Способ изготовления металлической части, такой как усиление лопатки турбинного двигателя
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к области турбинных двигателей, а именно к способу изготовления металлического усиления для лопатки рабочего колеса турбинного двигателя. Способ последовательно включает этап расположения металлических скоб в формующий инструмент, имеющий матрицу и пуансон, при этом металлические скобы представляют собой металлические секции с прямолинейной формой, согнутые в форму U или V; и этап горячего изостатического прессования металлических скоб, вызывающий интеграцию металлических скоб таким образом, чтобы получить сжатую металлическую часть. Обеспечивается возможность легкого получения металлического усиления без использования больших объемов материалов. 14 з.п. ф-лы, 27 ил.
Реферат
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу изготовления металлической части, такой как металлическое усиление для композитной или металлической лопатки турбинного двигателя.
В частности, изобретение относится к способу изготовления металлического усиления для входной кромки или выходной кромки лопатки турбинного двигателя.
Область изобретения представляет собой область турбинных двигателей и, более конкретно, область лопаток рабочего колеса из композитного или металлического материала и турбинных двигателей с входной кромкой, включающей в себя металлическое усиление конструкции.
Однако изобретение также является применимым к изготовлению металлического усиления, предназначенного для усиления входной кромки или выходной кромки лопатки любого типа турбинного двигателя, наземного или воздушного, и, в частности, газотурбинного двигателя вертолета или турбореактивного двигателя самолета, но также рабочих колес, таких как невосстанавливаемые рабочие колеса со сдвоенным вентилятором противоположного вращения или рабочие колеса с открытым ротором.
Изобретение также применяется для выполнения любых геометрически сложных металлических блочных частей.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Следует напомнить, что входная кромка соответствует передней части аэродинамического контура, которая противостоит воздушному потоку и которая разделяет поток воздуха на поток воздуха от нижней поверхности и поток воздуха от верхней поверхности.
Выходная кромка соответствует задней части аэродинамического контура, где потоки нижней поверхности и верхней поверхности встречаются.
Лопатки турбинного двигателя и, в частности, лопатки рабочего колеса, подвергаются существенным механическим напряжениям, в частности, связанным со скоростью вращения, и должны соответствовать строгим условиям веса и габаритных размеров. Следовательно, используются лопатки из композитных материалов, которые легче.
Является общеизвестным, что лопатки рабочего колеса турбинного двигателя, которые выполнены из композитных материалов, усиливаются посредством металлических конструкций, проходящих до вершины лопатки и, помимо этого, их входной кромки, как упомянуто в документе EP 1908919. Такое усиление обеспечивает защиту набора композитных лопаток во время удара о рабочее колесо инородного тела, например, птицы, града или даже гальки.
В частности, металлическое усиление конструкции защищает входную кромку лопатки посредством предотвращения рисков расслаивания, разрушения или даже повреждения волокон вследствие нарушения соединения волокна/матрицы.
Обычно лопатка турбинного двигателя включает в себя и аэродинамическую поверхность, проходящую, в соответствии с первым направлением, между входной кромкой и выходной кромкой и, в соответствии со вторым направлением, по существу, перпендикулярным относительно первого направления, между нижней частью и вершиной лопатки. Металлическое усиление конструкции совпадает по форме с входной кромкой аэродинамической поверхности лопатки и проходит в соответствии с первым направлением за пределы входной кромки от аэродинамической поверхности лопатки таким образом, чтобы совпадать с контуром верхней и нижней поверхности лопатки, и со вторым направлением между нижней частью и вершиной лопатки.
Известно, что металлическое усиление конструкции представляет собой металлическую часть из титана, изготовленную полностью посредством фрезерования из куска материала.
Однако, металлическое усиление входной кромки лопатки представляет собой сложную часть для изготовления, требуя многочисленных операций доработки и сложного приспособления, что влечет за собой высокие производственные затраты.
