FR3120322A1 - Procédé de fabrication d’une pièce fraisée à l’aide d’un outil de fraisage et outil de fraisage - Google Patents

Abstract

Il est proposé un procédé de fabrication d’un disque aubagé ou « blisk » possédant une pluralité de profils d’aubes et des canaux s’étendant entre lesdits profils d’aubes, mis en œuvre au moyen d’une mèche-fraise en forme de cloche dotée d’une surface extérieure conique, ledit procédé comprenant les étapes selon lesquelles on se procure une ébauche en forme de disque et, pour former les canaux dans ladite ébauche, on fait pénétrer la mèche-fraise en forme de cloche dans l’ébauche au niveau d’une surface extérieure de ladite ébauche et on la déplace ainsi en longeant une ligne de surface de la mèche-fraise en forme de cloche, le déplacement de la mèche-fraise s’effectuant selon 3 axes sur une voie linéaire et/ou selon 5 axes sur une voie courbe. Il est proposé en outre une mèche-fraise en forme de cloche. Figure pour l’abrégé : figure 4

Description

Procédé de fabrication d’une pièce fraisée à l’aide d’un outil de fraisage et outil de fraisage

La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un disque aubagé ou « blisk » possédant une pluralité de profils d’aubes et des canaux s’étendant entre lesdits profils d’aubes, mis en œuvre au moyen d’une mèche-fraise en forme de cloche, et concerne également une mèche-fraise en forme de cloche.

La fabrication d’un disque aubagé est généralement un processus très coûteux en temps. En raison des profils d’aubes dont la géométrie est en partie compliquée, présentant courbures et torsions éventuelles, les canaux font habituellement uniquement l’objet d’un fraisage grossier au moyen d’une fraise-disque ou au moyen d’une fraise en bout ou d’une fraise d’ébauche. Le restant de matériau est éliminé au moyen d’une fraise à profiler.

L’invention a par conséquent pour objectif de réduire le temps nécessaire à la fabrication d’un disque aubagé.

Cet objectif est atteint, selon l’invention, grâce à un procédé de fabrication d’un disque aubagé ou « blisk » possédant une pluralité de profils d’aubes et des canaux s’étendant entre lesdits profils d’aubes, mis en œuvre au moyen d’une mèche-fraise en forme de cloche dotée d’une surface extérieure conique, ledit procédé comprenant les étapes suivantes dans lesquelles :

• on se procure une ébauche en forme de disque,
• pour former les canaux dans ladite ébauche, on fait pénétrer la mèche-fraise en forme de cloche dans l’ébauche au niveau d’une surface extérieure de ladite ébauche et on la déplace ainsi en longeant une ligne de surface de la mèche-fraise en forme de cloche, le déplacement de la mèche-fraise s’effectuant selon 3 axes sur une voie linéaire et/ou selon 5 axes sur une voie courbe.

L’emploi d’une mèche-fraise en forme de cloche permet de mieux reproduire la géométrie des profils d’aubes lors du dégrossissage, c’est-à-dire lors de l’élaboration grossière de l’ébauche, que ne le permet par exemple l’emploi d’une fraise-disque. Le temps nécessaire au dégrossissage peut donc être significativement réduit car on peut alors soit se passer totalement du dégrossissage au moyen d’une fraise à profiler, soit l’employer uniquement dans une bien moindre mesure.

Un déplacement de la mèche-fraise en forme de cloche selon 3 axes sur une voie linéaire offre l’avantage d’un trajet de déplacement moins compliqué à programmer, notamment, qu’un déplacement selon 5 axes.

Dans le présent contexte, on entend par « déplacement selon 3 axes » un déplacement dans l’espace qui se définit selon trois axes, donc par exemple un déplacement linéaire dans un système de coordonnées à trois dimensions. Ce déplacement se produit notamment sans décalage angulaire de l’axe de l’outil par rapport à la position de la pièce à usiner.

Un déplacement selon 5 axes demande par conséquent cinq axes pour définir un déplacement, par exemple lesdits trois axes d’un système de coordonnées à trois dimensions avec, en plus, deux axes de rotation. Un déplacement selon 5 axes permet avantageusement à la mèche-fraise en forme de cloche de s’approcher au mieux du contour terminal, par rapport à un déplacement selon 3 axes.

