CH632950A5 - Device for clamping a turbine machine blade and transfer machine comprising such a device - Google Patents

Description

La présente invention concerne un dispositif pour le bridage en cours d'usinage d'une aube de turbomachine dont la pale est à cotes finies, au moins pour ses cotes autres que sa hauteur par rapport à son pied, ainsi qu'une machine-transfert comportant un tel dispositif.

L'usinage de pales d'aubes de turbomachines n'a jusqu'à présent pas été réalisé sur une machine-transfert. Le but de cette invention consiste par conséquent à permettre un tel usinage sur une machine-transfert.

En conséquence, le premier objet de cette invention tendant à atteindre le but précité consiste en un dispositif pour le bridage en cours d'usinage d'une aube de turbomachine dont la pale est à cotes finies, au moins pour ses cotes autres que sa hauteur par rapport à son pied, caractérisé en ce qu'il comprend un support auquel ne sont pas transmis les efforts d'usinage, support muni de moyens d'orientation et de préhension de l'aube par sa pale dans lesquels l'aube est maintenue en permanence, un premier moyen de serrage en position agissant de façon antagoniste sur la semelle et la face située à la base de la pale du pied de l'aube, dont la ligne d'action est confondue avec la direction de la résultante des efforts engendrés par une première opération d'usinage ayant pour but d'établir deux faces de référence parallèles sur le pied de l'aube, et un second moyen de serrage en position agissant de façon antagoniste sur les deux faces de référence ainsi déterminées en vue d'opérations d'usinage ultérieures.

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Selon une réalisation préférée du dispositif, le support peut comporter des moyens d'orientation de l'aube et des moyens de préhension de celle-ci par sa pale. L'aube est alors maintenue par sa pale dans ce support pendant toutes les opérations d'usinage, de transferts éventuels et de contrôle. Les moyens d'orientation sont constitués généralement de six plots formant six points de référence sur lesquels l'aube doit reposer librement lors de son introduction dans le support. Trois de ces points non alignés portent sur l'extrados de la pale, deux sur son bord d'attaque, et le dernier soit sur l'extrémité libre de la pale, si celle-ci ne doit pas subir d'usinage, soit, dans le cas contraire, sur la face du pied située à la base de la pale. La vérification du contact effectif de l'aube sur ces six points de référence peut être effectuée par un moyen électrique et matérialisée par un dispositif visuel.

Lorsque la condition de contact a été vérifiée, les moyens de préhension dont est muni le support entrent en action. Ceux-ci assurent le serrage de la pale de l'aube contre les cinq premiers points de référence cités, à savoir les trois points d'extrados et les deux points de bord d'attaque. Ces moyens de préhension ne doivent pas entraîner de déformation de la pale ou de mouvements de celle-ci, glissement par exemple, par rapport aux points de référence, afin de ne pas modifier l'orientation du pied de l'aube. Les moyens de préhension sont avantageusement constitués de deux séries de poussoirs dont la première applique l'extrados de la pale contre ses points de référence et dont la seconde applique le bord d'attaque de la pale contre ses points de référence. La répartition, le nombre et la force de serrage des poussoirs seront déterminés en fonction des caractéristiques de flexibilité de la pale.

Selon différentes variantes du dispositif, la réalisation du support dépendra des caractéristiques géométriques de la pale, de la disposition des premiers et des seconds moyens de serrage et des usinages à effectuer.

Dans le cas d'une aube dont l'extrémité libre de la pale ne subit pas d'usinage, le support pourra comprendre une cavité fermée à l'une de ses extrémités dans laquelle l'aube est introduite par sa pale, son pied restant dégagé afin de pouvoir être usiné.

Dans le cas d'une aube dont l'extrémité de la pale subit également un usinage, le support ne devra enserrer qu'une partie de la pale comprise entre son extrémité libre et sa base; la cavité recevant la pale sera alors ouverte à ses deux extrémités.

Les plots constituant les points de référence peuvent être disposés dans la cavité, ainsi que les poussoirs de préhension. Ces poussoirs pourront, selon un premier mode de réalisation, être maintenus constamment en position active irréversible par des moyens élastiques tarés appartenant au support. Par irréversibilité, on entend l'impossibilité de rétracter les poussoirs en agissant sur leur partie active. Le dégagement des poussoirs doit être assuré dans ce cas par un dispositif prévu sur le bâti de la machine effectuant les usinages aux endroits où se font le chargement et le déchargement de l'aube, afin de permettre respectivement l'introduction de sa pale dans la cavité du support avant l'usinage et son retrait de ladite cavité après usinage et contrôle. Dans un second mode de réalisation, la mise en position des poussoirs et leur retrait sont effectués par un moyen prévu à cet effet sur la machine effectuant les usinages.

Dans les deux cas, l'aube se trouve maintenue dans la position optimale, après application des moyens de préhension appartenant au support, l'orientation convenable de son pied étant garantie par la portée sur les six points de référence. Il est à noter que les efforts nécessaires à la préhension ne doivent pas conduire à des déformations de la pale, mais être suffisants pour empêcher toute modification de la position de l'aube dans son support sous l'effet de sollicitations relativement faibles, vibrations de la machine ou chocs accidentels par exemple, indépendamment de tout autre moyen de serrage. La force de préhension n'est toutefois pas suffisante pour s'opposer à des mouvements de l'aube sous l'effet d'efforts d'usinage.

