WO2010142747A1 - Procede pour l'usinage par outil pcd d'aubes de turbine en cmc - Google Patents

Procede pour l'usinage par outil pcd d'aubes de turbine en cmc Download PDF

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WO2010142747A1
WO2010142747A1 PCT/EP2010/058117 EP2010058117W WO2010142747A1 WO 2010142747 A1 WO2010142747 A1 WO 2010142747A1 EP 2010058117 W EP2010058117 W EP 2010058117W WO 2010142747 A1 WO2010142747 A1 WO 2010142747A1
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WO
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tool
machining
cmc
ceramic matrix
matrix composite
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/058117
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English (en)
Inventor
Christian Defrocourt
Damien Hebuterne
Pascal Nizet
Original Assignee
Snecma
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C5/00Milling-cutters
    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/10Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft
    • B23C5/1081Shank-type cutters, i.e. with an integral shaft with permanently fixed cutting inserts 
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/16Working surfaces curved in two directions
    • B23C3/18Working surfaces curved in two directions for shaping screw-propellers, turbine blades, or impellers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B19/00Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
    • B24B19/14Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding turbine blades, propeller blades or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B24D99/005Segments of abrasive wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2226/00Materials of tools or workpieces not comprising a metal
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23CMILLING
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    • B23C2226/31Diamond
    • B23C2226/315Diamond polycrystalline [PCD]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23CMILLING
    • B23C2240/00Details of connections of tools or workpieces
    • B23C2240/08Brazed connections

Definitions

  • the field of the present invention is that of the machining of materials and more particularly that of high hardness materials such as ceramic matrix composites (CMC).
  • CMC ceramic matrix composites
  • PCD Crystal Silver Diamond
  • PCDs are obtained by sintering diamond particles with a chemical mechanical binder, such as cobalt, under high pressure and at high temperature.
  • a chemical mechanical binder such as cobalt
  • carbides different particle sizes ranging from micron to several tens of microns (l ⁇ m to 40 ⁇ m) are used for manufacturing.
  • the cobalt binder allows cohesion of the diamond grains and the combination of the two gives interesting cutting properties to the final product.
  • the object of the invention is a method of machining successive passes of a ceramic matrix composite part with a hardness greater than 500 HB, which is characterized in that it implements a tool comprising a cutting surface formed by platelets in a number greater than 2, regularly distributed over the circumference of the tool and positioned radially relative to the axis of rotation of the tool, and provided with polycrystalline diamond grains on their face exterior.
  • This method makes it possible to machine materials of high hardness (greater than a Brinell hardness of 500 HB), which was not possible with the tools and processes of the prior art.
  • the forward speed of the tool is between 500 and 2000 mm / min.
  • the depth of each pass is between 0.05 and 1 mm.
  • the tool has a diameter substantially equal to 10 mm and is driven at a rotation speed of between 10,000 and 30,000 rpm.
  • the tool has a diameter substantially equal to 3 mm and is driven at a rotation speed of between 20 000 and 50 000 rpm.
  • the rotational speed adopted for the file cutter is a function of its diameter and increases when the diameter decreases, the power absorbed by the machine tool remaining substantially constant.
  • the invention also relates to a rotary tool for machining a CMC ceramic matrix composite part with a hardness greater than 500 HB, characterized in that the cutting surface is formed by parallelepipedic plates provided with polycrystalline diamond grains on their outer face and positioned radially relative to the axis of rotation of the tool, said plates being in a number greater than 2 and distributed regularly around the circumference of the tool.
  • the increase in the number of platelets improves the quality of the machining by eliminating the vibration phenomena and the risks of delamination of the material which constitutes the part; it also allows faster machining.
  • the number of platelets is at least 8.
  • the platelets comprise grains having a size of between 2 and 20 ⁇ m.
  • the size of the grains is substantially equal to 10 ⁇ m.
  • the wafers comprise grains of different sizes.
  • the invention also relates to the use of a tool as described above for machining a ceramic matrix composite part with a hardness greater than 500 HB.
  • the invention also relates to a turbine blade for a turbine engine of CMC material produced using a method as described above and a turbomachine comprising at least one such turbine blade.
