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La présente invention' se rapporte à l'usinage par étince, lage, et concerne plus particulièrement l'obtention d'une plus grande vitesse de ¯perçage. ou de forage par ce procédé.
Le perçage par étincelage consiste à appliquer un courant continu ou unidirectionnel, interrompu à haute fré- quence, à une électrode ayant une section droite adaptée à la taille du trou devant être percé, afin de provoquer un jaillisse- ment d'étincelles entre l'extrémité de l'électrode et la matière à percer, et à régler automatiquement l'intervalle d'étincelage entre l'extrémité de l'électrode et la matière, afin d'assurer une avance automatique au cours de la progression du perçage,
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par exemple par l'emploi d'un servo-moteur destine a déplacer l'électrode par rapport à la Matière fime, en la rapprochant et erl'écartant de l'extrémité du trou foré, bien ;
se le déplacement de la matière par rapport à une électrode fixe ne soit pas exclu.
Dans toute .¯tachine de perçage par étincelage particulière travaillant avec une capacité réglable, la vitesse linéaire de pénétration peut être déterminée en faisant varier la capacité, selon la nature de la matière à percer et de la matière constituai l'électrode, et aussi selon la section droite du trou devant être percé. Il est important de limiter 1'étincelage à la face termina- le de l'électrode, de manière à éviter un élargissement indésirable du trou par suite d'un étincelage latéral excessif. Ceci peut limiter la capacité applicable dans des conditions données.
On a d'ailleurs constaté que, lors 'du perçage de trous ayant un faible diamètre, en particulier, l'augmentation de la capacité ne corres- pond qu'à un accroissement réduit ou nul de la vitesse linéaire de pénétration.
On constate parfois que, plus le trou devant être percé est grêle, plus la vitesse de pénétration est réduite, bien que la vitesse d'enlèvement de la matière puisse être très notablement inférieure à la capacité de la machine et, comme indiqué précédem- ment, cette vitesse n'est pas augmentée d'une façon importante par un accroissement de la capacité interposée dans le circuit d'étincelage.
En conséquence, la vitesse linéaire de pénétra- tion est très faible pour des trous ayant un diamètre de l'ordre de 3 mm. ou moins, surtout si la kmatière à percer est très dure, par exemple dans le cas d'alliages réfractaires résitant à la corrosion à base de nickel pour la fabrication, d'aubades de turbines à Gaz, qui peuvent devoir être percés, en vue de leur refroidissement, pour présenter un grand nombre de trous ayant un diamètre de 1,25 mm. par exemple.
Le but de l'invention est d'augmenter la vitesse linéaire de
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pénétration lorsdu forage ou perçage par étincelage. Elle permet d'utiliser avec un avantage maximum la capacité d'enlève- ment de la matière d'une machine particulière lorsqu'elle est utilisée pour le perçage de trous très fins, surtout dans une matière très dure.
L'invention est matérialisée dans un procédé de perçage par étincelage consistant ,il¯ utiliser simultanément plusieurs électrodes pour percer des trous séparés, les électrodes étant soumises à une commande d'avance automatique et à une commande d'intervalle automatique communes par rapport à la matière à percer, et étant connectéesà la même source de courant tuiidirec- tionnel interrompu. Quand le perçage est effectué simultanément par deux ou plusieurs électrodes, la vitesse linéaire totale de perçage est notablement augmentée, et dans certains cas (comme expliqué plus loin) la vitesse linéaire de perçage de l'une au moins des électrodes peut aussi être considérablement augmentée.
Le procédé de perçage est apparemment rendu plus stable, probablement en réduisant la tendance à l'instabilité obtenue si un servo-moteur. est utilisé pour commander l'avance, afin de maintenir un intervalle d'étincelage effectif pour chaque électrode, en déplaçant les électrodes de façon simultanée en réponse à la largeur des intervalles d'étincelage. De même, quand une vibration de faible amplitude est appliquée à la matière à percer dans le sens du perçage, afin d'engendrer des intervalles d'étincelage par rebond, par rapport 8, la pièce, des électrodes qui supportent alors une sollicitation commune continue dans le sens du perçage, en assurant ainsi une avance automatique, le degré de perçage total effectué simultanément est notablement accru.
Quelle que soit la méthode de commande ou de production de l'intervalle qui est utilisée, le débit accru ou la vitesse linéaire accrue précitée est obtenu sensi- blement avec la même consommation d' énergie. En fait, les avan-
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tages correspondants à l'invention sont réalisés en conservant, pour le perçage multiple, le réglage électrique qui serait utilisé pour un perçage simple.
