Procédé pour former une pale métallique<B>de</B> propulsion et pale métallique <B>de</B> propulsion établie suivant ce procédé. La présente invention se rapporte<B>à</B> un procédé pour former une pale métallique<B>de</B> propulsion et<B>à</B> une pale métallique de pro pulsion établie suivant ce procédé, le but de l'invention étant de donner les caractéristi ques de métal forgé aux portions de racine <B>de</B> la pale et de rendre celle-ci supérieure aux pales formées suivant des procédés de fabrication connus dans lesquels on n'a pas prévu d'usinage individuel des moyeux de pale nécessaire pour obtenir les caractéristi ques de métal forgé désirées.
Suivant l'invention, une pale métallique est formée<B>à</B> partir d'une pièce de métal mas sive et le procédé comprend un usinage axial seulement<B>de</B> la portion de racine de la pale pour obtenir une portion de racine agrandie et aussi une structure de grain fin et de lignes d'écoulement améliorée du métal. Au trement dit, le procédé comprend un usinage iiidivic el de la partie-moyeu d'une pale et un tel usinage n'est pas nécessairement ac- compagné par un usinage de la partie-aile de la pale.
De préférence, la partie-moyeu de la pale est percée de façon<B>à</B> étendre ou refouler le métal du moyeu pour donner<B>à</B> ce dernier la forme désirée, ce refoulement de métal pou vant suivre les opérations<B>de</B> laminage et d'usinage de la pièce de métal effectuées pour donner<B>à</B> celle-ci la forme générale d'une pale.<B>-</B> La pale faisant en partie l'objet de Viii- vention consiste en une pièce de métal, tel -qu'un alliage<B>à</B> base d'aluminium par exern- ple, et présente une portion-aile aplatie et une portion-racine de section ronde.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple,- une pale métallique de propulsion établie suivant le procédé, de l'invention.
La. fig. <B>1</B> est une vue en perspective dun bloc de métal avant d'être soumis au procédé de l'invention; La fig. 2 est une vue similaire<B>à</B> la fig. <B>1</B> montrant le bloc dans la forme qu'il pré sente après avoir été soumis<B>à</B> une première phase de laminage; La fi-.<B>3</B> montre une pale ayant reçu sa formation préliminaire par les opérations clé laminage; La fig. 4 montre une vue schématique<B>de</B> rouleaux de laminage; La fig. 5est une coupe longitudinale d'un appareil de perçage;
La fi-.<B>6</B> est une vue similaire<B>à</B> la fig. <B>5</B> montrant une phase plus avancée du procédé d'étendagé ou d'expulsion de métal; La fic,. <B>7</B> est une vue similaire aux fig. <B>5</B> et<B>6</B> et représente l'opération de perçage finale; Les fic. <B>8, 9</B> et<B>10</B> montrent des coupes suivant les lignes<B>8-8, 9-9</B> et 10=10 des fig. <B>5. 6</B> et<B>7</B> respectivement;
La fic. <B>11</B> montre une vue en plan d'une pale après le traitement par les opérations de laminage et de refoulement axial de métal, et Les fil-. 12,<B>13,</B> 14 et<B>15</B> représentent des coupes transversales suivant les lignes 12-12, 13-13,14-14,15-15 de la fig. <B>11.</B>
<B>Il</B> est<B>à</B> noter que le nouveau procédé est destiné<B>à</B> la fabrication clé pales en n'importe lequel des métaux ou alliages qui ont été trouvés utilisables dans ce but. En plus d'un alliage<B>à</B> base d'aluminium qui est pris <B>à</B> titre d'exemple comme matière préférée pour être amené<B>à</B> la forme de pale, il faut mentionner entre autres les métaux suivants comme étant susceptibles d'être usinés sui vant le présent procédé:
le magnésium, et les différents alliages<B>à</B> base de magnésium, le fer et l'acier, le cuivre et ses différents al liages tels que le bronzeet le laiton, puis le nickel dans des alliages tels que le métal Monel. En particulier, les alliages<B>à</B> base de magnésium se prêtent<B>à</B> la fabrication de pales aéronautiques. Ces alliages -possèdent un grand nombre des propriétés des alliages <B>à</B> base d'aluminiumet leur emploi est désira ble pour les mêmes raisons que dans le cas de ces derniers.
