Brevet FR3136391A1 — publié le 20231215

L’invention concerne un procédé de fabrication d’une série de bras redresseurs pour une turbomachine d’aéronef, ladite série comportant au moins un bras redresseur d’un premier type et au moins un bras redresseur d’un second type, ledit au moins un bras redresseur du premier type présentant au moins un paramètre de forme ou de dimension différent de celui dudit au moins un bras redresseur du second type, caractérisé en ce qu’il comporte au moins : - une première étape (ET’1) de réalisation de bruts forgés identiques, et - une deuxième étape (ET’2) d’d’usinage des bruts forgés identiques pour former ledit au moins un bras redresseur du premier type et ledit au moins un bras redresseur du second type. Figure pour l'abrégé : Figure 8. PROCEDE DE FABRICATION SIMPLIFIE DE BRAS REDRESSEURS DE TYPES DIFFERENTS Domaine technique de l'invention La présente invention concerne un procédé de fabrication de bras redresseurs pour un dispositif redresseur d’une turbomachine et plus particulièrement pour un turboréacteur à double flux. Arrière-plan technique Un turboréacteur à double flux pour la propulsion d'un aéronef comporte généralement une soufflante amont délivrant un flux d'air annulaire. Ce flux d'air annulaire est divisé, en aval de la soufflante, par un moyeu intermédiaire annulaire en un flux primaire qui alimente un moteur entraînant la soufflante et en un flux secondaire qui circule autour du moteur puis qui est éjecté dans l'atmosphère tout en fournissant une fraction importante de la poussée du turboréacteur. La soufflante est contenue dans un carter de soufflante délimitant extérieurement le flux secondaire. En aval de cette soufflante, entre le carter de soufflante et le moyeu intermédiaire, sont positionnées d'amont en aval des aubes de redresseur pour redresser le flux secondaire dans l'axe du moteur et des bras redresseurs structuraux qui permettent de solidariser le moyeu intermédiaire au carter de soufflante et d’assurer son maintien. Un bras structural comporte en son milieu un profil de pale et à chacune de ses extrémités une plateforme de fixation comportant des ouvertures pour une fixation par vis. Une de ses plateformes est solidarisée au carter de soufflante et l'autre de ses plateformes est solidarisée au moyeu intermédiaire par des vis. Typiquement, les bras redresseurs sont au nombre de trois, répartis sensiblement à 120° les uns des autres. Le bras structurel vertical, aussi appelé « bras 12h » par analogie avec la position des aiguilles d’une horloge à 12h, assure la fixation du carter de soufflante au moyeu et la majeure partie de la reprise du poids du turboréacteur par un pylône auquel est fixé le turboréacteur. Les deux autres bras, disposés à 120° du bras « à 12h » assurent dans une moindre partie une reprise de ces efforts et participent aussi à la solidarisation du carter de soufflante au moyeu. De par cette configuration, les bras sont donc d’au moins deux types différents, et ont des géométries différentes qui sont fonction des efforts auxquels ils sont soumis. Typiquement, chaque bras redresseur est obtenu par usinage d’un brut forgé présentant la forme générale du bras définitif, à savoir une ébauche de pale et deux ébauches de plateformes de fixation. Il existe actuellement un type de brut forgé associé à chaque type de bras redresseur, qui est destiné à recevoir des usinages spécifiques associés au type de bras redresseur considéré. Cette configuration, qui permet d’obtenir deux types de bras redresseurs à partir de deux types différents de bruts forgés, implique pour les fournisseurs de pouvoir disposer de deux lignes de fabrication distinctes pour la fabrication des bruts forgés, et d’une logistique particulière pour assurer une fabrication simultanée de tous les bras redresseurs en nombre suffisant pour pouvoir livrer des roues de bras redresseurs au motoriste sans rupture de flux. Une telle rupture serait inacceptable car elle perturberait l’organisation de la fabrication des turboréacteurs. De plus une telle organisation implique des coûts de production élevés. Il existe donc un réel besoin pour une solution technique permettant de simplifier la logistique de fabrication des bras redresseurs de turbomachine. L’invention satisfait à ce besoin en proposant un procédé de fabrication d’une série de bras redresseurs, et notamment d’un premier ou d’un deuxième type de bras redresseur, à partir d’un unique brut forgé. Dans ce but, l’invention propose un procédé de fabrication d’une série de bras