(19) |
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(11) |
EP 0 331 539 B1 |
(12) |
FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
(45) |
Mention de la délivrance du brevet: |
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26.01.1994 Bulletin 1994/04 |
(22) |
Date de dépôt: 01.02.1989 |
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(54) |
Procédé de fabrication d'ébauches forgées en barre par refoulage, notamment pour aubes
de compresseur et outillage de mise en oeuvre
Verfahren zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial durch Stauchen,
insbesondere für Kompressorschaufeln und Werkzeugausrüstung zur Durchführung des Verfahrens
Method of making forged blanks from bar material by upsetting, in particular for compressor
blades, and tooling equipment for carrying out the method
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(84) |
Etats contractants désignés: |
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DE FR GB |
(30) |
Priorité: |
03.02.1988 FR 8801227
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(43) |
Date de publication de la demande: |
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06.09.1989 Bulletin 1989/36 |
(73) |
Titulaire: SOCIETE NATIONALE D'ETUDE ET DE
CONSTRUCTION DE MOTEURS D'AVIATION, "S.N.E.C.M.A." |
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F-75015 Paris (FR) |
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(72) |
Inventeur: |
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- Lorieux, Alain Georges Henri
F-95110 Sannois (FR)
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(74) |
Mandataire: Moinat, François et al |
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S.N.E.C.M.A.
Service des Brevets
Boîte Postale 81 91003 Evry Cédex 91003 Evry Cédex (FR) |
(56) |
Documents cités: :
FR-A- 2 220 328 SU-A- 183 026 SU-A- 821 016
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FR-A- 2 494 606 SU-A- 804 163
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- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 11, no. 21 (M-555)[2468], 21 janvier 1987;& JP-A-61
193 739 (TOYOTA MOTOR CORP.) 28-08-1986
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Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication
de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition
au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition
doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement
de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'ébauches forgées en barre
du pied d'une aube de compresseur de turbomachine par refoulage ainsi qu'un outillage
destiné à la mise en oeuvre dudit procédé selon le préambule des revendications 1
et 5.
[0002] Il est courant dans la fabrication de certaines pièces telles que des aubes de compresseur
à partir d'ébauches forgées d'effectuer une opération de refoulage de l'extrémité
d'une barre cylindrique afin d'obtenir par augmentation de la section le volume de
matière necessaire, par exemple, à la réalisation du pied dans le cas d'une aube.
[0003] Dans les données de définition d'une telle opération de refoulage, on peut retenir
deux types de paramètres :
- des paramètres technologiques tel que le taux de refoulage t, défini par :

où Lo est la longueur initiale de la portion de barre à refouler,
Ll est la longueur de cette même portion après refoulage,
Do est le diamètre initial de la barre à refouler ;
Lo - Ll représente la course utile du poinçon de la machine de forgeage utilisée et
la limite supérieure de cette course est une donnée de construction de ladite machine
;
- des paramètres métallurgiques et notamment le rapport de réduction r défini par :

où So est la section transversale initiale de la barre,
Sl est la section transversale de la barre après refoulage et Dl est le diamètre correspondant.
[0004] Dans les diverses applications connues du procédé de refoulage, il apparaît que pour
éviter des défauts inacceptables sur les ébauches obtenues, le procédé est soumis
à des limitations géométriques. Ces défauts dus à une maîtrise insuffisante de la
déformation au cours de l'opération consistent notamment en replis qui peuvent être
dus à un phénomène de flambage de la portion de barre à refouler ou en un fibrage
perturbé, dû à un phénomène de torsion de la barre après flambage.
[0005] Les figures 1a, 1b, 1c, 1d des dessins joints en annexe illustrent la réalisation
d'un refoulage sur une barre B, placée dans un conteneur A, au cours duquel lors de
quatre opérations successives correspondant respectivement aux quatre figures, une
réduction de longueur l₁, l₂, l₃ et l₄ est obtenue et les phénomènes qui viennent
d'être signalés (flambage puis torsion) apparaissent conduisant aux défauts qui ont
été notés (replis et fibrage perturbé).
[0006] Il est couramment admis que pour éviter ces défauts, une valeur limite supérieure
du taux de refoulage t de 4 lorsque le refoulage est effectué en une opération ou
de 6 lorsqu'il est effectué en deux opérations successives doit être respectée. Une
limitation du rapport Dl/Do de 1,5 à 2 suivant le type d'alliage concerné est également
fixée quelquefois.