La description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé donné à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention dans son application aux procédés de commande de l'inter- valle d'étincelage mentionnés précédemment.
La figure 1 est une vue schématique en élévation, avec coupe partielle, d'une machine de perçage par étincelage étudiée en vue d'assurer la vibration de la pièce.
La figure 2 est une vue schématique correspondante d'une machine avec commande par servo-moteur.
D'après la figure 1, une pièce 1, constituant par exemple une ébauche d'aube de turbine à gaz, dans laquelle on doit percer un certain ncmbre de trous parallèles, est portée par une monture 2 en matière bonne conductrice de l'électricité, fixée sur une table
3 qui est supportée par des ressorts! disposés au-dessus et au- dessous d'un vibrateur 1 à vitesse variable, qui-fait vibrer verti- calanent la table 3 et la pièce 1 à une vitesse pouvant être réglée au moyen du dispositif de $commande. 6.
Une tige 7 est suspendue par un câble ± à une poulie.2 , ce câble portant un contrepoids réglable 10. La tige 7 est guidée par' une fente verticale 11 ménagée dans une plaque 12. Une barre de serrage 13 portée par la tige 7, mais isolée de celle-ci, est mobile en face de la plaque 12 Des vis de serrage 14 assurent la suspension de fines électrodes 15. (qui sont ici au nambre de sept) à la barre 13. Ces électrodes traversent des barres de guidage perforées 16 montées sur la plaque 12. Les barres 16 sont isolées.
La barre 16 inférieure est voisine de la face supérieure de la pièce 11: elle sert à diriger les électrodes 15 avec l'écartement correct. Ces électrodes 15 sont maintenues dans une position-
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exactement parallèle sur toute leur longueur comprise entre les de serrage 14 et leur point de pénétration dans la pièce. Les deux barres de guidage 16 servent à maintenir ce parallélisme lors de la pénétration des électrodes dans cette pièce.
Des conducteurs 17. 18 relient la barre 13 et la monture 2 au mécanisme 19 de commande d'étincelage, de sorte que toutes' le électrodes 15 reçoivent la même alimentation en courant unidirec- tionnel par un circuit qui est complété par la pièce 1.
Quand le vibrateur fonctionne, et si un fluide diélectri- que est déversé par.un embout 20 sur la face supérieure de la pièce, le perçage évolue de façon simultanée pour toutes les électrodes 15. Le contrepoids 10 est réglé de façon telle que le poids de la barre de serrage 13 exerce une sollicitation continue vers le bas sur les électrodes, de sorte qu'elles tendent à de- neurer en contact avec les extrémités des trous en cours de perçage. La vibration de la pièce 1 provoque un léger rebond des électrodes, ce qui produit de façon simultanée des interval- les d'étincelage au droit de toutes les électrodes.
Dans le cas représenté sur la figure 1, quand une seule pièce doit recevoir plusieurs trous, ayant tous la même section droite et qui sont tous parallèles entre eux, la vitesse de perçage totale peut être notablement augmentée, probablement par le fait qu'il @ se produit à chaque mouvement une action d'étincelage réelle dans la majorité des intervalles d'étincelage, ce qui réduit de cette manière au minimum les variations totales pouvant exis- ter entre les différents trous, par exemple par suite de la vitesse variable d'enlèvement des débris par le fluide diélec- trique.
Comme indiqué précédemment, tous ces trous sont percés sans augmenter la quantité de courant au delà de celle qui serait nécessaire pour obtenir le.perçage optimum d'un seul trou
Dans certains cas, non seulement le débit de la machine à percer par étincelage est augmenté en ce qui concernais -
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nombre des trous percés simultanément, mais le temps nécessaire pour percer les trous peut, en fait, être inférieur à celui qui est nécessaire quand on perce séparément un seul trou de type ana- logue.
Marne si cet avantage représenté par la réduction du temps de perçage de tous les trous n'est pas obtenu dans certains cas, on conserve toutefois cet autre avantage important qu'un gain de temps notable est réalisé pour le perçage de tous les trous de la pièce par rapport au procédé consistant à percer séparément chacun de ces trous.