On peut mettre en œuvre un déplacement selon 5 axes de la mèche-fraise aussi bien lors du dégrossissage que lors de la semi-finition et/ou de la finition.

Dans le présent contexte, le terme « linéaire » ne désigne pas strictement la notion de « rectiligne » mais la notion de « continu ».

Le déplacement de la mèche-fraise s’effectue toutefois de préférence le long d’une voie rectiligne.

En déplaçant la mèche-fraise en forme de cloche le long d’une ligne de surface de ladite mèche-fraise, on évite qu’une pression latérale agisse sur celle-ci, exerçant une charge sur cette dernière et occasionnant potentiellement par une fatigue accélérée du matériau. On obtient en particulier un déplacement du corps principal non tranchant de la mèche-fraise en forme de cloche dans une zone déjà découpée. On obtient également une bonne approche de la mèche-fraise en forme de cloche par rapport à la géométrie envisagée du disque aubagé.

La direction longeant la ligne de surface de la mèche-fraise en forme de cloche suit notamment un vecteur longeant sa surface extérieure de façon rectiligne, depuis une pointe de cône imaginaire jusqu’à la base imaginaire dudit cône, lequel est formé en prolongeant de façon imaginaire la surface extérieure conique de la mèche-fraise en forme de cloche. En d’autres termes, le déplacement ne s’effectue pas le long d’un sens circonférentiel de la surface extérieure de la mèche-fraise, donc pas selon une voie courbe.

La mèche-fraise en forme de cloche permet de préférence de réaliser le dégrossissage et la semi-finition du disque aubagé.

Le terme « blisk » est la contraction de l’expression « blade integrated disk » et désigne une roue à aubes réalisée de façon monobloc à partir d’une ébauche.

Selon un mode de réalisation, on forme tout d’abord dans l’ébauche un canal préalable en une position située entre deux profils d’aubes et on élargit ensuite le canal préalable au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche dans au moins une direction afin de former les canaux présents entre les profils d’aubes. Chaque canal ne demande alors qu’un seul fraisage dans la masse dans le cadre duquel les tranchants rapportés introduits dans la mèche-fraise en forme de cloche subissent une moindre contrainte. On peut former le canal préalable au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche. Il est également possible de former le canal préalable au moyen d’une fraise-disque ou de toute autre façon.

Un canal préalable, dans le présent contexte, désigne une première entaille en une position de l’ébauche située entre deux flancs d’aubes, lesdits flancs d’aubes n’étant pas encore créés à ce moment-là et ne résultant que d’un usinage par enlèvement de matière subséquent.

Par exemple, le canal préalable est formé centralement entre deux profils d’aubes avant d’être élargi dans les deux sens vers les profils d’aubes.

En variante, il est possible de constituer le canal préalable sur le côté aspiration d’un profil d’aube avant de l’élargir vers le côté refoulement. Cet ordre est particulièrement avantageux en ce qui concerne la contrainte exercée sur les tranchants rapportés. On évite ici notamment que les tranchants rapportés aient également à effectuer une coupe sur leur côté intérieur, autre que lors de la formation du canal préalable, lequel résulte d’un fraisage dans la masse.

On peut aussi envisager de constituer le canal préalable sur le côté refoulement et de l’élargir vers le côté aspiration.

De plus, il est a priori possible de réaliser la coupe alternativement à partir du côté refoulement et du côté aspiration vers le centre du canal. Cela entraîne toutefois la formation d’une arête dégagée potentiellement instable qu’il est possible de rompre par contact avec la mèche-fraise en forme de cloche.

L’usinage de l’ébauche à l’aide de la mèche-fraise en forme de cloche s’effectue de préférence en conservant tout d’abord une surcote d’au moins 0,3 mm sur les profils d’aubes. Étant donné que l’usinage de l’ébauche s’effectue à haute vitesse de coupe, le matériau constituant l’ébauche chauffe fortement, avec risque d’altérations structurelles du matériau. La surcote vise à assurer qu’aucun matériau défaillant ne soit présent sur le composant fini, une fois un usinage de précision final réalisé.

