FR2963750A1

FR2963750A1 - Procede de decoupe par jet d'eau

Info

Publication number: FR2963750A1
Application number: FR1056532A
Authority: FR
Inventors: Olivier Belmonte; Catherine Catarina-Graca; La Rupelle Perrine De; Lionel Rene Henri Weller
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2010-08-10
Publication date: 2012-02-17
Anticipated expiration: 2030-08-10
Also published as: FR2963750B1

Abstract

Procédé de découpe par jet d'eau d'une pièce (10), en particulier de turbomachine, consistant à déplacer un jet d'eau à haute pression (22) sur une partie de la pièce de façon à ce que ce jet d'eau traverse cette partie et la découpe, caractérisé en ce que le jet de découpe est dévié ou arrêté, après sa traversée de la partie à découper, au moyen d'au moins un jet de fluide croisant le jet de découpe.

Description

1 Procédé de découpe par jet d'eau

La présente invention concerne un procédé de découpe par jet d'eau à haute pression d'une pièce, telle par exemple qu'un tambour de turbomachine. Un tambour de turbomachine comprend au moins deux disques de rotor coaxiaux reliés entre eux par une paroi de révolution portant des léchettes annulaires externes d'un joint d'étanchéité à labyrinthe (voir par exemple le document FR-A-2 926 612 de la demanderesse).

Chaque disque du tambour comprend à sa périphérie des alvéoles de montage des pieds des aubes du disque. Les alvéoles du disque sont en général réalisés par usinage, et en particulier par brochage au moyen d'un outil relativement long déplacé en translation parallèlement à l'axe longitudinal de la turbomachine.

Dans le cas d'un tambour comportant deux disques de diamètres différents qui sont reliés entre eux par une paroi sensiblement tronconique, les alvéoles du disque de plus grand diamètre sont usinables par brochage, mais non les alvéoles de l'autre disque car la paroi de liaison des disques empêche le déplacement de l'outil de brochage.

Il serait possible de réaliser les alvéoles du disque de plus petit diamètre du tambour par découpe par jet d'eau. Cependant, cette solution n'est pas actuellement réalisable pour les raisons suivantes. La découpe par jet d'eau n'est pas adaptée pour la découpe de pièces complexes, ou dans des espaces encombrés ou confinés car la pièce doit en général être immergée dans de l'eau et le jet d'eau de découpe doit pouvoir déboucher de la pièce à découper sans rencontrer d'obstacles. Dans le cas de la découpe du disque de plus petit diamètre d'un tambour de turbomachine du type précité, le jet d'eau de découpe pourrait être déplacé à la périphérie du disque pour y former les alvéoles. Ce jet d'eau devrait toutefois être arrêté après sa traversée du disque afin qu'il n'impacte pas sur la paroi tronconique précitée, ce qui pourrait la détériorer, voire la percer ou la détruire. On connaît des déflecteurs en matériau dur (par exemple en céramique) destinés à arrêter un jet d'eau de découpe. Ces déflecteurs pourraient être utilisés pour protéger la paroi tronconique du tambour. Cependant, un déflecteur n'est pas assez résistant pour arrêter les jets d'eau de découpe de tous les alvéoles d'un disque. Une solution serait d'utiliser un déflecteur pour chaque alvéole à découper. Cependant, cette solution entraînerait un surcoût de réalisation des alvéoles trop important.

L'invention a notamment pour but de résoudre au moins en partie ce problème. Elle propose à cet effet un procédé de découpe par jet d'eau d'une pièce, en particulier de turbomachine, consistant à déplacer un jet d'eau à haute pression sur une partie de la pièce de façon à ce que ce jet d'eau traverse cette partie et la découpe, caractérisé en ce que le jet de découpe est dévié ou arrêté, après sa traversée de la partie à découper, au moyen d'au moins un autre jet de fluide à haute pression croisant le jet de découpe. Selon l'invention, l'énergie du jet de découpe est déviée et/ou dissipée après la découpe par rencontre avec un autre jet de fluide à haute pression. Le procédé selon l'invention n'utilise donc pas de consommables, tels que des déflecteurs. Le jet de découpe peut être dévié ou arrêté au moyen d'un jet sensiblement cylindrique ou rideau de fluide, qui peut être de l'air, de l'eau ou de l'huile par exemple. Selon une autre caractéristique de l'invention, la pression du jet de fluide est supérieure ou égale à celle du jet de découpe. Ces pressions sont par exemple de l'ordre de 2000 bars. Le jet de fluide peut être produit par au moins une buse orientée sensiblement perpendiculairement au jet de découpe.