Также является известным, что металлические части изготавливаются, и, в частности, металлическое усиление конструкции лопатки турбинного двигателя, из трехмерной металлической волокнистой конструкции, выполняемой посредством ткачества металлической проволоки и процесса горячего изостатического прессования в инструменте, вызывая интеграцию металлических проволок металлической волокнистой конструкции таким образом, чтобы получить блочную часть, и этот процесс описан в заявке на патент FR 0858098.
Обычно ткачество волокнистой конструкции выполняется посредством множества металлических основных нитей и металлических уточных нитей, толщина которых ограничена на диаметре порядка нескольких десятых миллиметра, обычно от 0,1 мм до 0,3 мм.
Волокнистая конструкция, таким образом, полученная посредством ткачества, представляет собой плоскость и относительно жесткую конструкцию, требующую деформации для получения предварительно отформованной волокнистой конструкции для обеспечения возможности ее вставки в формующий инструмент.
Для компенсации этого этапа деформации посредством сгибающей машины в конце ткачества волокнистой конструкции и, следовательно, ограничения размеров волокнистой конструкции, был разработан способ изготовления одной металлической волокнистой конструкции посредством последующего ткачества металлических скоб, видоизмененных или согнутых для образования части, по существу, в форме U или V, для того, чтобы соответствовать назначению уточной нити. В этом способе, описанном в заявке на патент FR 1058237, ткачество достигается посредством внедрения каждого из ответвлений металлических скоб в, по меньшей мере, один зев, образованный посредством двух металлических основных нитей. Однако ткачество металлических скоб, образованных согнутыми металлическими проволоками, требует использования специального ткацкого ремесла, способного формовать два зева одновременно, что касается прохождения каждого из ответвлений скоб.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В этом контексте, изобретение стремится решить вышеупомянутые проблемы посредством предложения способа изготовления металлического усиления для входной кромки или выходной кромки лопатки турбинного двигателя, обеспечивающего существенное уменьшение затрат касательно производства такой части и упрощение процесса изготовления.
Для решения этой задачи, изобретение предлагает способ изготовления металлической части, такой как металлическое усиление лопатки турбинного двигателя, последовательно включающий:
этап расположения множества металлических скоб в формующий инструмент, имеющий матрицу и пуансон, при этом металлические скобы представляют собой металлические секции, согнутые в U-образную форму или V-образную форму;
этап горячего изостатического прессования множества металлических скоб, вызывающий интеграцию металлических скоб таким образом, чтобы получить сжатую металлическую часть.
Под скобой понимается металлическая часть, искривленная или согнутая таким образом, чтобы образовать, например, часть, по существу, в виде U-образной формы или V-образной формы.
Благодаря изобретению, металлическая часть, такая как металлическое усиление конструкции, например, включающее в себя два изгиба в соответствии с двумя разными плоскостями (или перегиб вокруг оси), достигается просто и быстро из множества металлических скоб, полученных посредством простой операции формования металлических секций, таких как металлические проволоки, и горячего изостатического прессования (ГИП) или процесса сжатия, обеспечивающего возможность получения сжатой части и без пористости посредством комбинации пластической деформации, деформации ползучести и диффузионной сварки.
Металлические скобы, предпочтительно, образованы посредством сгибания металлических секций из заготовки, поперечное сечение которой может быть в одинаковой степени круглым, квадратным или шестиугольным поперечным сечением и т.д.
Металлические скобы, подготовленные таким образом, легко располагаются в формующий инструмент и таким образом обеспечивают возможность достижения сложных геометрических частей, таких как усиление лопатки.
Этот способ изготовления, таким образом, преодолевает необходимость сложного изготовления усиления лопатки, используя фрезерование или объемную механическую обработку типа протягивания из листового проката, что требует использования больших объемов материалов и, следовательно, больших затрат на поставку сырья. Способ также обеспечивает возможность легкого получения металлических усилений, которые соответствуют строгим требованиям к массе и/или геометрии.
Предпочтительно, металлическая часть представляет собой металлическое усиление входной кромки или выходной кромки лопатки рабочего колеса турбинного двигателя.