Selon un mode de réalisation, on dégrossit tout d’abord les canaux au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche jusqu’à une épaisseur qui est inférieure à la profondeur finale du canal, puis on effectue la finition d’au moins un flanc d’aube respectif parmi ceux adjacents à un canal, jusqu’à une première profondeur. Les profils d’aubes sont alors stabilisés lors de l’usinage, de façon à pouvoir résister aux forces qui s’exercent latéralement sur ceux-ci au cours de l’usinage. Si l’on dégrossissait tout d’abord tous les canaux à la profondeur finale et si on n’effectuait qu’ensuite la finition des profils d’aubes, ces profils d’aubes seraient soumis à des vibrations, notamment au cours d’un usinage réalisé à proximité des bords extérieurs, ce qui compliquerait l’usinage.

Après la finition de l’au moins un flanc d’aube jusqu’à la première profondeur, on peut dégrossir les canaux au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche jusqu’à une deuxième profondeur, puis on effectue la finition de l’au moins un flanc d’aube adjacent au canal jusqu’à la deuxième profondeur. Ce processus peut être répété jusqu’à obtention de la profondeur finale. La deuxième profondeur peut très bien correspondre à la profondeur finale.

Un des avantages d’un dégrossissage en plusieurs étapes consiste en ce que le positionnement de la mèche-fraise en forme de cloche peut être modifié entre les diverses étapes d’usinage, permettant une approche particulièrement favorable de la mèche-fraise par rapport aux profils d’aubes. Cela offre notamment la possibilité d’une semi-finition au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche.

On dégrossit par exemple tout d’abord tous les canaux jusqu’à la première profondeur et on effectue la finition de tous les flancs d’aubes jusqu’à la première profondeur, puis on dégrossit ensuite tous les canaux jusqu’à la deuxième profondeur. Du point de vue de la technique de production, cela est avantageux car le positionnement de la mèche-fraise en forme de cloche ou d’un outil de finition employé peut demeurer inchangé tant que dure l’étape d’usinage sur toute la circonférence de l’ébauche, c’est-à-dire à l’identique pour tous les canaux. Dans ce contexte, l’ébauche subit une rotation sur son axe après chaque étape d’usinage, selon une valeur angulaire correspondante.

En variante, on peut tout d’abord dégrossir et effectuer la finition d’un canal dans le cadre d’un procédé de dégrossissage en plusieurs étapes, jusqu’à une profondeur finale, puis on peut usiner un canal adjacent par dégrossissage et effectuer sa finition. L’avantage en est qu’un canal adjacent ne soit pas encore ouvert. En d’autres termes, le flanc d’aube adjacent au canal non encore ouvert se trouve supporté par un matériau massif et peut ainsi être avantageusement usiné.

Pour usiner les flancs d’aubes, notamment dans le cadre d’une semi-finition, on effectue plusieurs passes avec la mèche-fraise en forme de cloche le long des flancs d’aubes. Il demeure ainsi aussi peu de matériau que possible sur les profils d’aubes, ce qui vient simplifier l’usinage de précision subséquent.

On peut également effectuer une semi-finition et/ou une finition des canaux au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche, et le déplacement de la mèche-fraise consistera en un déplacement selon 5 axes dans le cadre de la finition. Un déplacement selon 5 axes permet de déplacer la mèche-fraise en forme de cloche le long d’un flanc d’aube, sur une voie de contact, et il est possible de modifier le positionnement de la mèche-fraise pendant ce déplacement.

La finition au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche s’effectue notamment en fin de processus, après que l’ébauche a été dégrossie et a éventuellement fait l’objet d’une semi-finition.

Selon un mode de réalisation, on peut utiliser au moins deux mèches-fraises en forme de cloche différentes, présentant des angles de flanc différents, pour usiner l’ébauche. Cela permet d’optimiser l’usinage, notamment au niveau des flancs des profils d’aubes. Une plus forte courbure se prête notamment mieux à l’usinage de flancs concaves des profils d’aubes et une moindre courbure à l’usinage de flancs convexes des profils d’aubes.

