Électroérosion, une génération par travail de forme

Procédés de fabrication et usinage · niveau 2

Énoncé

Une empreinte rectangulaire de $40 \times 30 mm$ , profonde de $15 mm$ , est réalisée par enfonçage d'une électrode de cuivre dans un acier de moule trempé. Chaque décharge électrique fond et vaporise un minuscule cratère de la pièce, sans contact entre l'électrode et la pièce, qui restent séparées par un intervalle appelé étincelage. Données : étincelage de $0, 15 mm$ en ébauche, $0, 03 mm$ en finition ; l'ébauche laisse $0, 2 mm$ par face à la finition.

Quel mode de génération est-ce ? Pourquoi ce procédé convient-il à un acier trempé ?
Calculer les dimensions des électrodes d'ébauche et de finition.
L'électrode s'use aussi, surtout à ses arêtes. Qu'en déduire ?

Corrigé

L'électrode est le négatif de l'empreinte et s'enfonce par une translation simple : c'est un travail de forme, la forme de l'outil se copie sur la pièce. L'enlèvement de matière se fait par fusion locale, sans effort de coupe : la dureté de l'acier n'y joue pas, seule compte sa conductivité électrique. On peut donc creuser l'empreinte après la trempe, sans craindre la déformation du traitement.
L'empreinte d'ébauche doit s'arrêter à $0, 2 mm$ par face de la cote finie ; l'électrode est plus petite que l'empreinte qu'elle creuse d'un étincelage par face : ébauche, $40 - 2 (0, 2 + 0, 15) = 39, 30 mm$ et $30 - 0, 70 = 29, 30 mm$ ; finition, $40 - 2 \times 0, 03 = 39, 94 mm$ et $29, 94 mm$ .
En travail de forme, l'usure de l'outil se copie sur la pièce : une électrode aux arêtes arrondies laisse des angles arrondis au fond de l'empreinte. On ébauche avec une électrode, et l'on finit avec une électrode neuve, dont les arêtes sont intactes ; pour une empreinte très précise, on prévoit plusieurs électrodes de finition.