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1 - PRINCIPE

2 - PERFORMANCES

3 - REPRODUCTION DE FORME PAR DÉFONÇAGE

4 - DÉCOUPE PAR FIL

5 - AUTRES APPLICATIONS

6 - AUTOMATISATION

  • 6.1 - Générateur
  • 6.2 - Commande adaptative
  • 6.3 - Axes
  • 6.4 - Méthodes de travail

7 - SYNTHÈSE

Article de référence | Réf : BM7251 v1

Reproduction de forme par défonçage
Usinage par électroérosion

Auteur(s) : Daniel KREMER

Date de publication : 10 oct. 2000

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  • Daniel KREMER : Ingénieur des Arts et Métiers - Professeur à l’École nationale supérieure des arts et métiers

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INTRODUCTION

L’usinage par électroérosion est une technique procédant par fusion, vaporisation et éjection de la matière. L’énergie est apportée par des décharges électriques passant entre deux électrodes, la pièce et l’outil.

Cette technique modifie les caractéristiques de la matière en surface et en sous-couche (augmentation de la dureté, présence de contraintes résiduelles de traction d’origine thermique, présence de microfissures). Il s’ensuit une meilleure résistance à la corrosion et à l’usure, mais une baisse notable de la tenue en fatigue des pièces. La surface usinée est faite de cratères, sa rugosité est grossière en ébauche (Ra = 10 à 30 µm) ; elle peut être bonne en finition (Ra = 0,4 à 1,6 µm). Le débit de matière est plutôt faible : de l’ordre du centimètre cube en ébauche, du millimètre cube, voire moins, en finition.

Ce ne peut pas être une technique de grande série. Les décharges passant entre les deux électrodes, il y a aussi enlèvement de matière sur l’outil, qui s’use (usure volumétrique de 0,5 %, en ébauche, à 30 % ou plus en finition).

Sa très grande qualité est la précision, qui peut être meilleure que 0,01 mm, à condition de maîtriser l’usure de l’outil.

L’électroérosion est utilisée dans divers secteurs de l’industrie, pour usiner des matériaux conducteurs ou semi-conducteurs : aciers trempés, alliages métalliques réfractaires, certains composites, etc. Le plus gros utilisateur est le secteur de l’outillage : moules de verrerie, d’injection de matière plastique, matrices, poinçons, filières. Le procédé est aussi utilisé en aéronautique, pour des perçages ou usinages sur aubes ou disques de turbine. Les autres utilisateurs sont le domaine nucléaire, le domaine médical (prothèses, aiguilles), la mécanique générale et l'automobile pour des applications particulières (perçage d’injecteurs Diesel, découpe de petites séries en Formule 1).

L’électroérosion est incontournable pour réaliser des formes complexes dans des matériaux à hautes caractéristiques mécaniques. Ses concurrents potentiels sont l’usinage à grande vitesse (qui ne permet pas cependant d’obtenir des détails aussi fins) et le prototypage rapide, qui est plus flexible, mais pas encore assez précis.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm7251


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3. Reproduction de forme par défonçage

3.1 Principe

La reproduction de forme par défonçage consiste à utiliser un outil de forme et à le déplacer selon une direction. La matière est enlevée progressivement, et l’électrode outil reproduit petit à petit sa forme dans la pièce, en négatif, avec une légère différence de cotes (figure 11). Cette technique nécessite la fabrication préalable d’une ou de plusieurs électrodes. Elle a été la première utilisée, et représente environ 60 % des techniques mises en œuvre dans les machines actuelles.

Son intérêt principal est de reporter la difficulté d’usinage direct de la pièce, liée au matériau ou à la forme à produire, sur l’usinage de l’électrode, qui est plus aisé : d’une part, le matériau est choisi facile à usiner à l’outil coupant (cuivre, graphite) ; d’autre part, la forme est plus aisée à obtenir à l’outil coupant.

Cette technique est utilisée pour l’usinage de formes complexes aussi bien que pour le perçage.

HAUT DE PAGE

3.2 Performances

HAUT DE PAGE

3.2.1 Débit de matière, état de surface et usure

Les critères de performances définis précédemment sont représentés sous la forme de graphiques ou abaques, comme celui de la figure 12, par exemple. Si l’on compare trois types de régimes de défonçage, on note des performances très nettement différentes (tableau 2).

L’ébauche est réalisée avec un débit de matière satisfaisant et une usure très faible, ce qui permet d’enlever une grande partie de la matière sans trop changer la forme et les dimensions de l’électrode, mais l’état de surface est grossier (Ra : 10 à 20 µm).

La finition fournit un état de surface assez bon, mais avec un débit de matière faible et une usure notable : il convient donc de laisser à cette...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ALBINSKI (K.) -   The polarity of electrodes in electrodischarge machining  -  . Int. Symp. for Electro Machining, ISEM XI p. 95-103 (avr. 1995).

  • (2) - BENKIRANE (Y.) -   Contribution à l’étude du polissage assisté par ultrasons  -  . Thèse de Doctorat ENSAM (21 mai 1996).

  • (3) - BENKIRANE (Y.), KREMER (D.) -   Ultrasonic flow polishing process  -  . International Journal of Forming Processes, vol. 4 (2000).

  • (4) - BRINKSMEIER (E.), CAMMETT (J.T.), KÖNIG (W.), LESKOVER (P.), PETERS (J.), TÖNSHOFF (H.K.) -   Residual stresses-measurement and causes in machining process  -  . Annals of the CIRP, vol. 31/21982 p. 491-510 (1982).

  • (5) - DAUW (D.F.) -   EDM machining through automation  -  . EDM Digest, vol. XI, no 3, (1989).

  • (6) - DIBITONTO (D.D.), EUBANK (T.P.), PATEL (M.R.), BARRUFET (M.A.) -   Theoretical...

1 Principaux fournisseurs de machines d’usinage par électroérosion et leurs représentants en France

HAUT DE PAGE

1.1 Machines de reproduction de forme par défonçage et de perçage

AEG Elotherm (D) repr : Val de Loire Machines Outils

AGIE (CH) repr : AGIE France

AMCHEN (GB) repr : Omnitechnique

ARD (ROC) repr : Omnitechnique

Charmilles Technologies (CH) repr : Charmilles Technologies France

Cormac (I) repr : Rosilio Machines Outils

Ingersoll Maschinen und Werkzeuge GmbH (D) repr : Mac’Sys

Makino (J) repr : Makino France

Mecaprob Engineering (F)

Mitsubishi Electric (J) repr : Mac’Sys

ONA (E) repr : ONA Electroerosion France

Raycon (USA) repr : Omnitechnique

SKM (ROC) repr : Mark’Techno

Sodick (J) repr : Celada France

HAUT DE PAGE

1.2 Machines de découpe par fil

AGIE (CH) repr : Agie France

ARD (ROC) repr :...

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