord par un tuyau flexible de liaison. Le liquide d'usinage en excès s'accumule dans la cuve, d'o il retourne à la cuve de la The base comprises a coupling with a nozzle for bringing the machining liquid into a tank formed by the walls of the base and having a hole for the output of the tool electrode. The machining liquid from the delivery system of the machine is fed to the connection by a flexible connecting pipe. The excess machining liquid accumulates in the tank, from where it returns to the tank of the
machine en passant par un tuyau flexible. machine through a flexible hose.
Pour animer l'électrode-outil d'un mouvement recti- To animate the electrode-tool with a
ligne alternatif et d'un mouvement de rotation, le porte- alternating line and a rotational movement, the holder
électrode est lié à la broche de la machine par un arbre flexible. La conception de l'électrode-outil et du circuit d'amenée et d'évacuation du liquide d'usinage ne permettent pas de réaliser à l'aide d'un seul circuit une circulation directe du liquide d'usinage dans la zone d'usinage, electrode is linked to the spindle of the machine by a flexible shaft. The design of the tool electrode and the supply and discharge circuit of the machining liquid do not make it possible to achieve, by means of a single circuit, a direct circulation of the machining liquid in the zone of machining,
qui assurerait une évacuation efficace des produits d'é- which would ensure the efficient evacuation of
rosion de cette zone. Il en résulte que le dispositif con- erosion of this area. As a result, the device
nu ne peut être utilisé pour percer des trous profonds. Nude can not be used to drill deep holes.
Etant donné que le mouvement d'avance et de rotation de l'électrode-outil lui est imprimé par la broche de la machine d'électroérosion, le dispositif considéré ne peut Since the advance and rotation movement of the tool electrode is impressed on it by the spindle of the EDM machine, the device under consideration can not
être utilisé en appareil autonome. Il s'ensuit une réduc- be used as a standalone device. It follows a reduction
tion des possibilités technologiques du dispositif et l'im- the technological possibilities of the device and the
possibilité de son utilisation dans une série de cas, par possibility of its use in a series of cases, for example
exemple pour le perçage de trous en des endroits difficile- example for drilling holes in difficult places
ment accessibles de la pièce.accessible from the room.
La fixation rigide de l'embase à la pièce à usiner ne permet pas non plus son utilisation pour le perçage de trous en des endroits difficilement accessibles de la pièce. En outre, la réalisation de l'embase sous la forme d'une cuve ne permet d'employer le dispositif que pour l'usinage de pièces de-grand encombrement, c'est-à-dire que l'usinage de pièces dont la surface est plus petite que celle de l'embase est impossible, car la surface de la pièce à usiner sur laquelle se fixe l'embase doit être plus grande The rigid attachment of the base to the workpiece also does not allow its use for drilling holes in hard to reach places in the room. In addition, the embodiment of the base in the form of a tank makes it possible to use the device only for the machining of large parts, that is to say that the machining of parts whose surface is smaller than that of the base is impossible, because the surface of the workpiece on which the base is fixed must be larger
que la surface de l'embase.than the surface of the base.
On s'est donc proposé de créer un dispositif portatif We therefore proposed to create a portable device
de petit encombrement pour le perçage de trous par électroé- small space for drilling holes by electro
rosion, dont la conception permettrait de lui donner un faible encombrement et de le rendre portatif, ainsi que de l'utiliser en appareil autonome pour le perçage de trous profonds dans les pièces de grand encombrement et en des endroits difficilement accessibles de la pièce, et avec un erosion, the design of which would give it a small footprint and make it portable, as well as use it as a standalone device for drilling deep holes in large rooms and in hard-to-reach places in the room, and with a
grand rendement.great yield.
