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L'invention est relative à un procédé pour la fabrication d'au- bes creuses comme celles utilisées, plus spécialement, pour des turbines à combustion interne, pour des turbines à gaz, des turbines à gaz perdus ou analogues. L'invention concerne, en outre, les aubes creuses fabriquées se- lon ce procédé.
La fabrication des aubes de ce genre est extrêmement compliquée et coûteuse en raison de leurs formes compliquées, de la nature de la ma- tière à travailler et de la grande précision qui est nécessaire. Il est con- nu d'étirer ces aubes, en leur donnant une forme creuse, à partir de tôles résistant à la chaleur ou de les couler avec une cavité. L'usinage d'aubes étirées ou soudées demande beaucoup de temps et nécessite l'intervention d'un grand nombre d'opérations accordées exactement les unes par rapport aux autres.
En coulant les aubes à l'aide d'alliages résistant à une chaleur élevée, on n'a pû éviter jusqu'ici les inexactitudes provoquées par un déplacement du noyau, par une déformation de la coquille de moulage, des effritements, etc., ces défauts devant ensuite être éliminés par un travail de rectification très coûteux. Il est également connu de fabriquer des aubes creuses à partir de tronçons d'une tige profilée, ces tronçons étant soumis à un travail au tour-, à un alésage, à un estampage dans les matrices et à la presse, après quoi les pièces obtenues sont soumises à une rectification finale, ce qui donne comme résidu de fabrication environ 90 %. En raison de la matière très coûteuse que l'on utilise, un procédé de ce genre, est non économique au plus haut degré.
L'invention a pour but de réaliser un procédé simple, économique et précis pour fabriquer des aubes creuses du genre en question.
Le procédé, faisant l'objet de l'invention, est, essentiellement, caractérisé par le fait que l'on fabrique, d'abord, à l'aide d'un procédé de coulée de précision connu en soi, une ébauche d'aube creuse ayant une section transversale circulaire ou profilée, les faces internes et externes de cette ébauche étant usinées ensuite avec des outils détachant les copeaux, après quoi on donne, en finale, à l'aube, sa forme définitive par déformation, sans production de copeaux.
Cette combinaison d'un procédé de coulée avec un usinage enlevant des copeaux et avec une déformation sans production de copeaux permet, en partant d'une ébauche d'aube qui peut déjà être fabriquée avec une grande exactitude, de supprimer d'abord les tolérances résultant de la coulée par un usinage avec enlèvement de copeaux et de donner ensuite, directement, par la déformation subséquente sans production de copeaux, à l'aube sa forme définitive avec les dimensions voulues, de sorte qu'en finale, il suffit seulement de rectifier la surface de l'aube par meulage ou polissage.
Par cette suite d'opérations successives, on obtient une réduction notable des tolérances de fabrication, on limite la consommation en matière à un minimum et on simplifie fortement l'ensemble de la fabrication tout en la rendant très économique.
Le procédé, faisant l'objet de l'invention, est illustré, à titre d'exemple et schématiquement, sur le dessin ci-annexé.
Les fig. 1 et 2 montrent, respectivement en coupe longitudinale et en vue en bout, une ébauche d'aube obtenue par une coulée de précision.
Les fig. 3 à 5 montrent, schématiquement, l'usinage avec enlèvement de copeaux de cette ébauche.
La fig. 6 montre, schématiquement, un mode de réalisation d'une déformation, sans production de copeaux, par laminage.
Les fig. 7 et 8 montrent, respectivement en coupe longitudinale et en coupe transversale, un autre mode de réalisation pour la déformation, sans production de copeaux, par matriçage.
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Les fige 9 et 10 montrent, respectivement en vue de côté et en vue en bout, l'aube achevée.
La première phase du procédé, faisant l'objet de l'invention, consiste à fabriquer une ébauche d'aube, comme celle montrée sur les fig.
1 et 2, par un procédé de couléede précision, par exemple à l'aide d'un modèle en cire perdue, cette ébauche formant une pièce initiale. Les dimen- sions de cette pièce dépendent de l'importance des tolérances qui sont à envisager et des possibilités d'usinage. Elles dépendent, par ailleurs, de la nature de l'alliage utilisé et du traitement thermique nécessaire.
