FR3056427A1

FR3056427A1 - Procede d'usinage par tournage d'une piece de turbomachine

Info

Publication number: FR3056427A1
Application number: FR1659099A
Authority: FR
Inventors: Guillaume Mongis Thomas
Original assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2018-03-30
Anticipated expiration: 2036-09-27
Also published as: FR3056427B1

Abstract

Procédé d'usinage par tournage d'une pièce de turbomachine, ladite pièce comportant une paroi d'axe A de révolution et comprenant au moins une lumière traversante en direction radiale qui interrompt une surface annulaire (14) s'étendant autour de l'axe A et destinée à être usinée, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à rapporter et fixer dans la lumière une tôle (22) configurée pour combler la lumière et assurer une continuité de ladite surface, et à réaliser l'usinage par tournage de ladite surface.

Description

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention concerne un procédé d’usinage par tournage d’une pièce de turbomachine.

ETAT DE L’ART

Il est connu d’usiner par tournage une pièce de turbomachine. C’est notamment le cas d’un carter de turbine basse pression (BP) de turbomachine, qui est usiné par tournage, en particulier intérieur, lors d’une opération de réparation.

L’usinage par tournage est un procédé d'usinage par enlèvement de matière. Le mouvement de coupe est obtenu par rotation de la pièce à usiner serrée entre les mors d'un mandrin ou dans une pince spécifique, tandis que le mouvement d'avance est obtenu par le déplacement de l'outil coupant. L’outil coupant est mis au contact d’une surface annulaire à usiner s’étendant autour de l’axe de rotation. L’usinage par tournage est préféré à l’usinage par fraisage qui est moins facile à mettre en œuvre sur une pièce cylindrique comme un carter de turbine BP.

Le carter de turbine BP d’une turbomachine s’étend autour des aubages de la turbine BP, qui comprennent des aubages de stator accrochés au carter et des aubages de rotor entourés par des anneaux d’étanchéité du type abradable également accrochés au carter. Pour cela, le carter 10, représenté à la figure 1, comprend des rails annulaires internes 12 qui ont une symétrie de révolution autour de l’axe longitudinal A du carter. La réparation d’un tel rail 12 consiste notamment à usiner par tournage une surface cylindrique interne 14 du rail au moyen d’un outil coupant 16 (cf. figure 2). L’outil est engagé par translation le long de l’axe A à l’intérieur du carter et ses dents de coupe sont situées dans un plan P sensiblement radial en vue de l’usinage d’une portion axiale de la surface 14 située au niveau du plan P et dont la dimension correspond sensiblement à la dimension axiale des dents de coupe de l’outil.

Le distributeur et l’anneau d’étanchéité accrochés au rail sont immobilisés en direction circonférentielle autour de l’axe A par des moyens d’immobilisation, tels qu’un pion, qui coopèrent par engagement avec une ou plusieurs encoches 18 du rail. Le rail comprend ainsi une encoche traversantes en direction radiale qui interrompent la surface 14 sur une partie de sa dimension axiale, ici depuis l’aval ou le côté droit des dessins.

Lors d’une opération d’usinage par tournage, l’outil de coupe est au contact de la pièce et peut passer au niveau de l’encoche lorsque le plan P coupe l’encoche. A ce moment, il y a un risque que l’outil de coupe vienne impacter le bord périphérique de l’encoche, par exemple au niveau d’une zone latérale Z de l’encoche (cf. figure 3), située en face de l’outil de coupe en fonction du sens de rotation du carter (flèche 20). Avec ce choc, il y a un fort risque de casser l’outil de coupe ainsi que d’abîmer le rail et de ne pas obtenir le profil d’usinage souhaité.

La présente invention apporte une solution simple, efficace et économique à ce problème.

EXPOSE DE L’INVENTION

L’invention propose à cet effet un procédé d’usinage par tournage d’une pièce de turbomachine, ladite pièce comportant une paroi d’axe A de révolution et comprenant au moins une lumière traversante en direction radiale qui interrompt une surface annulaire s’étendant autour de l’axe A et destinée à être usinée, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes consistant à :

- rapporter et fixer dans la lumière une tôle configurée pour combler la lumière et assurer une continuité de ladite surface, et

- réaliser l’usinage par tournage de ladite surface.

L’invention permet ainsi de supprimer tout risque d’endommagement du bord périphérique de la paroi, s’étendant autour de la lumière, grâce à la tôle de comblement qui est rapportée et fixée dans la lumière de façon à supprimer toute interruption de la surface à usiner. La tôle peut ainsi ne servir qu’à cette étape d’usinage et être ensuite retirée et mise au rebut, voire réutilisée pour l’usinage d’une autre pièce similaire.