[0007] Diverses tentatives d'amélioration ont recherché à dépasser les limitations géométriques
imposées jusqu'à présent sans encourir l'apparition des défauts. On a ainsi tenté
d'effectuer l'opération de refoulage au moyen d'un outillage animé d'un mouvement
de nutation sur l'extrémité à refouler de la barre, celle-ci étant simultanément déplacée
vers la zone de travail d'une longueur correspondant au volume à déformer. On a également
tenté d'effectuer un refoulage en plusieurs passes en avançant successivement, à chaque
passe, la barre d'une longueur correspondant au volume à déformer. Des exemples de
telles réalisations sont donnés par FR-A-2050 483, FR-A-2050 484, et par FR-A-2220
328. Dans ces procédés, les résultats n'ont pas été entièrement satisfaisants et notamment
une orientation suffisamment régulière du fibrage ne peut pas être assurée.
On connaît par ailleurs par SU-A-804 163, qui représente l'état de la technique le
plus proche, un outil de matriçage en ébauche d'un objet à section en polygonale tel
qu'un écrou.
[0008] Cet outil a une cavité de travail intérieure à faces convexes raccordées par des
angles arrondis dont le rayon de courbure est tel que le contour sort des limites
du contour de l'empreinte de l'outil de finition.
Le procédé de fabrication d'ébauches forgées en barre par refoulage permettant d'éviter
ces inconvénients est caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux étapes successives
:
- (a) une première étape de refoulage durant laquelle, au moins à partir d'un premier
stade de déformation, un contact est maintenu entre au moins trois génératrices de
ladite portion de barre et la surface intérieure d'un premier conteneur qui comporte,
entre deux desdites lignes de contact respectivement, une excroissance en creux longitudinale
formant en section transversale une partie lobée,
- une deuxième étape de refoulage durant laquelle, au moins à partir d'un premier stade
de déformation, un contact est maintenu entre les génératrices de sommet des excroissances
longitudinales obtenues sur la première ébauche à l'issue de la première étape (a)
et la surface intérieure d'un deuxième conteneur, ladite surface intérieure de cavité
présentant une forme de contour enveloppant ladite première ébauche,
et en ce que ledit taux de refoulage t obtenu en deux passes est au moins égal à
8.
[0009] Un outillage de refoulage enveloppant une ébauche forgée en barre destiné à la mise
en oeuvre dudit procédé est défini par la combinaison de caractéristiques de la revendication
5.
[0010] Avantageusement, le premier conteneur présente une cavité de section cruciforme,
la barre cylindrique étant en contact avec la surface intérieure du conteneur le long
de quatre génératrices situées à 90° l'une de l'autre et le deuxième conteneur présente
une cavité de section carrée, à coins arrondis, les sommets des excroissances ou lobes
de la section cruciforme de la barre obtenue à l'issue de la première étape étant
en contact respectivement avec un côté dudit carré.
[0011] Dans certaines applications concernant des alliages de titane, des taux de refoulage
de 8 à 10 obtenus en deux opérations par le procédé conforme à l'invention nécessitaient
par les procédés antérieurs connus auparavant au minimum cinq opérations successives.
Selon les critères de qualité imposés et selon les applications, notamment en fonction
des alliages utilisés, des taux de refoulage supérieurs peuvent être obtenus et dans
tous les cas, supérieurs aux résultats antérieurs. En outre, les examens métallographiques
effectués sur les ébauches forgées obtenues par le procédé de refoulage selon l'invention
ont montré une nette amélioration de l'orientation du fibrage par rapport à ces procédés
antérieurs ainsi qu'une absence totale de défauts. Ces résultats améliorés proviennent
directement de l'application du procédé selon l'invention et peuvent s'expliquer par
ses caractéristiques. En effet, lors de la première étape du procédé, la barre est
maintenue en appui au moins suivant trois génératrices, évitant ainsi toute déformation
par flambage, alors que l'ecoulement de l'alliage ne peut se faire qu'en direction
des parties en creux du conteneur, rendant ainsi toute déformation par torsion impossible.
De même, lors de la deuxième étape, le contact maintenu entre les génératrices extrêmes
de l'ébauche et les parois du conteneur empêche toute déformation par flambage ou
par torsion.
