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L'invention est relative à un procédé pour fabriquer des aubes de turbines, de compresseurs, etc., ou des pièces analogues qui ont une forme compliquée et des surfaces spatiales tordues, la fabrication se fai- sant, en substance sans la formation de copeaux.
En raison de la forme aérodynamique compliquée des aubes de ce genre et de la précision extrêmement élevée qui est nécessaire pour obtenir un bon rendement des machines ou appareils munis de ces aubes, le façonnage, sans formation de copeaux, des pièces de ce genre, présente des avantages très importants par rapport à l'usinage avec enlèvement de copeaux. On sait que la fabrication, sans formation de copeaux, de ces pièces, permet d'ob- tenir une économie très grande en matière et une dépense de travail notable- ment moindre. Toutefois, pour la mise en oeuvre pratique de la fabrication sans copeaux, on doit vaincre des difficultés que l'invention a pour but d'écarter.
Le procédé, faisant l'objet de l'invention, est caractérisé essentiellement par le fait qu'une ébauche appropriée d'une aube, de préféren- ce un tronçon d'une matière en forme de tige, est laminée d'abord entre les mâchoires ou les outils de laminage rotatifs ou oscillants d'un laminoir à segments ou pendulaire ou d'un dispositif de laminage analogue, cette ébauche étant ensuite estampée dans des moules de matriçage ou de presse, le laminage procurant, en substance, à la partie active de l'aube le profil voulu en section transversale et son rétrécissement longitudinal, alors que par le matriçage ou l'estampage à la presse, on provoque, en substance, la torsion de la partie active de l'aube tout en lui donnant sa forme définitive.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la partie active de l'aube est laminée dans le sens longitudinal. Le cas échéant, on peut également laminer l'ébauche dans le sens transversal et, dans certains cas, il peut être avantageux de laminer l'ébauche d'abord longitudinalement et ensuite transversalement ou vice-versa.
Le laminage, et avant tout le laminage longitudinal de la partie active de l'aube, à l'aide de cylindres ou rouleaux portant des segments ou animés d'un mouvement pendulaire ou d'un dispositif analogue, est essentiel, si l'on veut obtenir le progrès technique réalisé selon l'invention.
Il est ainsi possible d'obtenir, pour des aubes du genre en question, le rétrécissement sensiblement conique depuis l'embase jusqu'au sommet de l'aube, en même temps que le profilage des sections transversales de l'aube par une opération de laminage simple et qui agit néanmoins d'une manière extrêmement précise, alors que la dépense d'énergie, par suite du refoulement tangentiel de la matière, qui se produit au cours de cette opération de laminage, est considérablement moindre que pour toutes les autres opérations de fa- çonnage, sans formation de copeaux, pour lesquelles la matière est refoulée perpendiculairement à la direction suivant laquelle l'effort agit.
Le laminage longitudinal ou, le cas échéant, également le laminage transversal, est effectué avantageusement en plusieurs étages de laminage successifs dans des laminoirs pour lesquels les outils, qui ont, en général, la forme de segments, sont établis sur des cylindres ou rouleaux relativement grands.
Pour la mise en oeuvre de l'invention, on part avantageusement d'un tronçon d'une tige qui possède déjà un profil approprié, basé par exemple sur la section transversale la plus grande de l'aube. On peut égalemert partir d'une tige dont le diamètre correspond à la plus petite des sections transversales existantes, les sections plus grandes étant obtenues par refoulement. De préférence, on fait comporter à un tronçon de tige de ce genre, avantageusement profilé aérodynamiquement, l'embase de l'aube avant le laminage et le matriçage.
Le procédé selon l'invention permet non seulement d'obtenir une économie de matière extrêmement élevée, qui correspond en moyenne à 80-90 % par rapport à un usinage avec enlèvement de copeaux, et par conséquent, une dépense notablement moindre en main d'oeuvre,et en temps, cette main d'oeu-
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vre correspondant seulement à 30 % et moins de celle à prévoir pour une fabrication avec enlèvement de copeaux, mais on obtient, par la combinaison du laminage longitudinal et du matriçage, une meilleure constitution superficielle, plus spécialement de la partie active de l'aube, et une orientation plus favorable des fibres métalliques depuis l'embase jusqu'au sommet de l'aube.
Les opérations sont réglées de manière telle, conformément à l'invention, les unes par rapport aux autres que, pour chaque étage de déformation, on dispose exactement de la quantité de matière nécessaire, de sorte que les pertes par formation de bavures ou analogues, sont réduites au minimum. Le dosage convenable de la quantité de matière est avantageusement obtenu en découpant les aubes, après chaque opération, à l'aide d'outils particuliers.
Le dessin ci-annexé sert à illustrer, à titre d'exemple et schématiquement, le procédé qui fait l'objet de l'invention.
Les fig. 1 et 2 montrent, respectivement en vue de côté et en vue en bout, le tronçon de tige profilé préalablement et utilisé comme pièce initiale.