Dans ce cas, le déplacement de la ou chaque buse de production du jet de fluide est de préférence synchronisé avec celui d'une buse de production du jet de découpe. En variante, dans le cas où le jet de fluide forme un rideau, ce dernier est maintenu dans une position et généré en continu tandis que le jet de découpe est déplacé par rapport à la pièce à découper. L'eau du jet de découpe peut être chargée avec un abrasif tel que du sable. Le fluide du jet d'arrêt peut également être chargé, par exemple avec du sable.

La pièce est de préférence immergée dans un liquide tel que de l'eau lors de la découpe. La pièce peut être un tambour de turbomachine qui comporte au moins deux disques coaxiaux de diamètres différents et reliés entre eux par une paroi sensiblement tronconique. Le procédé consiste alors à découper par jet d'eau des alvéoles à la périphérie du disque de plus petit diamètre et à dévier ou arrêter ce jet d'eau avant qu'il vienne impacter la paroi précitée, le jet de découpe étant orienté sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal du tambour et le jet de fluide étant orienté dans une direction sensiblement tangentielle par rapport à une circonférence centrée sur l'axe longitudinal du tambour. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une demi-vue schématique en coupe axiale d'un tambour de turbomachine ; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 1 ; - les figures 3 et 4 sont des vues schématiques en perspective et en coupe axiale d'une partie du tambour de la figure 1, et illustrent une étape du procédé selon l'invention ; et - la figure 5 est une vue correspondant à la figure 4 et représentant une variante de réalisation du procédé selon l'invention. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente un tambour 10 de turbomachine, et par exemple d'un turboréacteur ou d'un turbopropulseur d'avion. Ce tambour 10 comprend deux disques de rotor 12, 14 coaxiaux et reliés entre eux par une paroi tronconique 16 portant des léchettes annulaires 18 externes d'un joint d'étanchéité du type à labyrinthe. Chaque disque 12, 14 comprend à sa périphérie externe une rangée annulaire d'alvéoles 20 dans lesquels sont montés les pieds des aubes du disque qui ne sont pas représentées. Les alvéoles 20 du disque 14 de plus grand diamètre ou disque aval peuvent être formés par brochage au moyen d'un outil de forme allongée relativement long.

Comme expliqué dans ce qui précède, les alvéoles 20 du disque 12 de plus petit diamètre ou disque amont, qui ne peuvent pas être réalisés par brochage, sont réalisés par découpe par jet d'eau à haute pression contenant un abrasif tel que du sable. Comme cela est schématiquement représenté en figure 2, un jet d'eau 22 à haute pression (typiquement de l'ordre de 2000 bars à plus) est orienté sensiblement parallèlement à l'axe A du tambour dans une cuve remplie d'eau et est déplacé à la périphérie du disque 12 le long du contour de chaque alvéole 20 à réaliser. La vitesse de déplacement du jet d'eau et la vitesse de découpe de la pièce sont de l'ordre de 2m/min par exemple. Selon l'invention, le jet d'eau 22 qui traverse la périphérie du disque 12 pour la découper est dévié ou arrêté, avant son impact sur la paroi 16 du tambour, au moyen d'un jet de fluide à haute pression qui croise le jet de découpe.