redresseurs pour une turbomachine d’aéronef, ladite série comportant au moins un bras redresseur d’un premier type et au moins un bras redresseur d’un second type, ledit au moins un bras redresseur du premier type présentant au moins un paramètre de forme ou de dimension différent de celui dudit au moins un bras redresseur du second type, caractérisé en ce qu’il comporte: - une première étape de réalisation de bruts forgés identiques, et - une deuxième étape d’usinage des bruts forgés identiques pour former ledit au moins un bras redresseur du premier type et ledit au moins un bras redresseur du second type. Ce procédé permet de simplifier la chaine de fabrication des bruts forgés et par conséquent d’optimiser la fabrication des bras raidisseurs usiné, ce qui permet d’optimiser le flux de livraison des bras redresseurs usinés. Selon d’autres caractéristiques du procédé : - au cours de la deuxième étape d’usinage on usine sélectivement les bruts forgés en enlevant à chaque brut au moins un volume de matière déterminé à une position déterminée, l’enlèvement dudit au moins un volume de matière déterminant ledit au moins un paramètre de forme ou de dimension qui est associé à un type de bras redresseur déterminé, pour former sélectivement ledit au moins un bras redresseur du premier type et ledit au moins un bras redresseur du second type, - ledit au moins un paramètre de forme ou de dimension est un paramètre pris parmi un profil, une cambrure et des dimensions, - chaque brut forgé comprend une portion intermédiaire s’étendant entre deux portions d’extrémité, et les bras redresseurs des premier et second types comprennent chacun une pale formée dans ladite portion intermédiaire, et deux plateformes de fixation formées dans lesdites portions d’extrémité. Pour déterminer les dimensions du brut forgé adéquat, le procédé comporte une étape préliminaire de modélisation d’un brut forgé tel que précédemment décrit, caractérisé en ce qu’il comporte : - une première sous-étape, au cours de laquelle on détermine des premières cotes d’un bras redresseur du premier type dans un repère déterminé de manière à obtenir un premier modèle de bras redresseur du premier type, - une deuxième sous-étape, au cours de laquelle on détermine des secondes cotes d’un bras redresseur du second type dans le repère déterminé de manière à obtenir un second modèle de bras redresseur du second type, - une troisième sous-étape au cours de laquelle on superpose les premier et second modèles dans le repère déterminé pour obtenir un troisième modèle intermédiaire de bras redresseur dont les troisièmes cotes sont sélectionnées entre les premières et secondes cotes pour déterminer un volume maximal dudit modèle intermédiaire de bras redresseur, - une quatrième sous-étape au cours de laquelle on détermine des quatrièmes cotes du modèle du brut en déterminant des cotes d’une enveloppe contenant le troisième modèle intermédiaire de bras redresseur, ladite enveloppe ayant des surfaces lisses. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : La est une vue schématique d’un turboréacteur ; La est une vue en perspective d’un premier brut forgé selon l’état de la technique et d’un bras redresseur d’un premier type correspondant obtenu à partir de ce premier brut forgé ; La est une vue en perspective d’un second brut forgé selon l’état de la technique et d’un bras redresseur d’un second type correspondant obtenu à partir de ce second brut forgé ; La est une vue en perspective d’un brut forgé selon l’invention ; La est une vue en perspective d’un bras redresseur du premier type dans le brut forgé selon l’invention représenté en vue fantôme ; La est une vue en perspective d’un bras redresseur du premier type dans le brut forgé selon l’invention représenté en vue fantôme ; La est un diagramme-bloc des étapes d’un procédé de fabrication d’une série de bras redresseurs pour une turbomachine d’aéronef selon l’état de la technique ; La est un diagramme-bloc des étapes d’un procédé de fabrication d’une série de bras redresseurs pour une turbomachine d’aéronef selon l’invention ; La est une vue schématique en perspective avec diagramme-bloc des sous-étapes d’une étape préliminaire du procédé d’un procédé de fabrication permettant la modélisation du brut forgé. