FR2502041A1 - Procede et appareil d'usinage par decharge electrique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE L'USINAGE PAR DECHARGE ELECTRIQUE. UN APPAREIL D'USINAGE PAR DECHARGE ELECTRIQUE COMPORTE UN SYSTEME D'ALIMENTATION QUI EST CAPABLE D'AMENER SELECTIVEMENT DE L'EAU OU DE L'HUILE, EN TANT QUE FLUIDE DIELECTRIQUE, DANS UNE CUVE D'USINAGE 3. UN DISPOSITIF DE RETOUR RAMENE SELECTIVEMENT LE FLUIDE DIELECTRIQUE UTILISE DANS L'ESPACE D'USINAGE VERS UN RESERVOIR D'EAU 9 OU UN RESERVOIR D'HUILE 11. ON PEUT AINSI EFFECTUER UN USINAGE DE DEGROSSISSAGE RAPIDE EN EMPLOYANT DE L'EAU COMME FLUIDE DIELECTRIQUE, PUIS UN USINAGE DE FINITION EN EMPLOYANT DE L'HUILE. APPLICATION AUX MACHINES-OUTILS.

Description

La présente invention concerne un procédé et un

appareil pour l'usinage par décharge électrique,ou étincela-

ge, et elle porte plus particulièrement sur un procédé et un appareil pour l'usinage par décharge électrique dans lesquels l'usinage par décharge électrique désiré peut être

accompli de façon précise à grande vitesse.

Comme on le sait, on accomplit l'usinage par dé-

charge électrique en présence d'eau ou d'huile dans l'es-

pace entre l'électrode et la pièce usinée. Lorsqu'on uti-

lise de l'eau,on bénéficie de l'avantage qui consiste en

ce que la vitesse de travail est considérablement plus éle-

vée que dans le cas de l'utilisation de l'huile. Par exem-

ple, dans l'appareil d'usinage par décharge électrique

à électrode en forme de fil mince, alors que la limite su-

périeure de la vitesse de travail est d'environ 6 à 8 mm2 par minute lorsqu'on utilise de l'huile en tant que fluide diélectrique, on peut obtenir une vitesse de travail de mm2 par minute lorsqu'on emploie de l'eau en tant que fluide diélectrique. Ainsi, lorsqu'on utilise de l'eau comme fluide diélectrique, la vitesse de travail est multipliée environ par 8 par rapport à celle qu'on obtient par l'utilisation d'huile. Cependant, lorsqu'on utilise

de l'eau, l'usinage de la pièce à partir des deux sur-

faces, qui est un phénomène dû à une action électrolytique résultant des propriétés d'isolation médiocres de l'eau,

est particulièrement prononcé dans les régions des coins.

De ce fait, la définition des coins est mauvaise. Il en résulte que l'utilisation d'eau comme fluide diélectrique donne une précision d'usinage inférieure à celle qu'on

obtient en utilisant de l'huile.

L'invention a pour but d'offrir un procédé et un appareil perfectionnés pour l'usinage par décharge

électrique, qui soient capables de remédier aux inconvé-

nients qu'on rencontre dans le procédé et l'appareil

classiques d'usinage par décharge électrique.

L'invention a également pour but d'offrir un procédé et un appareil d'usinage par décharge électrique qui soient capables d'usiner une pièce de n'importe quelle

taille désirée avec une vitesse de travail plus élevée.

L'invention a également pour but d'offrir un pro-

cédé et un appareil d'usinage par décharge électrique qui soient capables d'usiner une pièce avec précision -et à une vitesse de travail élevée.

L'invention a également pour but d'offrir un pro-

cédé et un appareil d'usinage par décharge électrique qui soient capables de tremper aisément la surface usinée

d'une pièce, à grande vitesse.

Conformément à l'invention, un procédé d'usina-

ge par décharge électrique comprend une première opération consistant à usiner une pièce par décharge électrique, à une vitesse de travail élevée, en utilisant de l'eau

comme fluide diélectrique, une seconde opération consis-

tant à changer le fluide diélectrique en remplaçant l'eau par de l'huile, et une troisième opération consistant à usiner la pièce par décharge électrique pour réaliser un usinage de finition de cette pièce. Dans le procédé de l'inventiondécrit ci-dessus, il est possible de tremper

la surface de la pièce pendant l'usinage de finition uti-

lisant de l'huile et, ensuite, de soumettre la pièce à un usinage par décharge électrique rapide utilisant de l'eau comme fluide diélectrique et employant l'action

électrolytique de l'eau, dans le but d'enlever de la ma-

tière de la surface trempée jusqu'à une profondeur qui

correspond à la rugosité de la surface. Le procédé d'usi-

nage mentionné ci-dessus évite un ramollissement de la sur-

face de la pièce usinée. Par conséquent, lorsqu'on applique le procédé d'usinage à la fabrication d'un moule en métal,

la durée de vie du moule en métal résultant est considéra-

blement prolongée.