La solution consiste en un dispositif pour le perçage The solution is a device for drilling
de trous par électroérosion, comprenant une embase se pla- electroerosion holes, comprising a base plate
çant sur la pièce à usiner, un bottier solidaire de l'em- on the workpiece, a shoemaker in solidarity with the
base et renfermant un porte-électrode, monté de façon qu'il puisse exécuter un mouvement rectiligne alternatif et un mouvement de rotation, ainsi qu'une électrode-outil placée dans ledit porte-électrode, dispositif dans lequel, base and enclosing an electrode holder, mounted so that it can perform a reciprocating rectilinear motion and a rotational movement, as well as a tool electrode placed in said electrode holder, wherein
d'après l'invention, l'électrode-outil comprend une élec- according to the invention, the tool electrode comprises an elec-
trode centrale réalisée en matériau conducteur et mon- central trode made of conductive material and
tée coaxialement dans une gaine de telle façon qu'elle dépasse au-delà de l'extrémité de travail de cette gaine du côté de la pièce à usiner, et l'embase est réalisée sous la forme d'un embout équipé d'éléments d'appui à ressorts, la gaine de l'électrode-outil étant fixée audit embout et comportant un collet d'appui fixé à son extrémité de travail, et la cavité intérieure de l'embout étant réalisée sous la forme d'un chambrage mis en communication avec un circuit d'alimentation en fluide d'usinage et avec un intervalle prévu entre la gaine et l'électrode centrale, lequel est également. mis en communication avec un circuit coaxially in a sheath so that it protrudes beyond the working end of this sheath on the side of the workpiece, and the base is made in the form of a nozzle equipped with elements spring support, the sheath of the electrode-tool being fixed to said tip and having a support collar fixed at its working end, and the inner cavity of the nozzle being made in the form of a recess communication with a machining fluid supply circuit and with a gap provided between the sheath and the central electrode, which is also. put in communication with a circuit
d'évacuation du fluide d'usinage.discharge of the machining fluid.
L'invention permet de percer des trous profonrs dans des pièces d'encombrement et de poids quelconques ou en The invention makes it possible to drill deep holes in parts of any size and weight or in
des endroits difficilement accessibles de la pièce. places hard to reach from the room.
L'invention sera mieux comprie- et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la The invention will be better understood and other purposes, details and advantages thereof will become more apparent in the
lumière de la description explicative qui va suivre d'un light of the following explanatory description of a
mod de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références au dessin annexé qui représente une vue en coupe longitudinale du dispositif embodiment given solely by way of non-limiting example, with references to the appended drawing which represents a longitudinal sectional view of the device
conforme à l'invention.according to the invention.
Le dispositif pour le perçage de trous par électroéro- The device for drilling holes by electro-magnetic
sion, conforme à l'invention, comprend un boîtier 1 du type "pistolet" muni d'une poignée 2. A la partie supérieure du boîtier 1 est placé un sytème d'avance de l'électrode According to the invention, the invention comprises a casing 1 of the "pistol" type provided with a handle 2. At the upper part of the casing 1 is placed a system for advancing the electrode
centrale 3 de l'électrode-outil et de réglage de l'inter- central 3 of the electrode-tool and adjusting the inter-
valle 4. L'électrode centrale.3 est réalisée en matériau conducteur et montée dans une gaine 5 avec un écartement 6 par rapport à celle-ci et de telle façon qu'elle dépasse au-delà de l'extrémité de travail de ladite gaine 5, du côté de la pièce 7 à usiner. Le système d'avance de l'électrode centrale 3 et de réglage de l'intervalle 4 4. The central electrode 3 is made of conductive material and mounted in a sheath 5 with a spacing 6 relative thereto and so that it protrudes beyond the working end of said sheath. 5, on the side of the workpiece 7 to be machined. The system of advance of the central electrode 3 and adjustment of the interval 4