  • FIG. 1 is a perspective view of a file mill according to the invention, provided with PCD plates for machining CMC parts;
  • FIG. 2 is a schematic view describing a first step of a method implementing the tool which is the subject of the invention
  • - Figure 3 is a schematic view describing the first part of a second step of a method implementing the object of the invention
  • FIG. 4 is a schematic view describing the second part of this second step;
  • - Figure 5 is a schematic view describing the final step of the method of producing a turbine blade CMC.
  • a tool 1, of the milling cutter type comprising a cylindrical portion 2 serving as support for the tool, which is intended to be fixed in the mandrel of a machine tool and a cutting surface portion.
  • the cutting surface is constituted by a series of parallelepipedal plates 3 which are arranged radially with respect to this cylindrical part and which are brazed in the support of the tool. These plates comprise an outer face 4 covered with polycrystalline diamond particles. The tool is rotated and then brought into contact with the CMC part that the plates 3 machine through their outer face 4.
  • the closest tools are essentially file cutters having two cutting surfaces which are diametrically opposite on the cutter.
  • the tool does not progress regularly and that it is influenced by the texture of the material with its fibers which are oriented in all directions of space. It follows a repeated hammering phenomenon by the two cutting surfaces which causes micro-delamination of the fibers and thus produces imperfect machining.
  • the invention proposes to increase the number of pads on the tool to increase the number of cutting surfaces that act every turn of the tool.
  • the file cutter has a diameter of 10 mm and has 10 plates regularly distributed over its circumference. These carry polycrystalline diamond particles whose grain has a size of 10 microns. Its nominal rotation speed is between 10 and 30,000 rpm.
  • FIG. 2 and 3 shows the progress of the first step of machining a turbine blade BP 5 for turbomachine.
  • Plans A and B indicate the path followed by tool 1 during the first step of the machining process, which aims to thin the CMC blank, which comes out of production with extra thicknesses.
  • the planes A and B are arranged substantially parallel to the rope of the blade, that is to say to the direction which connects its leading edge to its trailing edge.
  • the milling cutter has brazed platelets of hemispherical shape and reduced diameter, covered with polycrystalline diamond particles.
  • the tool has a diameter of 3 mm and rotates at a speed between 20 and 50,000 rpm. It is used to machine the connecting radius 6 between the profile of the blade 5 and the foot 7 thereof.
  • the file cutter 1 is mounted on a machine tool, preferably digitally controlled for better machining accuracy, which is controlled to come in the plane A located on the underside of the blade to be machined. It is launched in rotation at a speed between 10 and 30 000 rpm and then moved, in scanning, against the blank while remaining in the plane A. Given the hardness of the CMC part, the characteristics retained for this machining are passes of thickness between 0.05 mm and 1 mm and speeds of advance between 500 and 2000 mm / min, with lubrication of the tool during its work. The plane A is brought closer to the surface of the blade each time a machining plane has been made, for a new scanning machining operation. Once the desired thickness dimension is reached the file cutter is moved along the plane B, located on the upper surface of the blade 5, and the same thinning operation is performed, with the same characteristics of 'machining.
  • a second step of the machining is then practiced, in order to obtain the final profile for the blade 5.
  • the same file-cutter 1, of diameter 10 mm, is used, with the same machining characteristics in this case. which concerns the depth of the passes and the speed of advancement of the tool.
  • the tool is moved in scan mode for the straight portions and in contouring mode for the curved parts, in order to follow the expected curves for the blade profile.
  • the third step of the machining is intended to clear the connection radius 6 of the profile of the blade to its foot 7.
  • the file cutter used in this step is necessarily changed to take into account the reduced space in which it must evolve.
  • the selected file cutter has a hemispherical shape, with a diameter of 3 mm, and is rotated at a speed between 20 and 50,000 rpm. She is used, as before, in scanning or contouring mode according to the profile sought for the connection. Due to the hardness of the workpiece the same machining characteristics are retained, namely passes of thicknesses between 0.05 mm and 1 mm and speeds of advance between 500 and 2000 mm / min, with a lubrication of the tool during his work.
  • the result obtained is a good quality machining in a relatively short time, a metal matrix composite material, which is, in addition, associated with a satisfactory life of the tool.
  • the invention thus represents a spectacular advance in the methods of machining materials in CMC.
  • Other variants are possible with regard to the definition of the cutting surface of the milling cutter, which can be of hemispherical or toric shape, depending on the shape sought for the workpiece. Similarly it may have a variable number of teeth greater than 2, such as 4, 6 or 8. A better result is obtained when the number of platelets 3 is high, that is to say in practice, greater than or equal to to 8.