La première conception des pousssoirs, c'est-à-dire maintenus constamment en position active irréversible, permet d'envisager le transfert du support avec conservation de la position relative de l'aube d'une machine à une autre, ou entre différents postes d'usinage, le positionnement correct de l'aube par rapport au moyen d'usinage étant alors assuré par des points de référence du support lui-même.

Les premiers moyens de serrage exerçant leur action antagoniste sur la face du pied située à la base de la pale et sur la semelle du pied de l'aube, ils seront avantageusement constitués d'un dispositif portant sur la face du pied située à la base de la pale et formant butée à l'encontre des efforts d'usinage, et d'un dispositif portant sur la semelle et appliquant l'aube sur ladite butée avec une force relativement modérée. En outre, le dispositif portant sur la semelle sera conçu de façon à empêcher tout mouvement de rotation du pied de l'aube autour de la ligne d'action du premier moyen de serrage.

Avantageusement, le dispositif portant sur la face du pied située à la base de la pale sera constitué de poussoirs intégrés au support, mis en position et verrouillés, de façon à former butée par des dispositifs, vérins par exemple, appartenant à la machine. Le dispositif portant sur la semelle comportera des touches dont l'extrémité forme une arête pénétrant de façon superficielle dans la semelle du pied de façon à interdire toute rotation dudit pied autour de la ligne d'action du premier moyen de serrage.

Avantageusement, le second moyen de serrage est constitué de deux mors solidarises chacun à l'extrémité d'une tige de vérin. Ces vérins sont commandés de façon synchrone, sous faible charge, dans une première phase dite d'approche, l'un d'eux accostant la pièce en premier. Il est à noter que la course des mors peut être déterminée de façon précise, étant donné l'existence des faces de référence; l'accostage dans ces conditions peut se faire en butée franche. L'autre mors accoste ensuite. L'une des tiges de vérin est alors immobilisée en translation. Les mors sont enfin serrés par augmentation simultanée de la charge sur les vérins. L'effort est ainsi maintenu sur les deux tiges pendant toutes les opérations d'usinage ultérieures. Cette façon de procéder permet de réaliser une butée fixe, par immobilisation de l'un des mors, contre laquelle le pied de l'aube reste constamment appliqué par le mors libre.

Le dispositif de bridage est utilisable pour l'usinage sur une même machine de types d'aubes différents, un support étant conçu pour chaque type d'aube, le réglage des moyens de serrage et d'usinage sur la machine étant effectué selon le type d'aube et les usinages désirés.

Un second objet de l'invention consiste en une machine-transfert pour l'usinage d'une aube de turbomachine, notamment de son pied, comprenant un bâti et un plateau, mobile en rotation autour d'un axe fixe, divisé en un certain nombre de secteurs qui passent successivement devant le même nombre de postes fixes où sont effectués le chargement, les usinages, le contrôle et le déchargement de l'aube, et chaque secteur comportant un dispositif pour le bridage d'une aube de turbomachine tel que décrit ci-dessus, la pale de l'aube étant à cotes finies, au moins pour ses cotes autres que sa hauteur par rapport à son pied, et qui est caractérisée en ce que chaque secteur du plateau est muni d'un dispositif de bridage dont le support contient des moyens d'orientation et de préhension de l'aube, ainsi que d'un dispositif de commande, de verrouillage en place et de déverrouillage des moyens de préhension contenus dans le support, le premier moyen de serrage comprenant des poussoirs associés au support et commandés par un dispositif associé au bâti de la machine, et un élément mobile appuyant sur la semelle de l'aube et prévu sur le bâti de la machine au premier poste d'usinage où s'effectue l'usinage des faces de référence sur le pied, le deuxième moyen de serrage comprenant, pour chaque secteur du plateau auquel il est solidarisé, deux mors commandés par des vérins.

On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels:

la fig. 1 représente schématiquement une machine-transfert sur le plateau de laquelle des aubes en cours d'usinage sont maintenues dans un dispositif de bridage conforme à l'invention, l'axe de rotation du plateau de la machine étant perpendiculaire au plan de la figure;

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la fig. 2 représente schématiquement le premier poste d'usinage vu du centre du plateau;

la fig. 3 représente schématiquement le second poste d'usinage vu du centre du plateau;

la fig. 4 représente schématiquement le troisième poste d'usinage vu du centre du plateau;

la fig. 5 représente schématiquement le quatrième poste d'usinage vu du centre du plateau;

les fig. 6a et 6b représentent en deux parties le montage du support contenant les moyens d'orientation et de préhension sur le plateau de la machine, l'axe du plateau étant dans le plan des figures parallèle à la ligne X'X et à gauche de celle-ci;

la fig. 7 représente le support vu selon la flèche F7 de la fig. 6a; la fig. 8 est une vue en coupe du support selon la ligne Fs de la fig. 14, certains éléments appartenant au plan de coupe représenté par la ligne F'a de la fig. 12;

la fig. 9 est une vue en coupe du support selon la ligne F9 de la fig. 11, certains des éléments appartenant au plan de coupe représenté par la ligne F'a de la fig. 12;

la fig. 9a est une vue en coupe selon la ligne F9a d'un détail de la fig. 9;

la fig. 10 est une vue en coupe du support selon la ligne F10 de la fig. 14, certains éléments appartenant au plan de coupe représenté par la ligne Fs de la fig. 14;

la fig. 11 est une vue en coupe dont les éléments appartiennent soit au plan de coupe Fn de la fig. 10, soit au plan F'u de la fig. 9; la fig. 12 est une vue en coupe selon la ligne F! 2 de la fig. 8 ;

la fig. 13 est une vue en coupe selon la ligne F13 de la fig. 10;

la fig. 14 est une vue en coupe selon la ligne F14 de la fig. 8 ;

la fig. 15 est une vue en coupe schématique du second moyen de serrage.