Les fig. 3 et 4 montrent, semblablement, l'ébauche de l'aube avec son embase refoulée ou emboutie.
La fig. 5 montre le laminage longitudinal de l'aube.
La fig. 6 montre le laminage transversal de l'aube.
Les fig. 7 et 8 montrent, respectivement en coupe longitudinale et en coupe transversale, une matrice pour estamper ou emboutir les aubes.
Les fig. 9 et 10 montrent, finalement et respectivement en vue de côté et en vue en bout,l'aube achevée.
Pour le procédé de fabrication sans formation de copeaux, qui fait l'objet de l'invention, on part, par exemple, d'un tronçon de tige l, tel que montré sur les fige 1 et 2, qui possède déjà une section transversale aérodynamique correspondant à peu près à la section transversale la plus grande de la partie active de l'aube achevée.
Une extrémité du tronçon 1 est emboutie de manière telle, par exemple sur une machine à emboutir électrique dans laquelle l'électrode, formant l'enclume, recule pendant l'emboutissage, que l'on obtienne une ébauche d'aube avec une embase 2 et une partie active brute 3, comme visible sur les fige 3 et 4.
Ensuite, on lamine en longueur la partie active 3 de l'ébauche, ainsi façonnée préalablement, sur un laminoir pendulaire, un laminoir à segments ou une machine à laminer analogue. Cette opération est montrée schématiquement sur la fig. 5. Le laminage longitudinal a lieu, dans ce cas, entre deux mâchoires opposées 4 et 5, en forme de segments, ces mâchoires comprenant des encoches convenables pour recevoir l'embase. Les outils lamineurs, en forme de segments, sont fixés sur des cylindres ou rouleaux relativement grands qui sont animés d'un mouvement angulaire ou pendulaire. Les segments lamineurs ont une forme qui correspond à celle de la partie active de l'aube qui va en se rétrécissant depuis l'embase jusqu'au sommet de l'aube, et aux profils de la partie active.
La partie active de l'aube, obtenue par ce laminage longitudinal, présente déjà des sections transversales syant des profils presque définitifs, mais elle n'est pas encore tordue dans l' espace. A la place d'un laminage longitudinal, on peut, le cas échéant, effectuer un laminage transversal de la partie active de l'aube, comme montré sur la fig. 6, les mâchoires façonneuses ayant une forme telle qu'elles puissent donner à la partie active 3 de l'aube, au cours du laminage transversal, le profil et le rétrécissement nécessaires.
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Dans certains cas, on peut procéder d'abord à un laminage lon- gitudinal de la partie active de l'aube pour obtenir le rétrécissement coni- que depuis l'embase jusqu'au sommet de l'aube et effectuer ensuite un lami- nage transversal de cette partie de l'aube afin de lui procurer un profil aérodynamique
Après le laminage longitudinal de la partie active de l'aube, on peut donner à l'embase une forme préalable sensiblement exacte par matri- gage.
Finalement, on soumet l'ensemble de l'aube, en vue d'obtenir la torsion spatiale de sa partie active et de donner la forme définitive à l' aube, à un matriçage à chaud et à froid dans des matrices 8, 9, comme mon- tré sur les fig. 7 et 8, le matriçage à froid succèdant avantageusement au matriçage à chaud, en vue d'augmenter l'exactitude des dimensions des au- bes. Comme résultat final de ce procédé, on obtient l'aube achevée, montrée sur les fig. 9 et 10, dont la partie active est tordue.
Il est évident que l'on peut envisager des variantes pour les opérations de façonnage, sans formation de copeaux, telles que décrites plus haut et illustrées sur le dessin, sans sortir des limites de protection de l'invention. On peut prévoir des dispositions spéciales pour déterminer, plus particulièrement, la quantité exacte de la matière qui doit intervenir pour chacune de ces opérations. Comme les aubes doivent être fabriquées en grand nombre, une surveillance de tous les outils utilisés est nécessaire pour mesurer ces outils d'une manière continue à l'aide de calibres. Ces derniers sont réglés pour la mesure du degré de déformation à obtenir dans chaque cas et doivent tenir compte de la déformation élastique des outils afin que le dosage voulu de la matière ne puisse, chaque fois, être dépassé en plus ou en moins.
REVENDICATIONS.
1) Procédé pour fabriquer, sans formation de copeaux, des aubes de turbines, de compresseurs ou analogues, caractérisé par le fait qu'une ébauche appropriée d'une aube, de préférence un tronçon d'une matière en forme de tige, est laminée d'abord entre les mâchoires ou les outils de la- -minage rotatifs ou oscillants d'un laminoir à segments ou pendulaire ou d' un dispositif de laminage analogue, cette ébauche étant ensuite estampée dans des moules de matriçage ou de presse, le laminage procurant, en substance, à la partie active de l'aube, le profil voulu en section transversale et son rétrécissement longitudinal, alors que par le matriçage ou l' estampage à la presse on provoque, en substance, la torsion de la partie active de l'aube tout en lui donnant sa forme définitive.