L'appareil d'usinage par décharge électrique de l'invention, utilisé pour la mise en oeuvre du procédé d'usinage par décharge électrique mentionné ci-dessus, comporte un système d'alimentation en huile qui comprend un réservoir d'huile, une pompe à huile pour pomper l'huile à

partir du réservoir d'huile et un filtre à huile pour fil-

trer l'huile qui provient de la pompe à huile; un système d'alimentation en eau qui comprend un réservoir d'eau, une pompe à eau pour pomper l'eau à partir du réservoir d'eau et un filtre à eau pour filtrer l'eau qui provient de la pompe à eau; un sélecteur permettant de fournir de l'eau ou de l'huile comme fluide diélectrique, en sélec- tionnant soit le système d'alimentation en huile soit le système d'alimentation en eau; et un dispositif destiné à ramener sélectivement vers le réservoir d'eau ou le réservoir d'huile le fluide diélectrique qui s'écoule d'une cuve d'usinage. L'appareil de l'invention peut en outre comprendre un dispositif destiné à retourner au réservoir d'huile l'huile contenue dans le réservoir d'eau et à retourner au réservoir d'eau l'eau contenue

dans le réservoir d'huile. Le dispositif de retour com-

porte une cuve séparée dans lequel le mélange d'eau et d'huile est séparé en eau et en huile en utilisant la

différence de densité entre l'eau et l'huile.

L'invention sera mieux comprise à la lecture

de la description qui va suivre de modes de réalisation

et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une représentation schématique d'un mode de réalisation de l'appareil d'usinage par décharge électrique de l'invention;

La figure 2 est un schéma synoptique du dispo-

sitif de commande destiné à commander l'appareil qui est représenté sur la figure 1; La figure 3 est un organigramme montrant un programme destiné au dispositif de commande représenté sur la figure 2 La figure 4 est une représentation schématique en plan d'une partie d'une pièce usinée; La figure 5 est une représentation schématique

d'un mode de réalisation d'un séparateur de fluides dié-

lectriques destiné à être utilisé dans l'appareil de la figure 1; La figure 6 est une représentation schématique en plan d'une partie d'une pièce usinée; La figure 7 est une coupe partielle d'un autre

mode de réalisation d'un séparateur de fluides diélectri-

ques,

La figure 8 est une vue en perspective d'un dis-

positif destiné à enlever l'huile qui flotte à la surface de l'eau dans un réservoir d'eau; et La figure 9 est une coupe agrandie d'une partie importante du dispositif de la figure 8, selon la ligne

II-II de la figure 8.

La figure 1 représente un mode de réalisation d'un appareil d'usinage par décharge électrique, destiné

à être utilisé dans la mise en oeuvre du procédé de l'in-

vention. L'appareil d'usinage par décharge électrique 1

comporte une machine à décharge électrique 2 et un appa-

reil d'alimentation en fluide diélectrique 4, destiné à amener un fluide diélectrique à une cuve d'usinage 3

montée sur la machine à décharge électrique 2.

La machine à décharge électrique 2 est de type classique et elle comporte une tête 6 sur laquelle est fixée une électrode d'outil 5, et une table d'usinage

7 sur laquelle est montée la cuve d'usinage 3. L'élec-

trode d'outil 5 peut être déplacée dans la direction verticale (direction Z) par un dispositif d'avance (non représenté) qui est incorporé dans la tête 6 et, d'autre part, la table d'usinage 7 est conçue de façon à pouvoir se déplacer dans un plan perpendiculaire à la direction d'avance de l'électrode d'outil 5, c'est-à-dire dans le

plan X-Y.

L'appareil d'alimentation en fluide diélectri-

que 4 est un appareil destiné à amener sélectivement de l'eau ou-de l'huile, en tant que fluide diélectrique, dans la cuve d'usinage 3 dans laquelle est placée une

pièce à usiner 8. Cet appareil comporte un système d'ali-

mentation en eau 10, équipé d'un réservoir d'eau 9, et

un système d'alimentation en huile 12 équipé d'un réser-

voir d'huile 11. Le système d'alimentation en eau 10 comprend un tuyau d'alimentation en eau 13 associé à une

-pompe d'alimentation en eau 14 et à un filtre d'alimenta-

tion en eau 15, et une partie d'extrémité du tuyau d'alimen-

tation en eau 13 s'étend jusqu'au voisinage du fond du réservoir d'eau 9. L'eau qui est pompée dans le réservoir d'eau 9 et passe par le tuyau d'alimentation en eau 13 est filtrée par le filtre d'alimentation en eau 15, puis elle passe dans une électrovalve 16 destinée à alimenter

en eau un tuyau d'alimentation 17 pour le fluide diélectri-

que, et une ouverture de ce tuyau débouche dans la cuve d'usinage 3. Le système d'alimentation en huile 12 comprend un tuyau d'alimentation en huile 18 qui est associé à une

pompe d'alimentation en huile 19 et à un filtre d'alimenta-

tion en huile 20. Une ouverture d'extrémité du tuyau d'ali-

mentation en huile 18 se trouve légèrement au-dessous de

la surface de l'huile dans le réservoir d'huile 11.

L'huile qui est pompée par la pompe d'alimentation en huile 19 et qui passe par le tuyau d'alimentation en huile 18 est filtrée par le filtre d'alimentation en huile 20, après quoi elle est dirigée vers le tuyau d'alimentation

17 en passant par une électrovalve 21 destinée à l'alimen-

tation en huile. Une extrémité d'un tuyau d'évacuation

22 est branchée à la partie inférieure de la cuve d'usi-

nage 3 et son autre extrémité est branchée à un tuyau de retour d'eau 23 qui communique avec le réservoir d'eau 9, et à un tuyau de retour d'huile 24 qui communique avec le réservoir d'huile 11. Ces tuyaux 23 et 24 sont équipés

d'électrovalves respectives 25 et 26, et l'ouverture sé-

lective de l'électrovalve 25 ou 26 évacue sélectivement vers le réservoir 9 ou 11 le fluide diélectrique (huile

ou eau) qui se trouve dans la cuve d'usinage 3.