Un alliage<B>à</B> base d'alumi nium qui a été trouvé très favorable pour l'emploi dans les hélices aéronautiques con tient environ 94 1'lo d'aluminium, 4,5<B>%</B> de cuivre,<B>0, 7 5 %</B> de manganèse et<B>0, 7 5 %</B> de si licium.
Une pale étublie suivant le présent pro cédé est destinée<B>à</B> être employée dans un milieu de fluide gazeux, car il faut que les pales pour l'emploi dans l'aviation aient teu- tes les propriétés de solidité, de raideur et analogues dans la plus grande mesure pos sible et soient encore aussi légères que faire se peut. Ces conditions concernent dans une certaine mesure spécialement l'aviation et le procédé perfectionné sera -décrit dans la suite dans l'application<B>à</B> la fabrication d'hélices aéronautiques. Il va de soi que ce procédé pourrait également être employé pour la fa brication d'hélices travaillant dans un autre fluide comme par exemple l'eau.
Dans la forme d'exécution représentée, la pale est établie en un alliage<B>à</B> 'base d'alumi nium<B>de</B> la composition sus-mentionnée.
La fig. <B>1</B> montre un cylindre de métal<B>A</B> qui sert de point de départ au présent pro <B>cédé.</B> L'objet de départ proprement dit est en somme un lingot moulé. Il -est toutefois sans importance que ce lingot ait été usiné <B>de</B> façon<B>à</B> recevoir la forme de cylindre re présentée ou qu'il soit utilisé<B>à</B> sa forme de lingot primitif.<B>Il</B> faut que le traitement commence quelque part avec un lingot et tout procédé commençant sur un cylindre tra vaillé a simplement comme supposition Pusi- nage préalable du lingot afin de lui donner la forme de cylindre.
Les opérations d'usi- -nage de métal pour réduire le lingot<B>à</B> la forme cylindrique ne sont pas essentielles pour cette invention. Une méthode de tra vail préférée pour cette phase est le procédé de laminage qui peut être effectué dans un train laminoir. Le cylindre<B>À</B> -est formé avec une partie de poignée ou patte<B>1</B> de toute manière préférée.
Cette partie<B>1</B> sert de point d'appui pour une pince ou un outil de ma- n#uvre analogue permettant de manier le cylindre pendant les opérations décrites dans la, suite, Le cylindre<B>A</B> est d'abord chauffé<B>à</B> une température à laquelle il peut facilement être usiné par exemple<B>à</B> une température d'envi ron 400<B>' C.</B> Il est ensuite soumis<B>à</B> l'action de rouleaux de laminage R indiqués schéma tiquement<B>à</B> la fig. 4.
L'opération de lami nage comprend de préférence une série de <U>-phases</U> ou passes de laminage<B>à</B> travers les rouleaux R qui travaillent graduellement le cylindre<B>À</B> de façon<B>à</B> lui donner la forme représentée<B>à</B> la fig. <B>3</B> et la section d'arc approximative d'une pale finie. Dans cette phase, le cylindre a pris la forme générale d'une pale d'hélice et sera désigné par B dans la description qui suit. La fig. 2 montre le développement du cylindre<B>A</B> après sa défor mation dans la première phase du laminage.
Les opérations de laminage conduisent<B>à</B> la forme quelque peu crue de la pale B avec partie-racine H. Le métal de la partie-aile de la pale aura été suffisamment travaillé pour occasionner une réduction d'environ <B>75%</B> ou davantage (le l'aire de sa section transversale. Si la réduction de la partie- aile de la pale n'a pas été effectuée dans cette mesure par les phases du laminage, elle sera effectuée complètement par les opéra tions subséquentes de forgeage ou de pres sage, ou les deux.