La machine-transfert représentée sur la fig. 1 comprend un plateau mobile 1 divisé en un certain nombre de secteurs égaux: la, lb, le, ld, le, soit cinq dans ce cas. L'axe de rotation 2 du plateau 1 est perpendiculaire au plan de la figure. La machine comprend des postes 3a, 3b, 3c, 3d, 3e dont le nombre est égal à celui des secteurs du plateau.

Au poste 3a ont lieu le chargement de l'aube dans son support, le contrôle des cotes après usinage et le déchargement de l'aube. Au poste 3b a lieu l'usinage de deux faces latérales opposées du pied de l'aube, en vue d'établir des surfaces de référence sur lesquelles s'appuieront les seconds moyens de serrage en position du pied. Aux postes 3c, 3d, 3e ont lieu des opérations d'usinage déterminées, soit successivement: usinage circulaire de la semelle du pied, usinage de l'extrémité libre de la pale et rainurage symétrique de la face du pied située à la base de la pale.

Dans l'exemple choisi, il est procédé à un usinage du pied et de l'extrémité libre de la pale de l'aube, aussi le support comportant les moyens d'orientation et de préhension devra-t-il laisser ces parties dégagées et n'enserrer qu'une portion de la pale située entre son extrémité libre et sa base.

Chaque secteur du plateau est équipé d'un tel support qui lui est solidarisé de façon démontable, chaque secteur disposant de moyens pour positionner correctement le support. Les supports adaptés à recevoir un type d'aube peuvent ainsi être remplacés par d'autres pour l'usinage sur la même machine d'un autre type d'aube, les points de fixation, ainsi que les moyens de positionnement des supports sur le plateau, pouvant toutefois demeurer invariants.

La description détaillée d'une forme de réalisation d'un tel support sera faite en référence aux fig. 6 à 14.

Le support 5 comprend un corps 6 et une partie articulée 7 mobile autour d'un axe 8 fixe par rapport au corps 6. La partie articulée 7 est représentée en position ouverte en pointillés et désignée par la référence 7a sur la fig. 7. La partie 7 comporte une butée 9 qui vient au contact d'un plot 9a, situé sur le corps 6, en position fermée. Un crochet 10, mobile en rotation autour d'un axe 10a, appartenant au corps 6 et constamment rappelé en position active par un ressort 10b, s'engage dans un logement 10c de la partie 7 pour assurer son verrouillage en position (fig. 9). La partie 7 étant en position fermée, le support 5 présente une cavité 11, ouverte à ses deux extrémités, dans laquelle peut être enserrée la pale d'une aube 12 dont le pied 12a et l'extrémité libre 12b sont dégagés de façon à pouvoir être usinés. Ce support 5 est monté sur le plateau 1 de la machine-transfert sur lequel il est positionné et auquel il est solidarisé de façon démontable, par exemple par des vis et des broches. La cavité 11 renferme les moyens d'orientation et de préhension de l'aube.

Les moyens d'orientation consistent en six points de référence sur lesquels l'aube doit reposer librement après son introduction dans la cavité du support. On notera que la mise en place de l'aube dans la cavité se fait avec la partie mobile 7 en position ouverte (7a). Cela permet de réduire la dimension transversale de la cavité dans le cas où le profil de la pale va en s'élargissant de sa base vers son sommet.

Les points de référence sont constitués de plots dont trois 14,15, 16 portent sur l'extrados de la pale, deux autres 17,18 sur son bord d'attaque, et le dernier 19 sur la face de son pied située à la base de la pale. Pour la localisation de ces points, on se reportera aux fig. 8,10 et 14. La vérification du contact effectif de l'aube sur les six points se fait par un dispositif électrique comprenant des lampes témoins. On décrira un mode de réalisation d'un tel circuit électrique de vérification du contact en référence au plot 14 (fig. 10). Ce circuit est formé d'une tige 141 dont l'extrémité en forme de calotte sphérique doit porter sur l'extrados de la pale. La tige épaulée 141 est fixée dans un perçage du corps 6 par l'intermédiaire d'un manchon isolant 142. Cette tige est intégrée dans un circuit électrique dont un conducteur 143 est représenté, comprenant en série une source de courant et une lampe témoin, dont la fermeture se fait par contact entre plot et pale, ce qui assure la visualisation de ce contact. Chacun des plots 14 à 19 peut être compris dans un tel circuit. Le corps 6 du support comprend des perçages tels que 20 pour le passage des conducteurs appartenant aux différents circuits. Il est avantageux de prévoir également un dispositif n'autorisant la mise en route de la machine que dans le cas où la pale est effectivement en contact sur ses six points de référence. Après vérification du contact, la partie 7 est mise en position fermée et verrouillée par le crochet 10. Afin de maintenir l'aube sans déformation dans la cavité, la partie 7 est munie d'un poussoir 21 s'appuyant sur l'intrados de l'aube (fig. 9). Le poussoir 21 coulisse dans un alésage 21a d'une pièce 22 rapportée sur la partie mobile 7. Entre la partie 7 et la pièce 22 se trouve ménagée une chambre 22a renfermant une plaque de poussée 23 dont la fonction sera décrite ci-après. Le poussoir 21 est muni d'un ressort 21b s'appuyant sur la plaque 23 et qui le repousse constamment vers l'intrados de l'aube. Le ressort 21b a des caractéristiques telles que l'effort exercé par le poussoir 21 soit minime.

