FR2701659A1

FR2701659A1 - Outillage de forgeage d'une roue garnie d'aubes périphériques.

Info

Publication number: FR2701659A1
Application number: FR9301739A
Authority: FR
Inventors: Villain Michel; Vuillier Didier
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1993-02-17
Filing date: 1993-02-17
Publication date: 1994-08-26
Anticipated expiration: 2013-02-17
Also published as: FR2701659B1

Abstract

Outillage de forgeage d'une roue garnie d'aubes périphériques comprenant en particulier deux matrices (1 et 2) en couronnes jointives et qui se partagent des entailles (4) hélicoïdales enveloppant les contours des aubes à produire. Le forgeage est fait en rapprochant deux pistons dans le creux que les matrices entourent jusqu'à ce que la matière forgée s'écoule dans les entailles (4). Un mouvement hélicoïdal suffit à séparer les matrices et dégager la roue, dont les aubes sont ensuite usinées et amincies jusqu'à la forme souhaitée. Application aux étages de rotors de turbomachines.

Description

OUTILLAGE DE FORGEAGE D'UNE ROUE GARNIE D'AUBES
PERIPHERIQUES
DESCRIPTION
L'invention a trait à un outillage de forgeage d'une roue garnie d'aubes périphériques.

IL est très intéressant, pour des raisons de résistance mécanique et corrélativement de gain de poids, que les aubes soient d'une pièce avec la roue et que l'ensemble soit fabriqué par un forgeage.

L'outillage utilisé sous ces conditions consiste alors usuellement en une matrice circulaire qui entoure La roue et en un système de deux pistons qui coulissent l'un vers L'autre à L'intérieur de La matrice circulaire et font fluer la matière par des entailles de la matrice, ce qui forme les aubes par une opération de filage tout en modelant la roue à la forme souhaitée. En général, un seul piston est mobile et
L'autre est fixé à une partie de la matrice, voire d'une pièce avec cette partie. Un inconvénient des conceptions répandues jusqu'à présent est que la matrice est composée d'éléments séparables à l'endroit où Les aubes sont filées, afin de pouvoir dégager les aubes et retirer la roue : une longue intervention est nécessaire pour extraire tous les éléments, puis pour les assembler de nouveau avant de forger une nouvelle aube.Les éléments peuvent être des segments d'anneau qui s'étendent entre des aubes consécutives ou des coins logés dans un anneau et qui délimitent chacun une partie de surface d'aube. Dans ces deux conceptions, les éléments sont disjoints par un mouvement radial vers l'extérieur. Le brevet américain 4 252 011 est cité comme représentatif de ces conceptions.

L'invention a trait à un dispositif d'outillage plus simple et où ces interventions fastidieuses ne sont plus employées. Le nouvel outillage est caractérisé en ce qu'il est composé de deux matrices en forme de couronnes et superposées comprenant une face interne sur laquelle est empreinte la forme de la surface externe de la roue, une face de joint, des entailles débouchant sur la face de joint, délimitées par des facettes en dépouille par rapport à une direction de disjonction des matrices et enveloppant les aubes, des moyens pour maintenir les matrices pressées L'une sur L'autre par les faces de joint, pour maintenir les matrices concentriques et pour maintenir les matrices dans une position angulaire mutuelle où Les entailles des deux matrices se font face, et, comme connu en soi, de pistons de compression sur Lesquels est empreinte la forme des surfaces latérales de la roue et qui coulissent dans les matrices -
On va maintenant décrire une réalisation de
L'invention à L'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif
- la figure 1 représente les parties principales des matrices à assembler ;
- la figure 2 représente l'outillage en deux demi-vues, en coupe diamétrale, illustrant le début et la fin du forgeage ;
- la figure 3 est une vue complète des matrices en perspective ;
- La figure 4 illustre le démoulage de la roue ;
- et les figures 5 et 6 illustrent respectivement la roue obtenue après le forgeage et la roue à L'état fini.

On se reporte à la figure 1. Deux matrices 1 et 2 en forme de cylindres évidés ou de couronnes y sont représentées ; elles ont des mêmes diamètres intérieur et extérieur, sont superposées et se joignent par des faces planes respectives formant un plan de joint 3. Chacune des matrices 1 et 2 porte un réseau d'entailles 4 débouchant sur la face du plan de joint 3 et formées de facettes 20 disposées de sorte que la largeur des entailles 4 est toujours plus réduite quand on s'avance vers leur fond. Les entailles 4 des deux matrices 1 et 2 sont formées en deux réseaux identiques de manière à pouvoir venir chacune en face d'une entaille 4 de L'autre matrice avec laquelle elle sera appariée, et eLLes sont inclinées en hélice.