[0012] 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 :
- les figures 1a, 1b, 1c, 1d qui ont été précédemment décrites représentent schématiquement
les déformations d'une barre lors d'opérations successives de refoulage n'appliquant
pas l'invention :
- les figures 2a, 2b représentent la barre dans sa forme initiale avant refoulage, respectivement
en vue de face et en vue selon une section transversale,
- les figures 3a, 3b représentent schématiquement la barre représentée aux figures 2a,
2b au cours de la première étape de l'opération de refoulage selon le procédé conforme
à l'invention, respectivement en vue suivant une coupe longitudinale et selon une
section transversale ;
- les figures 4a, 4b représentent schématiquement l'ébauche obtenue à l'issue de la
première étape, au cours de la deuxième étape de l'opération de refoulage selon le
procédé conforme à l'invention, respectivement, selon des vues analogues aux figures
3a et 3b, suivant une coupe longitudinale et selon une section transversale ;
- la figure 5 représente une vue de l'ébauche forgée finale obtenue par le procédé conforme
à l'invention, selon une section transversale ;
- la figure 6 représente selon une vue analogue à la figure 4b, en section transversale,
une variante de mise en oeuvre de la deuxième étape du procédé conforme à l'invention
;
- les figures 7a, 7b, 7c montrent des variantes de mise en oeuvre d'étapes du procédé
de refoulage conforme à l'invention.
[0013] Le procédé de fabrication d'ébauches forgées par refoulage conforme à l'invention
s'applique notamment à des produits en barre tels que une barre cylindrique 1 représentée
dans sa forme initiale aux figures 2a et 2b. Comme représenté schématiquement sur
les figures 3a et 3b, pour la réalisation de la première étape (a) du procédé de refoulage
conforme à l'invention, la barre 1 est placée dans un premier conteneur 2 solidaire
d'une presse à forger ou machine à refouler d'un type connu en soi qui n'est pas représentée
plus en détails sur les dessins. Au cours de cette première étape (a) de refoulage,
une extrémité 1a de la barre 1 est soumise à l'action de refoulement d'un poinçon
3 mû par les moyens de poussée et de commande de ladite machine. La portion 1b de
la barre 1 soumise au refoulage tend ainsi à occuper le volume disponible du conteneur
2 limité par la face du poinçon 3, ce qui entraîne une diminution de longueur de ladite
portion 1b, accompagnée d'une augmentation de la section transversale correspondante.
Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 3a et 3b, le
premier conteneur 2 utilisé lors de la première étape du procédé de refoulage comporte
une cavité 4 qui présente en section transversale une forme générale cruciforme composée
de quatre parties lobées 4a, 4b, 4c, 4d disposées symétriquement deux à deux, ménageant
ainsi quatre génératrices 5a, 5b, 5c, 5d situées à 90° l'une de l'autre, qui coopèrent
avec quatre génératrices correspondantes de la portion refoulée 1b de la barre 1 en
maintenant, à partir d'un premier stade de déformation, un contact permanent avec
elles au cours de l'étape de refoulage. Ledit contact suivant les génératrices entre
conteneur et barre devient nécessaire à partir du moment où au cours de l'opération
de refoulage apparaissent des risques de création de défauts irréversibles par flambage
ou torsion. Le contact peut être réalisé dès le début de l'opération. Il est souvent
dans la pratique plus aisé, pour des facilités de mise en oeuvre, de prévoir un jeu
radial au départ entre lesdites génératrices qui peut aller dans le présent mode de
réalisation jusqu'à 0,5mm. L'action, dans le sens de l'effort appliqué et du déplacement
obtenu, du poinçon 3 s'exerce suivant la flèche F tandis que les flèches f symbolisent
les directions d'écoulement de l'alliage constituant la barre 1 au cours du refoulage.
[0014] Pour la deuxième étape (b) du procédé de refoulage conforme à l'invention dont le
déroulement est similaire à celui de la première étape (a) qui vient d'être décrit
ci-dessus, l'ébauche intermédiaire 1c obtenue à l'issue de la première étape (a) est
placée dans un deuxième conteneur 6, comme représenté schématiquement sur les figures
4a et 4b, et son extrémité est à nouveau soumise à une action de refoulement d'un
poinçon 7. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté aux figures 4a et
4b, le deuxième conteneur 6 comporte une cavité 8 qui présente en section transversale
une forme générale carrée, à coins arrondis. L'ébauche intermédiaire 1c présente une
section cruciforme qui reproduit la forme de la cavité 4 du premier conteneur 2 et
les génératrices 1d, 1e, 1f et 1g correspondant aux sommets des parties lobées de
cette section cruciforme de l'ébauche intermédiaire 1c sont placées au contact de
lignes d'appui correspondantes des côtés du carré de cavité du deuxième conteneur
6 et de manière similaire à la première étape (a), au cours de la deuxième étape (b)
de refoulage, le contact est également maintenu en permanence, à partir d'un premier
stade de déformation, au niveau de ces quatre génératrices symétriques deux à deux,
entre la surface externe de l'ébauche 1c et la surface de la cavité 8 du deuxième
conteneur 6. Comme précédemment, un jeu radial variable, de O à O,5 mm dans la présente
application, peut être ménagé au départ de la deuxième étape entre les génératrices
coopérantes de la barre et du conteneur.