Le contact de l'aube sur les points de référence étant vérifié, le support 5 est mis en position fermée, c'est-à-dirè que la partie mobile 7 est verrouillée (fig. 8 par exemple). Les moyens de préhension peuvent alors entrer en action.

Dans l'exemple choisi, ces moyens de préhension sont formés d'un poussoir 24 agissant sur le bord de fuite de la pale et appliquant le bord d'attaque de celle-ci contre ses deux points de référence 17,18 et de trois poussoirs 25,26,27 agissant sur l'intrados de la pale et appliquant l'extrados de celle-ci contre ses trois points de référence 14,15,16 (fig. 8 à 10). Le poussoir 24 est disposé approximativement sur la médiatrice du segment joignant les points de référence 17,18. Les poussoirs 25,26,27 sont disposés sensiblement en face des points de référence 14,15,16, la position relative entre ces poussoirs et les points de référence étant déterminée de façon que la droite joignant les points de contact avec la pale, du plot de référence et du poussoir lui faisant face, soit sensiblement normale à la fibre moyenne du profil de la pale. Cette précaution a pour but d'éviter tout mouvement de la pale lors de sa préhension par les poussoirs 25,26,27 et est indispensable dans le cas d'aubes dont la pale est très flexible. On notera que, pour une pale rigide, il serait possible de réduire le nombre de poussoirs agissant sur l'intrados de la pale, par exemple en en disposant uniquement deux, agissant sur la ligne qui joint le point de référence 27 au milieu du segment

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déterminé par les points 25 et 26. Le poussoir 21 ne fait pas partie des moyens de préhension. Il ne sert qu'au maintien provisoire de la pale en attendant la mise en action de ceux-ci.

La description des moyens de manœuvre des poussoirs 24,25, 26, 27 sera faite de façon détaillée en référence aux fig. 8 à 10.

Le poussoir 24 (fig. 9) est formé d'une tige 24a coulissant dans un alésage 24b du corps 6. L'une de ses extrémités 24c vient en contact avec le bord de fuite de la pale, l'autre extrémité 24d étant solidarisée à un ressort 24e. Ce ressort 24e exerce une force de compression d'intensité faible (de l'ordre de celle du ressort 21b), tendant à maintenir le poussoir 24 constamment en position active, de façon à appliquer la pale contre les points de référence 17 et 18 lors de sa mise en place. La tige 24 comporte une entaille 24f présentant une surface plane 24g formant un plan incliné. Le serrage de la tige 24 est effectué par l'intermédiaire d'une tige 28. Cette tige 28 coulisse dans un alésage 28a du corps 6 du support 5, et est rappelée vers le haut par un ressort 28b. L'une de ses extrémités comporte une entaille 28c formant un plan incliné irréversible qui coopère avec la surface 24g. Le mouvement de la tige 28 vers le bas entraîne ainsi le serrage en position de la tige 24. La tige 28 comporte à son autre extrémité une tête 28d sur laquelle agit un moyen de commande qui sera décrit ci-après. On notera que l'extrémité 28d a été conçue de façon indépendante par rapport à la tige 28 pour permettre l'ouverture de la partie 7.

Les poussoirs 25,26,27 (fig. 8 et 10) sont formés de tiges coulissant dans des alésages 25a, 26a, 27a respectivement de la pièce 22 rapportée sur la partie mobile 7. Ils sont commandés par l'intermédiaire de la plaque de poussée 23. Celle-ci est constamment rappelée en position repos par des ressorts tels que 23a et 23b s'appuyant sur la partie 22. On notera qu'aucun autre moyen de solidarisation n'est prévu et que la plaque 23 possède ainsi une certaine liberté de mouvement entre les parois de la chambre 22a. La plaque 23 est actionnée par un poussoir 30 coulissant dans un alésage 30a de la partie mobile 7. La tige 30 est commandée par une tige 31 qui agit sur elle par l'intermédiaire d'un plan incliné irréversible (on se reportera au fonctionnement de la tige 24). Cette tige 31 est constamment repoussée en position dégagée par un ressort 31a. Sa mise en position se fait par une autre tige 32, des billes 33 et 34 assurant la transmission de mouvement, étant donné l'angle formé entre les alésages 32a et 31b des tiges 32 et 31 respectivement. Pour assurer le déblocage de la tige 31 de sa position active, il est en outre prévu de faire coopérer son extrémité 31c avec l'axe de rotation fixe 8. Celui-ci comporte une entaille 8c qui repousse l'extrémité 31c lors de l'ouverture de la partie 7. La tige 32 présente une extrémité libre 32b sur laquelle agit un moyen de commande.

Les extrémités 32b et 28d sont commandées de façon simultanée par une barre 35 (fig. 7) solidaire du secteur de plateau sur lequel est monté le support. Cette barre 35 effectue un mouvement hélicoïdal imposé par son axe 35a entre sa position dégagée et sa position active représentée en fig. 7. En position active, elle vient porter par un plot 9'a sur une butée 9' de la partie mobile 7, la butée 9' étant alignée avec la butée 9. La barre 35 est munie de plots réglables 36 et 37 venant appuyer sur les extrémités 32b et 28d des tiges de commande des poussoirs.