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. Description détaillée de l'invention On a représenté à la un turboréacteur 10. De manière connue, le turboréacteur 10 comporte, d’amont en aval, une soufflante 12 qui aspire un flux d’air principal F et en aval de celle-ci un carter intermédiaire qui subdivise le flux F en un flux primaire P et un flux d’air secondaire S. Le flux primaire circule dans une veine primaire 16 et traverse successivement un compresseur basse pression 18, un compresseur haute pression 20, une chambre de combustion 22 ou l’air est mélangé avec du carburant puis enflammé pour fournir des gaz à haute énergie, une turbine haute pression 24, une turbine basse pression 26 et une tuyère 28. Le flux secondaire S circule autour d’un noyau 30 du turboréacteur dans une veine secondaire 32. Un disque redresseur 34 relie un moyeu 36 du noyau 30 à un carter externe 38 qui entoure la veine secondaire. Ce disque redresseur 34 comporte notamment des bras redresseurs 40 dont un seul, appelé « bras 12h », est visible dans le plan de coupe de la . Dans l’exemple présenté ici aux figures 2 et 3, de manière non limitative de l’invention, la turbomachine comporte deux types de bras redresseurs, à savoir le bras redresseur 40 «à 12h » précédemment évoqué, correspondant à un premier type de bras, et des bras 42 à 120° correspondants à un second type de bras. Cette configuration n’est pas limitative de l’invention et la turbomachine pourrait comporter un nombre supérieur de bras et aussi plus de deux types de bras différents. Ces bras ont tous pour fonction de supporter le carter externe 38 par rapport au moyeu 36, toutefois le bras redresseur 40 « à 12h » assure aussi une fonction de reprise des efforts du poids de la turbomachine sur un pylône (non représenté) auquel elle est fixée alors que les bras 42 assurent cette fonction dans une moindre mesure mais assurent principalement une fonction de solidarisation du carter externe 38 par rapport au moyeu 36. Comme l’illustrent les figures 2 et 3, les bras 40, 42 sont donc de deux types différents et, comme il s’agit de bras usinés, ils nécessitent des usinages différents. Ils sont, selon l’état de la technique, réalisés à partir de bruts forgés correspondants 44, 46, comme l’illustrent les flèches des figures 2 et 3. Les bruts forgés 44 sont monoblocs et sont exclusivement destinés à permettre la fabrication des bras 40, et à cet effet, ils comportent au moins un premier volume de matière excédentaire par rapport au bras redresseur 40 à obtenir qui doit être enlevée par usinage. De même, les bruts forgés 46 sont monoblocs et sont exclusivement destinés à permettre la fabrication des bras 42, et à cet effet, ils comportent au moins un second volume de matière excédentaire par rapport au bras redresseur 40 à obtenir qui doit être enlevée par usinage. Comme l’illustre la , un procédé de fabrication d’une série de bras redresseurs 40, 42 comporte une première étape ET1 de fabrication du brut forgé 44 puis une deuxième étape ET2 de fabrication du bras redresseur 40 en usinant le brut forgé 44. De même il comporte une troisième étape ET3 de fabrication du brut forgé 46 puis une quatrième étape ET4 de fabrication du bras redresseur 40 en usinant le brut forgé 46. Ce procédé, qui permet d’obtenir deux types de bras redresseurs à partir de deux types différents de bruts forgés, implique pour les fournisseurs de pouvoir disposer de deux lignes de fabrication distinctes pour la fabrication des bruts forgés, et d’une logistique particulière, pour assurer une fabrication simultanée de tous les bras redresseurs. Il est en effet nécessaire de disposer d’au moins de deux lignes de forgeage distinctes pour la fabrication des bruts forgés 44, 46. Selon les configurations choisies, il sera soit nécessaire de disposer d’une ligne de fraisage à commande numérique pour usiner chacun des bruts 44, 46 avec des gammes de fabrication différentes, soit de deux lignes indépendantes. En tout état de cause, il est nécessaire de prévoir une logistique appropriée pour que les bras 40 du premier type et les bras 42 du second type soient approvisionnés en proportions adéquates de manière à pouvoir livrer des roues de bras redresseurs au motoriste sans qu’il ne survienne de rupture de flux. Une telle rupture serait inacceptable car elle perturberait l’organisation de la fabrication des turboréacteurs. De plus, au moins de par la présence de deux lignes de forgeage distinctes, une telle organisation implique des coûts de production élevés. Il existe donc un réel besoin pour une solution technique permettant de simplifier la logistique de fabrication des bras 40, 42. L’invention satisfait à ce besoin en proposant un procédé de fabrication d’un premier ou d’un deuxième type de bras redresseur à partir d’un