[0015] A l'issue de cette deuxième étape (b) du procédé de refoulage conforme à l'invention,
la portion refoulée initiale 1b présente une section finale 1d d'ébauche forgée telle
que représentée à la figure 5 dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit.
Cette portion refoulée de barre 1b peut notamment être destinée à constituer le pied
d'une aube de turbomachine obtenue par forgeage.
[0016] Divers modes de réalisation appliquant les caractéristiques du procédé de refoulage
conforme à l'invention qui ont été décrites peuvent être envisagées. Notamment, en
fonction de la nature des alliages concernés, des pièces dont la fabrication est envisagée,
du taux de refoulage recherché, un nombre différent d'étapes du procédé de refoulage
peut être appliqué. Différentes formes de cavité du conteneur utilisé, ou suivant
les étapes associées, peuvent également être associées à condition de ménager, conformément
à l'invention, un contact permanent au cours d'une étape entre plusieurs génératrices
de l'ébauche et de la surface de cavité du conteneur. Le deuxième conteneur 6 utilisé
lors de la deuxième étape (b) de refoulage dans le mode de réalisation qui a été décrit
et dont la section est représentée à la figure 4b peut, par exemple, comporter une
cavité 8a délimitée par une surface qui est représentée par une section circulaire
à la figure 6. Les figures 7a, 7b, 7c, représentent respectivement, selon une section
schématique, d'autres formes utilisables de cavité de conteneur 9a, 9b, 9c, respectivement
associé à une portion de barre à refouler de section 10a,10b,10c, 10c, 10d. Cette
section de barre au départ est de forme adaptée à la pièce finale à obtenir et outre
cylindrique peut notamment être rectangulaire ou carrée.
1. Procédé de fabrication d'ébauches forgées en barre du pied d'une aube de compresseur
de turbomachine par refoulage dans lequel au moins une portion de barre (1b), de longueur
initiale Lo et de section initiale So de diamètre Do, est tranformée par refoulage
en une portion de barre (1d) de longueur finale Ll et de section finale Sl de diamètre
Dl telles que Lo > Ll, So < Sl, Do > Dl, un paramètre technologique t ou taux de refoulage
étant représenté par

, ladite barre (1) placée dans un outillage de support ou conteneur (2,6) étant soumise
à l'action de refoulement d'un poinçon (3) d'une presse de forgeage, s'exerçant sur
l'extrémité de la barre caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux étapes successives
:
- (a) une première étape de refoulage durant laquelle, au moins à partir d'un premier
stade de déformation, un contact est maintenu entre au moins trois génératrices de
ladite portion de barre et la surface intérieure d'un premier conteneur (2) qui comporte,
entre deux desdites lignes de contact (5a,5b,5c,5d) respec-tivement, une excroissance
(4a,4b,4c,4d) en creux longitudinale formant en section transversale une partie lobée
;
- (b) une deuxième étape de refoulage durant laquelle, au moins à partir d'un premier
stade de déformation, un contact est maintenu entre les génératrices de sommet (1d,1e,1f,1g)
des excroissances longitudinales obtenues sur la première ébauche (1c) a l'issue de
la première étape (a) et la surface intérieure de cavité d'un deuxième conteneur (6),
ladite surface intérieure de cavité présentant une forme du contour enveloppant ladite
première ébauche,
et en ce que ledit taux de refoulage (t) obtenu en deux passes est au moins égal
à 8.