L’objectif de l’invention est en outre atteint grâce à une mèche-fraise en forme de cloche destinée à la réalisation d’un procédé décrit ci-dessus, ladite mèche-fraise en forme de cloche présentant un corps principal doté d’une surface extérieure conique et dans lequel corps principal sont prévus des logements destinés à des tranchants rapportés.

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit ainsi que des dessins en annexe servant de référence. Les dessins représentent :

• , une représentation en perspective d’une mèche-fraise en forme de cloche selon l’invention,
• , une représentation en coupe d’une mèche-fraise en forme de cloche selon l’invention,
• , une vue détaillée d’un tranchant rapporté installé dans la mèche-fraise en forme de cloche,
• , la mèche-fraise en forme de cloche des figures 1 et 2 selon un positionnement relativement à un disque aubagé,
• , une mèche-fraise en forme de cloche relativement à un disque aubagé, en pénétration dans ce dernier,
• , une vue partielle d’un disque aubagé, vu depuis le dessus des profils d’aubes,
• , une vue de dessus schématique d’un profil d’aube,
• , une autre vue partielle d’un disque aubagé,
• , une mèche-fraise en forme de cloche au cours de l’usinage d’un disque aubagé, et
• , un volume d’extraction d’une mèche-fraise en forme de cloche 10.

Les figures 1 et 2 illustrent chacune une mèche-fraise en forme de cloche 10. Une mèche-fraise est un outil permettant d’usiner une pièce par enlèvement de matière.

La mèche-fraise en forme de cloche 10 présente un corps principal 12 doté d’une surface extérieure conique 14 donnant sa forme de cloche à la mèche-fraise 10.

Le corps principal 12 est creux, au moins sur certaines portions, permettant à la mèche-fraise en forme de cloche 10 de pénétrer particulièrement profondément dans une ébauche à usiner.

Un angle de flanc α du corps principal 12 conique, illustré à la , est par ex. compris entre 25° et 35° et est notamment de 30°. L’angle de flanc α est de préférence optimisé pour une géométrie d’usinage.

Des logements 15 sont ménagés dans le corps principal 12 et destinés à l’installation de tranchants rapportés 16. Les tranchants rapportés 16 se composent par exemple de céramique, carbure, nitrure de bore cubique polycristallin (PCBN, polycrystalline cubic boron nitride) ou diamant cubique polycristallin (PCD, polycrystalline cubic diamond).

Les tranchants rapportés 16 sont fixés au moyen d’éléments de fixation 18 qui sont vissés au corps principal 12.

La illustre, selon une vue détaillée, un tranchant rapporté 16 fixé par un élément de fixation 18.

La mèche-fraise en forme de cloche 10 se prête à la fabrication d’un disque aubagé ou « blisk » 20 (blade integrated disk) présentant une pluralité de profils d’aubes 22 et des canaux 24 présents entre les profils d’aubes 22. Un disque aubagé 20 de ce type est illustré à la .

Un disque aubagé 20 est généralement usiné par enlèvement de matière à partir d’une ébauche 26 en forme de disque. La représente la géométrie d’une telle ébauche 26 pour un disque aubagé 20 par des lignes pointillées.

Pour fabriquer le disque aubagé 20, la mèche-fraise en forme de cloche 10 est amenée à pénétrer en plusieurs plongées dans l’ébauche 26 au niveau d’une surface extérieure 28 de l’ébauche 26.

La illustre la mèche-fraise en forme de cloche 10 dans une position préalable à sa pénétration dans l’ébauche 26 et la une fois que celle-ci a pénétré dans l’ébauche.

Le sens du déplacement de la mèche-fraise en forme de cloche 10 en cours de pénétration dans l’ébauche 26 est indiquée à la à l’aide d’une flèche.

La mèche-fraise en forme de cloche 10 est notamment déplacée dans une direction longeant une ligne de surface de la mèche-fraise en forme de cloche 10. Plus précisément, le déplacement de la mèche-fraise 10 s’effectue sur une voie linéaire à 3 axes.