Par conséquent, lorsque l'eau est sélectionnée comme fluide diélectrique, seule la pompe d'alimentation en eau 14 est mise en fonctionnement, les électrovalves 16 et 25 sont ouvertes et les électrovalves 21 et 26 sont fermées, ce qui fait que seule l'eau est amenée dans la cuve d'usinage 3 par le tuyau d'alimentation 17, et le fluide diélectrique présent dans la cuve d'usinage 3 peut être évacué vers le réservoir d'eau 9 par le tuyau d'évacuation 22 et le tuyau de retour d'eau 23. Dans ce

cas, du fait que la partie terminale du tuyau d'alimenta-

tion en eau 13 s'étend jusqu'à proximité du fond du réser-

voir.d'eau 9 et que toute l'huile qui arrive à pénétrer dans le réservoir d'eau 9 flotte à la surface de l'eau,

l'eau seule est pompée dans le tuyau d'alimentation 13.

D'autre part, lorsque l'huile est sélectionnée comme flui- de diélectrique, seule la pompe d'alimentation en huile 19 est mise en fonctionnement, les électrovalves 21 et 26 sont ouvertes et les électrovalves 16 et 25 sont fermées,

ce qui fait que seule l'huile est amenée à la cuve d'usi-

nage 3 par le tuyau d'alimentation 17, et le fluide diélec-

trique présent dans la cuve d'usinage 3 peut être évacué vers le réservoir d'huile 11 par le tuyau d'évacuation

22 et le tuyau de retour d'huile 24. Du fait que l'extré-

mité du tuyau d'alimentation en huile 18 est placée à une faible distance seulement sous la surface de l'huile dans le réservoir d'huile 11, et du fait que toute l'eau qui arrive à pénétrer dans le réservoir d'huile 11 se dépose au fond de ce dernier, l'huile seule est pompée

par le tuyau d'alimentation en huile 18.

Les pompes 14 et 19 et les électrovalves 16, 21, 25 et 26 sont commandées par un dispositif de commande 31 qui est représenté sur la figure 2. Le dispositif de *commande 31 est constitué essentiellement par une mémoire 32 et par une unité centrale 33. Les procédures et les conditions de travail désirées sont enregistrées dans

la mémoire 32 au moyen d'un pupitre 34, et le fonctionne-

ment se déroule automatiquement sous la commande de l'uni-

té centrale 33, conformément au contenu de la mémoire 32.

Plus précisément, un moteur pas à pas 36 destiné à déplacer la table d'usinage 7 dans la direction X, un moteur pas à pas 37 destiné à déplacer la table d'usinage 7 dans la direction Y, les pompes (P) 14 et 19 et les électrovalves

(V) 16, 21, 25 et 26, sont actionnés par un circuit d'in-

terface 35, selon un ordre prédéterminé, conformément aux

données D que l'unité centrale 33 lit dans la mémoire 32.

La figure 3 est un organigramme qui montre un programme pour le dispositif de commande 31. Tout d'abord, lorsqu'on appuie sur un bouton de démarrage (non représenté), les électrovalves 16 et 25 sont ouvertes et la pompe 14 est

mise en fonctionnement, ce qui fait que de l'eau est intro-

duite en tant que fluide diélectrique dans la cuve d'usi-

nage 3 (étape I). Dans ce cas, comme décrit ci-dessus, les électrovalves 21 et 26 sont fermées et la pompe 19 est arrêtée. Lorsque l'eau présente dans le réservoir d'eau 9 commence à arriver dans la cuve d'usinage 3, l'électrode d'outil 5 est déplacée vers la pièce à usiner 8, pour commencer l'usinage dans la direction Z. A cette étape, on effectue un usinage de dégrossissage avec une vitesse

de travail élevée en utilisant de l'eau comme fluide dié-

lectrique (étape II). Lorsque cet usinage de dégrossissa-

ge à grande vitesse dans la direction Z est terminé (éta-

pe III), l'huile est sélectionnée en tant que fluide dié-

lectrique à la place de l'eau (étape IV). Ainsi, après arrêt du fonctionnement de la pompe 14 et après que

toute l'eau contenue dans la cuve d'usinage 3 est retour-

née au réservoir d'eau 9, les électrovalves 16 et 25 sont fermées, les électrovalves 21 et 26 sont ouvertes et, ensuite, la pompe 19 est mise en fonctionnement pour

amener l'huile dans la cuve d'usinage 3, en tant que flui-

de diélectrique (étape IV). Après le passage de l'eau à l'huile comme fluide diélectrique, les moteurs pas à pas

36 et 37 sont mis en fonctionnement pour produire un mou-

vement relatif prédéterminé dans le plan X-Y entre la piè-

ce à usiner 8 et l'électrode d'outil 5, afin d'accomplir l'usinage de finition (étape V). Le mouvement relatif

dans le plan X-Y est de préférence un mouvement de dépla-

cement dans plusieurs directions dans le plan X-Y. Du fait qu'un tel procédé pour l'usinage de finition est bien connu (voir par exemple le brevet U.S. 3 433 919), on ne le décrira pas en détail. La pièce 8 est usinée avec une grande précision dimensionnelle par l'usinage de finition mentionné ci-dessus, employant de l'huile comme fluide

diélectrique et, en particulier, on peut effectuer un usi-

nage définissant avec une très grande précision les dimen-

sions de la partie de coin de la pièce 8.