Способ изготовления металлической части в соответствии с изобретением также может иметь одну или несколько из следующих характеристик, рассматриваемых индивидуально или в соответствии со всеми технически возможными комбинациями:
- указанный способ представляет собой способ изготовления металлического усиления для входной кромки, или выходной кромки, лопатки турбинного двигателя, или металлического усиления для рабочего колеса такого типа, что указанная металлическая часть, полученная во время указанного этапа изостатического прессования, представляет собой металлическое усиление;
- указанный этап расположения указанного множества скоб достигается посредством размещения скоб, скоба к скобе, в матрице на указанном формующем инструменте;
- указанный этап расположения указанного множества скоб достигается посредством размещения скоб, скоба к скобе, в пуансоне на указанном формующем инструменте;
- указанный этап расположения указанного множества скоб достигается посредством углубления ответвлений указанных скоб в отверстия в указанном пуансоне, при этом указанное размещение достигается посредством упругой деформации указанных ответвлений;
- указанный этап расположения указанного множества скоб включает в себя первый подэтап предварительного расположения скоб, скоба к скобе, на формовочный шаблон, и второй подэтап расположения указанного множества скоб, предварительно расположенных на указанный формовочный шаблон, в указанный формующий инструмент;
- этап расположения указанного множества скоб включает в себя первый подэтап предварительного расположения указанного множества металлических скоб на съемный каркас таким образом, что указанные скобы подвешиваются в указанном съемном каркасе, и второй подэтап расположения съемного каркаса, включающего в себя указанное множество скоб, в размещающий элемент, также расположенный в формующем инструменте;
- указанный съемный каркас образован двумя рельсами таким образом, что во время второго подэтапа расположения указанного съемного каркаса, при этом каждый из указанных рельсов указанного съемного каркаса является способным вставляться в выемку, также расположенную в указанном формующем инструменте, указанные выемки образуют указанный размещающий элемент указанного формующего инструмента.
- указанные выемки также располагаются в матрице указанного формующего инструмента таким образом, что указанный съемный каркас размещается в указанную матрицу во время указанного этапа расположения.
- указанные выемки также располагаются в пуансоне указанного формующего инструмента таким образом, что указанный съемный каркас размещается в указанный пуансон во время указанного этапа расположения;
- указанный первый подэтап этапа расположения указанного множества скоб, включающих в себя два ответвления, достигается посредством зажатия каждого из указанных ответвлений в указанном размещающем отверстии, также расположенном в указанном съемном каркасе, при этом указанное размещение достигается посредством упругой деформации указанных ответвлений;
- указанный первый подэтап расположения указанного множества скоб, включающих в себя два ответвления, имеющих удерживающую секцию на их свободном конце, достигается таким образом, что каждая скоба подвешивается на указанном съемном каркасе посредством указанных удерживающих секций;
- указанный первый подэтап расположения указанного множества скоб достигается посредством размещения скоба к скобе;
- указанный подэтап расположения указанного множества скоб достигается посредством пачек скоб, заранее собранных в металлическую конструкцию;
- указанный этап расположения указанного множества скоб включает в себя первый подэтап изготовления металлической конструкции, образованной посредством сборки одного множества металлических скоб, имеющих пересекающее отверстие и, посредством, по меньшей мере, одной металлической проволоки, вставленной в указанное отверстие каждой из указанных металлических скоб указанного множества, и посредством второго подэтапа расположения указанной металлической конструкции в формующий инструмент;
- указанный способ включает в себя этап изготовления указанного пересекающего отверстия каждой из металлических скоб;
- указанное пересекающее отверстие получается посредством методов лазерной прошивки, во время указанного этапа изготовления указанного пересекающего отверстия;
- указанная металлическая конструкция размещается в указанную матрицу формующего инструмента;
- указанная металлическая конструкция размещается на указанный пуансон формующего инструмента;
- указанная металлическая проволока, вставленная в указанные пересекающие отверстия указанных металлических скоб, и/или указанные металлические скобы представляют собой металлические проволоки на основе титана и/или проволоки на основе титана и карбида кремния, и/или покрытые бором проволоки на основе карбида кремния;