Toutefois, ces dernières n'affectent pas considérablement la partie- racine H de manière que si<B>le</B> métal de celle- ci n'a pas<B>été</B> réduit au point critique d'en viron<B>75% de</B> réduction par l'opération de laminage, ceci sera obtenu par les opérations subséquentes d'usinage de la partie-racine. Les phases<B>de</B> laminage donnent au métal une structure de grain fin qui est caractéri sée par des lignes d'écoulement dolnt la di rection est conforme au contour de la pale.
Une ligne d'écoulement d'un métal forgé a une certaine relation avec la libre du bois et le terme ,fi#bre" a été introduit dans<B>l'u-</B> sage commun dans le domaine du métal forgé.
Lo,rs d'un examen visuel cette formation de fibre peut se révéler par des constituants non dissous, des ségrégations ou des inclusions non métalliques. On trouvera assez souvent des grains allongés dans la direction de la <B>c</B> fibre et la fibre sera parallèle<B>à</B> la direction de l'usinage préalable.
Les fibres ou lignes d'écoulement comme elles sont appelées dans cette description, peuvent quelquefois être visible<B>à</B> F#il nu lorsqu'un spécimen de métal forgé est pro fondément corrodé, ou elles peuvent être ap parentes seulement<B>à</B> l'aide d'un examen mi croscopique. En allant encore plus loin, il <B>y</B> a certains types de lignes d'écoulement produits par des orientations préférées des axes des cristaux qui ne peuvent être distin- guées qu'à l'aide d'analyse aux rayons X.
Intimement adjointe<B>à</B> l'arrangement des lignes d'écoulement est toute structure lamel leuse qui peut être produite par la présenee de soufflures, de scories, d'impuretés et ana logues. De pareils lamellages seront allongés longitudinalement par rapport<B>à</B> la pale par suite du laminage et prendront la direction des liones découlement. De plus, la gran deur des -crains varie d'une manière unifor- mêment progressive avec l'épaisseur de la pale et l'usinage auquel est soumis le métal.
Une concentration ou localisation de souf flures, impuretés, etc. en relation transver sale par rapport<B>à</B> la pale est également em pêchée par l'opération de laminage. D'une pareille concentration de soufflures résul terait ordinairement une porosité du métal ou des fissures<B>à</B> sa surface. Ce fait démontre clairement combien l'opération de laminage avec ses différentes phases est désirable en comparaison de la pratique actuelle de for ger la pale au marteau.
Après que la. pale<B>B</B> a reçu sa forme brute par les phases de laminage, elle est de nouveau chauffée<B>à</B> une température<B>à,</B> la quelle elle est facile<B>à</B> usiner, après quoi elle est soumise<B>à</B> l'action d'étampes de forgeage. Ces dernières n#agissent pour la plus grande partie que sur la partie-aile proprement dite et n'affectent la partie-moyeu H qu'en lui donnant une forme ronde comme indiqué en pointillé<B>à</B> la fig. <B>5.</B> La.
partie-racine H aura reçu sa forme essentielle représentée par les opérations de laminage précédentes et elle ne sera changée que légèrement par l'action des 2D tD étampes de forgeage. L'opération de for geage comporte de préférence une série de phases qui forment le corps de la pale gra duellement afin de lui donner sa forme finale.
La formation par forgeage peut être omise entièrement ou en partie et être rem placée par des opérations de pressage. Toute fois, un procédé de fabrication complet peut comprendre ces deux opérations<B>à</B> la fois. Dans le cas de forgeage, la pale est d'abord chauffée<B>à</B> un point auquel elle est rendue usi- nable, et elle est ensuite soumise aux étam pes de pressage. L'action de ces dernières est caractérisée par l'application prolongée ou permanente de l'effort de déformation. Cette action d'usinage de métal simule les phases de laminage<B>à</B> ce point de vue et également des opérations d'étendage latéral et de refou lement axial de métal telles que décrites dans la suite.