unique brut forgé. Dans ce but, l’invention propose un procédé de fabrication d’une série de bras redresseurs 40, 42 pour la turbomachine d’aéronef 10. Comme décrit précédemment, la série comporte au moins un bras redresseur 40 d’un premier type et au moins un bras 42 redresseur d’un second type. Le bras redresseur 40 du premier type présente de manière connue au moins un paramètre de forme ou de dimension qui est différent de celui du bras redresseur 42 du second type. Par exemple, chaque bras redresseur 40 comporte en son milieu une pale 40a, à son extrémité intérieure une plateforme de fixation intérieure 40b, et à son extrémité extérieure une plateforme de fixation extérieure 40c. De même, chaque bras redresseur 42 comporte en son milieu une pale 42a, à son extrémité intérieure une plateforme de fixation intérieure 42b, et à son extrémité extérieure une plateforme de fixation extérieure 42c. Les paramètres de forme ou de dimension sont par exemple choisis parmi un profil, une cambrure ou des dimensions des profils des pales 40a, 42a, ou des dimensions des plateformes de fixation intérieures 40b, 42b ou extérieures 40c, 42c. Comme l’illustre la , le procédé selon l’invention remédie aux inconvénients de l’état de la technique en proposant un procédé qui comporte une première étape ET’1 de réalisation de bruts forgés identiques 48, et une deuxième étape d’usinage ET’2 des bruts forgés identiques 48 pour former l’au moins un bras redresseur 40 du premier type et l’au moins un bras redresseur 42 du second type. Ainsi, par rapport au procédé connu de l’état de la technique, le procédé selon l’invention ne comporte plus qu’une opération de forgeage au lieu de deux. Le brut forgé 48 mis en œuvre dans le procédé de l’invention a été représenté à la . Il comporte une portion intermédiaire 48a s’étendant entre deux portions d’extrémité 48b et 48c. Les bras redresseurs 40 et 42 des premier et second types, qui ont été représentés à l’intérieur du brut forgé 48 en vue fantôme sur les figures 5 et 6 comprennent comme on l’a vu précédemment chacun une pale 40a, 42a respective formée dans la portion intermédiaire 48a, et les deux extrémités de fixation internes 40b, 42b et externes 40c, 42c formées dans les portions d’extrémité 48b, 48c du brut 48. Il sera donc compris que, pour obtenir les bras redresseurs du premier type 40 et du second type 42, au cours de la deuxième étape d’usinage ET’2, on usine sélectivement les bruts forgés 48 en enlevant à chaque brut 48 au moins un volume de matière déterminé à une position déterminée, l’enlèvement dudit au moins un volume de matière déterminant ledit au moins un paramètre de forme ou de dimension qui est associé à un type de bras redresseur 40, 42 déterminé. Par exemple, comme l’illustrent les figures 5 et 6, l’enlèvement de matière du brut 48, représenté en vue fantôme en traits fins permet de déterminer à la surface de la pale 40a du bras raidisseur 40, représenté en traits gras, cinq raidisseurs 50 s’étendant à partir d’une nervure 52 alors que, en partant du même brut 48, l’enlèvement de matière du brut 48 permet de déterminer à la surface de la pale 42a du bras raidisseur 42 quatre raidisseurs 54 s’étendant à partir d’une nervure 56. Le procédé selon l’invention peut être utilisé pour réaliser différents types de raidisseurs des premier ou second types 40, 42 ou même de types différents à partir d’un même brut forgé 48. Il suffit pour cela que les dimensions du brut forgé soit prévues pour permettre l’usinage de différents bras redresseurs 40, 42 à partir d’un même brut. Pour cela, comme l’illustrent les figures 8 et 9, le procédé comporte une étape préliminaire ET’0 de modélisation d’un brut forgé 48. Comme l’illustre la , cette étape préliminaire ET’0 comporte une première étape ET’’1 au cours de laquelle on détermine des premières cotes d’un bras redresseur 40 du premier type dans un repère O, X, Y Z déterminé de manière à obtenir un premier modèle de bras redresseur du premier type, Puis au cours d’une deuxième étape ET’’2, on détermine des secondes cotes d’un bras redresseur 42 du second type dans le repère déterminé O, X, Y Z de manière à obtenir un second modèle de bras redresseur du second type. Puis, au cours d’une troisième étape ET’’3, on superpose les premier et second modèles dans le repère déterminé O, X, Y. On obtient ainsi un troisième modèle intermédiaire 58 de bras redresseur. Ce modèle intermédiaire est un modèle cumulatif dont les troisièmes cotes dans le repère O, X, Y, Z sont sélectionnées entre les