  • PCD platelets can vary, with grains ranging from 5 to 20 microns.
  • the wafers may be bimodal, that is to say comprise a mixture of diamond grains of two different sizes, such as for example 2 and 30 microns.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

Outil rotatif pour l'usinage d'une pièce en composite à matrice céramique CMC d'une dureté supérieure à 500 HB, caractérisé par le fait que la surface de coupe de l'outil est formée par des plaquettes parallélépipédiques (3) munies de grains en diamant polycristallin sur leur face extérieure (4) et positionnées radialement par rapport à l'axe de rotation de l'outil, lesdites plaquettes étant en un nombre supérieur à 2 et réparties régulièrement sur la circonférence de l'outil.

Description

PROCEDE POUR L'USINAGE PAR OUTIL PCD D'AUBES DE TURBINE EN CMC
Le domaine de la présente invention est celui de l'usinage des matériaux et plus particulièrement celui des matériaux de grande dureté tels que les composites à matrice céramique (CMC).
Les concepteurs de turbomachines modernes, et en particulier des turbomachines aéronautiques, utilisent de plus en plus des matériaux en composite à matrice céramique ou à matrice organique pour les pièces qui nécessitent de grandes durée de vie malgré un fonctionnement dans un environnement particulièrement hostile (forte température, contraintes mécaniques élevées, etc. ...). Si ces matériaux présentent d'excellentes caractéristiques de tenue mécanique, ils génèrent en revanche des difficultés sérieuses pour leur élaboration. Leur dureté Brinell atteint de l'ordre de 800 HB alors que les métaux ou alliages couramment employés, tels que les alliages à base de titane ou même les aciers faiblement alliés, ne dépassent pas la valeur de 500 HB. Du fait de cette dureté leur usinage est extrêmement délicat et nécessite des outils et des gammes de fabrication particulièrement élaborés. Étant réputés pour leur difficulté à être usinés et leur action abrasive sur les outils qui tentent de les usiner, peu de matériaux de coupe, à l'exception du diamant, sont capables de les usiner correctement tout en ayant des durées de vie suffisantes.
Le diamant le plus couramment utilisé dans les outils de coupe est le diamant sous une forme polycristalline, ou PCD (Diamant PoIy cristallin). Les PCD sont obtenus par frittage de particules de diamant avec un liant chimico-mécanique, tel que du cobalt, sous forte pression et à haute température. Comme pour les carbures, différentes tailles de particules, allant du micron à quelques dizaines de microns (lμm à 40μm), sont utilisées pour la fabrication. Le liant cobalt permet la cohésion des grains de diamant et l'association des deux confère des propriétés de coupe intéressantes au produit final.
On connait des outils pour l'usinage de matériaux composites, tels que ceux décrits dans les demandes de brevet ou brevets US2007/0280792 ou US 7431538, mais ces outils ne sont adaptés qu'à des matériaux relativement tendres, qu'il s'agisse d'alliages de métaux tels que l'aluminium ou le cuivre etc. ou de matériaux composites en plastique renforcés par des fibres ; ils ne sont absolument pas adaptés à l'usinage de matériaux d'une grande dureté comme les matériaux en composites à matrice céramique. Dans l'état actuel de l'art, des pièces telles que des aubes de turbine pour moteurs aéronautiques ne sont pas réalisées en série en matériaux composites du type CMC, essentiellement du fait de la difficulté qu'il y a à les produire. Compte tenu de l'apport technologique fourni par ces matériaux, la présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un outil susceptible d'élaborer de telles pièces par usinage, en mettant en œuvre un procédé qui soit applicable industriellement et relativement simple à mettre en œuvre.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'usinage par passes successives d'une pièce en composite à matrice céramique d'une dureté supérieure à 500 HB, qui est caractérisé en ce qu'il met en œuvre un outil comportant une surface de coupe formée par des plaquettes en un nombre supérieur à 2, réparties régulièrement sur la circonférence de l'outil et positionnées radialement par rapport à l'axe de rotation de l'outil, et munie de grains en diamant polycristallin sur leur face extérieure.
Ce procédé permet d'usiner des matériaux de grande dureté (supérieure à une dureté Brinell de 500 HB), ce qui n'était pas possible avec les outils et procédés de l'art antérieur.
Avantageusement la vitesse d'avancement de l'outil est comprise entre 500 et 2000 mm/min.