Le procédé selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ou étapes suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :

- la tôle est fixée par soudage par points à la paroi,

- les points de soudure sont à distance les uns des autres,

- le nombre de points de soudure est inférieur ou égal à 10,

- la tôle a une forme complémentaire de celle de ladite lumière,

- la tôle est réalisée dans le même matériau que la paroi,

- ladite lumière est une encoche, par exemple de forme générale en U ou C,

- le procédé comprend, après l’usinage par tournage, une étape consistant à retirer la tôle,

- la tôle est retirée par usinage des points de soudure,

- le procédé comprend, après le retrait de la tôle, le retrait de résidus des points de soudure, par exemple par soudage,

- la pièce est un carter de turbomachine et la paroi est un rail annulaire d’accrochage d’un distributeur de turbine et d’un anneau d’étanchéité, ladite lumière étant destinée à coopérer avec des moyens d’immobilisation en direction circonférentielle dudit distributeur et dudit anneau.

DESCRIPTION DES FIGURES

L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est une demi-vue très schématique en coupe axiale d’un carter de turbine basse pression de turbomachine,

- la figure 2 est une vue à plus grande échelle d’une partie de la figure 1 et illustre une étape d’usinage par tournage d’un rail annulaire du carter,

- la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne lll-lll de la figure 2,

- la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 2 et illustrant une étape du procédé selon l’invention, et

- la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 4.

DESCRIPTION DETAILLEE

Les figures 1 à 3 ont été décrites dans ce qui précède.

La figure 4 correspond à la figure 2 et est une vue partielle en coupe axiale d’un rail annulaire de carter de turbine BP d’une turbomachine, en particulier d’aéronef.

La figure 5 correspond à la figure 3 et est une vue en coupe du rail annulaire de la figure 4.

Ces figures illustrent des étapes d’un procédé d’usinage par tournage selon l’invention.

Le procédé comprend les étapes consistant à :

- rapporter et fixer dans une lumière, telle que l’encoche 18, une tôle 22 configurée pour combler la lumière et assurer une continuité de la surface 14 à usiner, et

- réaliser l’usinage par tournage de la surface 14.

La tôle 22 est configurée pour offrir une surface continue à l’outil coupant 16 pour éviter les chocs sur le bord d’encoche 18. L’outil coupant aura un ainsi appui (radial) permanent dans le plan d’usinage P.

La tôle 22 est de préférence réalisée dans le même matériau que le carter 10 afin de faciliter sa fixation. Dans le cas où leur matériau est métallique et soudable, la tôle 22 est de préférence fixée à la pièce par soudage et en particulier par soudage par points 24. Le soudage par points peut être réalisé en soudant avec une bille d’acier comme matériau d’apport, la tôle sur le rail. Dans l’exemple représenté, plusieurs points de soudure 24 sont disposés entre les bords périphériques de la tôle et de l’encoche, le long de ces bords. Le nombre de points 24 est par exemple inférieur ou égal à 10 (4 dans l’exemple représenté).

L’encoche 18 a ici une forme générale en U ou C dont l’ouverture débouche en direction axiale. La tôle 22 a une forme et des dimensions prédéterminées pour combler l’encoche et en particulier pour assurer la continuité de la surface à usiner, sur toute son étendue axiale. La tôle est ainsi complémentaire de l’encoche.

L’épaisseur de la tôle 22 peut être plus faible que celle du rail. Elle 5 doit être choisie pour résister à l’opération d’usinage par tournage. C’est également le cas du choix du nombre de points de soudure. En position fixée, la tôle a sa surface radiale interne alignée avec et s’étendant dans le prolongement de la surface 14 du rail.

Après fixation de la tôle 22, l’usinage par tournage peut donc être 10 réalisé au moyen de l’outil coupant 16. Une fois cet usinage terminée, la tôle peut être retirée. Pour cela, les points de soudure 24, qui solidarisent la tôle au rail peuvent être supprimés par usinage. Après retrait de la tôle, il peut en outre être nécessaire d’usiner les résidus de points de soudure 24.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé d’usinage par tournage d’une pièce de turbomachine, ladite pièce comportant une paroi d’axe A de révolution et comprenant au moins une lumière traversante en direction radiale qui interrompt une surface annulaire (14) s’étendant autour de l’axe A et destinée à être usinée, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes consistant à :

- rapporter et fixer dans la lumière une tôle (22) configurée pour combler la lumière et assurer une continuité de ladite surface, et

- réaliser l’usinage par tournage de ladite surface.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la tôle (22) est fixée par soudage par points (24) à la paroi.
3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel les points de soudure (24) sont à distance les uns des autres.
4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la tôle (22) a une forme complémentaire de celle de ladite lumière.
5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la tôle (22) est réalisée dans le même matériau que la paroi.
6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite lumière est une encoche (18), par exemple de forme générale en U ou C.
7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, comprenant, après l’usinage par tournage, une étape consistant à retirer la tôle (22).
8. Procédé selon la revendication précédente, en dépendance de l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel la tôle (22) est retirée par usinage des points de soudure (24).
9. Procédé selon la revendication précédente, comprenant, après le retrait de la tôle (22), le retrait de résidus des points de soudure (24), par exemple par soudage.
10. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la pièce est un carter (10) de turbomachine et la paroi est un rail annulaire (12) d’accrochage d’un distributeur de turbine et d’un d’étanchéité, ladite lumière étant destinée à coopérer avec des d’immobilisation en direction circonférentielle dudit distributeur anneau.

anneau moyens et dudit

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