2. Procédé de fabrication d'ébauches forgées en barre par refoulage selon la revendication
1 dans lequel lors de la première étape (a), le premier conteneur (2) présente en
section transversale un contour intérieur de forme générale cruciforme et la première
ébauche (1b,1c) refoulée est maintenue au cours de ladite première étape (a) suivant
quatre génératrices (5a,5b,5c,5d) longitudinales périphériquement réparties à 90°
l'une de l'autre et présente à l'issue de la première étape (a) quatre excroissances
longitudinales orientées à 90° l'une de l'autre.
3. Procédé de fabrication d'ébauches forgées en barre par refoulage selon l'une des revendications
1 ou 2 dans lequel lors de la deuxième étape (b), le deuxième conteneur (6) présente
en section transversale un contour intérieur de forme générale carrée, a coins arrondis.
4. Procédé de fabrication d'ébauches forgées en barre par refoulage selon l'une des revendications
1 ou 2 dans lequel lors de la deuxième étape (b), le deuxième conteneur (8a) présente
en section transversale un contour intérieur circulaire.
5. Outillage de refoulage enveloppant une ébauche (1b,1c) forgée en barre, destiné à
la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication conforme à l'une quelconque des revendications
1 à 4 consistant en deux conteneurs (2,6) comportant chacun une cavité (4,8) dans
laquelle est placée ladite ébauche (1b,1c) caractérisé en ce que le premier conteneur
(2) adapté pour la réalisation de la première étape (a) dudit procédé présente une
géométrie de surface intérieure de cavité (4) telle que l'ébauche (1b) avant forgeage
est en contact au moins à partir d'un premier stade de déformation, au moins suivant
trois génératrices avec des génératrices (5a,5b,5c,5d) coopérantes du conteneur (2)
et telle que des excroissance (4a,4b,4c,4d) longitudinales en creux sont ménagées
entre lesdites génératrices (5a,5b,5c,5d) et en ce que le deuxième conteneur (6) adapté
pour la réalisation de la deuxième étape (b) dudit procédé présente une géométrie
de surface intérieure de cavité (8) telle que le contour de section transversale enveloppe
le contour de surface intérieure de cavité du premier conteneur et que les formes
de contour de surface intérieure de cavité desdits premier (2) et deuxième conteneur
(6) sont tangentes suivant au moins trois génératrices et ne sont sécantes en aucun
point.
6. Outillages destinés à la mise en oeuvre du procédé de fabrication d'ébauches forgées
en barre par refoulage selon la revendication 5 caractérisé en ce que ledit premier
conteneur (2) comporte une cavité présentant une section transversale cruciforme à
quatre lobes (4a,4b,4c,4d) répartis à 90° l'un de l'autre.
7. Outillages destinés à la mise en oeuvre du procédé de fabrication d'ébauches forgées
en barre par refoulage selon l'une des revendications 5 ou 6 caractérisés en ce que
ledit deuxième conteneur (6) comporte une cavité (8) présentant une section transversale
de forme générale carrée, à coins arrondis, la longueur d'un côté du carré représentant
la distance entre deux sommets d'excroissances diamétralement opposées (1d-1f,1e-1g)
du premier conteneur (2).
8. Outillages destinés à la mise en oeuvre du procédé de fabrication d'ébauches forgées
en barre par refoulage selon l'une des revendications 5 ou 6 caractérisés en ce que
ledit deuxième conteneur comporte une cavité (8a) présentant une section transversale
circulaire, dont la circonférence enveloppe la section de cavité (4) du premier conteneur
(2).
1. Process for manufacturing blanks for turboshaft engine compressor blade roots by upsetting
forged bar, in which at least one portion of bar (1b), of initial length Lo and of
initial section So, of diameter Do, is transformed by upsetting a portion of bar (1d)
of final length L1 and final section S1, of diameter D1 such that Lo > L1, So < S1,
Do > D1, a technological parameter t or rate of upsetting being represented by

, the said bar (1) placed in a supporting tool or container (2, 6) being subjected
to the action of upsetting by a forging press punch (3), exerting itself on the end
of the bar, characterised in that it comprises at least two successive stages:
- (a) a first upsetting stage during which, at least from a first stage of deformation,
a contact is maintained between at least three generatrixes of the said portion of
bar and the inner surface of a first container (2) which comprises, between two of
the said lines of contact (5a, 5b, 5c, 5d) respectively, a protuberance (4a, 4b, 4c,
4d) of longitudinal trough shape forming in cross section a lobed part;
- (b) a second upsetting stage during which, at least from a first stage of deformation,
a contact is maintained between the peak generatrixes of the longitudinal protuberances
obtained on the first blank (16) at the end of the first stage (a) and the inner cavity
surface of a second container (6), the said inner cavity surface presenting a shape
of the contour enveloping the said first blank, and in that the said upset rate (t)
obtained in two passes is at least equal to 8.