Dans l’exemple de réalisation illustré, cette voie est une voie rectiligne. La voie parcourue par la mèche-fraise en forme de cloche 10 est notamment non courbe.

Le positionnement de la mèche-fraise 10 demeure constant pendant le processus de déplacement.

En variante, il est également envisageable que le déplacement de la mèche-fraise 10 s’effectue selon 5 axes, au moins dans une certaine section.

Un mouvement de plongée effectué par la mèche-fraise en forme de cloche 10 selon 3 axes le long d’une voie linéaire permet de produire une rainure annulaire présentant la forme d’un cylindre creux elliptique asymétrique. Un volume d’extraction réalisable par la mèche-fraise en forme de cloche 10 est représenté à titre d’exemple dans la .

Un procédé de fabrication d’un disque aubagé ou « blisk » 20 à partir d’une ébauche 26 à l’aide d’une mèche-fraise en forme de cloche 10 telle que celle représentée dans les figures 1 et 2 est décrit ci-après en référence aux figures 6 à 8.

Plus particulièrement, on dégrossit tout d’abord les canaux 24 présents entre les profils d’aubes 22 au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche 10 et on effectue également facultativement une semi-finition au moyen de la mèche-fraise 10 avant de réaliser un usinage de précision final du disque aubagé 20.

Par « dégrossissage », on entend généralement un usinage grossier et par « finition » un usinage de précision.

On forme tout d’abord un canal préalable en une position située entre deux profils d’aubes 22. Ce processus est réalisé au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche 10 ou d’un autre outil, par exemple d’une fraise-disque.

À ce stade, les profils d’aubes 22 ne sont pas encore dégagés mais sont noyés dans la masse.

On élargit ensuite le canal préalable au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche 10 dans au moins une direction afin de former un canal 24 présent entre les profils d’aubes 22.

La illustre à titre d’exemple trois plongées de la mèche-fraise 10 par les lignes désignées 1, 2 et 3. En fonction de l’écart entre les profils d’aubes 22 et de la largeur des tranchants rapportés 16, il peut être nécessaire de réaliser plus de trois plongées.

Selon un mode de réalisation du procédé de fabrication, le canal préalable est créé de manière centrée entre les profils d’aubes 22. En d’autres termes, une première plongée est effectuée dans l’ébauche 26 le long de la ligne 1.

On réalise ensuite un élargissement du canal préalable le long de la ligne 1 au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche 10 dans les deux sens. En conséquence, les plongées suivantes sont effectuées le long des lignes 2 et 3.

Ces plongées peuvent toutefois être réalisées dans un autre ordre.

Elles peuvent par exemple s’effectuer depuis le côté aspiration vers le côté refoulement. Autrement dit, le canal préalable est créé à proximité du côté convexe (côté aspiration) d’un profil d’aube 22 adjacent au canal 24 et est ensuite élargi vers le côté concave (côté refoulement).

Eu égard à l’exemple illustré à la , le canal préalable est formé le long de la ligne 3, après quoi on réalise une plongée le long de la ligne 1 et enfin une plongée le long de la ligne 2.

Cet ordre se prête particulièrement bien à l’utilisation de tranchants rapportés 16 présentant une inclinaison relativement faible des flancs. On évite ici que les tranchants rapportés 16 aient à effectuer une coupe sur leur flanc intérieur.

En variante, il est également envisageable que les plongées soient réalisées depuis le côté refoulement vers le côté aspiration, c’est-à-dire dans l’ordre 2-1-3 des plongées illustrées à la .

L’usinage du côté refoulement concave s’effectue notamment par un flanc extérieur de la mèche-fraise en forme de cloche 10 et l’usinage du côté aspiration convexe par le flanc intérieur de la mèche-fraise 10.

Plusieurs plongées peuvent être réalisées au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche 10 à proximité du côté aspiration d’un profil d’aube 22, ainsi qu’il est représenté à la , ces plongées mettant en œuvre un positionnement différent de la mèche-fraise 10 par rapport à l’ébauche 26. En conséquence, on fait varier l’angle d’un axe de rotation R de la mèche-fraise en forme de cloche 10 et/ou la position de ladite mèche-fraise 10 par rapport à l’ébauche 26 entre les plongées.