Le fonctionnement des moyens de préhension est le suivant: après introduction de l'aube dans le support et vérification du contact effectif de celle-ci sur les six points de référence, la partie mobile 7 est mise en position fermée par l'opérateur; l'élément 35 est mis en mouvement et vient se poser sur la butée 9'; les plots 36 et 37 réglés au préalable poussent les extrémités 32b et 28d, entraînant la translation des tiges correspondantes et la mise en place des poussoirs 24,25,26,27. L'aube est alors maintenue avec l'orientation désirée, mais sous faible charge. L'effort de préhension est toutefois suffisant pour empêcher tout mouvement de l'aube sous l'effet d'une sollicitation faible, par exemple les vibrations de la machine-transfert. La relative liberté de mouvement de la partie 23 permet une répartition des efforts et des courses entre les poussoirs 25,26,27.

Le retrait des poussoirs 24 à 27 se fait par dégagement de la barre 35. Si le ressort 31a est insuffisant pour repousser la tige 31, celle-ci pourra être dégagée de toute façon lors de l'ouverture de la partie 7 lorsque son extrémité 31c portera sur l'entaille 8c. De même, la tige 28, qui est en principe rappelée par le ressort 28b, sera dégagée de toute façon lors de l'ouverture de la partie 7 par un dispositif s'engageant dans une entaille 28e de son extrémité. Ce dispositif,

dont une vue de détail est illustrée à la fig. 9a, est constitué par un pion 28f repoussé par un ressort 28g.

L'aube étant ainsi orientée et maintenue dans les moyens de préhension du support, il faut alors l'immobiliser pour lui faire subir le premier usinage nécessaire à l'établissement des faces de référence. Cette immobilisation est effectuée par le premier moyen de serrage, dont la description est faite ci-après en référence aux fig. 6 à 14.

Ce premier moyen de serrage est formé de deux poussoirs 38,39 appartenant au support 5 et agissant sur la face 40 du pied 12a de l'aube située à la base de la pale, et d'une partie mobile 41, appartenant au poste où a lieu le premier usinage et venant s'appuyer contre la semelle 42 du pied 12a.

Le poussoir 39 (fig. 11) est constitué par une tige 39a mobile en translation dans un alésage 39b du corps 6, sa mise en position étant effectuée par une tige 43. Cette tige 43 agit par l'une de ses extrémités 43a sur un plan incliné 39c constitué d'une fente ménagée dans la tige 39a. Le déplacement de la tige 43 vers le haut entraîne le déplacement de la tige 39a vers la droite; le retrait de cette dernière s'effectue par manœuvre inverse de la tige 43. L'autre extrémité 43b de la tige 43 dépasse de la semelle 61 a du support 5. Une tige 44 (fig. 6b) est solidarisée au plateau 1 de façon à être libre en translation par rapport à celui-ci. Son extrémité 44a vient en contact de l'extrémité 43b de la tige 43. L'autre extrémité 44b de la tige 44 est terminée par une touche cylindrique dont on précisera le rôle par la suite. L'ensemble des tiges 43 et 44 est constamment rappelé en position inactive par un ressort 43c. Après que le poussoir 39 a été mis en place par actionnement de la tige 43, il est verrouillé par une seconde tige 45 (fig. 10) venant serrer la tige 39a sur un plan incliné 39d de celle-ci. La tige 45 est elle-même commandée par une tige 46 agissant par son extrémité 46a sur une entaille présentant un plan incliné 45a de la tige 45. L'autre extrémité 46b de la tige 46 émerge de la semelle 61a du support 6. Elle est prolongée à travers le plateau 1 par une tige 47 mobile en translation (fig. 6b). La tige 47 est terminée par une touche cylindrique 47a. Un ressort 46c rappelle constamment l'ensemble des tiges 46,47 en position dégagée.

La mise en œuvre du poussoir 39, au premier poste d'usinage, se fait de la façon suivante: la tige 44 est actionnée vers le haut par un moyen taré prévu sur la machine. Le poussoir 39 vient alors porter sur la face 40 du pied de l'aube. Le poussoir 39 est ensuite verrouillé en position par actionnement de la tige 47 vers le haut, ce qui entraîne le déplacement de la tige 45 portant sur le plan incliné 39d du poussoir. Le retrait du poussoir 39 se fait par dégagement du moyen de verrouillage en premier, c'est-à-dire que la tige 47 est retirée vers le bas. La tige 43 est ensuite actionnée, la coopération de son extrémité 43a avec le plan incliné 39c entraînant le retrait du poussoir 39.

La commande des tiges 43 et 46 se fait par l'intermédiaire des tiges 44 et 47. A cet effet, un vérin est prévu sur la machine au poste 3b où a lieu le premier usinage, ce vérin agissant sur les touches des extrémités 44b et 47a. Ce vérin est terminé par une pièce 49 (fig. 6b) présentant une section droite en C dont l'ouverture est tournée vers le haut, formant deux branches 49a et 49b destinées à coopérer respectivement avec les touches 47a et 44b. La pièce 49 comprend par ailleurs sur son fond deux plots 49c et 49d, de forme cylindrique, également destinés à coopérer avec les touches 47a et 44b. Lors de la rotation du plateau 1, les touches 44b et 47a s'engagent entre les branches de la pièce 49 qui est disposée de façon convenable. L'opération de serrage s'effectue par déplacement de la pièce 49 vers le haut (flèche f49) sous l'action du vérin qui la commande. Le plot 49d vient porter sur l'extrémité 44b, ce qui permet la mise en place du poussoir 39. Ce plot 49d est monté sur un

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dispositif élastique compressible, de façon à permettre la continuation du mouvement.