comprend une douille 8 et un poussoir 9 avec un contre- comprises a bushing 8 and a pusher 9 with a counter
écrou 10. Le poussoir 9 est creux et comporte un filetage extérieur et un filetage intérieur. Une vis 11 est engagée dans le filetage intérieur du poussoir 9 et porte un contre-écrou 12. Le bottier 1 renferme un coulisseau 13 à ajustement glissant légèrement dur et comportant une tige 14 avec un ressort 15. Dans le coulisseau 13 est monté un moteur 16, sur l'arbre 17 duquel est fixé le porte-électrode 18 muni d'une pince 19 dans laquelle est serrée l'électrode centrale 3. Le porte-électrode 18 est isolé électriquement de l'arbre 17 du moteur 16 et du boîtier 1 au moyen d'un isolateur 20. En outre, une douille 21 pourvue d'un joint nut 10. The pusher 9 is hollow and has an external thread and an internal thread. A screw 11 is engaged in the internal thread of the pusher 9 and carries a locknut 12. The casing 1 encloses a slider 13 with a slightly hard sliding fit and comprising a rod 14 with a spring 15. In the slide 13 is mounted a motor 16, on the shaft 17 of which is fixed the electrode holder 18 provided with a clamp 19 in which is clamped the central electrode 3. The electrode holder 18 is electrically isolated from the shaft 17 of the motor 16 and the housing 1 by means of an insulator 20. In addition, a bushing 21 provided with a seal
d'étanchéité 22 est fixée au coulisseau 13. sealing member 22 is attached to the slider 13.
Le bottier 1 est solidaire de l'embase, laquelle est réalisée sous la forme d'un embout 23 auquel est fixée la gaine 5 de l'électrode-outil et qui a un trou pour le passage de l'électrode centrale 3. La cavité intérieure de l'embout The casing 1 is secured to the base, which is in the form of a tip 23 which is fixed to the sheath 5 of the tool electrode and which has a hole for the passage of the central electrode 3. The cavity inside of the mouthpiece
23 est réalisée sous la forme d'un chambrage 24, mis en com- 23 is made in the form of a recess 24, put in
munication avec un circuit d'alimentation en fluide d'usi- communication with a fluid supply circuit for
nage par un raccord 25, et avec l'espace 6 entre la gaine 5 swimming through a fitting 25, and with the space 6 between the sheath 5
et l'électrode centrale 3. Ledit espace 6 est mis en commu- and the central electrode 3. Said space 6 is connected to
nication par un raccord 26 avec un circuit d'évacuation du by a connection 26 with an evacuation circuit of the
fluide d'usinage chargé de produits d'érosion. machining fluid loaded with erosion products.
La gaine 5 est équipée d'un collet 27 d'appui, fixé à son extrémité de travail et portant sur la pièce 7. Le collet 27 comporte un joint d'étanchéité 28. L'embout 23 est équipé de palets ou analogues 29 avec des éléments d'appui limiteurs à ressorts, réalisés chacun sous la forme d'une The sheath 5 is equipped with a retaining collar 27, fixed to its working end and bearing on the part 7. The collar 27 comprises a seal 28. The end piece 23 is equipped with shelves or the like 29 with spring limiting support elements, each made in the form of a
vis 30 avec un ressort 31.screw 30 with a spring 31.
Le dispositif fonctionne de la façon suivante. The device operates as follows.
Le dispositif est orienté de telle manière que l'élec- The device is oriented in such a way that electricity
trode centrale 3 soit en regard de la portion à percer, et central trode 3 is opposite the portion to be pierced, and
que les éléments d'appui portent sur la pièce 7. Les élé- that the supporting elements relate to Exhibit 7. The
ments d'appui peuvent aussi porter non pas sur la pièce 7, mais sur la surface sur laquelle est-posée la pièce 7. Dans le cas d'une configuration compliquée de la pièce 7, lesdits The support elements may also relate not to the part 7, but to the surface on which the part 7 is placed. In the case of a complicated configuration of the part 7,
éléments d'appui peuvent porter sur des portions de sur- support elements may relate to portions of
face de la pièce 7 non situés dans le plan de la surface face of the piece 7 not located in the plane of the surface
à usiner.to machine.