La plongée s’effectue ici aussi toutefois en longeant une ligne de surface de ladite mèche-fraise en forme de cloche 10.

La représente à titre d’exemple trois plongées le long du côté aspiration d’un profil d’aube 22 avec des positionnements différents de la mèche-fraise en forme de cloche 10.

Les trois plongées sont représentées à la à l’aide des lignes numérotées 1, 2 et 3. Les directions de coupe sont chacune représentées par des flèches.

Les plongées représentées peuvent s’accomplir selon des ordres différents.

Par exemple, une plongée centrée, représentée à la par la ligne 2, s’effectue en dernier. Cet ordre offre l’avantage de conserver aussi longtemps que possible le matériau de stabilisation au milieu des flancs du profil d’aube 22.

Si l’on finit par une coupe le long de la ligne 1, on obtient en revanche l’avantage que la largeur du matériau soit aussi faible que possible au moment de l’extraction hors dudit matériau. Cet ordre est des plus protecteurs pour la mèche-fraise en forme de cloche 10.

Selon un autre mode de réalisation, on peut réaliser respectivement uniquement deux plongées avec des positionnements différents de la mèche-fraise en forme de cloche 10 sur le côté aspiration d’un profil d’aube 22. Dans ce cas, il demeure potentiellement un peu plus de matériau sur le flanc d’aube qu’après trois plongées.

En effectuant plusieurs plongées à proximité du côté aspiration avec des positionnements différents de la mèche-fraise en forme de cloche 10, on assure une approximation particulièrement favorable de la géométrie de l’ébauche 26 à une géométrie finale du disque aubagé 20. Ce processus est également dénommé « semi-finition ».

De plus, on réduit en outre la possibilité de variations de surcote sur les flancs des profils d’aubes 22. Cela simplifie l’usinage de précision final.

Cependant, il demeure une surcote d’au moins 0,3 mm sur l’ébauche 26 après la semi-finition.

Une surcote maximale est de préférence de 0,6 mm.

Il est de surcroît envisageable d’employer différentes mèches-fraises en forme de cloche 10 avec différents angles de flancs lors de l’usinage du côté refoulement et de l’usinage du côté aspiration.

La permet d’aborder un autre aspect d’un procédé de fabrication d’un disque aubagé ou « blisk » 20 au moyen d’une mèche-fraise en forme de cloche 10.

Plus particulièrement, un dégrossissage et une finition subséquente des canaux 24 peuvent être réalisés en plusieurs étapes. Cela signifie qu’on peut tout d’abord dégrossir un canal 24 non pas jusqu’à une profondeur finale mais uniquement jusqu’à une première profondeur T1. Cette profondeur T1 est représentée à la par une ligne pointillée.

Le dégrossissage et la finition des canaux 24 peuvent a priori s’effectuer en autant d’étapes que nécessaire. Par souci de simplification, on décrit ci-après un usinage en deux étapes.

Avant de dégrossir le canal 24 jusqu’à une profondeur finale, on effectue la finition du canal 24 jusqu’à la première profondeur T1. Cela est avantageux en ce qui concerne le comportement des profils d’aubes 22 lors de la finition, ainsi qu’il est abordé dans de plus amples détails ci-après.

Pour une meilleure compréhensibilité, les diverses positions d’usinage sont numérotées dans la . De plus, les canaux 24 sont numérotés dans la de manière consécutive selon l’ordre de leur usinage.

La illustre un disque aubagé 20 usiné fini. Ce disque aubagé 20 n’est toutefois fabriqué que selon les étapes de procédé décrites ci-après.

On dégrossit par exemple tout d’abord un premier canal 24-1 en une position 0 à la profondeur finale et on effectue la finition.

On dégrossit ensuite un canal adjacent 24-2 (à la , sur la gauche du premier canal) en une position 1 jusqu’à la première profondeur T1.