De telles vitesses d'avancement ne pouvaient pas être atteintes avec les procédés et outils de l'art antérieur.
Préférentiellement la profondeur de chaque passe est comprise entre 0,05 et 1 mm. Avec les caractéristiques ci-dessus on arrive à usiner des matériaux en CMC avec des outils en diamant polycristallin sans usure excessive de l'outil.
De façon préférentielle l'outil a un diamètre sensiblement égal à 10 mm et est entraîné à une vitesse de rotation comprise entre 10 000 et 30 000 tr/min. De façon alternative l'outil a un diamètre sensiblement égal à 3 mm et est entraîné à une vitesse de rotation comprise entre 20 000 et 50 000 tr/min.
La vitesse de rotation retenue pour la fraise-lime est fonction de son diamètre et augmente quand le diamètre diminue, la puissance absorbée par la machine outil restant sensiblement constante.
L'invention a également pour objet un outil rotatif pour l'usinage d'une pièce en composite à matrice céramique CMC d'une dureté supérieure à 500 HB, caractérisé par le fait que la surface de coupe est formée par des plaquettes parallélépipédiques munies de grains en diamant polycristallin sur leur face extérieure et positionnées radialement par rapport à l'axe de rotation de l'outil, lesdites plaquettes étant en un nombre supérieur à 2 et réparties régulièrement sur la circonférence de l'outil. L'augmentation du nombre de plaquettes améliore la qualité de l'usinage en supprimant les phénomènes vibratoires et les risques de délaminage du matériau qui constitue la pièce ; elle permet en outre un usinage plus rapide. Par ailleurs la forme parallélépipédique et à l'orientation radiale, que ne présentent pas l'art antérieur et notamment le document US2007/0280792, a donné d'excellents résultats lors d'évaluations pour l'usinage de matériaux en CMC, ce qui n'était pas prévisible a priori pour un homme du métier.
De façon préférentielle le nombre de plaquettes est au moins égal à 8. Dans un mode particulier de réalisation les plaquettes comportent des grains d'une taille comprise entre 2 et 20 μm.
De façon préférentielle la taille des grains est sensiblement égale à 10 μm.
Dans un autre mode de réalisation les plaquettes comportent des grains de tailles différentes.
L'invention concerne également l'utilisation d'un outil tel que décrit ci-dessus pour l'usinage d'une pièce en composite à matrice céramique d'une dureté supérieure à 500 HB. L'invention porte également sur une aube de turbine pour turbomachine en matériau CMC produite à l'aide d'un procédé tel que décrit ci-dessus et sur une turbomachine comportant au moins une telle aube de turbine. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés. Sur ces dessins :
- la figure 1 est une vue en perspective d'une fraise-lime selon l'invention, munie de plaquettes PCD pour l'usinage de pièces en CMC ;
- la figure 2 est une vue schématique décrivant une première étape d'un procédé mettant en œuvre l'outil objet de l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique décrivant la première partie d'une seconde étape d'un procédé mettant en œuvre l'outil objet de l'invention ;
- la figure 4 est une vue schématique décrivant la deuxième partie de cette seconde étape ; - la figure 5 est une vue schématique décrivant l'étape finale du procédé de réalisation d'une aube de turbine en CMC.
En se référant à la figure 1, on voit un outil 1, du type fraise- lime, comportant une partie cylindrique 2 servant de support de l'outil, qui est destinée à être fixée dans le mandrin d'une machine-outil et une partie formant surface de coupe. La surface de coupe est constituée par une série de plaquettes 3 parallélépipédiques qui sont disposées radialement par rapport à cette partie cylindrique et qui sont brasées dans le support de l'outil. Ces plaquettes comportent une face extérieure 4 recouverte de particules de diamant polycristallin. L'outil est entraîné en rotation puis mis en contact avec la pièce en CMC que les plaquettes 3 usinent grâce à leur face extérieure 4.
Les outils les plus proches, connus dans l'art antérieur, sont essentiellement des fraises-limes présentant deux surfaces de coupe qui sont diamétralement opposées sur la fraise. Lors de la rotation d'une telle fraise-lime on constate que l'outil ne progresse pas de façon régulière et qu'il est influencé par la texture du matériau avec ses fibres qui sont orientées dans toutes les directions de l'espace. Il s'ensuit un phénomène de martèlement répété par les deux surfaces de coupe qui provoque des micro-délaminages des fibres et donc produit un usinage imparfait. Pour améliorer cette situation l'invention propose d'augmenter le nombre de plaquettes sur l'outil pour augmenter le nombre de surfaces de coupe qui agissent à chaque tour de l'outil.