En effet, comme le montre la figure 4, lorsque la partie de coin 8a de la pièce 8 est soumise à un usinage par décharge électrique en utilisant de l'eau comme fluide diélectrique, la partie de coin 8a est usinée à partir des deux faces latérales, du fait que l'eau est électrolysée, ce qui fait que l'usinage donne une partie de coin arron- die 8a, représentée par une ligne continue. Au contraire, lorsqu'on emploie de l'huile comme fluide diélectrique,

du fait qu'aucune action électrolytique n'a lieu, la par-

tie de coin 8a peut être usinée avec précision, unique-

ment par une décharge dans l'espace entre l'électrode 5 et la pièce 8, pour donner la configuration qui est

représentée par une ligne en pointillés sur la figure 4.

Ce procédé d'usinage par décharge électrique conforme à l'invention offre l'avantage de permettre d'accomplir l'usinage par décharge électrique avec une vitesse de travail élevée, du fait que l'usinage par

décharge électrique pour la finition précise est effec-

tué en employant de l'huile csomme fluide diélectrique,

après l'accomplissement d'un usinage par décharge élec-

trique à grande vitesse, en tant qu'étape d'usinage de

dégrossissage, en employant de l'eau comme fluide dié-

lectrique. Bien qu'on utilise l'étape V en tant qu'étape d'usinage de finition dans l'exemple qui est représenté sur la figure 3, on peut remplacer l'étape V par une étape V' consistant à tremper la surface usinée de la pièce, par usinage par décharge électrique utilisant de l'huile comme fluide diélectrique, et par une étape V" d'usinage de finition final, dans laquelle on utilise à

nouveau de l'eau comme fluide diélectrique pour l'usina-

ge par décharge électrique. Dans l'étape V", l'usinage

par décharge électrique est accompli pour enlever la sur-

face trempée qui est formée à l'étape V' (c'est-à-dire la surface usinée), jusqu'à une profondeur qui correspond à la rugosité de la surface trempée. De cette manière, la rugosité de la surface de la pièce est réduite au degré désiré pour obtenir un produit fini. Conformément à ce

procédé, on peut éviter un ramollissement de la surface ré-

sultant de la rouille qui apparait sur la surface de la pièce lorsqu'on utilise de l'eau comme fluide diélectrique, ce qui permet d'obtenir une surface usinée ayant une bonne durabilité. L'explication précédente concerne un cas dans lequel l'appareil représenté sur la figure 1 est actionné par le dispositif de commande. Cependant, l'appareil

peut bien entendu être actionné manuellement par un opéra-

teur, en fonctionnant d'une manière similaire à celle dé-

crite ci-dessus.

La figure 5 représente un séparateur de fluides diélectriques 40 qui peut être utilisé dans l'appareil représenté sur la figure 1. Le séparateur de fluides diélectriques 40 est un dispositif destiné à séparer et à extraire l'huile mélangée dans l'eau du réservoir

d'eau 9 et l'eau mélangée dans l'huile du réservoir d'hui-

le 11, et à les ramener respectivement au réservoir d'hui-

le 11 et au réservoir d'eau 9. Le séparateur 40 compor-

te un conduit d'huile 43 qui est utilisé pour ramener vers une cuve de séparation 42 l'huile 41 qui flotte sur

la surface de l'eau dans le réservoir d'eau,9, et un con-

duit d'eau 45 qui est utilisé pour ramener vers la cuve de séparation 42 l'eau 44 qui s'est déposée au fond du réservoir d'huile 11. Le conduit d'huile 43 et le conduit d'eau 45 comportent des pompes respectives 46 et 47, et

l'huile et l'eau qui se trouvent dans les réservoirs res-

pectifs sont dirigéesvers la cuve de séparation 42 à une vitesse relativement faible. Par conséquent, la cuve de

séparation 42 contient conjointement de l'eau et de l'huile.

Cependant, l'eau forme une couche inférieure et l'huile

forme une couche supérieure séparée.

Pour détecter le niveau de la surface frontière entre la couche d'eau et la couche d'huile, un détecteur 48 est placé dans la cuve de séparation 42. Le détecteur 48 a une densité qui est supérieure à celle de l'huile, mais inférieure à celle de l'eau. Pour que le détecteur 48 puisse monter et descendre dans la cuve de séparation 42, avec une attitude prédéterminée, en suivant la variation du niveau de la surface frontière entre l'eau et l'huile,

ce détecteur est constitué par un disque 48a d'un diamè-

tre légèrement inférieur au diamètre intérieur de la cuve

de séparation 42, et par un élément cylindrique 48b accou-

plé au disque 48a de manière coaxiale. Un interrupteur

49 est placé à une hauteur intermédiaire sur la paroi la-

térale de la cuve de séparation 42 et l'interrupteur 49 est actionné sous l'effet du mouvement montant/descendant du détecteur 48. Un tuyau 50 destiné au retour de l'eau est branché à la paroi latérale de la cuve.de séparation

