Brevet FR2698815A1 — publié le 19940610

DESCRIPTION La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un profilé de forme complexe comportant au moins une zone brochée. L'usinage par brochage est couramment utilisé pour obtenir sur des pièces usinées des profils du genre rainure, soit sur des zones externes de pièce, soit sur des alésages. Ce procédé est notamment appliqué lorsque des exigences sévères de qualité sont imposées, concernant les états de surface, la précision des tolérances géométriques et qu'une bonne reproductibilité est demandée. Par définition, les applications du procédé d'usinage par brochage sont toutefois limitées à l'obtention de profils géométriques élémentaires, notamment rectilignes ou circulaires. L'invention concerne un procédé de fabrication comportant une application remarquable d'une opération de brochage rectiligne permettant d'obtenir sur une pièce usinée un profil broché non rectiligne. Ce résultat remarquable est obtenu grâce au procédé de fabrication conforme à l'invention et comportant les étapes suivantes (A) - à partir d'une pièce primaire présentant la forme générale d'un profilé de section déterminée, réalisation d'un appui à chaque extrémité dudit profilé, (B) - mise en forme aux dimensions finales de la pièce à obtenir par un procédé de déformation permettant une déformation permanente dudit profilé, (C) - mise en place de la pièce obtenue à l'étape précédente (B) dans un outillage assurant le maintien de ladite pièce, par redressage dudit profilé en appliquant des contraintes inférieures à la limite élastique du matériau constituant la pièce, de manière à obtenir un profilé rectiligne maintenu dans ledit outillage, (D) - usinage par brochage d'au moins une zone rectiligne de la pièce maintenue dans l'outillage telle qu'obtenue à l'étape précédente (C), (E) - démontage de la pièce hors dudit outillage de maintien permettant le retour de la pièce à la forme obtenue à l'issue de l'étape (B) par retour élastique du matériau utilisé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue en perspective d'un exemple de pièce primaire obtenue à l'issue de la première étape (A) du procédé de fabrication d'un profilé de forme complexe comportant au moins une zone brochée, conforme à l'invention; - la figure 2 représente une vue en perspective de la pièce représentée à la figure 1, à l'issue de la deuxième étape (B) dudit procédé de fabrication ;; - la figure 3 représente une vue schématique en perspective de la troisième étape (C) dudit procédé appliqué à la pièce représentée sur les figures 1 et 2 - les figures 4 et 5 représentent une vue schématique en perspective montrant un exemple de deux opérations successives de brochage de ladite pièce, conformément à la quatrième étape (D) dudit procédé; - la figure 6 représente une vue schématique en perspective de la cinquième étape (E) dudit procédé, montrant la pièce obtenue qui est un profilé de forme complexe présentant plusieurs zones brochées, dans l'exemple représenté. L'exemple de pièce 1 illustrant sur les figures 1 à 6 un mode de réalisation du procédé de fabrication d'un profilé de forme complexe conforme à l'invention est un élément de pièce de turbomachine, notamment d'un moteur aéronautique. Les parties fixes d'une turbomachine comportent de manière connue notamment des pales disposées radialement dans le canal de circulation de la veine fluide et ayant une fonction aérodynamique. Ces pales forment une partie soit d'aubes fixes solidarisées à leurs extrémités aux enveloppes ou carters délimitant extérieurement et intérieurement ledit canal, soit, lorsque leur fonction structurale est importante, de bras profilés radiaux de carters. Il est parfois souhaitable, notamment dans l'application au canal secondaire d'un moteur à double flux de grand diamètre d'entrée, de réaliser lesdites pales par assemblage de plusieurs éléments.L'exemple de pièce 1 représente ainsi l'état primaire ébauché d'un bord d'attaque ou bord de fuite d'une telle pale d'aube fixe de stator ou bras profilé de carter de turbomachine. Le procédé de fabrication de ladite pièce 1 part d'un élément profilé obtenu par tout procédé d'élaboration de pièce brute connu en soi, présentant un bord arrondi 2 destiné à former un bord de pale dans cet exemple, deux faces latérales 3 et 4 destinées à être raccordées aux faces d'intrados et d'extrados 6 et 7 correspondant au bas et haut de pale. Le premier stade de la pièce 1 représenté sur la figure 1 est obtenu à l'issue de