- указанные металлические конструкции образованы посредством сборки множества металлических скоб, где каждая металлическая скоба имеет геометрию, приспособленную к форме металлической части, подлежащей изготовлению;
- этап расположения указанного множества скоб включает в себя первый подэтап изготовления множества трехмерных металлических конструкций посредством фиксации множества металлических скоб, при этом каждая из указанных трехмерных конструкций образует участок заготовки указанной металлической части, подлежащей получению, и второй подэтап расположения указанного множества трехмерных металлических конструкций в формующий инструмент;
- указанный подэтап изготовления множества трехмерных конструкций получается посредством сварки или посредством ламинирования множества металлических скоб;
- указанный подэтап изготовления множества трехмерных металлических конструкций получается посредством сварки или ламинирования металлической фольги на указанные металлические скобы, образующие трехмерную металлическую конструкцию, при этом указанная металлическая фольга связывает каждую металлическую скобу трехмерной металлической конструкции;
- указанный подэтап изготовления множества трехмерных металлических конструкций получается посредством сварки или ламинирования, по меньшей мере, каждой одной металлической проволоки на указанные металлические скобы, образующие трехмерную металлическую конструкцию, при этом указанная, по меньшей мере, одна металлическая проволока связывает каждую металлическую скобу трехмерной конструкции;
- каждая из указанных скоб включает в себя первое и второе ответвления, при этом указанная сварка или указанное ламинирование указанной металлической фольги или указанной, по меньшей мере, одной металлической проволоки достигается на каждом первом ответвлении каждой из указанных металлических скоб и/или на втором ответвлении каждой из указанных металлических скоб;
- указанные скобы и/или указанная, по меньшей мере, одна металлическая проволока образованы металлическими проволоками на основе титана и/или композитными покрытыми титаном проволоками на основе карбида кремния, и/или покрытыми бором проволоками на основе карбида кремния;
- указанный подэтап расположения указанного множества металлических конструкций достигается посредством размещения указанного множества металлических конструкций на матрицу в указанном формующем инструменте;
- указанный подэтап расположения указанного множества металлических конструкций достигается посредством размещения указанного множества металлических конструкций на пуансон в указанном формующем инструменте;
- указанный подэтап расположения указанного множества металлических конструкций достигается посредством зажатия ответвлений указанных металлических скоб в зажимающих средствах, расположенных в указанном пуансоне, при этом указанное зажатие достигается посредством упругой деформации указанных ответвлений металлических скоб;
- указанный подэтап расположения указанного множества металлических конструкций достигается посредством зажатия ответвлений указанных металлических скоб в зажимающих средствах, расположенных в двух рельсах, образующих каркас, при этом указанное зажатие достигается посредством упругой деформации указанных ответвлений металлических скоб, при этом указанный каркас размещается в канавку, расположенную в указанном пуансоне;
- указанный способ включает в себя этап выполнения указанных металлических скоб посредством сгибания металлических секций в прямолинейной форме;
- указанные металлические скобы сгибаются в U-образную и/или V-образную форму во время этапа сгибания;
- до указанного этапа сгибания указанный способ включает в себя этап отрезания множества металлических секций;
- указанная металлическая часть включает в себя скобы, образованные металлическими проволоками на основе титана и/или проволоками из карбида кремния-титана (SiC-Ti) и/или проволоками из бора и карбида кремния, и скобы, образованные проволоками из карбида кремния (SiC).
Металлические скобы, имеющие пересекающее отверстие, таким образом могут одна или другая легко собираться посредством продевания, по меньшей мере, одной металлической проволоки внутрь каждого отверстия во множестве скоб таким образом, чтобы получить податливую металлическую конструкцию (т.е. деформируемую вручную в противоположность деформации, требующей механических или гидравлических методов) в форме веревки или даже ожерелья из металлических скоб. Металлическая конструкция таким образом образуется посредством металлических скоб, подвешенных на металлических проволоках.