42, à une position légèrement inférieure à celle de l'in-

terrupteur 49, et le tuyau 50 communique avec le réser-

voir d'eau 9. Le tuyau 50 est équipé d'une électrovalve 51, du type fermé au repos, qui est connectée à une source d'alimentation 52, de façon à s'ouvrir lorsque le détecteur 48 monte et lorsque le disque 48.a appuie sur

l'interrupteur 49. Lorsque l'électrovalve 51 est ouver-

te, l'eau qui s'est séparée de l'huile et déposée dans

la cuve de séparation 42 retourne vers le réservoir-

d'eau 9 par le tuyau 50. De ce fait, le niveau de la sur-

face frontière s'abaisse et, simultanément, le détecteur 48 descend pour ouvrir l'interrupteur 49 et fermer à nouveau l'électrovalve 51. L'opération décrite ci-dessus est accomplie de façon répétée et seule l'eau présente dans la cuve de séparation 42 retourne vers le réservoir

d'eau 9. -

D'autre part, un tuyau 53 destiné au retour de l'huile est branché à la partie supérieure de la cuve de séparation 42, au-dessus de l'interrupteur 49, et ce

tuyau fait communiquer la cuve de séparation 42 et le ré-

servoir d'huile 11, ce qui fait que l'huile qui se sépare de l'eau et flotte dans la cuve de séparation 42 peut être ramenée vers le réservoir d'huile 11 par le tuyau 53, à cause de la différence de niveau entre les surfaces de

l'huile.

Avec cette configuration, l'eau et l'huile con-

- tenues respectivement dans le réservoir d'huile 11 et le

réservoir d'eau 9 sont séparées dans les réservoirs respec-

tifs, à cause de leur différence de densité, et l'huile séparée et l'eau séparée sont transférées progressivement

vers la cuve de séparation 42 dans laquelle l'eau et l'hui-

le se séparent également pour former la couche d'huile supérieure et la couche d'eau inférieure. Par conséquent,

il n'y a aucune difficulté même si l'eau qui est transfé-

rée à partir du réservoir d'huile 11 contient un peu d'huile et/ou si l'huile qui est transférée à partir du

réservoir d'eau 9 contient un peu d'eau. Lorsque le détec-

teur 48 détecte que le niveau de la surface frontière est supérieur à un niveau prédéterminé presque égal au niveau de l'interrupteur 49, l'électrovalve 51 est ouverte de

façon que l'eau retourne vers le réservoir d'eau 9.

L'électrovalve 51 n'est pas ouverte tant que le niveau de la surface frontière n'est pas supérieur au niveau de l'ouverture du tuyau 50 du coté de la cuve de séparation, ce qui fait que seule l'eau séparée de l'huile dans la

cuve de séparation 42 retourne vers le réservoir d'eau 9.

D'autre part, l'huile qui se sépare de l'eau dans la cuve de séparation 42 retourne vers le réservoir d'huile 11 par le tuyau 53. Du fait que le niveau de la surface frontière est limité par le fonctionnement du détecteur 48,de façon à ne pas s'élever au-dessus du niveau de l'interrupteur 49,

seule l'huile retourne vers le réservoir d'huile.

La description qu'on vient de faire porte sur un

mode de réalisation qui est représenté sur la figure 1,

mais l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation.

Par exemple, on peut également appliquer l'invention à une machine à décharge électrique à électrode en forme de fil

mince, en remplaçant simplement la machine à décharge élec-

trique 2 par une machine à décharge électrique à électrode

en forme de fil mince.

Dans ce cas, on alimente tout d'abord la machine avec de l'eau, à partir de l'appareil d'alimentation en fluide diélectrique 4, pour usiner la pièce par un usinage par décharge électrique à grande vitesse. Ceci produit le

profil 54 qui est représenté sur la figure 6. Comme le mon-

tre la figure 6, la partie de coin 8a ne présente pas un angle vif, à cause de l'action électrolytique. Ensuite, on sélectionne l'huile au lieu de l'eau, comme fluide

diélectrique, on effectue un usinage de plus grande pré-

cision, et on trempe la surface par usinage par décharge électrique. Ceci a pour effet de changer le profil de la pièce pour donner le profil 55 de la figure 6. Ensuite, on sélectionne à nouveau l'eau comme fluide diélectrique et on effectue un usinage de finition pour enlever la

surface de la pièce jusqu'à une profondeur qui corres-

pond à la rugosité de la surface usinée. La rugosité du profil 55 de la pièce 8 est exagérée sur la figure 6,

et le profil désiré est représenté en trait mixte.