Le dégrossissage se produit par exemple de la manière décrite dans le cadre de la , c’est-à-dire en formant un canal préalable jusqu’à la profondeur T1, lequel est par la suite élargi.

De même, ainsi qu’il est décrit dans le cadre de la , on peut procéder à une plongée multiple de la mèche-fraise en forme de cloche 10 à proximité d’un flanc du profil d’aube 22 jusqu’à la profondeur T1 avec différents positionnements, en procédant notamment à une semi-finition.

Une fois le canal 24-2 dégrossi jusqu’à la première profondeur T1, on effectue une finition d’un flanc du profil d’aube 22 qui délimite le canal 24-2 par rapport au canal 24-1 précédemment usiné, en une position 2, jusqu’à la première profondeur T1.

Ceci offre l’avantage que, lors de la finition, le profil d’aube 22 se trouve stabilisé au-dessus de la première profondeur T1 par le matériau massif situé au-dessous de la première profondeur T1, permettant l’absence ou seulement une quantité infime de vibrations dans le profil d’aube 22 au cours de ladite finition. Un bras de levier mis en œuvre lors de la finition est notamment de longueur réduite.

Par la suite, le canal 24-2 est dégrossi et subi une finition de façon identique, aux positions 3 et 4, jusqu’à une deuxième profondeur, laquelle correspond à la profondeur finale dans l’exemple de réalisation illustré.

Après cela, on effectue en position 5 la finition de la surface de flanc du profil d’aube 22 qui délimite le canal 24-2 par rapport au canal 24-3 non encore usiné à ce stade, jusqu’à obtenir la profondeur finale. Le profil d’aube 22 est alors soutenu par le matériau massif du canal 24-3 non encore usiné.

L’usinage en plusieurs étape offre la possibilité de modifier le positionnement de la mèche-fraise en forme de cloche 10 entre les étapes d’usinage. Plus particulièrement, le dégrossissage jusqu’à la première profondeur T1 peut s’effectuer selon un positionnement de la mèche-fraise en forme de cloche 10 différent de celui existant pour le dégrossissage jusqu’à la profondeur finale.

Les canaux 24-3, 24-4 etc. suivants sont ensuite usinés de la même manière que le canal 24-2, jusqu’à ce que tous les canaux 24 soient constitués.

Pour le dernier canal 24-n, la finition des deux flancs doit s’effectuer en plusieurs étapes car le canal 24-1 préalablement ouvert n’offre aucune stabilisation au profil d’aube 22 adjacent.

Dans un autre mode de réalisation différent du processus précédemment décrit, on peut tout d’abord mettre en œuvre une seule et même étape de procédé pour chaque canal 24.

En conséquence, on peut par exemple tout d’abord dégrossir tous les canaux 24 jusqu’à la première profondeur T1. Plus particulièrement, le dégrossissage s’effectue au niveau des positions 1, 6, 11, etc.

Ici, la mèche-fraise en forme de cloche 10 effectue une même plongée successivement dans tous les canaux 24. À cet effet, l’ébauche 26 subit une rotation sur son axe central après chaque plongée dans une mesure permettant à la mèche-fraise en forme de cloche 10 de plonger successivement dans tous les canaux 24.

Une fois que tous les canaux 24 ont été dégrossis jusqu’à la première profondeur T1, on effectue la finition des profils d’aubes 22 jusqu’à la première profondeur T1 sur les deux flancs, c’est-à-dire sur le côté refoulement et le côté aspiration.

Le même processus est répété pour le dégrossissage et la finition de tous les canaux 24 jusqu’à la profondeur finale.

Ainsi qu’il ressort de la , il demeure une plus grande quantité de matériau au niveau du fond, à proximité d’un bord d’entrée et d’un bord de sortie, du fait de la forme et du positionnement de la mèche-fraise en forme de cloche 10.

On éliminera par exemple ce restant de matériau à l’aide d’une fraise en carbure massif.

En variante, on peut également éliminer le restant de matériau à l’aide de la mèche-fraise en forme de cloche 10, notamment en donnant un mouvement de basculement à ladite mèche-fraise 10.