Металлическая конструкция, выполненная таким образом, затем является легко транспортируемой и может располагаться в формующий инструмент, имеющий сложную форму, например, машинное оборудование для металлического усиления лопатки турбинного двигателя, имеющее два изгиба в соответствии с двумя отдельными наклонами, при этом податливая металлическая конструкция является способной сама приспосабливаться к любому типу изгиба машинного оборудования.
Кроме того, такой способ может обеспечивать возможность образования частей, имеющих формы, которые не могут быть развернуты, или даже частей, имеющих охватывающие формы, такие как, например, закрывающие концы лопатки частично.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие характеристики и преимущества изобретения проявятся более ясно из описания, которое дано ниже, показательным, а не каким-либо ограничивающим образом, со ссылкой на прилагаемые чертежи, среди которых:
Фиг. 1 представляет собой вид сбоку лопатки, включающей в себя металлическое усиление конструкции входной кромки, полученное посредством способа выполнения в соответствии с изобретением;
Фиг. 2 представляет собой частичный вид в разрезе Фиг. 1 в соответствии с плоскостью резания АА;
Фиг. 3 представляет собой синоптическое изображение, представляющее основные этапы первого метода получения металлического усиления конструкции входной кромки лопатки турбинного двигателя;
На Фиг. 4 показан вид металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя во время первого этапа способа, показанного на Фиг. 3;
На Фиг. 5 показан вид металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя во время второго этапа способа, показанного на Фиг. 3;
На Фиг. 6 показан вид в разрезе металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя в соответствии с первой моделью получения третьего этапа первого метода получения способа, показанного на Фиг. 3;
На Фиг. 7 показан вид в разрезе металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя в соответствии со вторым примером получения третьего этапа первого метода получения способа, показанного на Фиг. 3;
На Фиг. 8 показан вид в разрезе металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя во время этапа изостатического прессования для разных методов получения способа в соответствии с изобретением с Фиг. 3, 9, 15 и 23;
Фиг. 9 представляет собой синоптическое изображение, представляющее основные этапы второго метода получения металлического усиления конструкции входной кромки лопатки турбинного двигателя способа выполнения в соответствии с изобретением;
На Фиг. 10 показан вид металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя в соответствии со вторым примером получения второго этапа второго метода выполнения способа, показанного на Фиг. 9;
На Фиг. 11 показан вид в разрезе металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя в соответствии с первой моделью выполнения, показанной на Фиг. 5, третьего этапа второго метода получения способа, показанного на Фиг. 9;
На Фиг. 12 показан вид в разрезе металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя в соответствии со второй моделью выполнения, показанной на Фиг. 10, третьего этапа второго метода получения способа, показанного на Фиг. 9;
На Фиг. 13 показан вид в разрезе металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя в соответствии с первой моделью получения четвертого этапа второго метода получения способа, показанного на Фиг. 9;
На Фиг. 14 показан вид в разрезе металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя в соответствии со второй моделью получения четвертого этапа второго метода получения способа, показанного на Фиг. 9;
Фиг. 15 представляет собой синоптическое изображение, представляющее основные этапы третьего метода получения металлического усиления конструкции входной кромки лопатки турбинного двигателя способа получения в соответствии с изобретением;
На Фиг. 16 показан вид металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя в соответствии с первым примером получения третьего этапа третьего метода получения способа, показанного на Фиг. 15;
На Фиг. 17 показан вид металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя в соответствии со вторым примером получения третьего этапа третьего метода получения способа, показанного на Фиг. 15;
На Фиг. 18 и 19 показан вид металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя третьей модели выполнения для второго и третьего этапа третьего метода получения способа в соответствии с изобретением;