L' ébauche, obtenue par la coulée de précision, reçoit la forme d'une aube ayant, par exemple, un profilé circulaire ou oviforme ou ayant une section transversale qui se rapproche davantage du profil définitif, avec un surplus de matière sur les faces interne et externe de l'aube pour permettre l'usinage, ce surplus étant dimensionne de manière telle que les tolérances résultant de la coulée puissent être supprimées par un usinage avec enlèvement de copeaux des faces interne et externe.
Par ailleurs, on choisit avantageusement de manière telle la forme de la section transversale de l'ébau- che, obtenue par la coulée de précision, aussi bien pour la partie de l'aube qui formera ensuite la partie active 1 de celle-ci que pour celle qui constituera ensuite l'embase 2 de l'aube, que les faces internes et externes de ces parties puissent être travaillées aisément, avec enlèvement de copeaux, à l'aide de machines-outils ou d'outils que l'on trouve dans le commerce.
La fig. 3 montre, schématiquement, comment la face interne de la partie active 1 de l'aube creuse et celle de l'embase creuse 2 peuvent, par exemple, être creusées au tour, dans le cas d'une section transversale circulaire ou brochée, dans le cas d'une section transversale profilée.
Ensuite, on soumet la face externe de l'embase, comme montré sur la fig. 4 et en utilisant pour le centrage la cavité susdite déjà usinée, à un travail au tour pour lui donner une section circulaire ou à un usinage au tour ou à la fraise à copier pour lui donner une section profilée.
La face interne de l'aube creuse peut alors, comme montré sur la fig. 5, être engagée sur une tige qui s'ajuste exactement dans celle-ci, être usinée de préférence par un meulage, à l'aide d'une rectifieuse à copier automatique, avec une précision telle que les épaisseurs des parois et 1' écartement de ces parois de l'axe longitudinal de l'aube aient des valeurs voulues à une fraction d'un 100ème de mm près.
Après que les dimensions voulues ont été obtenues à 1;'aide des opérations susdites, avec enlèvement de copeaux, et en conservant les tolé- rances nécessaires, on donne aux aubes leur forme définitive par une déformation à froid ou à chaud, suivant la nature de l'alliage métallique utilisé, cette déformation se faisant par pressage, matriçage ou laminage ou toute autre opération analogue, sans enlèvement de copeaux.
La fig. 6 montre le façonnage, sans enlèvement de copeaux, de la partie active 1 de l'aube à 1?aide de rouleaux 3 à mouvement pendulaire.
On admet que le laminage à l'aide d'un tel dispositif est connu.
Sur les fig. 7 et 8, le façonnage des aubes, sans enlèvement de copeaux, a lieu par pressage dans des moules ou matrices appropriés 4.
Par cette opération de façonnage, sans enlèvement de copeaux, on obtient également la torsion de la partie active de l'aube, de sorte que, finalement, l'aube 1 et l'embase 2 reçoivent leur forme définitive montrée sur les fig.
9 et 10. On donne également à l'embase sa forme définitive par déformation, sans enlèvement de copeaux. Suivant la nature de l'alliage utilisé, on pett prévoir, avant ou entre les différentes opérations, un traitement thermique qui est adapté à la structure et à la dureté de la matière constituant 1' aube et aux nécessités de l'usinage.
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Finalement, on donne à la surface de l'aube, par un traitement de précision tel qu'un meulage ou polissage, par exemple, par un meulage dans une machine à meuler à immersion, l'état final voulu.
Les phases du traitement, décrites ci-dessus et illustrées schématiquement sur le dessin, sont indiquées à titre d'exemple et peuvent subir des modifications, suivant les conditions à remplir, sans sortir des limites de protection de l'invention. Le procédé, faisant l'objet de l'invention, peut également être appliqué d'une manière analogue pour la fabrication de corps creux analogues,auxquels on doit donner une forme comliquée
REVENDICATIONS.
1) Procédé pour fabriquer des aubes creuses pour des turbines à combustion interne ou analogues, caractérisé par le fait que l'on fabrique, d'abord, à l'aide d'un procédé de coulée de précision connu en soi, une ébauche d'aube creuse ayant une section transversale circulaire ou profilée, les faces internes et externes de cette ébauche étant usinées ensuite avec des outils détachant des copeaux, après quoi on donne, en finale, à l'aube, sa forme définitive par déformation , sans production de copeaux.