Le mouvement ascensionnel du vérin se poursuivant, c'est ensuite le plot 49c, de conception analogue à celle du plot 49d, qui agit sur la touche 47a, ce qui permet le verrouillage en position du poussoir 39. Pour le déverrouillage et le retrait du poussoir 39, la pièce 49 doit être déplacée vers le bas et il faut tenir compte du fait que le déverrouillage doit être effectué en premier. A cet effet, la touche 47a présente une longueur axiale plus grande que la touche 44b, de façon à rencontrer en premier la branche 49a du C formé par la pièce 49. La poursuite du mouvement entraîne seulement ensuite l'action sur la touche 44b de la branche 49b.

La pièce 49 et la disposition relative des plots par rapport aux touches ont été décrites à titre d'exemple non limitatif. D'autres réalisations pourraient être envisagées en respectant l'ordre des opérations, à savoir: à la sortie du poussoir 39, mise en position d'abord, verrouillage ensuite; au retrait du poussoir 39, déverrouillage d'abord, dégagement du poussoir ensuite.

Le poussoir 38 ainsi que ses moyens de commande et de verrouillage sont conçus de façon analogue à ceux du poussoir 39 et seront décrits succinctement.

Le poussoir 38 est formé d'une tige 38a dont la mise en place est commandée par une tige 50 agissant par l'intermédiaire d'un plan incliné 38b et dont l'extrémité 50a émerge de la semelle 61a du support. Les moyens de verrouillage sont constitués par une tige 51 agissant sur un plan incliné 38c de la tige 38a et commandés par une tige 51a dont l'extrémité 51b émerge également de la semelle 61a. Les extrémités 50a et 51b se poursuivent par des tiges mobiles en translation, à travers le plateau 1, qui se terminent par des touches destinées également à coopérer avec la pièce 49 d'une manière identique à celle décrite pour les touches 44b et 47a. La commande des poussoirs 38 et 39 se fait donc de façon simultanée au premier poste d'usinage. Leur retrait est effectué à ce même poste après que l'usinage des faces de référence a été effectué.

Les poussoirs 38 et 39 étant en position active et verrouillée, la partie mobile 41 appartenant au premier poste d'usinage vient alors porter sur la semelle 42 du pied de l'aube (fig. 6a) de façon à appliquer la face 40 de ce pied contre les butées formées par les poussoirs 38 et 39. Le contact entre l'élément mobile 41 et la semelle 42 se fait par l'intermédiaire de touches 52,53,54. Les touches 52 et 54 ont une conception identique et seront décrites de façon plus précise en référence à la touche 52.

La touche 52 coulisse dans un logement 52a de la partie 41 et présente une entaille qui coopère avec un dispositif 52b délimitant les possibilités de translation. La touche 52 vient porter sur le fond de son logement par l'intermédiaire d'un tampon élastique 52c. L'autre extrémité 52d portant sur la semelle comporte un usinage creux en forme de calotte sphérique. Cela permet, sous l'action d'un serrage relativement faible, la pénétration superficielle de l'extrémité 52d dans la semelle 42, empêchant ainsi tout mouvement de rotation du pied dans un plan transversal à la ligne d'action des moyens de serrage.

Les poussoirs 38,39 et la partie mobile 41 étant en place, l'aube peut subir le premier usinage au poste 3b. On se reportera aux fig. 1 et 2. Le premier moyen de serrage est représenté par les flèches b. Deux fraises 301,302 montées sur une même tête usinent de façon simultanée les deux faces latérales du pied 4 qui serviront de référence. On notera que la disposition relative des fraises, leur avance et leur sens de rotation sont tels que les efforts d'usinage ont une résultante dont la direction est la même que celle de la résultante des efforts de serrage en position. La fig. 2, qui est une vue du poste 3b depuis le centre du plateau, montre le déplacement des fraises 301 et 302.

Ce premier usinage achevé, un second moyen de serrage agissant sur les faces de référence ainsi déterminées entre alors en action. Le plateau 1 effectue une première rotation amenant l'aube ainsi usinée au poste 3c. Auparavant, les premiers moyens de serrage auront été

relâchés, c'est-à-dire la partie 41 écartée de sa position active et les poussoirs 38 et 39 rétractés, comme décrit ci-avant.

Le second moyen de serrage est constitué pour chaque secteur, dans le cas présent, de deux mors dont la description sera faite en référence à la fig. 15 et qui apparaissent, en traits mixtes, sur la fig. 7 en position active.

La fig. 15 représente schématiquement, à échelle réduite, les seconds moyens de serrage vus selon une direction radiale depuis l'extérieur du plateau, en position desserrée. L'axe Y'Y représente la verticale (parallèle à l'axe du plateau).

Le second moyen de serrage est formé de deux mors 55,55', montés chacun à l'extrémité d'une tige 56,56' d'un vérin 57,57' respectivement. Ces mors sont schématiquement représentés par les flèches c et d sur la fig. 1. Ils viennent s'appuyer sur les faces latérales 401 et 402 du pied de l'aube usinées au premier poste d'usinage. Pour éviter une déformation du pied de l'aube lors de l'accostage par le mors 55', une butée franche est prévue sur le support 5 (voir fig. 15). Cette butée franche est constituée par une touche 55'a appartenant au mors 55' et par une touche 55'b appartenant au support 5.