la première étape A du procédé de fabrication conforme à l'invention qui consiste à réaliser un fraisage des extrémités 6 et 7 de la pièce 1 de manière à former un décrochement et une patte de maintien 8 et 9 du côté dudit bord arrondi 2, formant un appui à chaque extrémité. L'étape suivante B réalise la mise à la forme désirée de la pièce 1, telle que représentée sur la figure 2, en appliquant à ladite pièce une déformation permanente, en utilisant un outillage non représenté sur les dessins dont le principe est connu en soi, notamment en effectuant un cambrage et vrillage selon une technique connue de formage. A l'étape suivante C du procédé, on effectue un redressage de la pièce 1 en lui appliquant les efforts adéquats à l'aide de moyens connus en soi de manière que les contraintes appliquées restent inférieures à la limite élastique du matériau constituant la pièce 1. Lors de cette opération, schématiquement représentée sur la figure 3, la pièce 1 est mise en place dans un outillage 10 comportant un logement 11 dont les faces maintiennent les faces latérales 3 et 4 de la pièce 1 suivant un profil rectiligne. Des éléments 12 et 13 d'outillage sont utilisés pour bloquer les pattes 8 et 9 de la pièce 1 et maintenir la pièce 1 serrée dans l'outillage 10. L'ensemble obtenu est alors monté sur une brocheuse à broche rectiligne d'usinage, comme schématisé sur la figure 1, montrant la pièce 1 montée dans l'outillage 10. Les broches symboliquement représentées en 14 et 15 permettent de réaliser les rainures droites 16 et 17 de chaque côté du bord 5 de la pièce 1. La broche d'usinage utilisée correspond à la forme de rainure à obtenir et en fonction de la pièce à obtenir plusieurs opérations de brochage successives peuvent être effectuées. Ainsi dans l'exemple représenté sur les dessins,une rainure 18 procurant un évidement central de la pièce 1 est également usinée, comme représenté schématiquement sur la figure 5, au moyen des broches d'usinage symboliquement représentées en 19 et 20. Ces opérations correspondent à l'étape D du procédé conforme à l'invention. Après l'opération de brochage, à l'étape suivante E, la pièce 1 est démontée hors de l'outillage 10, notamment en dégageant les pattes 8 et 9 de la pièce 1 après avoir retiré les éléments d'outillage 12 et 13 qui bloquaient la pièce. Lors de cette opération de démontage, comme représenté sur la figure 6, les contraintes de maintien de la pièce 1 sous une forme rectiligne provenant des efforts appliqués sont libérées et par un effet de retour élastique du matériau de la pièce 1, cette dernière revient à la forme vrillée et cambrée résultant du formage effectué lors de l'étape B et correspondant aux formes de pièce désirées. Le procédé de fabrication de pièces du type profilé à forme complexe conforme à l'invention qui vient d'être décrit en référence aux figures 1 à 6 représentant un mode de réalisation procure des avantages importants en permettant d'utiliser un procédé d'usinage avantageux par brochage à la place d'un usinage sur centre d' us d'usinage par exemple par fraisage et conduit à une réduction des temps d'usinage et des coûts de fabrication. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un profilé de forme complexe comportant les étapes suivantes (A) - à partir d'une pièce primaire (1) présentant la forme générale d'un profilé de section déterminée, réalisation d'un appui (8, 9) à chaque extrémité (6, 7) dudit profilé, (B) - mise en forme aux dimensions finales de la pièce à obtenir par un procédé de déformation permettant une déformation permanente dudit profilé (1), (C) - mise en place de la pièce (1) obtenue à l'étape précédente (B) dans un outillage (10,12,13) assurant le maintien de ladite pièce (1), par redressage dudit profilé en appliquant des contraintes inférieures à la limite élastique du matériau constituant la pièce, de manière à obtenir un profilé rectiligne maintenu dans ledit outillage, (D) - usinage par brochage d'au moins une zone rectiligne (16,17,18) de la pièce (1) maintenue dans l'outillage (10) telle qu'obtenue à l'étape précédente (C), (E) - démontage de la pièce (1) hors dudit outillage (10,12,13) de maintien permettant le retour de la pièce (1) à la forme obtenue à l'issue de l'étape (B) par retour élastique du matériau utilisé. 2. Application du procédé selon la revendication 1 à la fabrication d'une partie de pale d'aube fixe ou de bras radial profilé de carter de turbomachine, constituée par le bord d'attaque ou le bord de fuite.