(57)【要約】  本発明は、航空機のターボプロップまたはターボジェットなどのタービンエンジンのタービンのディスク（２）内に周囲溝（３）を機械加工する機械加工方法であって、ディスク（２）の軸方向の厚さ（ｅ）より大きい長さ（Ｌ）であり、ディスク（２）の軸に対してほぼ平行に延びる、ほぼ円筒状のリーマ（７）を用いてリーマ加工することによって溝（３）を機械加工することにあり、溝（３）の輪郭（８）が、リーマ（７）を各溝（３）のプロファイルに沿ってその軸に対して垂直に移動させることによって機械加工される方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機のターボプロップまたはターボジェットなどのタービンエンジンのタービンディスク（２）内に周囲溝（３）を機械加工する機械加工方法であって、ディスク（２）の軸方向の厚さ（ｅ）より大きい長さ（Ｌ）であり、ディスク（２）の軸に対してほぼ平行に延びる、ほぼ円筒状のリーマ（７）を用いてリーマ加工することによって溝（３）を機械加工することにあり、溝（３）の輪郭（８）が、リーマ（７）を各溝（３）のプロファイルに沿ってその軸に対して垂直に移動させることによって機械加工されることを特徴とする、機械加工方法。
【請求項２】
リーマ（７）の回転（９）の方向が、リーマ加工がクライムカッティングによって実施されるような、すなわちリーマ（７）の歯の前進方向が、機械加工される材料に対するリーマ（７）の前進方向（１０）に対応するようなものであることを特徴とする、請求項１に記載の機械加工方法。
【請求項３】
タービンディスク（２）が、低圧タービンディスクであることを特徴とする、請求項１または２に記載の機械加工方法。
【請求項４】
ディスク（２）が、ニッケルベース合金から作製されることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
リーマ（７）が、その端部の各々において工具支持体（５、６）によって保持され、リーマ（７）の端部の少なくとも１つは、駆動手段によって回転駆動されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載の機械加工方法。
【請求項６】
リーマ（７）が、タングステンカーバイドまたは高速度鋼から作製されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の機械加工方法。
【請求項７】
リーマ（７）が、２個から８個の歯を有し、リーマ（７）のらせん角度、すなわちリーマ（７）の軸と歯の傾斜の間の角度は、１０°から２０°の範囲内にあることを特徴とする、請求項１からから６までのいずれか一項に記載の機械加工方法。
【請求項８】
リーマ（７）の加工速度が、４０ｍ／ｍｉｎから７０ｍ／ｍｉｎの範囲内にあることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載の機械加工方法。
【請求項９】
少なくともブランク段階および仕上げ段階を含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の機械加工方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法を実施することによって機械加工された少なくとも１つのディスクを含むことを特徴とする、航空機ターボプロップまたはターボジェットなどのタービンエンジンのタービン。
【請求項１１】
特にタービンエンジンのタービンディスク（２）内に周囲溝（３）を機械加工するためのリーマ加工具であって、リーマ（７）のそれぞれの端部を含む端部を各々が有する２本の平行アーム（６）を備えたリーマ支持体（５）と、リーマ（７）の端部の少なくとも１つを回転駆動するための手段とを備えることを特徴とする、工具。
【請求項１２】
リーマ（７）が円筒状であることを特徴とする、請求項１１に記載のリーマ加工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機ターボプロップまたはターボジェットなどのタービンエンジンのタービンディスク内に溝を機械加工する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このタイプのタービンは、一般に、複数のブレード付きホイールを備え、その各々は、その外側周囲内に形成された、それぞれのブレード根元部を受け入れるための溝を備えたディスクを備え、溝は、ディスクの軸の周りに定間隔で分散される。その半径方向の内側端部には、各ブレードは、根元部に連結された内側プラットフォームを有し、その半径方向の外側端部には、外側ワイパを担持する外側プラットフォームを有し、このワイパは、ラビリンズシーリングガスケットを形成するようにタービンのスタータに締め付けられた摩耗性材料のブロックと作動可能に協働するためのものである。
【０００３】