Les opérations d'usinage du métal pour la formation ultérieure de la pale après le lami nage sont désignées en général dans cette description comme forgeage.<B>Sous ce</B> terme, on entend toutes les. méthodes d'usinage<B>de</B> métal servant<B>à</B> former ou travailler le mé tal par l'application d'un -effort de déforma tion. Ces méthodes peuvent comprendre un forgeage<B>à</B> l'aide d'étampes et un pressage ,comme sus-mentionné, Après avoir formé la partie de pale par laminage et forgeage au pressage, ou les deux opérations grâce auxquelles la partie-racine <B>Il</B> a reçu une forme approximativement<B>cy-</B> lindrique, la partie de poignée ou patte<B>1</B> est enlevée de toute manière appropriée, par exemple par découpage.
La partie-racine est ensuite déformée, de préférence par une série d'opérations de per çage qui effectuent un étendage latéral et un refoulement axial du métal de la partie- racine. Il va de soi que l'opération d'usinage n'est pas limitée exactement aux opérations d'étendage latéral et de refoulement axial in diquées, car il est évident que-des opératians équivalentes pourraient être employées pour atteindre le même but. Afin de pouvoir plus facilement usiner le métal de la partie-racine, celle-ci est chauf fée<B>à</B> un point approprié.
L'extrémité de la partie-racine de la pale est alors introduite dans une étampe fendue 2 représentée<B>à la</B> fig. <B>5</B> qui est alors fermée pour enserrer la partie-racine. Cet-te dernière est munie de rainures et de nervures<B>3</B> qui déterminent la forme d'une certaine construction de moyen pour donner au produit final les nervures et rainures qu'il doit avoir. Lorsque la pale est la première fois disposée dans l'étampe 2, le métal de la partie-racine occupe la position indiquée en pointillé<B>à</B> la fig. <B>5.</B>
Un outil de perçage 4 avec une pointe<B>5</B> est alors actionné par une force appropriée de façon<B>à</B> percer la partie-racine dans le sens axial pendant qu'elle est ainsi enfermée dans l'étampe 2. Ce perçage étend latérale ment ou refoule axialement le métal de celle- ci de manière qu'il remplisse complètement l'espace entre l'étampe 2,et l'outil de perçage 4.
On retire alors la pale de l'étampe 2 et on l'introduit dans une étampe<B>6</B> (fig. <B>6).</B> La coopération de l'étampe 2 et de l'outil de per çage 4 a servi<B>à</B> déformer le métal de la partie-racine de façon<B>à</B> lui donner un con tour sembla!bl-e <B>à</B> sa forme finale. L'étampe <B>6</B> et l'outil de perçage<B>7</B> sont destinés<B>à</B> poils- ser cette déformation encore plus loin. Lors que la partie-racine H est Iogée dans l'étampe <B>6,</B> elle occupe la position indiquée en poin tillé.
L'outil de perçage est alors actionné de manière que sa pointe<B>8</B> perce la partie-racine en entrant d'abord dans l'ouverture formée par la pointe<B>5.</B> Par suite de cette opération le métal est étendu latéralement et déplaeé dans les rainures<B>9</B> formées dans l'étampe<B>6.</B> La partie-racine de la. pale se rapprochera, maintenant de sa forme finale.
Bien que deux ou même une seule opération de perçage puisse être suffisante pour former exactement <B>la</B> partie-racine de la pale finie, on peut él-a- lement effectuer cette opération en trois phases. Il est évident que cet étendag g e lafé- ral ou refoulement axial de métal peut êtrp subdivisé en autant de phases d'opération que
l'on<B>juge</B> désirables dans toutes les conditions particulières.
Après que l'outil<B>7</B> a été retiré de la pale, celle-ci est retirée de l'étampe<B>6</B> et introduite dans l'étampe finale. Cette dernière com porte des rainures<B>Il</B> (fig. <B>7)</B> et des nervures- 12 déterminant la forme finale de la partie- racine. Un outil de perçage<B>13</B> avec une pointe 14 est actionné de la manière sus- décrite et le métal de la partie-racine II est chassé<B>à</B> partir de la position en pointillé dans l'espace entre l'étampe<B>10</B> et l'outil<B>13.</B>
Il est<B>à</B> noter que l'action d'écoulement exacte de métal imprimé au métal de la pale dans les opérations de perçage dépend de la grandeur et de la forme de l'outil de perçage et de l'étampe coopérante. Lorsque les di mensions de ces parties sont inexactes, le mé tal sera<B>à</B> la fois étendu latéralement et re foulé ou expulsé axialement par ce perçage. Cette action est incorporée dans les opérations sus-énoncées, mais il est<B>ù,</B> rappeler que par suite du perçage le métal peut être étendu latéralement sans être refoulé axialement ou vice-versa.