2. Process for producing blade root blanks by upsetting forged bar in accordance with
Claim 1, in which during the first stage (a), the first container (2) presents in
cross section an inner contour of generally cruciform shape and the first blank (1b,
1c) upset is maintained during the course of the said first stage (a) in accordance
with four longitudinal generatrixes (5a, 5b, 5c, 5d) peripherally spaced at 90° to
each other and presents at the end of the first stage (a) four longitudinal protuberances
oriented at 90° from each other.
3. Process for producing blanks by upsetting forged bar in accordance with either of
Claims 1 and 2 in which during the second stage (b), the second container (6) presents
in cross section an inner contour of generally square shape, with rounded corners.
4. Process for producing blanks by upsetting forged bar in accordance with either of
Claims 1 and 2 in which during the second stage (b), the second container (8a) presents
in cross section a circular inner contour.
5. Upsetting tool enveloping a blank (1b, 1c) forged from bar, designed for putting into
practice a production process conforming to any of Claims 1 to 4 consisting of two
containers (2, 6) each comprising a cavity (4, 8) in which is placed the said blank
(1b, 1c) characterised in that the first container (2) suited to the carrying out
of the first stage (a) of the said process presents an inner cavity surface geometry
(4) such that before forging the blank (1b) is in contact, at least from a first stage
of deformation, at least in accordance with three generatrixes, with the matching
generatrixes (5a, 5b, 5c, 5d) of the container (2) and such that trough-shaped longitudinal
protuberances (4a, 4b, 4c 4d) are formed between the said generatrixes (5a, 5b, 5c,
5d) and in that the said second container (8)[sic. 8a] adapted for the carrying out
of the second stage (b) of the said process presents an inner cavity surface geometry
(8) such that the cross sectional contour envelopes the inner surface cavity geometry
contour of the first container and that the inner surface cavity contour shapes of
the said first (2) and second containers (6) are tangents in accordance with at least
three generatrixes and are secants at no point.
6. Tools designed for carrying out the process of manufacturing blanks by upsetting forged
bar in accordance with Claim 5 characterised in that the said first container (2)
comprises a cavity presenting a cruciform cross section with four lobes, spaced at
90° from each other.
7. Tools designed for carrying out the process of manufacturing blanks by upsetting forged
bar in accordance with either of Claims 5 or 6 characterised in that the said second
container (6) comprises a cavity (8a) of generally square shape, with rounded corners,
the length of one side of the square representing the distance between two peaks of
protuberances diametrically opposite (1d-1f, 1e-1g) the first container.
8. Tools designed for carrying out the process of manufacturing blanks by upsetting forged
bar in accordance with either of Claims 5 or 6 characterised in that the said second
container comprises a cavity (8a) presenting a circular cross section whose circumference
envelopes the cavity section (4) of the first container (2).
1. Verfahren zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial für den Fuß einer
Turbomaschinen-Kompressorschaufel durch Stauchen, wobei wenigstens ein Stangenabschnitt
(1b) mit der Ausgangslänge Lo und dem Ausgangsquerschnitt So des Durchmessers Do durch
Stauchen in einen Stangenabschnitt (1d) mit der Endlänge L1 und dem Endquerschnitt
S1 des Durchmessers D1 dergestalt umgewandelt wird, daß Lo > L1, So < S1, Do > D1,
wobei ein technischer Parameter t oder Stauchungsgrad ausgedrückt ist durch


, wobei die genannte, in ein Haltewerkzeug oder Behälter (2, 6) gesteckte Stange
(1) der Staucheinwirkung eines Stempels (3) einer Schmiedepresse ausgesetzt wird,
die auf das Ende der Stange ausgeübt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß es aus wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schritten
besteht:
- (a) einem ersten Stauchschritt, bei dem zumindest ab einem ersten Verformungsstadium
eine Berührung zwischen mindestens drei Mantellinien des genannten Stangenabschnitts
und der Innenfläche eines ersten Behälters (2) aufrechterhalten wird, der zwischen
zwei der genannten Berührungslinien (5a, 5b, 5c, 5d) jeweils eine hohle Ausstülpung
(4a, 4b, 4c, 4d) in Längsrichtung aufweist, die im Querschnitt einen keulenförmigen
Abschnitt bildet;
- (b) einem zweiten Stauchschritt, bei dem zumindest ab einem ersten Verformungsstadium
eine Berührung zwischen den Spitzen (1d, 1e, 1f, 1g) der länglichen Ausstülpungen,
die an dem ersten Rohling (1c) am Ende des ersten Schritts (a) erzielt werden, und
der Innenfläche der Höhlung eines zweiten Behälters (6) aufrechterhalten wird, wobei
die genannte Innenfläche der Höhlung eine Form der Kontur aufweist, die den genannten
ersten Rohling umhüllt, und daß der genannte Stauchungsgrad (t), der in zwei Durchgängen
erzielt wird, mindestens gleich 8 ist.