La tige 56, 56' de chacun des vérins 57, 57' comprend une partie creuse 58,58' qui est alimentée en huile sous pression par un conduit 59, 59' et qui commande la première phase du mouvement des mors, consistant en une approche de la pièce sous efforts faibles grâce à la réduction de la surface sur laquelle agit le fluide sous pression. Des dispositions sont prises pour que l'un des mors, 55' par exemple, accoste en premier sur la pièce. Pour cela il est possible, à vitesses égales des deux tiges 57 et 57', de réduire la course du mors 55' par rapport à la face 402, ou, à courses égales, de réduire la vitesse de l'un des mors (55 en l'occurrence), comme cela sera expliqué plus loin.

Après accostage du mors 55' sur la butée franche et la face 402 du pied de l'aube, le mors 55 entre à son tour en contact avec la face 401 du pied de l'aube. La tige 56' est immobilisée en translation. Le serrage proprement dit est alors effectué comme cela est expliqué ci-dessous.

La tige 56,56' de chacun des vérins 57,57' comprend, en plus de la partie creuse 58,58' qui détermine une chambre alimentée en huile pour l'accostage, un piston 60,60' divisant un alésage 61,61' en deux chambres 62, 63 (62', 63') de façon à réaliser un vérin à double effet. Le piston 60,60' a une surface importante et le serrage est effectué par admission de l'huile sous pression dans la chambre 62,62' par une canalisation 64,64' après que le serrage des deux mors est assuré. L'une des tiges de vérin, ici 56', est immobilisée en translation par une bague déformable 65 dont la contraction est assurée par admission d'huile sous pression autour de sa périphérie par une canalisation 66. Cette bague déformable 65 comprend une partie métallique 651, déterminant un manchon de faible épaisseur, entourée d'un manchon en élastomère 652. L'ensemble inséré dans le corps du vérin est donc susceptible d'une contraction radiale lors de l'introduction de l'huile sous pression.

Le desserrage de la pièce se fait de la façon suivante : après libération de la bague 65, de l'huile sous pression est envoyée dans la chambre 63,63' par l'intermédiaire d'une canalisation 67,67', la chambre 62,62' étant reliée au réservoir d'huile par une canalisation 621,621', de même pour la chambre 58,58'. Les tiges des vérins 57,57' peuvent donc reculer et l'aube être libérée des mors. On notera que la canalisation 68 d'évacuation de la chambre 63 comporte un diaphragme réglable 69 qui permet d'étrangler le débit de vidange de celle-ci lors de la phase d'approche et d'accostage, et donc de ralentir la vitesse d'avance du mors 55 lors de la phase d'approche, la canalisation 68' de vidange de la chambre 63 n'étant pas étranglée.

En cours d'usinage, l'immobilisation en translation de la tige du vérin 57' par le dispositif 65 garantit la stabilité en position du pied de l'aube. Le serrage continu contre l'obstacle fixe ainsi créé est assuré par le vérin 57.

Le pied de l'aube étant immobilisé en position, une série d'opérations d'usinage peut alors être entreprise. Ces opérations sont

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

décrites à titre d'exemple dans le cas de la machine représentée en fig. 1.

Au poste 3c a lieu un usinage circulaire de la semelle 42 du pied de l'aube. La fraise 311 effectuant cet usinage, ainsi que son déplacement, sont représentés vus du centre 2 du plateau sur la fig. 3. Elle 5 décrit un cycle rectangulaire entre la position de repos CO, la position de travail Cl avec usinage jusqu'en C2, retour en C3 puis en CO.

Après ce deuxième usinage, l'aube est transférée au poste 3d où a lieu un usinage circulaire de l'extrémité libre de la pale par une fraise 321. La fig. 4 est une vue du poste 3d depuis le centre du plateau 1, et io montre schématiquement le cycle de déplacement rectangulaire de l'outil 321 : position de repos DO, mise en position Dl, usinage jusqu'en D2, retour à DO en passant par D3.

L'aube subit un dernier usinage au poste 3e. Cet usinage consiste en un rainurage symétrique de la face 40 du pied située à la base de la ts pale. La fig. 5, qui est une vue de ce poste depuis le centre du plateau 1, montre les deux fraises 331 et 332 qui effectuent successivement l'usinage des rainures.

Elles décrivent chacune un cycle rectangulaire illustré par les

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positions E0 (E'O), El (E'l), E2 (E'2), E3 (E'3), E0 (E'O) étant la position de repos.

L'aube est enfin transférée au poste 3a où a lieu le contrôle, après relâchement du deuxième moyen de serrage. Le déchargement s'effectue ensuite par dégagement de la barre 35 et ouverture de la partie 7 du support. Un nouveau chargement d'aube peut alors avoir lieu.

On notera que l'usinage simultané de quatre aubes peut s'effectuer sur la machine décrite, une cinquième étant en cours de contrôle de chargement ou de déchargement. Le temps d'immobilisation du plateau entre deux déplacements consécutifs est égal au temps passé au poste où les opérations sont les plus longues. Dans le cas de la machine décrite, il s'agit du poste la où s'effectuent le contrôle, le déchargement d'une aube usinée, puis le chargement d'une aube à usiner.

Le support 5 est adapté au type d'aube à usiner, c'est-à-dire en fait aux dimensions de la pale; seule la disposition des moyens de fixation de la semelle sur le plateau restera invariante, des jeux d'au minimum cinq supports étant prévus par famille d'aubes.