La figure 2 montre cependant que les matrices 1 et 2 sont différentes quant à d'autres parties qui les constituent. En effet, la matrice inférieure 2 comporte un fond 5 servant de piston fixe et une paroi extérieure 6 circulaire et qui entoure les entailles 4 avec du jeu radial. La matrice supérieure 1 coulisse dans la paroi 6 par une face externe 7. Des loquets 8 sont engagés dans des ouvertures de la paroi 6 et servent à maintenir la matrice supérieure 1 pressée sur la matrice inférieure 2 par le plan de joint 3. Un
Piston mobile 9 est également prévu et coulisse dans la matrice supérieure 1.Il écrase ainsi un lingot 10 primitivement en forme de disque évidé pour le faire fluer en direction radiale, vers l'intérieur jusqu a ce que sa matière soit arrêtée par la tige il du piston mobile 9, et vers L'extérieur si bien que sa matière s'écoule dans les entailles 4 après avoir été arrêtée par les faces internes 11 et 12 des deux matrices 1 et 2. Ces faces internes Il et 12, les faces en regard 14 et 15 des piston 5 et 9 et la tige 11 sont ainsi responsables de la forme de la face externe, des faces latérales et de la face interne de la roue 13 qui est obtenue après le forgeage. Les aubes filées sont désignées par La référence 16 et s'étendent presque jusqu'au bout des entailles 4 appariées quand le piston mobile 9 est arrêté.

La figure 3 montre que la paroi circulaire 6 est entaillée de rainures hélicoidales 17 à l'inclinaison des entailles 4 et dans lesquelles des coulisseaux 18 saillants de la surface externe 7 de la matrice supérieure 1 glissent, car les rainures hélico;'dales s'ouvrent sur la face interne de la paroi 6. On voit clairement sur la figure 4 que le soulèvement de la matrice supérieure 1 qui suit le forgeage s'accompagne d'une rotation à cause de l'engagement des coulisseaux 18 dans les rainures 17, et que les facettes 20 de la matrice supérieure 1 sont en dépouille par rapport à cette direction d'extraction, de sorte qu'elles ne provoquent pas de coincement : la matrice supérieure 1 est retirée sans encombre.La pièce forgée composée de la roue 13 et des aubes filées 16 peut être retirée en dégageant ces dernières des entailles 4 de la matrice inférieure 2, dont les facettes 20 sont aussi en dépouille par rapport à la direction d'extraction. Elle est représentée à la figure 5. Il faut encore procéder à une étape d'usinage des aubes filées 16 pour obtenir les aubes finies 19 de la figure 6, ce qui implique des opérations nombreuses mais cependant faciles à accomplir avec des machines à commande numérique dans lesquelles la forme d'une aube finie 19 est programmée et où les usinages successifs sont accomplis de façon répétée, sans nouvelle programmation, entre des rotations de La pièce pour amener une nouvelle aube filée 16 en face de l'outil d'usinage. Il est donc nécessaire que les facettes en dépouille 20 enveloppent le contour des aubes finies 19, avec une distance suffisante pour qu'on soit assuré d'usiner avec les tolérances admises. Ce contour est illustré dans les entailles 4 à la figure 4.

Il suffit de faire retomber la matrice supérieure 1 sur la matrice inférieure 2 pour pouvoir procéder à un nouveau forgeage.

Claims

REVENDICATIONS

1. Outillage de forgeage d'une roue (13) garnie d'aubes (16) périphériques inclinées en hélice, caractérisé en ce qu'il est composé de deux matrices (1, 2) en forme de couronnes et superposées comprenant une face interne (11, 12) sur laquelle est empreinte la forme de la surface externe de la roue, une face de joint (3), des entailles (4) débouchant sur la face de joint, délimitées par des facettes (5) en dépouille par rapport à une direction de disjonction des matrices et enveloppant les aubes (18), des moyens (8, 6, 17 et 18) pour maintenir Les matrices pressées l'une sur L'autre par Les faces de joint, pour maintenir les matrices concentriques et pour maintenir les matrices dans une position angulaire mutuelle où les entailles des deux matrices se font face, et, comme connu en soi, de pistons de compresssion (5, 9) sur lesquels est empreinte la forme des surfaces latérales de la roue et qui coulissent dans les matrices.

2. OutiLlage de forgeage d'une roue garnie d'aubes selon la revendication 1, caractérisé en ce que

Les moyens pour maintenir les matrices (1, 2) concentriques et à la position angulaire consistent en une paroi circulaire (6) sur une des matrices (2), dans laquelle l'autre des matrices (1) est ajustée par une face externe (7) circulaire, la paroi (6) comprenant des rainures en hélice (17) à l'inclinaison des aubes, et L'autre des matrices (1) comprenant des coulisseaux (18) glissant dans Les rainures.