De plus, le perçage de la partie- racine enfermée dans l'étampe 2 est effectué sans augmenter la longueur de cette portion.
Tandis que la pointe<B>5</B> de l'outil 4 pré sente une forme pratiquement circulaire, la pointe<B>8</B> de l'outil<B>7</B> est quelque peu aplatie et la pointe 14 l'est encore davantage. Ces trois pointes donnent la forme des ouvertures <B>15, 16</B> et<B>17</B> représentées aux fig. <B>8, 9</B> et<B>10</B> iespectivement, pendant les différentes pha ses de perçage, différentes sections transver sales de la pale étant représentées aux fig. 12, <B>13,</B> 14 et<B>là.</B>
Après que la partie-racine a reçu sa forme finale, la pale est soumise aux opéra tions de finissage usuelles comprenant le net toyage, le ealibrage, le dressage et le traite ment thermique et finalement le finissage,<B>à</B> savoir le polissage et le garnissage.
Il est évident que l'étendage latéral et l'expulsion ou refoulement axial du métal modifient toutes caractéristiques de fonte ou eoulée que le métal aurait encore conservées après le laminage en celles d'un métal forgé #D <B>à</B> chaud. Le. produit final est exempt de ma nière remarquable de toute structure de grain irrégulière et de tous grains grossiers, et il est remarquable que les grains occupent des lignes d'écoulement dont la direction est con forme au contour de la pale. En outre, le métal comporte entièrement les caractéristi ques de forgeage et la partie-racine de la pale est très légère et quand même assez so lide pour résister aux conditions de service auxquelles elle est soumise.
Process for forming a metal <B> propulsion </B> blade and a metal <B> propulsion </B> blade established according to this process. The present invention relates <B> to </B> a method for forming a metal propulsion blade and <B> to </B> a metal propulsion blade established according to this process, the object of the invention being to give the characteristics of forged metal to the root portions <B> of </B> the blade and to make the latter superior to the blades formed according to known manufacturing processes in which there is no no individual machining of the blade hubs required to achieve the desired forged metal characteristics.
According to the invention, a metal blade is formed <B> from </B> from a solid piece of metal and the method comprises axial machining only <B> of </B> the root portion of the blade to obtain an enlarged root portion and also a fine grain structure and improved flow lines of the metal. In other words, the method comprises a complete machining of the hub part of a blade and such machining is not necessarily accompanied by a machining of the wing part of the blade.
Preferably, the hub portion of the blade is drilled so as to <B> </B> extend or push back the metal from the hub to give the <B> </B> the latter the desired shape, this pushing back of metal for before following the operations <B> of </B> rolling and machining of the piece of metal carried out to give <B> to </B> this one the general shape of a blade. <B> - </ B> The blade which is in part the subject of Viii- vention consists of a piece of metal, such as an aluminum-based <B> </B> alloy for example, and has a wing portion flattened and a root portion of round section.
The appended drawing represents, <B> by </B> by way of example, - a metallic propulsion blade produced according to the method of the invention.