Bien qu'on ait représenté une seule pièce sur la figure 1, on conçoit que plusieurs trous peuvent être percés simultanément par étincelage dans deux ou plusieurs pièces disposées de façon appropriée sur la tabler, les électrodes étant serrées de façon appropriée sur la barre 13 ou sur un certain nombre de barres 13 suspendues de façon séparée. Si le diamètre des trous le permet, des électrodes creuses peuvent être utilisées, et le fluide diélectrique peut être introduit dans les électrodes depuis le sommet, de manière à être amené directement aux faces de coupe situées au fond des,trous en cours de perçage. Il est avantageux d'utiliser des électrodes munies d'un revêtement isolant, , étant donné que cette particularité réduit l'étincelage latéral.
Il en.résulte en effet une meilleure commande du'diamètre du trou et également une augmentation de la vitesse de perçage par suite de la concentration de l'étincelage sur les.faces de coupe.
Suivant le mode de réalisation représenté par la figure 2, deux pièces 21 sont maintenues dans des montures 22 sur une table fixe 21, et deux- électrodes 24, serrées sur une tête ou potence commune 25. sont guidées par une barre 26. La tête 25 est isolée d'une crémaillère 27 par laquelle elle est supportée.
Cotte crémaillère 27 engrène avec un pignon 28 entraîné par un servo-moteur 29 actionné par un dispositif de commande automati- que 30 relié par des conducteurs 31, 32 à la tête 25 et à la table 23, de manière à réagir aux conditions régnant dans les
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intervalles ménagés entre les extrémités des écectrodes 24 et les extrémités des trous qui sont percés dans les pièces 21. Un fluide diélectrique est amené aux pièces 21 par des embouts 33 mais, comme indiqué ci-avant, si l'on utilise des électrodes creuses, le fluide diélectrique peut' être amené à travers les électrodes.
Par suite du perçage simultané assuré dans plusieurs intervalles d'étincelage (et l'agencement que montre la fig. 2 pourrait être utilisé de façon évidente pour percer un plus grand nombre de trous que les deux trous indiqués) on obtient une plus grande stabilité de la commande du servo-moteur, ce qui maintient une vitesse de pénétràtion relativement élevée pour chaque élec- trode, et fournit une vitesse de perçage totale plus élevée pour toutes les électrodes, ici encore sans augmenter la consommation de courant au delà de celle qui est nécessaire pour le perçage d'un seul trou.
Quanddeux pièces sont montées de façon à être percées simul- tanément, la seconde n'a pas besoin d'être du même type que la . première. Ainsi, on peut percer simultanément à la pièce princi- pale une seconde pièce en une matière beaucoup moins coûteuse que la matière "difficile" à usiner, qui est par exemple en un alliage à base de nickel que l'on désire percer. En utilisant une commande de l'intervalle d'étincelage par servo-moteur comme indiqué sur la figure 2 avec une électrode de cuivreisolée ayant un diamètre de 0,9 mm, montée de manière à percer une pièce en un alliage à base de nickel, on peut utiliser une électrode auxiliaire eh laiton parallèle à la précédente, ayant un diamètre de 1,5 ou de 3 pour percer une pièce de cuivre simultanément à la pièce principale.
On constate alors que cette pièce principale est percée en un laps de temps qui correspond sensi- blement à la moitié du temps normal nécessaire pour le perçage d'un trou séparé. Ici encore, en utilisant une vibration pour former les intervalles (comme indiqué en regard de la figure 1),
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@ une électrode auxiliaire en laiton d'un diamètre de 2,5 mm perçant une pièce de cuivre permet également à l'électrode principale d'effectuer le percage à une vitesse qui est augmentée des deux tiers. La vitesse d'érosion rapide obtenue avec une électrode de laiton pénétrant dans du cuivre supprime tout risque de retarder l'usinage principal par suite du perçage à faible vitesse par l'électrode auxiliaire.
Si l'électrode en laiton traverse la pièce de cuivre avant que la profondeur de perçage désirée de la pièce à base de nickel n'ait été atteinte, on perce alors.de nouveau le cuivre en un autre point quelconque de la pièce en cuivre.
Les détails de mise en oeuvre peuvent être modifiés, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'inven- tion
REVENDICATIONS.
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1. Procédé de perçage par étincelage, caractérisé en ce qu'on utilise simultanément plusieurs électrodes pour percer des trous séparés, on soumet les électrodes à une commande d'avance automatique et à une commanded'ihtervalle automatique communes par rapport à la matière en cours de perçage, et on relie toutes les électrodes à la même source d'alimentation en courant unidirection- nel'interrompu.