溝は、一般にブローチ削りによって機械加工される。その技術では、使用される加工工具は、互いから長手方向に離間された一連の歯を有する矩形のブローチである。各溝は、ディスクの外側周囲が次々と歯に機械加工されるようにディスクに対して直線式にブローチを移動させることによって作り出される。歯の形状およびサイズは、ブローチの一方の端部から他方にかけて変化し、このときディスクを機械加工することになる最後の歯の形状およびサイズは、溝の形状およびサイズに対応している。原則として、いくつかのブローチが、得られるべき溝の最後の断面がブローチごとに除々に近付けられるように連続的に使用される。この動作は、作り出す対象の溝の各々について繰り返される。
【０００４】
そのような方法は、実施するには時間がかかり、６メートル（ｍ）から８ｍの範囲内になり得るブローチの相当な長さのために大きなスペースを必要とすることが理解され得る。
【０００５】
加えて、タービンは、一緒に組み立てられた複数のディスクを有する。ブローチ削りによって溝を機械加工することは、１つだけのディスクに対して１回で実施され得るが、これは、ディスクの両側にアクセスできることが必要であり、このアクセスは相当な長さにわたって利用可能になる必要があるからである。したがってディスクは、別個に機械加工され、次いで互いに近付けて一緒に組み立てられる必要がある。
【０００６】
最後に、そのような機械加工技術は、すべての材料で使用することはできない。特に、ディスクがニッケルベース合金、すなわち被削性指数がチタンベースの従来の合金のものの２倍である合金から作製されるときにブローチ削り技術を使用することは不可能である。
【０００７】
これらの欠点を部分的に解決するために、特許文献の米国特許出願公開第２００９／０１８７２６９号明細書は、成形工具で各溝を機械加工することにある、ディスクを機械加工する方法を提案している。工具の断面は、得られることになる溝の断面に対応し、工具の軸はディスクに対してほぼ半径方向であり、工具は、溝を形成するために、ディスクの一方の面から他方までディスクの軸に対して平行に移動される。
【０００８】
それにも関わらず、成形工具を用いて機械加工することは、そのタイプの工具の脆弱性のために、小さい断面の溝またはニッケルベース合金のディスクには適さない。加えて、溝の形状ごとに、対応する形状の工具を作製することから始めることが必要であり、これはコストがかかり、工具のプロファイルは、一度摩耗すると作り出される対象の溝のプロファイルには対応しなくなるため、工具をかなり頻繁に変更することが必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０１８７２６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の特定の目的は、簡単、効果的、また安価である、こうした問題に対する解決策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的のために、本発明は、航空機ターボプロップまたはターボジェットなどのタービンエンジンのタービンディスク内に周囲溝を機械加工する機械加工方法であって、ディスクの軸方向の厚さより大きい長さであり、ディスクの軸に対してほぼ平行に延びるほぼ円筒状のリーマを用いてリーマ加工することによって溝を機械加工することにあり、溝の輪郭が、リーマを各溝のプロファイルに沿ってその軸に対して垂直に移動させることによって機械加工されることを特徴とする、方法を提供する。
【００１２】
したがって、リーマは、ディスクの半径方向周囲内に、軸方向ではなく半径方向に入り込み、それにより、本方法は、ディスクのすべてが一緒に組み立てられそれほど離れていないときでも使用され得る。さらに、円筒状リーマは、従来のリーマであり、成形工具より脆弱でなく、したがって機械加工が非常に難しい材料、たとえばニッケルベース合金などを機械加工することが可能になる。最後に、同じリーマは、複数の異なる形状の溝を加工するために使用され得る。
【００１３】
本発明の別の特徴によれば、リーマの回転の方向は、リーマ加工がクライムカッティングによって実施されるような、すなわちリーマの歯の前進方向が、機械加工される材料に対するリーマの前進方向に対応するようなものである。
【００１４】
クライムカッティングによるリーマ加工は、振動の発生が少なく、加工品質を向上させる。
【００１５】
当然ながら、リーマ加工はまた、反対のまたは「従来の」方向、すなわち機械加工のために材料に対してリーマを前進させる方向とは反対であるリーマの歯の前進方向で実施されてもよい。
【００１６】
本発明の別の特徴によれば、タービンディスクは、ニッケルベース合金から作製された低圧タービンディスクである。
【００１７】
本発明の実施において、リーマは、その端部の各々において工具支持体によって保持され、リーマの端部の少なくとも１つは、駆動手段によって回転駆動される。
【００１８】
リーマをこのようにして保持することは、リーマの変形を限定し、結果的に機械加工された溝を間違って寸法付けすることを抑制しながら、工具を破壊するいかなるリスクも抑制する役割を果たす。
【００１９】
リーマは、タングステンカーバイド、セラミック、または高速度鋼（ＨＳＳ）から作製され得る。
【００２０】