Fig. <B> 1 </B> is a perspective view of a block of metal before being subjected to the process of the invention; Fig. 2 is a view similar <B> to </B> in FIG. <B> 1 </B> showing the block in the form it presents after having been subjected <B> to </B> a first rolling phase; Fig. <B> 3 </B> shows a blade having received its preliminary training by key rolling operations; Fig. 4 shows a schematic view <B> of </B> rolling rolls; Fig. 5 is a longitudinal section of a drilling device;
Fig. <B> 6 </B> is a view similar <B> to </B> in fig. <B> 5 </B> showing a more advanced phase of the metal spreading or expelling process; The fic ,. <B> 7 </B> is a view similar to fig. <B> 5 </B> and <B> 6 </B> and represents the final drilling operation; The fic. <B> 8, 9 </B> and <B> 10 </B> show sections along lines <B> 8-8, 9-9 </B> and 10 = 10 of fig. <B> 5. 6 </B> and <B> 7 </B> respectively;
The fic. <B> 11 </B> shows a plan view of a blade after treatment by the operations of rolling and axial upsetting of metal, and the wires. 12, <B> 13, </B> 14 and <B> 15 </B> represent cross sections along lines 12-12, 13-13,14-14,15-15 of fig. <B> 11. </B>
<B> It </B> is <B> to </B> to note that the new process is intended <B> for </B> the key manufacture of blades from any of the metals or alloys which have been found usable for this purpose. In addition to an aluminum-based <B> </B> alloy which is taken as an exemplary <B> </B> as a preferred material to be brought <B> to </B> the shape of blade, the following metals must be mentioned among others as being capable of being machined by this process:
magnesium, and the various <B> to </B> magnesium-based alloys, iron and steel, copper and its various alloys such as bronze and brass, then nickel in alloys such as metal Monel. In particular, the <B> with </B> magnesium base alloys are suitable <B> </B> for the manufacture of aeronautical blades. These alloys have many of the properties of <B> to </B> aluminum-based alloys and their use is desirable for the same reasons as in the case of the latter.
An aluminum-based <B> </B> alloy which has been found to be very favorable for use in aeronautical propellers contains approximately 94 llo aluminum, 4.5 <B>% </ B > copper, <B> 0.7 5% </B> manganese and <B> 0.7 5% </B> silicon.
A blade published according to the present process is intended <B> for </B> to be employed in a gaseous fluid medium, since the blades for use in aviation must have all the strength properties, stiffness and the like to the greatest possible extent and are still as light as possible. These conditions relate to a certain extent especially to aviation and the improved process will be described below in the application <B> to </B> the manufacture of aeronautical propellers. It goes without saying that this process could also be used for the manufacture of propellers working in another fluid such as for example water.
In the embodiment shown, the blade is made of a <B> to </B> aluminum-based alloy <B> of </B> the above-mentioned composition.
Fig. <B> 1 </B> shows a metal cylinder <B> A </B> which serves as the starting point for the present <B> given process. </B> The starting object itself is in short a molded ingot. However, it is irrelevant whether this ingot was machined <B> to </B> so <B> to </B> receive the cylinder shape shown or whether it is used <B> to </B> its original ingot shape. <B> The </B> processing has to begin somewhere with an ingot and any process starting on a worked cylinder simply assumes that the ingot has been previously machined in order to give it the shape of an ingot. cylinder.
Metal machining operations to reduce the ingot to <B> </B> the cylindrical shape are not essential to this invention. A preferred working method for this phase is the rolling process which can be carried out in a rolling mill. The <B> TO </B> cylinder is formed with a handle portion or tab <B> 1 </B> in any preferred manner.
This part <B> 1 </B> serves as a fulcrum for a pliers or a similar operating tool enabling the cylinder to be handled during the operations described in the following, The cylinder <B> A < / B> is first heated <B> to </B> a temperature at which it can easily be machined eg <B> to </B> a temperature of around 400 <B> 'C. </ B> It is then subjected <B> to </B> the action of the rolling rollers R indicated diagrammatically <B> to </B> in fig. 4.
The laminating operation preferably comprises a series of <U> -phases </U> or rolling passes <B> to </B> through the rollers R which gradually work the cylinder <B> À </B> so <B> to </B> give it the form shown <B> in </B> in fig. <B> 3 </B> and the approximate arc section of a finished blade. In this phase, the cylinder has taken the general shape of a propeller blade and will be designated by B in the description which follows. Fig. 2 shows the development of the cylinder <B> A </B> after its deformation in the first stage of rolling.