Par pression sur la pognée 2, l'opérateur comprime les ressorts 31 des éléments d'appui jusqu'à ce que le By pressing on the handle 2, the operator compresses the springs 31 of the support elements until the
collet d'appui 27 vienne porter intimement sur la pièce 7. support collar 27 comes to bear closely on the piece 7.
Chaque élément d'appui est réalisé de façon que sa course soit réglable, afin d'assurer le positionnement lorsque Each support element is designed so that its stroke is adjustable, to ensure positioning when
le collet d'appui 27 porte intimement sur la pièce 27. the support collar 27 carries intimately on the piece 27.
L'électrode centrale 3 est raccordée au pôle négatif The central electrode 3 is connected to the negative pole
d'une source de courant, et la pièce 7, à son pôle posi- from a current source, and part 7, to its positive pole
tif. Le circuit d'alimentation en fluide d'usinage et tif. The machining fluid supply circuit and
l'alimentation électrique (source de courant impulsion- power supply (pulse current source)
nel) sont mis en action. Le moteur 16 est mis en marche nel) are put into action. The engine 16 is started
et fait tourner l'électrode centrale 3. and rotates the central electrode 3.
A l'aide du système d'avance de l'électrode centrale 3 et de réglage de l'intervalle 4, le coulisseau 13 est mis en mouvement, et sa translation est transmise à l'électrc centrale 3. L'électrode centrale 3 est d'abord rapprochée With the aid of the advance system of the central electrode 3 and the adjustment of the gap 4, the slider 13 is set in motion, and its translation is transmitted to the central electro 3. The central electrode 3 is first close together
au maximum de la pièce 7 à l'aide du poussoir 9, et blo- at the maximum of the piece 7 with the aid of the pusher 9, and
quée dans cette position à l'aide du contre-écrou 10. En- in this position with the counter nut 10.
suite, à l'aide de la vis 11,, l'électrode centrale 3 est rapprochée progressivement de la pièce 7 jusqu'à amorçage de l'étincelle. Les décharges électriques érodent le matériau de la pièce 7. Ensuite le processus d'érosion est entretenu par avance progressive de l'électrode centrale 3 à l'aide de la vis 11, de façon que l'électrode pénètre dans Then, using the screw 11 ,, the central electrode 3 is progressively brought closer to the part 7 until ignition of the spark. The electric discharges erode the material of the part 7. Then the erosion process is maintained in progressive advance of the central electrode 3 with the aid of the screw 11, so that the electrode enters
le trou au fur et à mesure de son perçage. the hole as it is pierced.
S'il s'avère nécessaire de reculer l'électrode-outil, par exemple en cas de court-circuit, l'opérateur dévisse la vis 11 ou le poussoir 9; l'électrode-outil est alors rappelée à sa position initiale par le ressort 15 et la If it is necessary to move back the tool electrode, for example in the event of a short circuit, the operator unscrews the screw 11 or the pusher 9; the tool electrode is then returned to its initial position by the spring 15 and the
tige 14.stem 14.
En cas d'urgence, pour éloigner l'électrode-outil de la zone d'usinage, on diminue la pression sur la poignée In an emergency, to move the tool electrode away from the machining area, the pressure on the handle is reduced
2, et les éléments d'appui limiteurs dégagent alors ra- 2, and the limiting bearing elements then release
pidement l'électrode-outil de la zone d'érosion. the tool electrode of the erosion zone.
Une fois le trou percé, le dispositif est enlevé de dessus la pièce 7 et l'électrode-outil est ramenée à sa Once the hole is drilled, the device is removed from the workpiece 7 and the tool electrode is returned to its
position initiale à l'aide du poussoir 9. initial position using the pusher 9.