На Фиг. 20 показан вид металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя во время четвертого этапа третьего метода получения способа, показанного на Фиг. 15, в соответствии с первой моделью выполнения, показанной на Фиг. 16;
На Фиг. 21 показан вид переднего металлического усиления лопатки турбинного двигателя во время четвертого этапа третьего метода выполнения способа, показанного на Фиг. 15, в соответствии со вторым примером получения, показанным на Фиг. 17;
На Фиг. 22 показан вид металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя во время пятого этапа способа, показанного на Фиг. 15;
Фиг. 23 представляет собой синоптическое изображение, представляющее основные этапы четвертого метода изготовления металлического усиления конструкции входной кромки лопатки турбинного двигателя способа выполнения в соответствии с изобретением;
На Фиг. 24 показан вид в разрезе металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя во время третьего этапа четвертого метода получения способа, показанного на Фиг. 23;
На Фиг. 25 показан вид в разрезе металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя в соответствии с первым примером получения четвертого этапа четвертого метода получения способа, показанного на Фиг. 23;
На Фиг. 26 показан вид в разрезе металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя в соответствии со вторым примером получения четвертого этапа четвертого метода получения способа, показанного на Фиг. 23;
На Фиг. 27 показан вид в разрезе металлического усиления входной кромки лопатки турбинного двигателя в соответствии с третьим примером получения четвертого этапа четвертого метода получения способа, показанного на Фиг. 23.
На всех фигурах, общие детали имеют одинаковые ссылочные позиции, за исключением, если не указано иное.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПЕРВОГО ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1 представляет собой вид сбоку лопатки, которая включает в себя металлическое усиление конструкции входной кромки, полученное посредством способа выполнения в соответствии с изобретением.
Показанная лопатка 10 представляет собой подвижную лопатку рабочего колеса турбинного двигателя (не представлен). Лопатка 10 включает в себя аэродинамическую поверхность 12, проходящую в соответствии с первым осевым направлением 14 между входной кромкой 16 и выходной кромкой 18 и в соответствии со вторым радиальным направлением 20, по существу, перпендикулярного относительно первого направления 14, между хвостовиком 22 и вершиной 24.
Аэродинамическая поверхность 12 образует сторону 13 верхней поверхности и нижнюю поверхность 11 лопатки 10, при этом только сторона 13 верхней поверхности лопатки 10 показана на Фиг. 1. Нижняя поверхность 11 и верхняя поверхность 13 образуют латеральные стороны лопатки 10, которые связывают входную кромку 16 с выходной кромкой 18 лопатки 10.
В этом методе выполнения, лопатка 10 представляет собой композитную лопатку, типично, полученную посредством формования тканой волокнистой текстуры. Путем примера, использующийся композитный материал может состоять из сборки тканых углеродных волокон и полимерной матрицы, при этом все образуются посредством литья в процессе впрыскивания полимера типа ЛПП (для “литьевого прессования полимера”) или кроме того ВЛПП (для “вакуумного литьевого прессования полимера”).
Лопатка 10 включает в себя металлический укрепляющий элемент 30 конструкции, приклеенный к входной кромке 16 и который проходит одновременно в соответствии с первым направлением 14 за пределы входной кромки 16 аэродинамической поверхности 12 лопатки 10 и в соответствии со вторым направлением 20 между хвостовиком 22 и вершиной 24 лопатки.
Как показано на Фиг. 2, усиление 30 конструкции совпадает по форме с входной кромкой 16 аэродинамической поверхности 12 и лопаткой 10, таким образом оно удлинено для образования входной кромки 31, упомянутой входной кромки усиления.
Обычно, усиление 30 конструкции представляет собой одноблочную часть, включающую сечение, по существу, в форме V, имеющую основание 39, образующее входную кромку 31, и удлинено двумя латеральными сторонами 35 и 37, совпадающими по форме с нижней поверхностью 11 и верхней поверхностью 13 аэродинамической поверхности 12 лопатки, соответственно. Стороны 35, 37 имеют утоненный вниз или сужающийся контур в направлении выходной кромкой лопатки.