The rolling operations lead <B> to </B> the somewhat raw shape of the blade B with root part H. The metal of the wing part of the blade will have been sufficiently worked to cause a reduction of approximately < B> 75% </B> or more (the area of its cross-section. If the reduction of the wing part of the blade has not been effected to this extent by the rolling phases, it will be performed completely by subsequent forging or pressing operations, or both.
However, the latter do not significantly affect the root part H so that if <B> the </B> metal thereof has not <B> been </B> reduced to the critical point of en About <B> 75% </B> reduction by the rolling operation, this will be obtained by the subsequent machining operations of the root part. The <B> </B> rolling phases give the metal a fine grain structure which is characterized by flow lines where the direction conforms to the contour of the blade.
A flow line of a forged metal has some relation to the free of wood and the term, fi # bre "was introduced in <B> common usage </B> in the field of forged metal. .
On visual inspection, this fiber formation can be revealed by undissolved constituents, segregations or non-metallic inclusions. Quite often, grains will be elongated in the direction of the <B> c </B> fiber and the fiber will be parallel <B> to </B> the direction of the pre-machining.
The fibers or flow lines as they are called in this description, can sometimes be visible <B> to </B> F # bare when a specimen of forged metal is deeply corroded, or they may be visible only. <B> to </B> using a mid-croscopic examination. Going even further, there are certain types of flow lines produced by preferred orientations of the crystal axes which can only be distinguished using ray analysis. X.
Intimately associated with <B> to </B> the arrangement of the flow lines is any smooth structure which may be produced by the presence of blisters, slags, impurities and the like. Such lamellas will be lengthened longitudinally with respect to the blade as a result of rolling and will take the direction of the outflow lions. In addition, the grain size varies in a uniformly progressive manner with the thickness of the blade and the machining to which the metal is subjected.
A concentration or localization of blisters, impurities, etc. in transverse relation with respect to <B> to </B> the blade is also blocked by the rolling operation. Such a concentration of blisters would ordinarily result in porosity of the metal or cracks <B> on </B> its surface. This fact clearly demonstrates how desirable the rolling operation with its various phases is compared to the current practice of hammering the blade.
After that the. blade <B> B </B> has received its raw shape by the rolling phases, it is again heated <B> to </B> a temperature <B> at, </B> which it is easy < B> to </B> machine, after which it is subjected <B> to </B> the action of forging dies. These last acts for the most part only on the wing part proper and only affect the hub part H by giving it a round shape as indicated in dotted lines <B> to </B> in fig. <B> 5. </B> The.
root part H will have received its essential shape represented by the previous rolling operations and it will only be changed slightly by the action of 2D tD forging stamps. The forging operation preferably comprises a series of phases which gradually form the body of the blade in order to give it its final shape.
Forging formation can be omitted in whole or in part and replaced by pressing operations. However, a complete manufacturing process can include these two operations <B> at </B> at the same time. In the case of forging, the blade is first heated <B> to </B> a point at which it is made machinable, and it is then subjected to the pressing tins. The action of the latter is characterized by the prolonged or permanent application of the deformation force. This metal machining action simulates the rolling phases <B> to </B> from this point of view and also the lateral spreading and axial metal upsetting operations as described below.
The metalworking operations for the subsequent formation of the blade after laminating are generally referred to in this description as forging. <B> By this </B> term is meant all. methods of machining <B> </B> metal for <B> </B> forming or working metal by applying a deformation-stress. These methods may include forging <B> with </B> stamps and pressing, as mentioned above, after forming the blade part by rolling and pressing forging, or both operations by which the root-part <B> It </B> has been given an approximately <B> cy- </B> cylindrical shape, the handle or tab part <B> 1 </B> is removed in any suitable manner, e.g. by cutting.
The root part is then deformed, preferably by a series of drilling operations which effect lateral spreading and axial displacement of the metal from the root part. It goes without saying that the machining operation is not limited exactly to the lateral stretching and axial upsetting operations indicated, since it is obvious that equivalent operations could be employed to achieve the same end. In order to be able to machine the metal of the root part more easily, it is heated to <B> at </B> a suitable point.