La figure 7 représente un autre mode de réali-

sation du séparateur de fluides diélectriques. Le prin-

cipe de fonctionnement du séparateur de fluides diélec-

triques 60 est le même que celui du séparateur 40 repré-

senté sur la figuré 5, et le séparateur de fluides dié-

lectriques 60 comporte une cuve de séparation 62 qui est fixée sur une base 61. Des orifices d'évacuation 63 et

64 sont respectivement formés dans une partie supérieu-

re et une partie inférieure de la paroi circonférentiel-

le de la cuve de séparation 62, et l'orifice 63 est relié

au réservoir d'huile 11 par un tuyau 65 tandis que l'ori-

fice d'évacuation 64 est relié au réservoir d'eau 9 par un tuyau 66, une électrovalve 67 et un tuyau 68. Deux orifices d'entrée 69 et 70 sont établis dans une partie intermédiaire de la paroi circonférentielle de la cuve de séparation 62 et ils sont respectivement reliés à des pompes à palettes 73 et 74 par des tuyaux 71 et 72. La pompe à palettes 73 est reliée à une extrémité d'un tuyau

dont l'autre extrémité se trouve près du fond du ré-

servoir d'huile 11, et l'eau qui est déposée près du fond du réservoir 11 est pompée par le tuyau 75 et s'élève pour passer dans la cuve de séparation 62 par l'orifice

d'entrée 69. D'autre part, la pompe à palettes 74 est re-

liée à une extrémité d'un tuyau 77 dont l'autre extrémité est reliée à un dispositif d'exiaction d'huile 76, destiné à prélever l'huile qui flotte sur la surface de l'eau dans le réservoir d'eau 9. L'huile prélevée par le dispositif extracteur d'huile 76 est pompée par le tuyau 77 et elle est introduite dans la cuve de séparation 62 par l'orifice

d'entrée 70.

La cuve de séparation 62 comporte un dispositif à flotteur 81 qui comprend un flotteur 79 et un poids 80 qui sont fixés à une tige 78 qui se trouve dans cette cuve. La tige 78 est guidée par un manchon de guidage 83 qui est fixé sur un couvercle 82 de la cuve de séparation 62 et par un autre manchon de guidage 85 qui est fixé à un capot 84 lui-même fixé sur le couvercle 82, de façon que la tige soit mobile dans la direction verticale. La densité du dispositif à flotteur 81 est choisie de façon que le niveau de la surface frontière 88 entre une couche d'huile 86 et une couche d'eau 87 formées dans la cuve de

séparation 62, coincide avec l'équateur 89 du flotteur 79.

Il en résulte que le dispositif à flotteur 81 se déplace dans la direction verticale conformément à la variation

du niveau de la surface frontière 88.

Pour maintenir le niveau de la surface frontière 88 entre les niveaux des orifices d'entrée 69 et 70, il

existe un interrupteur de fin de course 90 destiné à dé-

tecter le niveau de la surface frontière 88. L'interrup-

teur de fin de course 90 est actionné par un élément de manoeuvre 92 quiest fixé à la tige 78. On détermine la position de montage de l'élément de manoeuvre 92 de telle manière que l'interrupteur de fin de course 90 soit fermé lorsque le niveau de la surface frontière 88, c'est-à-dire le niveau de l'équateur 89, atteint une position qui se

trouve légèrement au-dessous du niveau de l'orifice d'en-

trée 69. Un relais 93 destiné à commander l'ouverture/ fermeture de l'électrovalve 67 est excité/désexcité par l'interrupteur de fin de course 90, et l'électrovalve 67 est ouverte de façon que l'eau formant la couche 87 soit

évacuée de la cuve de séparation 62, lorsque l'interrup-

teur de fin de course 90 est fermé. Il en résulte que le

niveau de la surface frontière 88 s'abaisse et le disposi-

* tif à flotteur 81 descend. Cependant, du fait de la caracté-

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ristique d'hystérésis de l'interrupteur de fin de course

au moment de son ouverture et de sa fermeture, ce der-

nier ne s'ouvre pas immédiatement, mais s'ouvre après que

le dispositif à flotteur est descendu d'une distancé pré-

déterminée. On détermine la hauteur de l'orifice d'entrée en prenant en considération la course d'hystérésis de l'interrupteur 90, et on la fixe au-dessous du niveau de la surface frontière 88 à1'e1ndroit o l'interrupteur de fin de course 90 est commuté de l'état fermé à l'état

ouvert. -

Comme décrit ci-dessus, le dispositif à flot-

teur 81 monte et descend en fonction de la quantité - d'eau dans la cuve de séparation 62, et l'électrovalve

67 s'ouvre pour abaisser le niveau de la surface fron-

tière 88, lorsque cette dernière s'approche du niveau de l'orifice d'entrée 69. Il en résulte que le niveau de la surface frontière 88 est toujours maintenu entre les orifices d'entrée 69 et 70. Par conséquent, l'huile qui provient de l'orifice d'entrée 69 passe toujours

dans la couche d'huile 86 et l'eau qui provient de l'ori-

fice d'entrée 70 passe toujours dans la couche d'eau 87.

De ce fait, la séparation de l'huile et de l'eau dans

la cuve de séparation 62 est effectivement réalisée ra-

pidement. De plus, d'une manière similaire à celle du mode de réalisation de la figure 5, l'huile ou la couche d'huile 86 est évacuée par l'orifice d'évacuation 63 en

fonction de la variation du niveau de la surface du li-

quide dans la cuve de séparation 62.