好ましい方法では、リーマは、２個から８個の歯を有し、リーマのらせん角度、すなわちリーマの軸と歯の傾斜の間の角度は、１０°から２０°の範囲内にある。
【００２１】
好ましくは、リーマの加工速度は、１分間に４０メートル（ｍ／ｍｉｎ）から７０ｍ／ｍｉｎの範囲内にある。
【００２２】
より具体的には、加工速度は、ディスクがチタンベース合金から作製されるとき、６０ｍ／ｍｉｎから７０ｍ／ｍｉｎの範囲内にあり、ディスクがニッケルベース合金から作製されるとき、および工具がタングステンカーバイドから作製されるとき、４０ｍ／ｍｉｎから５０ｍ／ｍｉｎの範囲内にある。加工速度は、セラミックから作製された工具ではより速くなり得る。
【００２３】
有利には、機械加工方法は、少なくともブランク段階および仕上げ段階を含む。
【００２４】
本発明はまた、上記で説明された方法を実行することによって機械加工された少なくとも１つのディスクを含むことを特徴とする、航空機ターボプロップまたはターボジェットなどのタービンエンジンのタービンも提供する。
【００２５】
本発明はまた、特にタービンエンジンのタービンディスク内に周囲溝を機械加工するためのリーマ加工具であって、リーマのそれぞれの端部を含む端部を各々が有する２本の平行アームを備えたリーマ支持体と、リーマの端部の少なくとも１つを回転駆動するための手段とを備えることを特徴とする、工具も提供する。
【００２６】
有利には、リーマは円筒状である。
【００２７】
非限定的な例として、また、添付の図を参照してなされる以下の説明を読み取ることにより、本発明はより良好に理解され得、本発明の他の詳細、特徴、および利点は明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ターボジェットの低圧タービンの２つのディスクの組立体の部分断面図である。
【図２】リーマおよびその支持体の概略の斜視図である。
【図３】図１のディスクの少なくとも１つ内の溝のリーマ加工を示す斜視図である。
【図４】リーマの支持アーム１本のみが示されている、溝のリーマ加工を示す詳細な斜視図である。
【図５】リーマの回転の方向および溝内部のその進行方向を示す、溝の概略の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、航空機ターボジェットの低圧タービン内の２つのディスク２の組立体１を表している。各組立体１は、２つのディスク２を一緒に溶接することによって作製され、このようにして形成された溶接ビードは、その後熱処理にかけられる。
【００３０】
低圧タービンは、互いにボルト留めされることによって一緒に締め付けられた複数のこのタイプの組立体１を備える。
【００３１】
各ディスク２は、ニッケルベース合金から作製され、ブレード根元部（図示せず）と協働する目的でその外側周囲４内に開口する蟻継ぎ型溝３を含む。
【００３２】
以下では、これらの溝３の機械加工に対してより具体的に留意される。この目的のために、リーマが使用され、このリーマは、２本の平行アーム６を備えたリーマ支持体５を有し、アームの端部の各々は、円筒状のリーマ７のそれぞれの端部を担持している。リーマ７は、ディスク２の軸方向厚さｅより大きい長さＬであり、タングステンカーバイドまたはＨＳＳから作製される。これは２個から８個の歯を有し、リーマ７のらせん角度、すなわちリーマ７の軸とその歯の傾斜との角度は、１０°から２０°の範囲内にある。リーマの直径は、その長さより小さい。
【００３３】
リーマ支持体５はまた、従来技術では知られている、リーマ７の少なくとも一方の端部に回転駆動を付与する手段も有する。
【００３４】
溝３をディスク２内に機械加工するために、リーマ７は、ディスク２の外側周囲４に向かって半径方向に移動され、このときリーマの回転軸は、ディスクの軸に対して平行に延びている。リーマ７は、次いで材料内に押し出され、このとき溝３の輪郭８が、リーマ７を溝３のプロファイルに沿ってその軸に対して垂直に移動させることによって機械加工される（溝のプロファイルは、ディスクの軸に対して垂直な平面上の断面におけるその形状である）。
【００３５】
リーマ７の長さをＬとする場合、これは、ディスク２の両側から突出しており、このときリーマ支持体５の支持アーム６は、ディスク２の両側に延びている。
【００３６】
図５に示されるように、リーマの回転９の方向は、リーマ加工がクライムカッティングによって実施されるような、すなわちリーマ７の歯が前進する方向が、機械加工される材料に対してリーマが前進する方向１０に対応するようなものである。これにより、リーマの振動を抑制し、したがってリーマが実施する機械加工の品質を向上させることが可能になる。リーマ７の加工速度は、４０ｍ／ｍｉｎから７０ｍ／ｍｉｎの範囲内にある。
【００３７】
本方法は、少なくともブランク段階および仕上げ段階を含むことができ、各段階は、１つまたは複数のパスを含むことができる。
【００３８】
同じ方法が、各ディスク２内の各溝３に対して繰り返される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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