The end of the root part of the blade is then introduced into a split die 2 shown <B> in </B> fig. <B> 5 </B> which is then closed to enclose the root part. This last one is provided with grooves and ribs <B> 3 </B> which determine the shape of a certain construction of means to give to the final product the ribs and grooves that it should have. When the blade is placed in the stamp 2 for the first time, the metal of the root part occupies the position indicated in dotted lines <B> to </B> in fig. <B> 5. </B>
A drilling tool 4 with a tip <B> 5 </B> is then actuated by an appropriate force so as to <B> </B> drill the root part in the axial direction while it is thus locked in. stamp 2. This bore extends laterally or axially pushes the metal out of the latter so that it completely fills the space between the stamp 2 and the drilling tool 4.
The blade is then removed from stamp 2 and inserted into a stamp <B> 6 </B> (fig. <B> 6). </B> The cooperation of stamp 2 and drilling tool 4 was used <B> to </B> deform the metal of the root part so <B> to </B> give it a con tour that looks! bl-e <B> à </ B > its final shape. Stamp <B> 6 </B> and drilling tool <B> 7 </B> are intended <B> </B> to bristle this deformation even further. When the root part H is located in the stamp <B> 6, </B> it occupies the position indicated in dotted lines.
The drilling tool is then actuated so that its tip <B> 8 </B> pierces the root part by first entering the opening formed by the tip <B> 5. </B> Therefore of this operation the metal is extended laterally and moved in the grooves <B> 9 </B> formed in the stamp <B> 6. </B> The root part of the. pale will move closer, now to its final shape.
Although two or even one drilling operation may be sufficient to form exactly <B> the </B> root part of the finished blade, this operation can also be carried out in three phases. It is obvious that this laferal spreading or axial displacement of metal can be subdivided into as many phases of operation as
we <B> deem </B> desirable in all particular conditions.
After the tool <B> 7 </B> has been removed from the blade, the blade is withdrawn from the stamp <B> 6 </B> and inserted into the final stamp. The latter has <B> II </B> grooves (fig. <B> 7) </B> and ribs- 12 determining the final shape of the root part. A drilling tool <B> 13 </B> with a tip 14 is operated in the above-described manner and the metal of the root part II is driven out <B> to </B> from the dotted position in the space between the stamp <B> 10 </B> and the tool <B> 13. </B>
It is <B> to </B> note that the exact metal-printed metal flowing action of the blade in drilling operations depends on the size and shape of the drilling tool and the cooperating stamp. When the dimensions of these parts are inaccurate, the metal will be <B> to </B> both laterally extended and repressed or expelled axially by this bore. This action is incorporated in the above-mentioned operations, but it is <B> ù, </B> to remember that as a result of drilling the metal can be extended laterally without being driven back axially or vice versa.
In addition, the drilling of the root part enclosed in the stamp 2 is carried out without increasing the length of this portion.
While the tip <B> 5 </B> of tool 4 is almost circular in shape, the tip <B> 8 </B> of tool <B> 7 </B> is somewhat flattened and point 14 is even more so. These three points give the shape of the openings <B> 15, 16 </B> and <B> 17 </B> shown in figs. <B> 8, 9 </B> and <B> 10 </B> iespectively, during the different drilling phases, different dirty transverse sections of the blade being shown in fig. 12, <B> 13, </B> 14 and <B> there. </B>
After the root portion has received its final shape, the blade is subjected to the usual finishing operations including cleaning, liberation, dressing and heat treatment and finally finishing, <B> to </B> know polishing and lining.
It is obvious that the lateral spreading and the axial expulsion or upset of the metal modify any characteristics of cast iron or flow that the metal would still have preserved after rolling into those of a forged metal #D <B> to </B> hot. The. The final product is remarkably free of any irregular grain structure and coarse grain, and it is remarkable that the grains occupy flow lines the direction of which is consistent with the contour of the blade. In addition, the metal fully incorporates the characteristics of forging and the root portion of the blade is very light and still strong enough to withstand the service conditions to which it is subjected.