premières et secondes cotes pour déterminer un volume maximal du modèle intermédiaire 58 de bras redresseur. Ceci fait, ce modèle intermédiaire 58 de bras redresseur comporte un volume théorique de matière pouvant être enlevé pour être usiné sélectivement pour fabriquer le bras redresseur 40 ou le bras redresseur 42. Toutefois ce modèle intermédiaire 58 ne peut, pour des raisons pratiques, être réalisé matériellement, notamment parce que sa surface comporte des irrégularités résultant de la superposition des modèles de bras redresseurs 40. De telles irrégularités ne peuvent être obtenues par forgeage et risqueraient de plus d’endommager l’outil d’usinage lorsqu’il aborderait la pièce. L’étape préliminaire ET’0 comporte donc une quatrième étape ET’’4 au cours de laquelle on détermine des quatrièmes cotes du modèle du brut 48 en déterminant des cotes d’une enveloppe contenant le troisième modèle intermédiaire 58 de bras redresseur, cette enveloppe ayant des surfaces lisses. Cette enveloppe est déterminée non seulement pour présenter des surfaces lisses ne risquant pas d’endommager l’outil d’usinage mais aussi pour être compatible avec les règles de fabrication d’un brut forgé. L’invention permet donc d’optimiser la fabrication de bras redresseurs 40, 42 d’une turbomachine et de sécuriser leur approvisionnement pour l’assemblage de cette turbomachine. Procédé de fabrication d’une série de bras redresseurs (40, 42) pour une turbomachine (10) d’aéronef, ladite série comportant au moins un bras redresseur (40) d’un premier type et au moins un bras redresseur (42) d’un second type, ledit au moins un bras redresseur (40) du premier type présentant au moins un paramètre de forme ou de dimension différent de celui dudit au moins un bras redresseur (42) du second type, caractérisé en ce qu’il comporte au moins: - une première étape (ET’1) de réalisation de bruts forgés (48) identiques, et - une deuxième étape (ET’2) d’usinage des bruts forgés identiques (48) pour former ledit au moins un bras redresseur (40) du premier type et ledit au moins un bras redresseur (42) du second type. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de la deuxième étape d’usinage (ET’2), on usine sélectivement les bruts forgés (48) en enlevant à chaque brut au moins un volume de matière déterminé à une position déterminée, l’enlèvement dudit au moins un volume de matière déterminant ledit au moins un paramètre de forme ou de dimension qui est associé à un type de bras redresseur (40, 42) déterminé, pour former sélectivement ledit au moins un bras redresseur du premier type (40) et ledit au moins un bras redresseur du second type (42). Procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un paramètre de forme ou de dimension est un paramètre pris parmi un profil, une cambrure et des dimensions. Procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque brut forgé (48) comprend une portion intermédiaire (48a) s’étendant entre deux portions d’extrémité (48b, 48c), et en ce que les bras redresseurs (40, 42) des premier et second types comprennent chacun une pale (40a, 42a) formée dans ladite portion intermédiaire, et deux plateformes de fixation (40b, 40c, 42b, 42c) formées dans lesdites portions d’extrémité (48b, 48c). Procédé de fabrication selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte une étape préliminaire (ET’0) de modélisation des bruts forgés qui comprend : - une première sous-étape (ET’’1), au cours de laquelle on détermine des premières cotes d’un bras redresseur (40) du premier type dans un repère déterminé (O, X, Y, Z) de manière à obtenir un premier modèle de bras redresseur (40) du premier type, - une deuxième sous-étape (ET’’2), au cours de laquelle on détermine des secondes cotes d’un bras redresseur (42) du second type dans le repère déterminé (O, X, Y, Z) de manière à obtenir un second modèle de bras redresseur (42) du second type, - une troisième sous-étape (ET’’3) au cours de laquelle on superpose les premier et second modèles dans le repère déterminé (O, X, Y, Z) pour obtenir un troisième modèle intermédiaire (58) de bras redresseur dont les troisièmes cotes sont sélectionnées entre les premières et secondes cotes pour déterminer un volume maximal dudit modèle intermédiaire (58) de bras redresseur, et - une quatrième sous-étape (ET’’4)au cours de laquelle on détermine des quatrièmes cotes du modèle du brut (48) en déterminant des cotes d’une enveloppe contenant le troisième modèle intermédiaire (58) de bras redresseur, ladite enveloppe ayant des surfaces lisses.