2. Verfahren zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial durch Stauchen
nach Anspruch 1, wobei beim ersten Schritt (a) der erste Behälter (2) im Querschnitt
eine allgemein kreuzförmige Innenkontur aufweist und der erste gestauchte Rohling
(1b, 1c) während des genannten ersten Schritts (a) an vier Mantellinien (5a, 5b, 5c,
5d) in Längsrichtung gehalten wird, die am Umfang um 90° versetzt voneinander verteilt
sind, und am Ende des ersten Schritts (a) vier Ausstülpungen in Längsrichtung aufweist,
die im 90°-Winkel zueinander liegen.
3. Verfahren zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial durch Stauchen
nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei beim zweiten Schritt (b) der zweite Behälter
(6) im Querschnitt eine allgemein quadratische Innenkontur mit abgerundeten Ecken
aufweist.
4. Verfahren zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge aus Stangenmaterial durch Stauchen
nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei beim zweiten Schritt (b) der zweite Behälter
(8a) im Querschnitt eine kreisförmige Innenkontur aufweist.
5. Stauchwerkzeug, das einen geschmiedeten Rohling (1b, 1c) aus Stangenmaterial umhüllt,
zur Durchführung eines Herstellungsverfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend
aus zwei Behältern (2, 6), die jeweils eine Höhlung (4, 8) aufweisen, in der der genannte
Rohling (1b, 1c) angeordnet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Behälter (2), der für die Durchführung des
ersten Schritts (a) des genannten Verfahrens geeignet ist, eine dergestalte Innenflächengeometrie
der Höhlung (4) aufweist, daß der Rohling (1b) vor dem Stauchen zumindest ab einem
ersten Verformungsstadium mit mindestens drei Mantellinien in Berührung mit den zusammenwirkenden
Mantellinien (5a, 5b, 5c, 5d) des Behälters (2) ist und daß zwischen den genannten
Mantellinien (5a, 5b, 5c, 5d) hohle Ausstülpungen (4a, 4b, 4c, 4d) in Längsrichtung
ausgeführt sind,
und daß der zweite Behälter (6), der für die Durchführung des zweiten Schritts
(b) des genannten Verfahrens geeignet ist, eine dergestalte Innenflächengeometrie
der Höhlung (8) aufweist, daß die Querschnittkontur die Innenflächenkontur der Höhlung
des ersten Behälters umhüllt und daß die Konturen der Höhlungsinnenflächen des genannten
ersten (2) und zweiten Behälters (6) mit mindestens drei Mantellinien Tangenten bilden
und in keinem Punkt schneidend verlaufen.
6. Werkzeugausrüstung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge
aus Stangenmaterial durch Stauchen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
erste Behälter (2) eine Höhlung mit einem kreuzförmigen Querschnitt mit vier im 90°-Winkel
zueinander angeordneten Keulen (4a, 4b, 4c, 4d) aufweist.
7. Werkzeugausrüstung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge
aus Stangenmaterial durch Stauchen nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der genannte zweite Behälter (6) eine Höhlung (8) mit einem allgemein quadratischen
Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweist, wobei die Länge einer Seite des Quadrats
den Abstand zwischen zwei sich diametral gegenüberliegenden Ausstülpungsgipfeln (1d-1f,
1e-1g) des ersten Behälters (2) darstellt.
8. Werkzeugausrüstung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung geschmiedeter Rohlinge
aus Stangenmaterial durch Stauchen nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der genannte zweite Behälter eine Höhlung (8a) mit einem kreisförmigen Querschnitt
aufweist, dessen Umfangslinie den Querschnitt der Höhlung (4) des ersten Behälters
(2) umhüllt.