R

11 feuilles dessins

Claims (12)

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1. Dispositif pour machine-transfert pour le bridage en cours d'usinage d'une aube de turbomachine dont la pale est à cotes finies, au moins pour ses cotes autres que sa hauteur par rapport à son pied, caractérisé en ce qu'il comprend un support auquel ne sont pas transmis les efforts d'usinage, support muni de moyens d'orientation et de préhension de l'aube par sa pale dans lesquels l'aube est maintenue en permanence, un premier moyen de serrage en position agissant de façon antagoniste sur la semelle et la face située à la base de la pale du pied de l'aube, dont la ligne d'action est confondue avec la direction de la résultante des efforts engendrés par une première opération d'usinage ayant pour but d'établir deux faces de référence parallèles sur le pied de l'aube, et un second moyen de serrage en position agissant de façon antagoniste sur les deux faces de référence ainsi déterminées en vue d'opérations d'usinage ultérieures.

2. Dispositif selon la revendication 1 pour le bridage d'aubes, en cours d'usinage de leur pied, caractérisé en ce que les moyens d'orientation dont est muni le support sont constitués de six plots, formant six points de référence sur lesquels l'aube doit reposer librement après son introduction dans le support, trois de ces points non alignés portant sur l'extrados de la pale, deux autres sur son bord d'attaque, le dernier sur son extrémité libre, et comprennent des moyens de vérification du contact effectif de l'aube sur lesdits plots.

2

REVENDICATIONS

3. Dispositif selon la revendication 1 pour le bridage d'aubes, en cours d'usinage de leur pied et du sommet de leur pale, caractérisé en ce que les moyens d'orientation dont est muni le support sont constitués de six plots formant six points de référence sur lesquels l'aube doit reposer librement après son introduction dans le support, trois de ces points non alignés portant sur l'extrados de la pale, deux autres sur son bord d'attaque, le dernier sur la face du pied située à la base de la pale, et comprennent des moyens de vérification du contact effectif de l'aube sur lesdits plots.

4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de préhension dont est muni le support assurent le serrage irréversible sans déformation de la pale contre les cinq premiers points de référence, leur mise en œuvre étant commandée après vérification du contact effectif de l'aube sur les six points de référence.

5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens de préhension sont constitués de deux séries de poussoirs dont la première applique l'extrados de la pale de l'aube contre ses trois points de référence et dont la seconde applique le bord d'attaque de l'aube contre ses deux points de référence.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un moyen est prévu pour assurer la mise en position active et le retrait des poussoirs.

7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les poussoirs sont maintenus constamment en position active par des moyens élastiques tarés associés au support, leur dégagement étant destiné à être effectué par un dispositif prévu sur la machine effectuant les usinages, aux endroits où se font le chargement et le déchargement de l'aube, afin de permettre respectivement l'introduction de celle-ci dans le support avant usinage et son retrait du support après usinage.

8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier moyen de serrage en position comprend des poussoirs associés au support dont la mise en place, le verrouillage en position et le déverrouillage sont assurés par des moyens prévus sur un poste d'usinage où s'effectue la première opération d'usinage, qui s'appuient sur la face du pied de l'aube située à la base de la pale, et une partie mobile destinée à être associée à la machine d'usinage et qui vient s'appuyer sur la semelle du pied de l'aube pour appliquer la face du pied située à la base de la pale contre les poussoirs associés au support.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie mobile est conçue de façon à interdire tout mouvement de rotation du pied de l'aube autour de la ligne d'action du premier moyen de serrage.

10. Machine-transfert pour l'usinage d'une aube de turbomachine, notamment de son pied, comprenant un bâti et plateau, mobile en rotation autour d'un axe fixe, divisé en un certain nombre de secteurs qui passent successivement devant le même nombre de postes fixes où sont effectués le chargement, les usinages, le contrôle et le déchargement de l'aube, chaque secteur comportant un dispositif pour le bridage d'une aube de turbomachine selon la revendication 1, la pale de l'aube étant à cotes finies, au moins pour ses cotes autres que sa hauteur par rapport à son pied, caractérisée en ce que chaque secteur du plateau est muni d'un dispositif de bridage dont le support contient des moyens d'orientation et de préhension de l'aube, ainsi que d'un dispositif de commande, de verrouillage en place et de déverrouillage des moyens de préhension contenus dans le support, le premier moyen de serrage comprenant des poussoirs associés au support et commandés par un dispositif associé au bâti de la machine, et un élément mobile appuyant sur la semelle de l'aube et prévu sur le bâti de la machine au premier poste d'usinage où s'effectue l'usinage des faces de référence sur le pied, le deuxième moyen de serrage comprenant, pour chaque secteur du plateau auquel il est solidarisé, deux mors commandés par des vérins.

11. Machine-transfert selon la revendication 10, caractérisée en ce que le second moyen de serrage du dispositif, agissant après libération du premier moyen de serrage, comprend deux mors associés à la machine effectuant les usinages, commandés chacun par un vérin et qui viennent s'appuyer sur les deux faces de référence formées lors de la première opération d'usinage, les vérins étant commandés en synchronisme sous faible charge dans une première phase d'approche, de façon que l'un des mors accoste le pied en premier, le serrage nécessaire à l'immobilisation du pied s'effectuant ensuite par augmentation de la charge sur les tiges de vérin, un moyen d'immobilisation en translation agissant avant serrage sur la tige de l'un des vérins.

12. Machine-transfert selon la revendication 11, caractérisée en ce que chaque vérin présente une première surface d'aire réduite sur laquelle le fluide sous pression agit pendant la phase d'approche, et une seconde surface d'aire plus élevée que la précédente, la pression du fluide étant appliquée sur l'une des faces pour assurer le serrage et sur l'autre pour permettre le retrait du vérin.