On se réfère désormais aux figures 3 et 4 qui représentent un premier mode de réalisation de l'invention, dans lequel le jet de découpe et le jet d'arrêt sont produits au moyen de buses 24, 26, respectivement, qui sont également immergées dans l'eau. La buse 24 de production du jet de découpe est orientée sensiblement parallèlement à l'axe A du tambour. La buse 26 produit un jet de fluide qui est orienté sensiblement tangentiellement par rapport à une circonférence centrée sur l'axe A, de façon à ce que le jet d'eau 22 et le jet d'arrêt soient sensiblement perpendiculaires et se croisent en un point B situé axialement entre la périphérie du disque 12 et la paroi 16. La rencontre des deux jets dissipe la majeure partie de leur énergie, 10 de sorte que la paroi 16 ne risque pas d'être endommagée par le jet de découpe. En variante, l'axe de la buse 26 peut être légèrement incliné par rapport à l'axe de la buse 24 de façon à orienter la déviation du jet de découpe, par exemple radialement vers l'extérieur (par rapport à l'axe A). 15 La pression du jet d'arrêt est supérieure ou égale à celle du jet de découpe, et peut donc être de l'ordre de 2000 bars ou plus. Le jet d'arrêt peut aussi être chargé, par exemple de sable. Lors de la découpe du disque 12 et de la réalisation d'un alvéole, le disque 12 est immobilisé en une position et la buse 24 est maintenue 20 parallèle à l'axe A et déplacée dans un plan Cl perpendiculaire à cet axe (figure 4). La trajectoire de déplacement de la buse 24 dans le plan Cl correspond à la forme de l'alvéole à réaliser. Le déplacement de la buse 26 est synchronisé avec celui de la buse 24 de façon à s'assurer que le jet d'arrêt croise sans interruption le jet de 25 découpe, pendant toute la durée de l'opération de découpe. Pour cela, la buse 26 est maintenue perpendiculaire à la buse 24 et est déplacée le long d'une ligne K parallèle au plan Cl précité (figure 4). La course L de déplacement de la buse 26 correspond à la hauteur de débattement de la buse 24 dans le plan Cl, qui est égale à la dimension radiale de l'alvéole 30 20.

Les buses 24, 26 sont ensuite déplacées pour la réalisation d'un alvéole 20 adjacent. En variante, le tambour 10 est déplacé de façon à ce que les buses 24, 26 puissent réaliser un autre alvéole 20. Il est par exemple déplacé d'un pas en rotation autour de son axe A, chaque pas correspondant à un pas inter-alvéoles du disque 12. Dans la variante de réalisation de la figure 5, le jet de découpe est produit par une buse 24, comme expliqué dans ce qui précède, et le flux de gaz ou de liquide est sous forme d'un rideau 30. Ce rideau 30 peut être produit par une buse équipée d'une fente de sortie, et positionnée de la même façon que la buse 26 des figures 3 et 4. Le rideau 30 s'étend parallèlement au plan Cl précité de déplacement de la buse 24. Lors de la découpe de la périphérie du disque 12 pour la réalisation d'un alvéole, la buse de production du rideau 30 est maintenue immobile et la buse de production du jet d'eau 22 est déplacée dans le plan Cl de façon à ce que le jet d'eau croise le rideau (qui est produit en continu) après sa traversée du disque. La hauteur ou largeur du rideau 30 est supérieure ou égale à la hauteur de débattement de la buse 24 dans le plan Cl, qui est égale à la dimension radiale de l'alvéole 20 à réaliser.20

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de découpe par jet d'eau d'une pièce (10), en particulier de turbomachine, consistant à déplacer un jet d'eau à haute-pression (22) sur une partie de la pièce de façon à ce que ce jet d'eau traverse cette partie et la découpe, caractérisé en ce que le jet de découpe est dévié ou arrêté, après sa traversée de la partie à découper, au moyen d'au moins un autre jet de fluide croisant le jet de découpe.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'autre jet de fluide est sous forme d'un jet sensiblement cylindrique.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'autre jet de fluide est sous forme d'un rideau (30) de gaz ou de liquide.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pression du jet de fluide est supérieure ou égale à celle du jet (22) 15 de découpe.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pression du jet (22) de découpe et la pression du jet de fluide sont de l'ordre de 2000 bars.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé 20 en ce que le jet de fluide est orienté sensiblement perpendiculairement au jet (22) de découpe.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le déplacement du jet de fluide est synchronisé avec celui du jet (22) de découpe. 25
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce est immergée dans un liquide lors de la découpe.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pièce est immergée dans de l'eau lors de la découpe.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé 30 en ce que, la pièce étant un tambour (10) de turbomachine, le jet (22) de découpe est orienté sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal (A) dutambour (10) et le jet de fluide est orienté sensiblement dans une direction tangentielle par rapport à une circonférence centrée sur l'axe longitudinal (A) du tambour (10).