Les figures 8 et 9 représentent de façon plus détaillée le dispositif d'extraction d'huile 76. L'huile

qui a pénétré dans le réservoir d'eau 9 flotte à la sur-

face de l'eau. Pour enlever cette couche d'huile de la surface de l'eau, un dispositif d'extraction d'huile 76

est monté dans le réservoir d'eau 9. Le dispositif d'ex-

traction d'huile 76 comprend: une paire de tiges de gui-

dage verticales et espacées 105, 105, qui s'élèvent à partir du fond du réservoir d'eau 9, deux flotteurs 106, 106 qui sont montés sur les tiges de guidage verticales , 105 de façon à pouvoir se déplacer verticalement le

long des tiges de guidage, en flottant dans l'eau à l'in-

térieur du réservoir d'eau 9; une patte d'accouplement 107 montée au sommet des flotteurs 106, 106; un réceptacle d'huile 111 qui comporte une ouverture 112 par laquelle

l'huile est aspirée dans le réceptacle à partir de la sur-

face de l'eau, et ce réceptacle d'huile 111 est monté sur

un arbre horizontal 110 dont les extrémités sont intro-

duites de façon coulissante et tournante dans des trous

verticaux allongés 109, 109, formés dans les surfaces in-

térieures 108, 108 des deux flotteurs 106, 106; et un mé-

canisme à réglage automatique, 114, qui a pour fonction de régler la position de l'ouverture 112 du réceptacle

d'huile 111 de façon qu'une lèvre supérieure 113 de l'ou-

verture 112 soit toujours en contact avec la couche d'hui-

le qui flotte sur la surface de l'eau, dans le réservoir

d'eau 9. Le mécanisme à réglage automatique 114 est cons-

titué par des crémaillères 116, 116 qui sont fixées aux faces 108, 108 des flotteurs 106, 106, et par des pignons 117, 117, chacun d'eux étant fixé en position adjacente à une extrémité de l'arbre horizontal 110, en engrenant avec les crémaillères 116, 116. Un tuyau 77 destiné à l'extraction par pompage de l'huile recueillie dans le réceptacle d'huile 111 comporte une extrémité immergée dans l'huile, à l'intérieur du réceptacle d'huile 111, et

son autre extrémité est branchée à la pompe 74. Le récep-

tacle d'huile 111 se présente de préférence sous la forme

d'une boîte cylindrique creuse, comme la figure 9 le mon-

tre le mieux.

On va maintenant décrire le fonctionnement du

dispositif d'extraction d'huile.

Les deux flotteurs 106, 106 qui flottent dans l'eau à l'intérieur du réservoir d'eau 9 sont mutuellement accouplés par la patte d'accouplement 107. Par conséquent, lorsque le niveau de l'eau dans le réservoir 9 change, les flotteurs 106, 106 montent et descendent lé long des

tiges de guidage 105, 105. Le réceptacle d'huile 111 flot-

te également dans l'eau et, du fait que l'ouverture 112 du réceptacle d'huile 111 est disposée de façon que la lèvre

inférieure 113 de l'ouverture 112 soit adjacente à la cou-

che d'huile qui flotte à la surface de l'eau, ou soit en contact avec elle, l'huile de la couche d'huile pénètre' progressivement dans le réceptacle d'huile 111, en passant par dessus la lèvre inférieure 113. Il en résulte que l'huile de la couche d'huile est progressivement enlevée

de la surface de l'eau. L'huile qui pénètre dans le récep-

tacle d'huile 111 augmente progressivement le poids de ce réceptacle, ce qui fait que le réceptacle d'huile 111 descend progressivement dans l'eau. Par conséquent, les

extrémités de l'arbre horizontal 110 sur lequel le récep-

tacle d'huile 111 est monté descendent dans les trous

allongés verticalement 109, 109. Cette descente de l'ar-

bre horizontal 110 le. fait tourner auteur de son propre axe, du fait que les pignons 117, 117 que porte l'arbre se déplacent le long des crémaillères 116, 116 qui sont fixées aux flotteurs 106, 106. Il en résulte que le

réceptacle d'huile 111 monté sur l'arbre 110 tourne éga-

lement lentement autour de l'axe de l'arbre 110. Par

conséquent, l'ouverture 112 est dirigée dans le sens mon-

tant de façon que la lèvre 113 vienne en position adjacen-

te à la couche d'huile. Ainsi, au fur et à mesure que le

réceptacle d'huile 111 s'emplit avec de l'huile et des-

cend dans l'eau, ce réceptacle tourne simultanément de façon que la lèvre inférieure 113 de l'ouverture 112 du réceptacle d'huile 111 tourne automatiquement vers le haut jusqu'à ce qu'elle revienne en contact avec la couche

d'huile à la surface de l'eau. Il en résulte que le ré-

ceptacle d'huile 111 fonctionne toujours de manière à en-

lever l'huile de la surface de l'eau.

D'autre part, lorsque l'huile contenue dans le réceptacle d'huile 111 est pompée par le tuyau 77, le poids du réceptacle d'huile 111 diminue, et ce réceptacle monte progressivement dans l'eau. A ce stade, le réceptacle d'huile 111 et l'arbre horizontal 110 tournent conjointement

dans un sens opposé à celui correspondant au cas de la des-

cente mentionnée précédemment du réceptacle d'huile 111.

Par conséquent, la lèvre inférieure 113 de l'ou-

verture 112 du réceptacle d'huile 111 demeure toujours en contact avec la couche d'huile qui flotte à la surface de l'eau. L'huile pénètre donc toujours dans le réceptacle d'huile 111, et l'huile présente à la surface de l'eau est enlevée.

