Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
-
Pierre LECHERVY : Ancien responsable des Usinages non conventionnels à la SNECMA
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Lire l’articleINTRODUCTION
Larmi les procédés électriques d’usinage, l’enlèvement de matière par usinage électrochimique (UEC), appelé aussi Electro Chemical Machining (ECM), représente un cas particulier : il constitue un « procédé d’usinage moderne » sans que l’on puisse dire qu’il fasse appel à un phénomène physique nouveau ou que les techniques mises en œuvres soient entièrement nouvelles. L’ECM repose sur l’enlèvement de matière selon les lois de Faraday, connues depuis le XIX e siècle, et aurait pu théoriquement être utilisé de longue date, mais celui-ci est intervenu dans les années 40 aux États‐Unis pour usiner des matériaux employés en aéronautique ne pouvant l’être par outils coupants. En fait, on constate que l’ECM est effectué dans des conditions qui sont assez éloignées de celles dans lesquelles les lois fondamentales de l’électrolyse ont été trouvées.
L’ECM est un procédé arrivé aujourd’hui à maturité industrielle avec de nombreuses applications en aéronautique, automobile, etc. Les principaux intérêts de l’ECM sont l’usinage de matériaux conducteurs de l’électricité quels que soient leurs états de traitement, en usinage surfacique et en ébavurage de trous difficilement accessibles.
L’ECM est un moyen d’usinage très performant dont l’industrie n’utilise pas toujours le potentiel de productivité à savoir les propriétés de façonnage de matériaux difficilement usinables mais aussi celle d’avoir un outil pratiquement inusable. Ce dernier point n’est pratiquement jamais pris en considération car les coûts d’outils sont généralement répartis sur des temps de production très longs, contrairement à l’ECM où l’on doit prendre en compte ceux-ci dès la mise en production.
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Principe du procédé
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7. Bilan économique
Avec l’ECM, le temps d’opération est directement fonction de la profondeur de pénétration de la cathode car l’usinage se fait simultanément sur toute la surface et une ébauche préalable n’est pas nécessaire. Pour obtenir une bonne reproductibilité dimensionnelle et d’état de surface, il faut des profondeurs d’usinage suffisantes pour effacer l’effet mémoire des défauts initiaux (figure 21).
Pour établir un bilan économique, on doit prendre en compte les paramètres suivants :
-
le taux d’usinabilité du matériau suivant son état métallurgique : ce paramètre n’intervient pas sur les temps d’usinage ECM, mais celui-ci est très important pour tous les autres procédés d’enlèvement de métal (sauf EDM) ;
-
l’état de surface ;
-
les dimensions de la pièce ;
-
la production à réaliser (quantité totale, cadence par jour, etc.) ;
-
l’outillage spécifique à la pièce ;
-
l’investissement ou l’amortissement de l’installation (figures 22 et 23).
La comparaison entre les divers modes d’usinage est très difficile et les critères de choix sont souvent fonction de la maîtrise d’un procédé. Pour cela, illustrons celle-ci par la différence entre les modes d’usinage globaux (ECM, EDM, usinage chimique, etc.) et linéaire (fraisage, tournage, etc.) pour l’usinage d’une surface gauche de 100 mm × 200 mm avec un état de surface de Ra < 0,8 µm et l’enlèvement d’une épaisseur de 6 mm en moyenne dans un matériau de taux d’usinabilité moyen (par exemple, l’acier inoxydable).
Le temps d’usinage ECM avec une vitesse de pénétration de 4 mm/min est de 6/4 = 1,5 min.
Si l’on prend une fraise de type sphérique de 10 mm de rayon, avec 5 dents et une avance de 0,05 mm par dent, ce qui implique un pas de balayage en finition de 0,18 mm maximum, et deux passes d’ébauche avec des pas de 1,8 mm, la longueur à parcourir est de :
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Bilan économique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DE BARR (A.E.), OLIVER (D.A.) - Electrochemical machining. - (L’usinage électrochimique, traduction de J. Deibles, 1971, éd. Eyrolles). Éd. MacDonald (1968).
-
(2) - WILSON (J.F.) - Practice and theory of electrochemical machining. - Wiley Interscience, a division of J. Wiley and Sons. Inc. New York.
-
(3) - MARTY (C.) - Usinages par procédés non conventionnels - (réunion de textes) INSA Lyon, éd. Masson (1971).
-
(4) - WELLER (E.J.) - Nontraditional machining processes. - Published by Society of Manufacturing Engineers, 2e éd (1984).
-
(5) - SCHEPAEZ (C.) - Contribution à l’étude des phénomènes de base de l’ECM en corrélation avec des performances d’usinage. - Thèse de docteur ingénieur, Université Paris VI, oct. 1976.
-
(6) - * - Guide...
ANNEXES
(Liste non exhaustive)
Dubuis http://www.dubuis.com
Omnitechnique http://www.omnitechnique.com
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