Dans la version représentée la fraise-lime a un diamètre de 10 mm et comporte 10 plaquettes régulièrement réparties sur sa circonférence. Celles-ci portent des particules de diamant polycristallin dont le grain a une taille de 10 μm. Sa vitesse de rotation nominale se situe entre 10 et 30 000 tr/min.
Dans cette configuration on obtient une réduction des effets de choc constatés auparavant avec des fraises-limes à deux plaquettes, et la suppression des phénomènes de résonance vibratoire de l'outil qui y étaient associés. Au final cela se traduit par une progression plus régulière de l'outil et donc un meilleur contrôle de la coupe. On peut alors augmenter la vitesse de rotation et la vitesse d'avancement de l'outil et ainsi effectuer l'usinage du matériau dans de meilleures conditions et dans des temps plus courts. En se référant aux figures 2 et 3 on voit le déroulement de la première étape d'usinage d'une aube de turbine BP 5 pour turbomachine. Les plans A et B indiquent le cheminement que suit l'outil 1 pendant la première étape du procédé d'usinage, qui a pour but de désépaissir la pièce brute en CMC, qui sort de fabrication avec des surépaisseurs. Les plans A et B sont disposés sensiblement parallèlement à la corde de l'aube, c'est-à-dire à la direction qui relie son bord d'attaque à son bord de fuite.
En se référant à la figure 4 on voit le déroulement de la seconde étape d'usinage de l'aube de turbine 5, qui aboutit à l'extraction du profil de l'aube. La surface S entoure l'aube définitive et indique le cheminement que suit l'outil pendant cette étape.
En se référant à la figure 5 on voit un outil 1 différent du précédent en ce que la fraise-lime comporte des plaquettes brasées de forme hémisphérique et de diamètre réduit, recouvertes de particules de diamant polycristallin. L'outil a un diamètre de 3 mm et tourne à une vitesse comprise entre 20 et 50 000 tr/min. Il est utilisé pour usiner le rayon de raccordement 6 entre le profil de l'aube 5 et le pied 7 de celle- ci.
On va maintenant décrire l'utilisation d'une fraise-lime selon l'invention pour l'usinage d'une aube de turbine en CMC, à partir d'une pièce brute présentant des surépaisseurs.
La fraise-lime 1 est montée sur une machine outil, de préférence à commande numérique pour une meilleure précision de l'usinage, qui est commandée pour venir dans le plan A situé du côté de l'intrados de l'aube à usiner. Elle est lancée en rotation à une vitesse comprise entre 10 et 30 000 tr/min puis déplacée, en balayage, contre la pièce brute tout en restant dans le plan A. Compte tenu de la dureté de la pièce en CMC les caractéristiques retenues pour cet usinage sont des passes d'épaisseurs comprises entre 0,05 mm et 1 mm et des vitesses d'avancement comprises entre 500 et 2000 mm/min, avec une lubrification de l'outil pendant son travail. Le plan A est rapproché de la surface de l'aube à chaque fois qu'un plan d'usinage a été réalisé, pour une nouvelle opération d'usinage en balayage. Une fois que la cote d'épaisseur voulue est atteinte la fraise-lime est déplacée le long du plan B, situé du côté de l'extrados de l'aube 5, et la même opération de désépaississement est pratiquée, avec les mêmes caractéristiques d'usinage.
Une seconde étape de l'usinage est alors pratiquée, dans le but d'obtenir le profil définitif pour l'aube 5. La même fraise-lime 1, de diamètre 10 mm, est utilisée, avec les mêmes caractéristiques d'usinage en ce qui concerne la profondeur des passes et la vitesse d'avancement de l'outil. A la différence de l'étape précédente l'outil est déplacé en mode de balayage pour les parties rectilignes et en mode de contournage pour les parties incurvées, afin de suivre les courbes attendues pour le profil de l'aube.