Ce qui précède permet de comprendre que le dis-

positif d'extraction d'huile 76 est toujours capable d'en-

lever l'huile qui flotte à la surface de l'eau, en réglant automatiquement la position de l'ouverture du réceptacle d'huile 111 tant que de l'huile demeure présente à la

surface de l'eau, même si la quantité d'eau dans le ré-

servoir d'eau 9 change.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé décrits

et représentés, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'usinage par décharge électrique qui est mis en oeuvre pendant qu'un fluide diélectrique est amené dans un espace d'usinage entre une pièce à usiner et une électrode d'outil, caractérisé en ce qu'il comprend

les opérations suivantes: on effectue un usinage de dé-

grossissage de la pièce à grande vitesse, en utilisant de l'eau comme fluide diélectrique; on remplace le fluide

diélectrique par de l'huile après l'usinage de dégrossis-

sage; et on effectue un usinage de finition de la pièce,

2. Procédé selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que pendant les opérations d'usinage, la pièce est déplacée d'une manière prédéterminée par rapport à l'électrode d'outil, dans un plan perpendiculaire à la direction du mouvement relatif de l'électrode d'outil

vers la pièce.

3. Procédé selon la revendication 2, caractéri-

sé en ce que la pièce est soumise à un déplacement rela-

tif sur des distances prédéterminées dans plusieurs direc-

tions dans ledit plan.

4. Procédé selon la revendication l, caractéri-

sé en ce que l'eau et l'huile sont amenées sélectivement à l'espace d'usinage par un dispositif d'alimentation en

fluide diélectrique.

5. Procédé selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que la pièce est usinée à des dimensions préci-

ses dans l'opération d'usinage de finition.

6. Procédé selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce qu'il comporte en outre l'opération consistant à tremper la surface de la pièce par usinage par décharge électrique.

7. Procédé selon la revendication 6, caractéri-

sé en ce qu'il comprend en outre les opérations consistant

à remplacer l'huile par l'eau en tant que fluide diélec-

trique et à enlever la surface trempée de la pièce jus-

qu'à une profondeur correspondant à la rugosité de celle-ci.

8. Appareil pour l'usinage par décharge électri-

que, au moyen duquel on effectue un usinage par décharge électrique pendant qu'un fluide diélectrique est amené dans un espace (3) d'usinage entre une pièce à usiner (8) et une électrode d'outil (5), caractérisé en ce qu'il comprend: un système (12) d'alimentation en huile qui comporte un réservoir (11) d'huile; un système (10) d'alimentation en eau qui comporte un réservoir (9) d'eau; des moyens (16,21) d'alimentation destinés à amener sélectivement de l'eau ou de l'huile dans l'espace

(3) d'usinage, en tant que fluide diélectrique, en sélec-

tionnant le système (10) d'alimentation en eau ou le système (12) d'alimentation en huile; et des moyens (22,25,26) destinés à faire retourner vers le réservoir(9,11) correspondant le fluide diélectrique qui a été utilisé

dans l'espace (3) d'usinage.

9. Appareil selon la revendication 8, caracté-

risé en ce que les moyens de retour consistent en moyens de commande de direction qui comportent une électrovalve

(25,26).

10. Appareil selon la revendication 8, caracté-

risé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de récupération de fluide diélectrique qui comporte une cuve (42) de séparation destinée à séparer l'huile et l'eau en une couche supérieure et une couche inférieure, des premiers moyens (45) d'alimentation destinés à envoyer vers la cuve (42) de séparation le fluide qui se trouve près du fond du fluide diélectrique présent dans le réservoir (11) d'huile, des seconds (46) moyens d'alimentation destinés à envoyer vers la cuve (42) de séparation le fluide qui se trouve près de la surface du fluide diélectrique contenu dans le réservoir (9) d'eau, et des moyens (50,53) destinés à récupérer l'huile et l'eau séparées dans la cuve (42) de séparation et à les envoyer respectivement vers le réservoir (11)

d'huile et le réservoir (9) d'eau.

11. Appareil selon la revendication 10, caracté-

risé en ce que le dispositif de récupération comporte un premier conduit (50) qui est branché entre un premier point de la cuve (42) de séparation et le réservoir (9) d'eau, un second conduit (53) qui est branché entre un

second point de la cuve (42) de séparation et le réser-

voir (11) d'huile, ce second point étant plus haut que le premier point, une valve (51) branchée dans le pre- mier conduit (50), un détecteur (48) placé dans la cuve (42) de séparation, qui monte et descend en suivant la variation du niveau de la surface frontière entre la couche supérieure et là couche inférieure, et des moyens

(49) destinés à ouvrir la valve (51) lorsque le détec-

teur (48) s'élève au moins jusqu'au niveau du premier point.

12. Appareil selon la revendication 11, caracté-

risé en ce que le détecteur est un flotteur (48) dont

la densité est supérieure à celle de l'huile mais infé-

rieure à celle de l'eau.

13. Appareil selon la revendication 11, caracté-

risé en ce que le niveau auquel l'eau est introduite dans la cuve de séparation (42) par les premiers moyens (50) d'alimentation est inférieur au niveau auquel l'huile est introduite dans la cuve de séparation (42)

par les seconds moyens (53) d'alimentation.

14. Appareil selon la revendication 13, caracté-

risé en ce que la valve (51) est commandée de manière que le niveau de la surface frontière se trouve toujours

entre les deux niveaux précités.

15. Dispositif selon la revendication 10, caracté-

risé en ce que les seconds moyens (53) d'alimentation comprennent un dispositif (43) d'extraction d'huile destiné à enlever l'huile qui flotte à la surface de

l'eau dans le réservoir (9) d'eau.