La réalisation de l'électrode-outil sous la forme d'une électrode centrale 3 placée avec un écartement 6 dans la gaine 5, permet de réaliser l'alimentation et l'évacuation du fluide d'usinage par un circuit unique, assurant sa circulation à travers la chambrage 24 de l'embout 23, l'écartement 6 et directement à travers la zone d'usinage, d'o il est ensuite évacué. On obtient ainsi une évacuation efficace des produits d'érosion et, par conséquent, un accroissement de la productivité et une augmentation de la The realization of the tool-electrode in the form of a central electrode 3 placed with a spacing 6 in the sheath 5 makes it possible to supply and discharge the machining fluid by a single circuit, ensuring its circulation. through the recess 24 of the nozzle 23, the spacing 6 and directly through the machining area, where it is then evacuated. This results in an effective evacuation of erosion products and, consequently, an increase in productivity and an increase in productivity.
profondeur de perçage des trous.hole drilling depth.
La réalisation dans l'embout 23 d'un chambrage 24 faisant office de cuve permet de réduire les dimensions de l'embase et, de la sorte, de diminuer la surface nécessaire à l'application du dispositif sur la pièce 7. Il devient ainsi possible d'obtenir un dispositif de faible encombrement et de l'utiliser pour percer des trous en des endroits The embodiment in the nozzle 23 of a recess 24 serving bowl reduces the dimensions of the base and, in this way, to reduce the area required for the application of the device on the part 7. It becomes possible to obtain a compact device and use it to drill holes in places
difficilement accessibles de la pièce 7. difficult to access from room 7.
La disposition des mécanismes de rotation et de trans- The arrangement of the rotation and transmission mechanisms
lation de l'électrode-outil dans le bottier 1 permet d'obtenir un dispositif portatif, d'encombrement réduit, et de The insertion of the tool electrode into the casing 1 makes it possible to obtain a portable device of reduced size, and of
l'utiliser en appareil autonome.use it as a standalone device.
L'emploi d'une gaine 5 avec un collet d'appui 27 et The use of a sheath 5 with a support collar 27 and
l'utilisation d'éléments d'appui limiteurs rendent possi- the use of limiting support elements makes it possible
ble l'utilisation du dispositif de l'invention sans fixation rigide à la pièce 7 à usiner. Ceci permet de réduire notablement le nombre d'opérations préparatoires pour le perçage des trous, et, en outre, de diminuer la surface nécessaire à l'application du dispositif sur la pièce 7, car le dispositif peut porter sur la pièce 7 seulement par son collet d'appui 27, les palets 29 des éléments d'appui pouvant porter soit sur une surface située dans le même plan que la surface à usiner de la pièce 7, soit sur la the use of the device of the invention without rigid attachment to the workpiece 7 to be machined. This makes it possible to significantly reduce the number of preparatory operations for drilling the holes, and, moreover, to reduce the area necessary for the application of the device on the part 7, since the device can bear on the part 7 only by its support collar 27, the pallets 29 of the bearing elements can bear either on a surface located in the same plane as the surface to be machined of the part 7, or on the
surface sur laquelle est posée la pièce à usiner 7. surface on which the workpiece is placed 7.
A l'aide du dispositif faisant l'objet de l'invention on a percé des trous dans une grosse plaque de 3000x870x38 mm en acier inoxydable, d'un poids de 1 tonne, la profondeur des trous allant jusqu'à 60 mm et leur diamètre étant de 3 à 5 mm, ce qu'aucun des dispositifs connus ne pourrait réaliser. Le dispositif est de conception simple et d'une bonne sécurité d'emploi; son utilisation ne requiert pas With the aid of the device forming the subject of the invention holes were drilled in a large plate of 3000x870x38 mm stainless steel, weighing 1 ton, the depth of the holes up to 60 mm and their diameter being 3 to 5 mm, which none of the known devices could achieve. The device is of simple design and good job security; its use does not require
une formation spéciale.special training.
R E V E N D I -C A T I 0 NR E V E N D I -C A T I 0 N
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