Si le dégrossissage des canaux 24 est réalisé en plusieurs étapes, ainsi qu’il est décrit dans le cadre de la , il demeure également un restant de matériau au niveau des fonds intermédiaires. Cette irrégularité doit être prise en compte pour le point de départ des voies dans le cadre du dégrossissage à la deuxième profondeur.

Pour terminer, on peut réaliser une semi-finition et/ou une finition des flancs des profils d’aubes au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche 10. Pour la finition, on effectue un déplacement de la mèche-fraise 10 différent de celui du dégrossissage, et de préférence selon 5 axes.

Pour la finition, on détermine des voies de contact adaptées sur les flancs d’aubes ainsi qu’un processus de positionnement associé.

Étant donné que le sens du déplacement ne suit pas forcément une direction longeant la ligne de surface du corps principal 12 lors de la finition, les tranchants rapportés 16 n’ont pas à effectuer un fraisage dans la masse. Puisque les canaux 24, à l’exception d’une faible surcote, ont déjà été dégagés au moment de la finition, cela ne pose aucun problème dans le cas présent.

Claims (11)

1. Procédé de fabrication d’un disque aubagé ou « blisk » possédant une pluralité de profils d’aubes et des canaux s’étendant entre lesdits profils d’aubes, mis en œuvre au moyen d’une mèche-fraise en forme de cloche dotée d’une surface extérieure conique, ledit procédé comprenant les étapes suivantes dans lesquelles :

   • on se procure une ébauche en forme de disque,
   • pour former les canaux dans ladite ébauche, on fait pénétrer la mèche-fraise en forme de cloche dans l’ébauche au niveau d’une surface extérieure de ladite ébauche et on la déplace ainsi en longeant une ligne de surface de la mèche-fraise en forme de cloche, le déplacement de la mèche-fraise s’effectuant selon 3 axes sur une voie linéaire et/ou selon 5 axes sur une voie courbe.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’on forme tout d’abord dans l’ébauche un canal préalable en une position située entre deux profils d’aubes et on élargit ensuite le canal préalable au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche dans au moins une direction afin de former les canaux présents entre les profils d’aubes.
3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’usinage de l’ébauche à l’aide de la mèche-fraise en forme de cloche s’effectue en conservant tout d’abord une surcote d’au moins 0,3 mm sur les profils d’aubes.
4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’on dégrossit tout d’abord les canaux au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche jusqu’à une épaisseur qui est inférieure à la profondeur finale du canal, puis on effectue la finition d’au moins un flanc d’aube respectif parmi ceux adjacents à un canal, jusqu’à une première profondeur.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, après la finition de l’au moins un flanc d’aube jusqu’à la première profondeur, on dégrossit les canaux au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche jusqu’à une deuxième profondeur et on effectue ensuite la finition de l’au moins un flanc d’aube adjacent au canal jusqu’à la deuxième profondeur.
6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu’on dégrossit tout d’abord tous les canaux jusqu’à la première profondeur et on effectue la finition de tous les flancs d’aubes jusqu’à la première profondeur, puis on dégrossit ensuite tous les canaux jusqu’à la deuxième profondeur.
7. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu’on dégrossit et on effectue tout d’abord la finition d’un canal jusqu’à une profondeur finale et on usine ensuite un canal adjacent par dégrossissage et finition.
8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour l’usinage des flancs d’aubes, on effectue plusieurs passes avec la mèche-fraise en forme de cloche le long des flancs d’aubes.
9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’on effectue une finition des canaux au moyen de la mèche-fraise en forme de cloche, ledit déplacement de la mèche-fraise en forme de cloche lors de la semi-finition et/ou de la finition consistant en un déplacement selon 5 axes.
10. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour usiner l’ébauche, on utilise au moins deux mèches-fraises en forme de cloche différentes présentant des angles de flanc différents.
11. Mèche-fraise en forme de cloche destinée à la réalisation d’un procédé selon l’une des revendications précédentes, ladite mèche-fraise en forme de cloche présentant un corps principal doté d’une surface extérieure conique et dans lequel corps principal sont prévus des logements destinés à des tranchants rapportés.