Основание 39 включает в себя внутренний контур 33, закругленный, чтобы совпадать по форме с округлой формой входной кромки 16 лопатки 10.
Усиление 30 конструкции является металлическим и, предпочтительно, на основе титана. В действительности, этот материал имеет высокую способность поглощения энергии ударов. Усиление приклеивается к лопатке 10 посредством склеивающего вещества, известного специалисту в данной области техники, такого как эпоксидный клей, например.
Этот тип металлического усиления 30 конструкции, использующийся для армирования усиления композитной лопатки турбинного двигателя, более конкретно описывается в заявке на патент EP1908919.
Способ, в соответствии с изобретением, в частности, обеспечивает возможность получения усиления конструкции, как показано на Фиг. 2, причем на Фиг. 2 показано усиление 30 в его окончательном состоянии.
Фиг. 3 представляет собой синоптическое изображение, показывающее основные этапы 200 получения способа для металлической части, обеспечивающие возможность получения металлического усиления 30 конструкции входной кромки лопатки 10, такого, как показано на Фиг. 1 и 2.
Первый этап 210 способа выполнения 200 представляет собой этап отрезания множества металлических секций 301 от непрерывной металлической проволоки, например, из сетки, причем каждая длина 301 секции задается в соответствии с окончательной частью, подлежащей получению. Металлические секции 301, отрезанные таким образом, показаны на Фиг. 4.
Каждая металлическая секция 301, следовательно, может иметь определенную длину в соответствии с частью металлического усиления 30, которую она представляет, и длиной перекрывания сторон 35, 37 усиления 30, изменяющейся в соответствии со вторым направлением 20 между хвостовиком 22 и вершиной 24 лопатки.
Диаметр металлических секций 301 может изменяться в соответствии с потребностями пользователя и толщиной материала, необходимого для изготовления части. Задание диаметра секций достигается в соответствии с работой над компромиссом между податливостью и толщиной материала, необходимыми для машинного оборудования.
Металлическая секция типично образуется из металлической проволоки с круглым поперечным сечением, но с таким же успехом может образовываться из металлической секции, которая является квадратной, прямоугольной или шестиугольной и т.д.
Второй этап 220 способа изготовления 200 представляет собой этап холодного формования или формование металлических секций 301, отрезанных во время первого этапа 210. Этот второй этап показан на Фиг. 5.
Этот второй этап обеспечивает холодное формование (т.е. при температуре окружающей среды) каждой прямолинейной металлической секции 301 посредством пластической деформации таким образом, чтобы получить предварительно отформованную металлическую секцию 301′, называемую в результате скобой, геометрия которой задается в соответствии с окончательной частью, подлежащей получению, и, в частности, в соответствии с формой сжимающего машинного оборудования, подлежащего использованию для изготовления окончательной части.
Скобы 301′ получаются посредством деформации металлических прямолинейных секций 301 с помощью простого машинного оборудования, с которым возможно работать вручную, с индивидуальной деформацией каждой секции без необходимости гидравлических методов для последующего достижения деформации. Предпочтительно, деформирующее машинное оборудование представляет собой обычный деформирующий инструмент, который может быть автоматизированным и откалиброванным для окончательной формы металлических скоб 301′ на силу давления в соответствии с потребностями пользователя.
Таким образом, скобы 301′ могут формоваться индивидуально или группой из множества металлических секций 301.
Этап 220 деформации секций, таким образом, обеспечивает переход от одной металлической прямолинейной секции 301 к предварительно отформованной металлической секции 301′ в форме скобы, включающей в себя два, по существу, прямолинейных ответвления 302 и 303, соединенных друг с другом посредством соединительного элемента 304, который подвергся, по меньшей мере, одной деформации. Длины ответвлений 302 и 303 у одной и той же скобы могут быть разными. Металлическая секция 301, таким образом, может быть полностью или частично смята (например, для ограничения локальной толщины).