La troisième étape de l'usinage a pour but de dégager le rayon de raccordement 6 du profil de l'aube à son pied 7. La fraise-lime utilisée lors de cette étape est nécessairement changée afin de tenir compte de l'espace réduit dans lequel elle doit évoluer. La fraise-lime choisie a une forme hémisphérique, avec un diamètre de 3 mm, et est lancée en rotation à une vitesse comprise entre 20 et 50 000 tr/min. Elle est utilisée, comme précédemment, en mode de balayage ou de contournage selon le profil recherché pour le raccordement. Du fait de la dureté de la pièce à usiner les mêmes caractéristiques d'usinage sont retenues, à savoir des passes d'épaisseurs comprises entre 0,05 mm et 1 mm et des vitesses d'avancement comprises entre 500 et 2000 mm/min, avec une lubrification de l'outil pendant son travail.
Le résultat obtenu est un usinage de bonne qualité et en un temps relativement court, d'un matériau en composite à matrice métallique, qui est, de plus, associé à une durée de vie satisfaisante de l'outil. Avant la mise en œuvre de l'invention aucun couple constitué d'un outil et de sa gamme d'utilisation ne permettait de réaliser l'usinage de ces matériaux dans d'aussi bonnes conditions. L'invention représente ainsi une avancée spectaculaire dans les méthodes d'usinage des matériaux en CMC. D'autres variantes sont possibles, en ce qui concerne la définition de la surface de coupe de la fraise-lime, qui peut être de forme hémisphérique ou torique, en fonction de la forme recherchée pour la pièce à usiner. De même elle peut comporter un nombre variable de dents supérieur à 2, comme par exemple 4, 6 ou 8. Un meilleur résultat est obtenu lorsque le nombre de plaquettes 3 est élevé, c'est-à-dire en pratique, supérieur ou égal à 8. Enfin la granulométrie des plaquettes PCD peut varier, avec des grains allant de 5 à 20 μm. Dans une version alternative les plaquettes peuvent être bimodales, c'est-à-dire comporter un mélange de grains de diamant de deux tailles différentes, comme par exemple 2 et 30 μm.
Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'usinage par passes successives d'une pièce en composite à matrice céramique d'une dureté supérieure à 500 HB caractérisé en ce qu'il met en œuvre un outil (1) comportant une surface de coupe formée par des plaquettes (3) en un nombre supérieur à 2, réparties régulièrement sur la circonférence de l'outil et positionnées radialement par rapport à l'axe de rotation de l'outil, et munie de grains en diamant polycristallin sur leur face extérieure (4).
2. Procédé d'usinage selon la revendication 1 dans lequel la vitesse d'avancement de l'outil (1) est comprise entre 500 et 2000 mm/min.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel la profondeur de chaque passe est comprise entre 0,05 et 1 mm.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel l'outil (1) a un diamètre sensiblement égal à 10 mm et est entraîné à une vitesse de rotation comprise entre 10 000 et 30 000 tr/min.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel l'outil (1) a un diamètre sensiblement égal à 3 mm et est entraîné à une vitesse de rotation comprise entre 20 000 et 50 000 tr/min.
6. Outil rotatif pour l'usinage d'une pièce en composite à matrice céramique CMC d'une dureté supérieure à 500 HB, caractérisé par le fait que la surface de coupe de l'outil est formée par des plaquettes parallélépipédiques (3) munies de grains en diamant polycristallin sur leur face extérieure (4) et positionnées radialement par rapport à l'axe de rotation de l'outil, lesdites plaquettes étant en un nombre supérieur à 2 et réparties régulièrement sur la circonférence de l'outil.
7. Outil rotatif selon la revendication 6 dans lequel le nombre de plaquettes (3) est au moins égal à 8.
8. Outil rotatif selon l'une des revendications 6 ou 7 dans lequel les plaquettes (3) comportent des grains d'une taille comprise entre 2 et 20 μm.
9. Outil rotatif selon la revendication 8 dans lequel la taille des grains est sensiblement égale à 10 μm.
10. Outil rotatif selon l'une des revendications 6 à 8 dans lequel les plaquettes (3) comportent des grains de tailles différentes.
11. Utilisation pour l'usinage d'une pièce en composite à matrice céramique d'une dureté supérieure à 500 HB, d'un outil selon l'une des revendications 6 à 10.
12. Aube de turbine pour turbomachine en matériau CMC produite à l'aide d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 5.
13. Turbomachine comportant au moins une aube de turbine selon la revendication précédente.
PCT/EP2010/058117 2009-06-10 2010-06-09 Procede pour l'usinage par outil pcd d'aubes de turbine en cmc WO2010142747A1 (fr)

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