Relever les défis de l'usinage de disques de turbine d'avion
Des outils spécifiques, conçus pour relever les défis uniques et répondre aux exigences de tolérances strictes lors de la fabrication de disques de turbine d'avions et de composants associés.Usinage d'un disque de turbine – nous présentons des fonctionnalités avancées de skiving et en "pieds de sapin" à l'aide de la fabrication additive par arc électrique.
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Les opérations d'usinage clés nécessaires à la production de disques d'aubes de turbines de moteurs aéronautiques comprennent l'ébauche des queues d'aronde et des sapins, le brochage des queues d'aronde, le skiving des cannelures, le profilage des arêtes, le tournage d'ébauche et le tournage de finition. Toutes les opérations nécessitent le respect de tolérances extrêmement strictes et la réalisation d'états de surface spécifiques, tout en évitant la production de chaleur susceptible d'affecter l'intégrité du matériau de base. Au fur et à mesure que ces opérations d'usinage séquentielles progressent, l'investissement en temps et en efforts augmente considérablement la valeur de la pièce. Par conséquent, chaque fois que vous pouvez améliorer la vitesse et l'efficacité de chaque opération, vous réduisez les délais de livraison et augmentez la rentabilité.
Les disques d'aube de turbine peuvent nécessiter entre 45 et 135 queues d'aronde/sapins, le temps d'usinage dépendant de l'épaisseur du disque. Les profils femelles des queues d'aronde et des sapins des disques correspondent aux profils mâles des pales de turbine, de compresseur et de ventilateur. Lors du pré-usinage des disques, les fraises Seco haute performance et en carbure monobloc, ainsi que les fraises à profil spécial pour les queues d'aronde et les sapins, vous permettent d'équilibrer le temps, le coût et le risque. Les outils offrent des taux d'enlèvement de matière élevés pour réduire les temps de cycle sans imposer de contraintes au disque. Ce faisant, ils réduisent également le risque de rupture de l'outil, de détérioration des pièces et de mise au rebut. Pour des économies supplémentaires et une durée de vie plus longue, Seco propose des programmes de reconditionnement et de recyclage pour les outils à queue d'aronde.
Bien que plusieurs fabricants de l'aéronautique soient passés au fraisage de rainures en queue d'aronde, beaucoup sont obligés de les ébaucher et de les semi-finir par la méthode du brochage.
Dans ces cas, la combinaison d'outils et de plaquettes sur mesure de haute qualité, tels que les barres de brochage, avec les stratégies de programmation CNC de brochage avancées de Seco, vous permet d'obtenir des tolérances extrêmement serrées et des états de surface rigoureux beaucoup plus rapidement dans un temps de traitement global réduit.
Pour réaliser des cannelures d'engrenage de disque de turbine, les fabricants aéronautiques utilisent des machines à engrenages dédiées ou optent pour le skiving d'engrenages sur des centres d'usinage multitâches de type tournage-fraisage. Lors de l'usinage sur des machines à engrenages dédiées, les solutions de fraisage d'engrenages de Seco peuvent réduire les temps de cycle de manière significative, ce qui est essentiel pour la production de grandes séries. Cependant, ces machines spécialisées impliquent des investissements initiaux plus importants et les inévitables goulots d'étranglement de la production lors de l'installation. Elles ajoutent également une autre machine au processus global de fabrication des disques de turbine, augmentant le risque d'erreurs de réglage tout en consommant un précieux temps de production.
Le taillage d'engrenages peut être intéressant pour les fabricants de disques de turboréacteur car les outils de skiving Seco augmentent la flexibilité des process et élimine de fastidieux temps de réglages pour les opérations sur plusieurs machines. Avec moins de configurations, vous réduisez également de manière significative le risque d'erreurs et le cumul des tolérances.

Toute incohérence dans l'ébavurage/le profilage des arêtes des disques de turbine peut conduire à une défaillance de la pièce et à des résultats catastrophiques. Vous pouvez donc effectuer cette tâche sous forme d'opération mécanisée contrôlée par CNC avec des outils MEP de Seco. Contrairement à l'ébavurage manuel qui prend du temps et qui est dangereux pour les opérateurs, le MEP élimine le facteur humain de l'équation et se déroule dans une machine fermée. La pièce reste bridée après les opérations précédentes afin de maintenir les points de référence, d'assurer la fiabilité et la haute qualité tout en préservant la santé et la sécurité des opérateurs.
Les investissements en équipement et en temps liés à l'ébavurage manuel se reportent alors sur les outils destinés à l'équipement existant. Avec les outils MEP de Seco, vous bénéficiez d'un accès complet aux caractéristiques de la pièce - depuis le haut, le bas ou le long de différents rayons - de sorte qu'aucune arête n'est oubliée.

En fonction du matériau de la pièce, les fabricants de l'aéronautique utilisent des plaquettes en céramique ou en carbure pour ébaucher les disques. Dans les deux cas, le contrôle du débit copeaux est obligatoire pour maximiser la productivité. La combinaison d'un arrosage à haute pression et de plaquettes Seco en céramique et en carbure correctement programmées peut permettre une gestion efficace des copeaux. Il y a donc moins d'écaillage des arêtes et de rupture des plaquettes, ce qui minimise les interventions et maximise la sécurité du processus.
Toute imperfection dans les surfaces finies des disques d'aubes de turbines de moteurs à réaction peut entraîner des fissures dangereuses pour l'intégrité de la surface et une défaillance de la pièce. Lors du tournage de finition, vous devez respecter des tolérances exactes et produire de parfaits états de surface sans générer de chaleur ou ajouter des quantités exorbitantes de temps à l'ensemble du processus de production. Pour relever ces défis, Seco propose des outils PCBN et carbure avancés conçus pour les stratégies d'usinage que vous pouvez utiliser pour obtenir des surfaces sans imperfection avec un niveau d'intégrité optimal.
En qualité de fabricant aéronautique, vous considérez vos fournisseurs d'outils comme des partenaires ainsi que comme une source de produits performants. Les services additionnels de Seco améliorent la qualité de cette relation et sa valeur pour vous. Ces services comprennent le reconditionnement des outils pour un meilleur amortissement des coûts, une expertise en matière de conseil qui aide à l'optimisation des processus et un approvisionnement fiable des outils. Un fournisseur d'outils doit proposer une approche holistique des paramètres, des machines, des montages et de la programmation afin d'aider les industriels à optimiser l'ensemble de leur processus et à obtenir une valeur maximale.
Les opérations d'usinage essentielles pour la production de disques de turbine aéronautique incluent le skiving, l'usinage des queues d'aronde avec fraises de forme, l'usinage des interfaces de raccordement, le tournage des ailettes d'étanchéité et le profilage mécanisé des arêtes. Toutes ces opérations exigent des tolérances exceptionnellement serrées et la génération d'état de surface spécifiques, tout en minimisant la génération de chaleur qui affecte l'intégrité du matériau de base.
Dans cette démonstration, découvrez comment nous relevons le défi d'usiner des matériaux difficiles en utilisant les dernières stratégies et les outils Seco. Notre machine de tournage-fraisage 5 axes offre des capacités en skiving et tournage multi-axes.
Le système de bridage a été méticuleusement conçu pour protéger les éléments critiques comme les ailettes d'étanchéité et intègre un mandrin expansible avec cannelures externes qui s'adaptent parfaitement et maintiennent fermement les cannelures internes de la pièce, assurant une stabilité extrême tout au long du processus d'usinage.

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