Во взаимосвязи с получением металлического усиления лопатки турбинного двигателя, скобы 301′, предпочтительно, имеют форму U или V.
Третий этап 230 способа выполнения 200 представляет собой этап расположения множества скоб 301′ в формующий инструмент.
Машинное оборудование 400 включает в себя углубление 410 (матрицу), соответствующее окончательной внешней форме металлического усиления 30, и противоуглубление 420, 520 (пуансон), соответствующее окончательной внутренней форме металлического усиления входной кромки.
В соответствии с первым этапом выполнения, показанным на Фиг. 6, этап 230 расположения достигается посредством расположения скоб 301′ в углубление 410 формующего инструмента 400. Расположение достигается посредством размещения скоба к скобе по всей длине углубления 410. Зазор между отдельными скобами 301′ (т.е. шаг) задается в соответствии с толщиной скобы 301′ и потребностями материала для части, подлежащей получению.
Со скобами 301′, имеющими дополнительную форму углубления 410, расположение выполняется легко и, следовательно, может получить укладку металлического материала, совпадающую со сложной формой углубления 410, включающего два изгиба в соответствии с двумя отдельными наклонами.
Во время этого этапа 230 расположения, несколько слоев скоб 301′, как показано на Фиг. 6, могут накладываться друг на друга таким образом, чтобы соответствовать толщинам материала, необходимого для выполнения части. Конкретно, не является необходимым, чтобы толщина части была постоянной: схема расположения и количество скоб в таком случае может изменяться вдоль части для того, чтобы приспособиться к этим изменениям толщины.
Конечно, форма скоб 301′ и длина ответвлений 302, 303 разных слоев также могут регулироваться в соответствии с потребностями материала, необходимого для изготовления металлического усиления 30.
Для того, чтобы улучшить поддерживание скоб, расположенных в углублении, скобы, предпочтительно, могут включать в себя два плеча, полученных во время этапа 220 холодного формования, на каждом свободном конце скоб для образования формы V или U. Плечи получаются посредством сгибания одной части конца каждого ответвления таким образом, чтобы получить две части для образования опор, способствующих расположению скоб и их поддерживанию в углублении.
В соответствии с вариантом выполнения, концы, способные образовывать плечи, также могут деформироваться таким образом, что плечи имеют форму плоскостей, включающих в себя, по меньшей мере, одну плоскую поверхность, способную являться опорой на углублении.
С этой целью, формующий инструмент также располагается таким образом, чтобы обеспечить углублению отделение, позволяя скобам получить опору в углублении. Кроме того, пуансон формующего инструмента имеет два плеча, на каждой стороне V-образной формы пуансона, способных располагать сами себя в отделения, также расположенные в углублении на момент закрытия машинного оборудования.
В соответствии со вторым примером выполнения, показанным на Фиг. 7, этап 230 расположения достигается посредством расположения скоб 301′ на пуансон 520 формующего инструмента 500.
С этой целью, формующий инструмент 500 включает в себя углубление 410 (матрицу), аналогичное первому примеру выполнения, и противоуглубление 520 (пуансон), соответствующее окончательной внутренней форме металлического усиления входной кромки и включающее в себя два плеча 521 в его верхней части на каждой стороне V-образной формы, соответствующей окончательной внутренней форме металлического усиления. Сторона плеч 521, относительно внутренней части машинного оборудования, включает в себя множество отверстий 522, распределенных по всей длине пуансона 520, способных размещать концы ответвлений 302, 303 скоб 301′. Таким образом, в соответствии с этим вторым примером выполнения, расположение скоб 301′ на пуансон 520 достигается посредством размещения скоба к скобе с внедрением ответвлений 302, 303 в отверстия 522, размещенные на каждой стороне V-образной формы пуансона 520. Поддержание скоб 301′ на своем месте достигается благодаря свойству упругости ответвлений 302, 303, оказывающих давление на стороны отверстий 522 посредством упругого возврата.
Предпочтительно и для га